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Type: TCC
Title: Análise de controladores de corrente de um sistema de geração fotovoltaico com mitigação de correntes harmônicas na rede elétrica
Authors: Pereira, Marcelo Guedes
Advisor: Moreira, Adson Bezerra
Keywords in Brazilian Portuguese : Sistema FV;Controlador de Corrente PI;Controlador de Corrente P-Multiressonante;FAP;T HD
Keywords in English : PV System;PI current controller;P-Multi-resonant Current Controller;AFP;T HDi
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 2022
Citation: PEREIRA, Marcelo Guedes. Análise de controladores de corrente de um sistema de geração fotovoltaico com mitigação de correntes harmônicas na rede elétrica, 2022.TCC (Curso de graduação em Engenharia Elétrica) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Neste trabalho foi avaliado o comportamento de um sistema de geração de energia fotovoltaica (FV) conectada à rede elétrica. O sistema FV possui capacidade nominal de geração de 6,7KWp e são analisadas as aplicações dos controladores de correntes Proporcional Integrativo (PI) e o Proporcional Multiressonante (P-Multiressonante) nas malhas de controle das correntes. Uma carga não-linear é conectada ao ponto de acoplamento comum (PAC) e demanda uma corrente não-senoidal que deve ser suprida integralmente. Um filtro ativo de potência (FAP) é adicionado ao CLR através de um algoritmo que permite compensar as componentes harmônicas presentes nas correntes da rede elétrica. A estrutura do sistema consiste em um arranjo FV com módulos em série. O modelo dos módulos FV é de diodo único com parâmetros obtidos através da fabricante BYD com o modelo B6K-36, que por sua vez, é conectado ao conversor elevador do tipo boost. O conversor boost é conectado ao CLR por meio de um barramento CC, com tensão fixa. Neste esquema, os controladores do CLR em coordenadas αβ, são responsáveis pelo controle da tensão do barramento CC, da corrente fornecida ao PAC, das potências ativa e reativa. Os resultados foram obtidos por meio do software de simulação computacional Matlab/Simulink. Dois estudos de casos são analisados para investigar a efetividade dos controladores de correntes empregadas no CLR. No caso 1, o sistema FV opera com o controlador de corrente PI do CLR, nas condições sem atuação da FAP e com atuação da FAP, e no caso 2 o sistema FV opera com o controlador de corrente P-Multiressonante, em condições de atuação do FAP ou sem atuação do FAP ao CLR. A T HDi (Total Harmonic Distortion) de 19,4% foi reduzida para 4,06% (caso 1) e a T HDi de 10,14% reduziu para 1,04% (caso 2) quando o sistema FV opera em sua condições nominais. Desta forma, o controlador utilizado no caso 2 mostrou-se mais eficaz para geração FV e melhoria da qualidade de energia.
Abstract: In this work the behaviour of a grid connected photovoltaic (PV) power generation system was evaluated. The PV system has a nominal generation capacity of 6.7KWp and the applications of Proportional Integrative (PI) and Proportional Multiresonant (P-Multiresonant) current controllers in the current control loops are analyzed.A non-linear load is connected to the common coupling point (CAP) and demands a non-sinusoidal current that must be fully supplied. An active power filter (APF) is added to the CLR through an algorithm that allows to compensate the harmonic components present in the grid currents. The system structure consists of a PV arrangement with modules in series. The model of the PV modules is single diode with parameters obtained from the manufacturer BYD with model B6K-36, which in turn is connected to the boost type elevating converter. The boost converter is connected to the CLR by means of a DC bus, with fixed voltage. In this scheme, the CLR controllers, in αβ coordinates, are responsible for controlling the DC bus voltage, the current supplied to the PAC, the active and reactive powers. The results were obtained using Matlab/Simulink computer simulation software. Two case studies are analysed to investigate the effectiveness of the current controllers employed in the CLR. In case 1, the PV system operates with the PI current controller of the CLR, in the conditions without PAF actuation and with PAF actuation, and in case 2, the PV system operates with the P-Multi-resonant current controller, in conditions with PAF actuation or without PAF actuation to the CLR. The T HDi (Total Harmonic Distortion) of 19.4% was reduced to 4.06% (case 1) and the T HDi of 10.14% was reduced to 1.04% (case 2) when the PV system operates in its nominal conditions. Thus, the controller used in case 2 proved to be more effective for PV generation and power quality improvement.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77980
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1126-6192
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1139950938150729
Access Rights: Acesso Aberto
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