Desenvolvimento e análise de estratégias de controle para conversores eletrônicos em sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica

Abstract

No presente trabalho, documenta-se a elaboração de uma estrutura completa de controle para um arranjo fotovoltaico conectado à rede elétrica trifásica equilibrada. Para se alcançar o funcionamento adequado, desenvolvem-se e integram-se diferentes estruturas de controles aplicadas aos conversores eletrônicos de potência, contemplando tanto o conversor CC-CC SEPIC (Single-Ended Primary Inductor Converter) quanto o inversor trifásico de ponte completa. O primeiro dispositivo eletrônico citado é responsável pelo adequado condicionamento e regulação da energia proveniente do arranjo fotovoltaico, utilizando principalmente do algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracking) para geração de um valor de referência de tensão dos terminais do arranjo por meio do cálculo do ponto de máxima potência fornecida pelos paineis. Além disso, de forma mais próxima à rede de distribuição elétrica, o inversor trifásico de ponte completa é integrado com um filtro de rede por meio da topologia LCL, cuja função é a de reduzir os componentes harmônicos provenientes da frequência de chaveamento do inversor, bem como uma estrutura de sincronização PLL (Phase Locked Loop), que garante que a injeção de energia na rede ocorra em conformidade com a tensão e frequência da rede elétrica. Por meio das simulações e resultados obtidos, é de interesse avaliar a eficiência, estabilidade e qualidade da energia entregue, medindo principalmente os níveis de tensão, corrente e potência ativa nos terminais de interesse, demonstrando desempenho adequado das estratégias de controle implementadas, por meio da alta eficiência de sincronismo de fase entre o conversor e a fonte, bem como atingindo um desvio padrão na potência em torno de 500 VA.