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Título: Desenvolvimento de inversor fotovoltaico conectado à rede elétrica com sistema de armazenamento de energia e isolamento galvânico
Título(s) alternativo(s): Development of a photovoltaic inverter connected to the electrical network with an energy storage system and galvanic isolation
Autor(es): Gati, Victor
Orientador(es): Romaneli, Eduardo Félix Ribeiro
Palavras-chave: Sistemas de energia fotovoltaica
Geração de energia fotovoltaica
Energia - Fontes alternativas
Energia - Armazenamento
Fonte de energia ininterrupta
Inversores elétricos - Desenvolvimento
Conversores de corrente elétrica - Desenvolvimento
Transformadores elétricos
Eletrônica de potência
Processamento de sinais - Técnicas digitais
Simulação (Computadores)
Photovoltaic power systems
Photovoltaic power generation
Renewable energy sources
Energy storage
Uninterruptible power supply
Electric inverters - Development
Electric current converters - Development
Electric transformers
Power electronics
Signal processing - Digital technique
Computer simulation
Data do documento: 28-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: GATI, Victor. Desenvolvimento de inversor fotovoltaico conectado à rede elétrica com sistema de armazenamento de energia e isolamento galvânico. 2019. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conversor CC-CC Boost multi fase em cascata com um conversor CC-CA meia ponte, elaborando assim, um sistema CC-CA isolado para aplicações em sistemas fotovoltaicos com sistema de armazenamento de energia. Para a construção deste inversor foi empregado o conversor CC-CC Boost multifase ponte completa com transformador isolador em alta frequência. Com isso, o sistema multifase com entrada em corrente reduziu o tamanho dos magnéticos e a ondulação de corrente na fonte de entrada. Com a conexão no barramento do conversor CC-CA de topologia meia ponte foi possível modular uma fonte de tensão em uma carga ou utilizar sua saída para injetar corrente na rede da concessionária. Assim, chegou-se a um inversor fotovoltaico com funcionalidades de sistema ininterrupto de energia. Seguindo a regulamentação em vigor das diretrizes sobre sistemas fotovoltaicos, o inversor foi desenvolvido para alimentar a rede com fator de potência unitário e taxa de distorção harmônica inferior a 5%. O inversor foi controlado com um processador de sinais digitais, através da utilização de um controlador proporcional integrador e controle repetitivo embarcado. Ao final, os testes foram realizados em laboratório em um protótipo do inversor fotovoltaico desenvolvido de 2000 W.
Abstract: This research presents the development of a multi-phase Boost DC-DC converter in cascade with a half-bridge DC-AC converter. An isolated DC-AC system for applications in photovoltaic systems with energy storage system was developed. For the construction of this inverter, the DC-DC full bridge multi-phase Boost converter with high frequency isolating transformer was used. The multi-phase input current system reduced the size of magnetics and the current ripple through the input source. It was possible to modulate a voltage source into a load or use its output to inject current into the line grid when a half-bridge topology DC-AC converter was connected to the voltage bus. This photovoltaic inverter presents characteristics of uninterruptible power supply system. Following the current regulation of the guidelines on photovoltaic systems, the inverter was developed to supply the grid with unit power factor and harmonic distortion rate lower than 5%. The inverter was controlled by a digital signal processor using an embedded proportional-integer controller and a repetitive controller. Tests were performed with a functional 2000W prototype in laboratory.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4706
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