Análise de técnicas de otimização por enxame de partículas em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

• Autor(a) principal: Lopes, Guilherme de Lima
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5430
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Sistemas de energia fotovoltaica; Algoritmos computacionais; Controladores elétricos; Photovoltaic power systems; Computer algorithms; Electric controllers; Engenharia Elétrica

Considerando que o sistema fotovoltaico (FV) pode estar operando com sombreamento parcial, ou seja, apresentando um ponto global de máxima potência (GMPP) e diversos pontos locais de máxima potência (LMPP), este trabalho apresenta o estudo e análise de técnicas para o seguimento da máxima potência (MPPT). Neste trabalho, as técnicas de MPPT são baseadas na otimização por enxame de partículas (PSO), as quais são capazes de buscar o GMPP, melhorando a eficiência de seguimento do ponto de máxima potência (MPP) global do sistema, bem como aumentando o fator de rastreamento. Neste estudo são comparados os seguintes métodos: Perturba e Observa (P&O); PSO tradicional (PSO 1), PSO com peso inercial não linear (PSO 2); PSO com melhoramento caótico (PSO 3); e, por fim, PSO proposto com peso inercial variado a partir de mapa logístico (PSO 4). Os algoritmos PSO são analisados em um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica monofásica, o qual é composto por meio de um conversor CC-CC elevador (Boost) e um inversor monofásico em ponte completa. Adicionalmente, o algoritmo PSO é empregado para realizar a otimização dos ganhos dos controladores presentes tanto no controle multi-malhas do conversor Boost, quanto no controle da tensão do barramento CC e da malha de corrente de saída do inversor monofásico. Desta forma, o sistema FV apresentado consegue operar com melhor desempenho dinâmico, além de, apresentar melhores índices transitórios e em regime na busca do GMPP, uma vez que tanto a busca da máxima potência, quantos os ganhos dos controladores estão otimizados. O sistema FV é analisado considerando o cenário de irradiação solar uniforme sobre o arranjo, bem como, quando ocorre condições de sombreamento parcial. Por meio de resultados de simulação, as técnicas de MPPT são avaliadas umas com as outras comparando o fator de seguimento, tempo de convergência, oscilação de potência em regime permanente, eficiência na busca do GMPP, assim como a distorção harmônica total na corrente injetada na rede elétrica. Além disso, é realizado a análise de desempenho do sistema FV considerando a sintonização dos compensadores PI pelo método da análise da resposta em frequência e do PSO associado a análise da resposta em frequência.