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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Estudos para Implementação de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica Utilizando Inversores Multiníveis em Condições de Sombreamento Parcial
Autor(es): GUSTAVO VINICIUS MOURA OLIVEIRA
Primeiro orientador: TIAGO HENRIQUE DE ABREU MATEUS
Resumo: Este trabalho avalia as estratégias de modulação PS-PWM e LS-PWM, incluindo PD-PWM, POD-PWM e APOD-PWM, em inversores multiníveis ponte-H em cascata (MLI-CHB). O objetivo principal é analisar o impacto na distorção harmônica total (DHT) e na qualidade da energia elétrica, com ênfase na viabilidade de aplicações conectadas à rede. Para complementar, foi implementado um algoritmo MPPT do tipo Perturbe e Observe (P&O) em um conversor boost, validando sua eficiência em cenários de variações dinâmicas de irradiância, comuns em sistemas fotovoltaicos. A pesquisa também aborda o uso de um filtro LCL para mitigar harmônicos residuais e o sincronismo com a rede por meio de PLL (Phase-Locked Loop) e transformada de Park, atendendo normas como ANEEL e IEEE 519. Embora focada em um inversor monofásico, a análise destaca sua viabilidade em sistemas de baixa potência. A metodologia incluiu revisão bibliográfica e simulações no Simulink/MatLab, avaliando cenários como sombreamento parcial. Os resultados mostram que a modulação APOD-PWM atingiu DHT inferior a 1%, destacando-se como solução eficiente. O MPPT provou ser eficaz em maximizar a extração de energia em condições dinâmicas. Testes validaram o MLI-CHB com fontes de tensão contínua, com e sem o filtro LCL, além de avaliar o controle MPPT separadamente. Conclui-se que a topologia multinível alia eficiência e qualidade em aplicações de baixa potência. No entanto, futuros estudos devem explorar implementações práticas completas, integrando MPPT, sincronismo com a rede e operação sob sombreamento parcial e cargas variáveis.
Abstract: This study evaluates PS-PWM and LS-PWM modulation strategies, including PD-PWM, POD-PWM, and APOD-PWM, applied to cascaded H-bridge multilevel inverters (MLI-CHB). The main objective is to analyze their impact on total harmonic distortion (THD) and power quality, emphasizing their feasibility for grid-connected applications. Additionally, a Perturb and Observe (P&O) MPPT algorithm was implemented in a boost converter, validating its efficiency under dynamic irradiance conditions commonly observed in photovoltaic systems. The research also explores the use of an LCL filter to mitigate residual harmonics and grid synchronization through a Phase-Locked Loop (PLL) combined with Park’s transform, meeting standards such as ANEEL and IEEE 519. While focused on single-phase inverters, the analysis highlights their potential for low-power systems. The methodology involved a comprehensive literature review and simulations using Simulink/MatLab, evaluating scenarios like partial shading. Results demonstrate that the APOD-PWM modulation achieved THD below 1%, standing out as an efficient solution. The MPPT proved effective in maximizing energy extraction under dynamic conditions. Tests validated the MLI-CHB using DC voltage sources, with and without the LCL filter, and independently assessed the MPPT control. In conclusion, the multilevel topology combines efficiency and quality for low-power applications. However, future studies should explore complete practical implementations, integrating MPPT, grid synchronization, and operation under partial shading and variable loads.
Palavras-chave: Modulação PS-PWM
Modulação LS-PWM
Inversores Multiníveis
Distorção Harmônica Total
MPPT
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/10612
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Engenharia Elétrica - Bacharelado (FAENG)

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