ESTRATÉGIA DE CONTROLE PARA REDUÇÃO DE ONDULAÇÃO DE TENSÃO EM INVERSORES FOTOVOLTAICOS MONOFÁSICOS DE DOIS ESTÁGIOS
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2022.1068Palavras-chave:
Sistemas fotovoltaicos, Inversor fotovoltaico para conexão com a rede elétrica, ControleResumo
Inversores fotovoltaicos monofásicos tem sido amplamente empregados em sistemas com potência nominal inferior a 10 kW. Dentre as diversas topologias de inversores disponíveis, aquelas baseadas nos inversores de ponte completa estão presentes em diversos inversores comerciais. É sabido que os inversores fotovoltaicos apresentam uma ondulação de segundo harmônico na tensão de barramento c.c. devido ao fato de a potência instantânea não ser constante. Esta ondulação de tensão pode provocar variações na tensão terminal dos módulos fotovoltaicos, reduzindo assim a eficiência do seguimento do ponto de potência máxima, mesmo em inversores com dois estágios de conversão (com conversor c.c./c.c.). Este trabalho propões uma técnica de controle simplificada que visa a redução da ondulação nos terminais do módulo fotovoltaico em inversores de duplo estágio de conversão. A técnica é baseada em uma normalização em tempo real do sinal de controle do conversor c.c./c.c. e não requer nenhuma medição adicional. O desempenho é avaliado por meio de simulações. O estudo de caso baseia-se em um inversor fotovoltaico de 4.4 kVA/220 V com entrada para duas séries fotovoltaicas. Para o estudo de caso avaliado, a técnica proposta resultou em ganhos de eficiência estática de até 0,74% e ganho de eficiência dinâmica de 0,87%, possibilitando aumentar a energia gerada pelo sistema fotovoltaico.
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Referências
Choi, W. Y., S. G. Song, S. J. Park, K. H. Kim, e Y. C. Lim. “Photovoltaic Module Integrated Converter System Minimizing input ripple current for inverter load.” IEEE INTELEC 2009 - 31st International Telecommunications Energy Conference, 2009.
Ciobotaru, M., R. Teodorescu, e F. Blaabjerg. “A new single-phase PLL structure based on second order generalized integrator.” IEEE Power Electronics Specialists Conference, 2006: 1-6.
de Barros, R.C., R.P. Silva, D.B. da Silveira, W.C. Boaventura, A.F. Cupertino, e H.A. Pereira. “Third Harmonic Injection Method for Reliability Improvement of Single-Phase PV Inverters.” IEEE 15th Brazilian Power Electronics Conference, 2019.
Falck, J., C. Felgemacher, A. Rojko, M. Liserre, e P. Zacharias. “Reliability of Power Electronic Systems: An Industry Perspective.” IEEE Industrial Electronics Magazine, 2018.
Guo, B., et al. “Optimization Design and Control of Single-Stage Single-Phase PV Inverters for MPPT Improvement.” IEEE Transactions on Power Electronics 35 (2020).
Haeberlin, H., e P. Scharerf. “New procedure for measuring dynamic mpp-tracking efficiency at grid-connected pv inverters.” 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2009: 21-25.
Jeong, H. G., G. S. Kim, e K. B. Lee. “Second-Order Harmonic Reduction Technique for Photovoltaic Power Conditioning Systems Using a Proportional-Resonant.” Energies ISSN 1996-1073, 2013.
Kan, S., X. Ruan, H. Dang, L. Zhang, e X. Huang. “Second Harmonic Current Reduction in Front-End DC-DC Converter for Two-Stage Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected Inverter.” IEEE Transactions on Power Electronics, 2019.
Liu, B., et al. “A modified modulation for single-phase photovoltaic/battery inverter to improve AC power quality with low DC-link capacitance.” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019.
Lyden, S., e M. Haque. “Maximum power point tracking techniques for photovoltaic systems: A comprehensive review and comparative analysis.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 52, 2015.
Ross, R. G., e M. I. Smokler. “Electricity from photovoltaic solar cells: Flat-plate solar array project: Final report: Volume 6.” Engineering sciences and reliability. JPL Publication, NASA, Springfield, VA., 1986.
Wu, T. F., C. H. Chang, L. C. Lin, e C. L. Kuo. “Power Loss Comparison of Single- and Two-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systems.” IEEE Transactions on Energy Conversion, 2011.
Xavier, L. S., A. F. Cupertino, e H. A. Pereira. “Ancillary services provided by photovoltaic inverters: Single and three phase control strategies.” Computers & Electrical Engineering, Volume 70, 2018: 102-121.
Zeng, J., M. Zhuo, H. Cheng, T. Kim, V. Winstead, e L. Wu. “Power pulsation decoupling for a two-stage single-phase photovoltaic inverter with film capacitor.” IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2017.