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dc.creatorDupont, Fabrício Hoff
dc.date.accessioned2021-07-15T19:05:59Z
dc.date.available2021-07-15T19:05:59Z
dc.date.issued2014-09-05
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/21510
dc.description.abstractThis PhD Dissertation proposes a new methodology for efficiency maximization in systems comprising parallel converters. For a given number of system converters, their maximum power and their efficiency curves, the proposed methodology identifies the number of necessary converters and an optimum power distribution so that the maximum efficiency is achieved for all power levels that the system is able to handle. It is shown that the efficiency maximization in systems formed by parallel converters is a nonlinear optimization problem with restrictions and could present multiple local minima or even multiple global minima. To overcome this problem, the proposed methodology employ stages of global optimization, by means of a genetic algorithm, and local optimization, carried out by a a sequential quadratic programming algorithm. The importance of efficiency maximization becomes clear when the systems are fed by renewable sources as wind or photovoltaic, mainly during low-power operations. In this sense, an analysis of the capacity of photovoltaic energy generation is presented for some Brazilian cities, which is built from data bases of meteorological stations installed in the cities of São Martinho da Serra (RS), Ourinhos (SP), Brasília (DF) e Petrolina (PE). From this analysis a method for obtaining the equations of weighted average efficiency is presented for each region according to the procedures established by the IEC 61683 standard. A supervisory control strategy is also proposed to implement the optimal power distributions that results from the application of the proposed methodology. This control strategy is based on the active current sharing between the converters from one or more decision variables. An extensive experimental verification evaluates the dynamic behavior and the employment of the supervisory control strategy to different operating points, with variations both for handled power and for input voltage. For all the analyzed cases, one demonstrates that the proposed methodology is capable to precisely find the power distribution that provides the maximum efficiency for the system. Comparative analysis against a conventional power sharing strategy shows that the proposed methodology allows a significant efficiency improvement of the system, mainly for low-power operation.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectMaximização de rendimentopor
dc.subjectParalelismo de conversorespor
dc.subjectEnergias renováveispor
dc.subjectEnergia fotovoltaicapor
dc.subjectEfficiency maximizationeng
dc.subjectParallel converterseng
dc.subjectRenewable energieseng
dc.subjectPhotovoltaic energyeng
dc.titleEstudo, análise e implementação de uma metodologia para otimização de rendimento em sistemas compostos por conversores em paralelopor
dc.title.alternativeStudy, analysis and implementation of a methodology for efficiency optimization in systems composed of parallel converterseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoEsta 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.por
dc.contributor.advisor1Pinheiro, José Renes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2333794966860226por
dc.contributor.advisor-co1Rech, Cassiano
dc.contributor.referee1Bertomeu, Jordi Zaragoza
dc.contributor.referee2Kamphorst, Carmo Henrique
dc.contributor.referee3Schuch, Luciano
dc.contributor.referee4Montagner, Vinícius Foletto
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2244266032297061por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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