Técnicas de modulação por largura de pulso para conversor isolado em ponte completa com dois estágios aplicado a sistemas fotovoltaico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: KINAS, Jonatas Rodrigo.
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26459
Resumo: Esta dissertação apresenta o estudo de um sistema de geração fotovoltaica por meio de micro-inversores. O objetivo principal deste trabalho consiste em analisar, projetar e desenvolver um conversor de dois estágios, composto por um conversor CC-CC isolado em ponte completa e um inversor PWM ponte completa, para injetar na rede de distribuição a energia fornecida por um único painel fotovoltaico de 260 W. A modelagem matemática dos módulos fotovoltaicos é desenvolvida tanto para a conexão em série quanto em paralelo. Também, são examinadas as etapas de operação do conversor CC-CC isolado em ponte completa, junto com as técnicas de modulação PWM convencionais para o inversor. Os critérios de projeto de um filtro de saída LCL são discutidos, considerando os efeitos da res- sonância. Em seguida, apresentam-se duas estratégias de controle, encarregadas da injeção de corrente na rede e da regulação de tensão do barramento intermediário. Para comprovar a operação do sistema de geração, simulações usando o software PSIM foram realizadas, em malha aberta e malha fechada, para diferentes condições de irradiação. Finalmente, validaram-se as análises teóricas e as simulações usando um protótipo, do qual obtiveram-se as curvas de eficiência e de distorção harmônica da corrente fornecida.
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O objetivo principal deste trabalho consiste em analisar, projetar e desenvolver um conversor de dois estágios, composto por um conversor CC-CC isolado em ponte completa e um inversor PWM ponte completa, para injetar na rede de distribuição a energia fornecida por um único painel fotovoltaico de 260 W. A modelagem matemática dos módulos fotovoltaicos é desenvolvida tanto para a conexão em série quanto em paralelo. Também, são examinadas as etapas de operação do conversor CC-CC isolado em ponte completa, junto com as técnicas de modulação PWM convencionais para o inversor. Os critérios de projeto de um filtro de saída LCL são discutidos, considerando os efeitos da res- sonância. Em seguida, apresentam-se duas estratégias de controle, encarregadas da injeção de corrente na rede e da regulação de tensão do barramento intermediário. Para comprovar a operação do sistema de geração, simulações usando o software PSIM foram realizadas, em malha aberta e malha fechada, para diferentes condições de irradiação. Finalmente, validaram-se as análises teóricas e as simulações usando um protótipo, do qual obtiveram-se as curvas de eficiência e de distorção harmônica da corrente fornecida.This dissertation presents the study of a system of photovoltaic generation using micro-inverters. The main objective of this work is to analyze, design and develop a two- stage inverter, consisting of a isolated full-bridge DC-DC converter and a PWM full-bridge inverter, to inject energy into the grid from a single photovoltaic panel 260 W. The mathe- matical modeling of photovoltaic modules has been developed for both a serial and parallel connection. In addition, operation stages of the isolated full-bridge DC-DC converter and conventional PWM modulation techniques for the inverter are examined. The design crite- ria of an LCL output filter are discussed considering the effects of the resonance. Hereafter, two control strategies are introduced to inject current into the grid and to regulate the intermediate dc-link voltage. To verify the generation system operation, simulations using PSIM software were performed for open- and closed-loop at different irradiation conditions. Finally, theoretical analyzes and simulations were validated using a prototype, with which the efficiency and current total harmonic distortion measurements were obtained.Submitted by nelia pereira (neliabiu52@gmail.com) on 2022-07-27T18:22:51Z No. of bitstreams: 1 JONATAS RODRIGO KINAS - (PPGEE) 2018.pdf: 22678288 bytes, checksum: f58f43c2fc74d6f4709d265a58bba1de (MD5)Made available in DSpace on 2022-07-27T18:22:51Z (GMT). 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Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica E informática, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALJONATAS RODRIGO KINAS - DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2018.pdfJONATAS RODRIGO KINAS - DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2018.pdfapplication/pdf21916964http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/26459/3/JONATAS+RODRIGO+KINAS+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGEE%29+2018.pdff872660e07b9298c41515568c6890d9aMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/26459/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/264592022-08-25 15:36:15.459oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512024-07-01T10:30:38.192728Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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