Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master Thesis presents the development of a grid-connected transformerless
three-phase photovoltaic inverter. The Neutral Point Clamped (NPC) three-level inverter was
chosen for implementation. The grid connection is made with a modified LCL filter (MLCL),
where the common point of the output filter capacitors is connected directly to the dc bus
central point (neutral point). The MLCL filter reduces the leakage current of photovoltaic
system and attenuates the current harmonics injected in the grid. A passive damping of MLCL
filter resonance peak was employed in order to avoid instability in the grid connection. In this
sense, this Master Thesis contributes proposing a passive damping design method which is
based not only on the stability requirement, but also considers the leakage current of
photovoltaic system, once that passive damping impacts on the high frequency components of
voltage on parasitic capacitance. Therefore, based on leakage current limit and current loop
stability, a range for the damping resistance was obtained. The control system of the threephase
inverter was developed in a synchronous reference frame (dq0), where the proper
alignment with the grid voltage reference vector allows the independent control of active and
reactive power inject in the grid. Simulation and experimental results are shown to evaluate
the inverter performance and to validate the theoretical analysis. / Esta Dissertação de Mestrado apresenta o desenvolvimento de um inversor
fotovoltaico trifásico não isolado conectado à rede. A topologia desenvolvida foi a de um
inversor trifásico três níveis com ponto neutro grampeado (NPC Neutral Point Clamped). A
conexão com a rede é feita através de um filtro LCL modificado (LCLM), que possui o ponto
comum dos seus capacitores conectado ao ponto central do barramento CC do inversor. O
filtro LCLM possui a finalidade de reduzir a corrente de fuga do sistema fotovoltaico ao
mesmo tempo em que atenua os harmônicos de corrente injetados na rede. De modo a evitar
problemas de instabilidade da malha de corrente do inversor, um sistema de amortecimento
passivo do pico de ressonância do filtro LCLM foi empregado. Neste sentido, esta Dissertação
de Mestrado contribui propondo um método de projeto do amortecimento passivo que se
baseia não somente no critério de estabilidade, mas que também considera a corrente de fuga
do sistema fotovoltaico, uma vez que o amortecimento impacta na atenuação das
componentes de alta frequência da tensão sobre a capacitância parasita dos módulos
fotovoltaicos. Com isso, uma faixa de valores para a resistência de amortecimento foi obtida a
partir do limite permitido para a corrente de fuga e da estabilidade da malha de corrente. O
sistema de controle do inversor trifásico foi desenvolvido com base no sistema de
coordenadas síncronas dq0, cujo correto alinhamento com o vetor de referência das tensões da
rede permite o controle independente das potências ativa e reativa injetadas na rede.
Resultados experimentais e de simulação são apresentados de modo a comprovar o
desempenho do inversor trifásico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8560 |
| Date | 09 March 2015 |
| Creators | Giacomini, Julian Cezar |
| Contributors | Rech, Cassiano, Bradaschia, Fabrício, Michels, Leandro |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 64098d57-ec9e-498c-823c-7d3c3559e353, d4bb81ff-ea0b-4b11-85ef-a188674b4a8e, 11377013-2393-4bc4-a04c-394b07836293, 3c19ab1c-31eb-4642-8019-b5c9f076f277 |
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