Estudo, análise e implementação de uma metodologia para otimização de rendimento em sistemas compostos por conversores em paralelo
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Data
2014-09-05Primeiro coorientador
Rech, Cassiano
Primeiro membro da banca
Bertomeu, Jordi Zaragoza
Segundo membro da banca
Kamphorst, Carmo Henrique
Terceiro membro da banca
Schuch, Luciano
Quarto membro da banca
Montagner, Vinícius Foletto
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Esta Tese de Doutorado propõe uma nova metodologia para maximização do rendimento
em sistemas compostos por conversores paralelos. Para um determinado número de conversores
disponíveis em um sistema, suas potências máximas e suas curvas ou superfícies de rendimento,
a metodologia proposta identifica o número de conversores necessários e uma distribuição
ótima de potência para que o máximo rendimento possível seja obtido para todos os níveis de
potência que o sistema é capaz de processar. Demonstra-se que a maximização do rendimento
em arranjos de conversores paralelos é um problema de otimização não-linear com restrições e
pode apresentar múltiplosmínimos locais ou mesmomúltiplosmínimos globais. Para contornar
estes problemas, a metodologia proposta emprega etapas de otimização global, por meio de
um algoritmo genético, de otimização local, conduzida por um algoritmo de programação
sequencial quadrática, e uma etapa de resolução de ambiguidade para a escolha do mínimo
global mais apropriado. A importância da maximização do rendimento, principalmente para
operação em baixas potências, torna-se evidente quando os sistemas são alimentados por fontes
renováveis como solar ou eólica. Neste sentido é apresentada uma análise da capacidade
de geração de energia solar fotovoltaica em algumas cidades brasileiras a partir de bases
de dados de estações solarimétricas instaladas nas cidades de São Martinho da Serra (RS),
Ourinhos (SP), Brasília (DF) e Petrolina (PE). Desta análise apresenta-se um método para
a obtenção das equações de rendimento médio ponderado para cada região de acordo com
os procedimentos estabelecidos pela norma IEC 61683. Propõe-se também uma estratégia
de controle supervisor para implementar as distribuições ótimas de potência resultantes da
aplicação da metodologia proposta. Esta estratégia de controle baseia-se no compartilhamento
ativo da corrente dos conversores a partir de uma ou mais variáveis de decisão. Uma extensiva
verificação experimental avalia o comportamento dinâmico e a aplicação da estratégia de
controle supervisor para diferentes pontos de operação, com variações tanto de potência quanto
de tensão de entrada. Em todos os casos analisados, demonstra-se que a metodologia proposta é
capaz de determinar com precisão a distribuição de potência que resulta no rendimento máximo
do sistema. Análises comparativas com uma estratégia convencional de compartilhamento de
potência demonstram que a metodologia proposta é capaz de melhorar significativamente o
rendimento do sistema, principalmente para operação em baixa potência.
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