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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49504| ORCID: | http://orcid.org/0009-0005-1420-0454 |
| Tipo do documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Título: | Análise e controle de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica com mitigação de harmônicas e armazenamento de energia |
| Título(s) alternativo(s): | Analysis and control of a grid-connected photovoltaic system with harmonic mitigation and energy storage |
| Autor(es): | Santos, Poliana Caldeira dos |
| Primeiro orientador: | Lima, Gustavo Brito de |
| Primeiro coorientador: | Oliveira, Thales Lima |
| Primeiro membro da banca: | Moura, Fabrício Augusto Matheus |
| Segundo membro da banca: | Rodrigues, Danillo Borges |
| Resumo: | Este trabalho apresenta a análise e o controle de um sistema fotovoltaico monofásico conectado à rede elétrica com integração de armazenamento de energia e mitigação de distorções harmônicas. O sistema proposto é composto por um arranjo fotovoltaico conectado ao barramento em corrente contínua por meio de um conversor CC–CC Boost, um sistema de armazenamento baseado em baterias associado a um conversor bidirecional Buck–Boost e um inversor CC–CA Full-Bridge responsável pela interface com a rede elétrica. Como estratégia para melhoria da qualidade da energia elétrica, foram investigadas e comparadas diferentes topologias de filtros passivos, do tipo L, LC e LCL, aplicadas à redução das distorções harmônicas produzidas pelo inversor. A metodologia adotada baseou-se na modelagem matemática, projeto dos controladores e simulação computacional no software PSIM, considerando diferentes condições operacionais do sistema para avaliação do desempenho elétrico, da regulação do barramento CC e dos índices de qualidade da energia. Foram analisados os impactos da inserção dos filtros na forma de onda da corrente injetada na rede e no desempenho global do sistema. Os resultados demonstraram que todas as topologias avaliadas contribuíram para a redução da distorção harmônica total de corrente (DHTi), sendo obtidos valores de 3,77% para o filtro L, 2,20% para o filtro LC e 1,94% para o filtro LCL, evidenciando o melhor desempenho desta última configuração. Adicionalmente, o sistema apresentou fator de potência de até 0,9999 e manutenção da tensão do barramento CC regulada em 400 V, indicando desempenho satisfatório do sistema de controle e adequada integração entre geração fotovoltaica, armazenamento de energia e conexão com a rede elétrica. |
| Abstract: | This work presents the analysis and control of a single-phase grid-connected photovoltaic system with integrated energy storage and harmonic distortion mitigation. The proposed system consists of a photovoltaic array connected to the direct current (DC) bus through a DC–DC Boost converter, an energy storage system based on batteries associated with a bidirectional Buck–Boost converter, and a Full-Bridge DC–AC inverter responsible for interfacing with the electrical grid. As a strategy to improve power quality, different passive filter topologies, namely L, LC, and LCL, were investigated and compared regarding their effectiveness in reducing harmonic distortions produced by the inverter. The adopted methodology was based on mathematical modeling, controller design, and computational simulation using PSIM software under different operating conditions to evaluate electrical performance, DC bus regulation, and power quality indices. The impacts of filter insertion on the injected current waveform and on the overall system performance were analyzed. The results demonstrated that all evaluated topologies contributed to reducing the Total Harmonic Distortion of current (THDi), achieving values of 3.77% for the L filter, 2.20% for the LC filter, and 1.94% for the LCL filter, highlighting the superior performance of the latter configuration. Additionally, the system achieved a power factor of up to 0.9999 and maintained the DC bus voltage regulated at 400 V, indicating satisfactory control performance and proper integration among photovoltaic generation, energy storage, and grid connection. It is concluded that the combined use of control techniques and passive filtering contributes to improving power quality and enhancing the operational performance of grid-connected photovoltaic systems. |
| Palavras-chave: | Sistema fotovoltaico conectado à rede Grid-connected photovoltaic system Qualidade da energia elétrica Power quality Filtros passivos Passive filters Distorção harmônica total Total harmonic distortion Armazenamento de energia Energy storage Conversores eletrônicos Power electronic converters |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::GERACAO DA ENERGIA ELETRICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA |
| Assunto: | Engenharia elétrica |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
| Referência: | SANTOS, Poliana Caldeira dos. Análise e controle de um sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica com mitigação de harmônicas e armazenamento de energia. 2026. 190 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.453 |
| Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.453 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49504 |
| Data de defesa: | 13-Jul-2026 |
| Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): | ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos. |
| Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica |
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