Inversores multiníveis a capacitor flutuante : em aplicação de processamento de energia solar fotovoltaica conectado à rede elétrica de distribuição

Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar as características atreladas ao inversor multinível a capacitor flutuante aplicado a um sistema de processamento de energia de fonte fotovoltaica. Para tanto, faz-se uso de um levantamento da literatura com as descrições dos principais pontos que caracterizam essa topologia, como o seu princípio de funcionamento e como se dá seu comportamento ao longo de cada estado de operação, bem como as principais técnicas de modulação empregadas e as aplicações que essa topologia pode suprir considerando as vantagens e desvantagens que traz consigo. Além disso, utiliza-se o emprego qualiquantitativo de figuras de mérito como as formas de onda das principais grandezas elétricas (corrente e tensão) sobre os componentes, bem como a distorção harmônica total (DHT) na saída do inversor. A parte do projeto foi dividida em blocos e constituem a descrição e os resultados para cada um dos estágios do processamento de energia, considerando a implementação de rastreamento de máxima potência pelo método da variação de temperatura e pelo fechamento da malha com o controle da tensão de barramento CC e também da corrente injetada na rede elétrica. Os resultados foram obtidos via simulação no software Psim e o dimensionamento se deu em planilhas de software Mathcad.

The objective of this work presenting the characteristics linked to the floating capacitor multilevel inverter applied to a photovoltaic source energy processing system. In order to do so, a survey of the literature is used with descriptions of the main points that characterize this topology such as its operating principle and how its behavior occurs throughout each operating state as well as the main modulation techniques that are employed and the applications that this topology can supply, taking into account it advantages and disadvantages. In addition, the qualitative and quantitative use of figures of merit is used, such as the waveforms of the main electrical quantities (current and voltage) on the components, as well as the total harmonic distortion at the inverter output. The project part was divided into blocks and constitute the description and results for each of the energy processing stages, taking into account the implementation of maximum power tracking using the temperature variation method and by closing voltage control loop of the DC bus and also the current that is injected into the electrical network. The results were obtained via simulation in the software Psim and the design took place in Mathcad spreadsheets.