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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-1893-0241
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Inversor CSI multifileiras fotovoltaico de estágio único sem transformador conectado à rede elétrica
Alternate title (s): Grid-tied transformerless single-stage photovoltaic multistring CSI inverter
Author: Lima, Rodrigo Rimoldi de
First Advisor: Freitas, Luiz Carlos Gomes de
First coorientator: Melo, Fernando Cardoso
First member of the Committee: Coelho, Ernane Antônio Alves
Second member of the Committee: Melo, Guilherme de Azevedo e
Third member of the Committee: Barreto, Luiz Henrique Silva Colado
Summary: O presente trabalho expõe o desenvolvimento de um inversor do tipo CSI (Current Source Inverter) fotovoltaico multifileiras de estágio único sem transformador destinado a operar exclusivamente em conexão com a rede elétrica (grid-tied) visando a injeção de corrente com alto padrão de qualidade. Para tanto, uma corrente senoidal retificada é imposta sobre o indutor de entrada, permitindo o disparo por histerese dos transistores do inversor. A presença de um filtro CL no ponto comum de conexão com a rede atua na imposição de tensão com característica senoidal na saída do conversor, fato que colabora com a injeção de corrente na rede elétrica também com aspecto senoidal. Como o protótipo concebido não contempla a alimentação de cargas isoladas da rede (stand-alone), nenhuma fonte energética de retaguarda foi inserida na concepção da estrutura. A energia na entrada é mantida exclusivamente através de duas fileiras fotovoltaicas. No controle da estrutura, cabe salientar o emprego de um PLL e um controlador proporcional-ressonante, destinados a garantir o sincronismo da corrente produzida pelo conversor com a tensão da rede elétrica. Os resultados computacionais e experimentais obtidos demonstram a operação do conversor proposto com eficiência energética em torno de 87% e taxa de distorção harmônica total dentro de patamares normativos nacionais e internacionais.
Abstract: This document exposes the development of a transformerless single-stage multistring photovoltaic CSI inverter exclusively focused in grid-tied operations, aiming high quality current injection. For this purpose, a rectified sinusoidal current is imposed on the input inductor, allowing the hysteresis trip of the inverter's transistors. The presence of a CL filter at the point of common connection to the grid allows to impose a voltage with a sinusoidal characteristic at the output of the converter, a fact that contributes to the current injection on grid also with a sinusoidal aspect. As the prototype conceived does not contemplate the supply of isolated loads from the network (stand-alone), no rear energy source was inserted in the design of the structure. The input energy is maintained exclusively through two photovoltaic strings. In the control of the structure, it is importante to notice the use of a PLL and a proportional-resonant controller, intended to guarantee the synchronism between the current produced by the converter and the grid voltage. The computational and experimental results obtained demonstrate the operation of the proposed converter with energy efficiency around 87% and total harmonic distortion rate within national and international normative levels.
Keywords: Controlador proporcional-ressonante
Proportional-resonant controller
CSI
Grid-tied
Estágio único
Single-stage
Filtro CL
CL filter
Multifileiras
Multistring
Sem transformador
Transformerless
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::CIRCUITOS ELETRICOS, MAGNETICOS E ELETRONICOS::CIRCUITOS ELETRONICOS
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::SISTEMAS ELETRONICOS DE MEDIDA E DE CONTROLE
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: LIMA, Rodrigo Rimoldi de. Inversor CSI multifileiras fotovoltaico de estágio único sem transformador conectado à rede elétrica. 2020. 173 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.386.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.386
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29261
Date of defense: 27-Mar-2020
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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