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Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
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Aula 04Conversores CC/CC – Part I
Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV
Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep
heverton.pereira@ufv.br
www.gesep.ufv.br
TEL: +55 (31) 3899-3266
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Controladores de carga
Arranjo Fotovoltaico
Cont. de carga Estágio CC/CC
MPPT
Equipamento CA
Inversor
Banco de Baterias
Equipamento CC
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Controladores de carga
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Como trabalhar no ponto de máxima potência?
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Algoritmos de MPPT
ESRAM, T.; CHAPMAN, P. L. Comparison of photovoltaic array maximum power point trackingtechniques. IEEE Transactions on Energy Conversion, p. 439-449, 2007.
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: Fração da tensão de circuito aberto
J. J. Schoeman and J. D. van Wyk, “A simplified maximal power controller for terrestrial photovoltaicpanel arrays,” inProc. 13th Annu. IEEE Power Electron. Spec. Conf., 1982, pp. 361–367.
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: P&O
• Periodicamente incrementa oudecrementa a tensão e compara apotência de saída com seu valoranterior;
• Se a potência aumentou, a direção daperturbação continuará na mesmadireção no próximo ciclo;
• Quando o MPP é alcançado, oalgoritmo P&O oscilará em torno dele.
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: P&O
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: P&O limitações
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: Condutância Incremental
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: dP-P&O
D. Sera, T. Kerekes, R. Teodorescu, and F. Blaabjerg, “Improved MPPT method for rapidlychanging environmental conditions,” inProc. IEEE Int. Symp. Ind. Electron., 2006, vol. 2, pp.1420–1425.
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: dP-P&O modificado
Dezso Sera, Remus Teodorescu, Jochen Hantschel, and Michael Knoll. Optimized MaximumPower Point Tracker for Fast-Changing Environmental Conditions. IEEE Transactions onIndustrial Electronics, Vol. 55, No. 7, July 2008
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: Condutância Incremental
O. Wasynczuk, “Dynamic behavior of a class of photovoltaic power systems,” IEEE Trans.Power App. Syst., vol. 102, no. 9, pp. 3031–3037,Sep. 1983
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: Correlação de ripple
• Esse método usa o ripple da potência p�� e o ripple detensão v�� para encontrar a derivada da potência dP/dV;
• Usado um filtro passa alta de primeira ordem. Então, usa-se um filtro passa-baixa para calcular o valor médio daderivada;
• Se ���� · ���� é positivo, o ponto de operação está àesquerda do MPP (dP/dV > 0);
• se ���� · ���� é negativo o ponto de operação está à direitado MPP (dP/dV < 0).
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
MPPT: Correlação de ripple
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Perfis de radiação para testes de MPPT
Eficiência Dinâmica:
Eficiência Instantânea:
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Circuito do Conversor Buck
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Dispositivo em modo on
Circuito do Conversor Buck
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ELT 429 – INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
Modelagem do Conversor Buck
Dispositivo em modo off
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Linearização do modelo
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