Algoritmos PLL aplicados em sistemas de geração de energia solar fotovoltaica

Abstract

Este trabalho de iniciação científica tem por objetivo analisar algoritmos Phase-Locked-Loop (PLL) para a sincronização de sistemas de geração de energia solar fotovoltaica monofásica com a rede elétrica da concessionária. A sincronização é uma parte importante no controle de conversores eletrônicos de potência conectados à rede. O ângulo de fase é fundamental no ponto de acoplamento e deve ser rastreado para controlar as transferências de energia entre o sistema fotovoltaico e a rede. Um PLL é um sistema de comparação e controle cuja tensão de saída depende da diferença de fase entre dois sinais de mesma frequência aplicados à sua entrada. Esta tensão é filtrada por um filtro passa-baixas que controla a frequência do bloco Voltage Controlled Oscilator (VCO) que gera um sinal cuja frequência pode ser deslocada dentro de uma faixa de valores a partir da tensão aplicada a sua entrada. A saída do VCO é realimentada e comparada com o sinal de entrada. São estudadas algumas técnicas de sincronização e escolhida a estrutura do PLL simples para implementação digital. Foi realizada uma revisão de várias estruturas PLL e apresentadas as principais características de cada tipo. Eles podem ser construídos sob várias topologias diferentes, mas todos mantêm as finalidades dos componentes da estrutura básica preservadas, ou seja, são sempre constituídos por um detector de fase, um filtro passa baixas e um oscilador controlador de tensão. São estudados os principais conversores CC-CC para o entendimento da necessidade de elevação da tensão gerada pelo painel fotovoltaico, dando-se ênfase ao conversor boost e também são apresentados o funcionamento básico e os componentes principais de sistemas fotovoltaicos de baixa potência, geralmente utilizados em telhados residenciais. Em função da crise da COVID-19 não se conseguiu realizar os experimentos programados.