Análise Comparativa de Algoritmos de Mppt Bioinspirados nos Lobos Cinzentos Empregando um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede Elétrica Trifásica

Leonardo P. Sampaio; Maykon V. Rocha; Sérgio A. O. da Silva; Marcelo H. F. Takami

doi:10.18618/REP.2019.1.0006

Authors

Leonardo P. Sampaio Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil
Maykon V. Rocha Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil
Sérgio A. O. da Silva Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil
Marcelo H. F. Takami Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2019.1.0006

Keywords:

Otimização dos Lobos Cinzentos, Sistema Fotovoltaico, Sombreamento Parcial, Técnicas de Seguimento do Ponto de Máxima Potência

Abstract

Este trabalho apresenta um sistema fotovoltaico (FV) trifásico de duplo estágio de conversão de energia conectado à rede elétrica, o qual é capaz de lidar com problemas de sombreamentos parciais em arranjos FV. Condições de sombreamentos parciais podem afetar o desempenho de sistemas FV, uma vez que as técnicas tradicionais de seguimento do ponto de máxima potência (MPPT – Maximum Power Point Tracking) podem operar em pontos de máximos locais de potência ao invés de máximos globais. Sendo assim, são apresentas quatro técnicas de MPPT bioinspiradas no método de otimização dos lobos cinzentos (GWO - Grey Wolf Optimization), as quais são capazes de extrair o ponto de máximo global de potência do sistema. Tais técnicas são denominadas neste trabalho como GWO, GWO-Beta, GWO-IC (Incremental Conductance) e GWO-P&O (Perturb and Observe). As referidas técnicas são avaliadas e comparadas uma com as outras empregando um sistema FV composto por um conversor CC/CC Boost e um inversor trifásico a três braços. Por meio de resultados de simulação e experimentais o desempenho e eficácia das quatro técnicas de MPPT são avaliadas levando em consideração o tempo de convergência, as oscilações de potência em regime permanente, assim como a eficiência na busca do ponto de máxima potência.

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Author Biographies

Leonardo P. Sampaio, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

é engenheiro eletricista (2008), mestre em engenharia elétrica (2010) e doutor em engenharia elétrica (2013) pela Universidade Estadual Paulista, Campus Ilha Solteira (UNESP/IS). É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 2012. É membro do Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). Seus principais interesses são: aproveitamento de energias alternativas e renováveis, aplicações fotovoltaicas, qualidade de energia, modelagem e controle de conversores estáticos empregando DSC, desenvolvimento de ferramentas educacionais e programação em Java e C. É membro da SOBRAEP.

Maykon V. Rocha, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

é engenheiro da computação (2016) pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP). Atualmente é aluno de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (UTFPR-CP) e desenvolve suas atividades de pesquisa no Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). Suas áreas de interesse englobam sistemas de energia renováveis, Técnicas de rastreamento da máxima potência, linguagem de programação e eletrônica de potência.

Sérgio A. O. da Silva, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

é engenheiro eletricista (1987) e mestre em engenharia elétrica (1989) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC); e doutor em engenharia elétrica (2001) pela Universidade Federal de Minas Gerais. É professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP) desde 1993. É coordenador do Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). Suas principais áreas de interesse são: condicionadores ativos de energia elétrica, sistemas de energia ininterrupta (UPS), sistemas de controle empregando DSC, qualidade da energia elétrica, sistemas de energia renováveis e desenvolvimento de ferramentas educacionais voltadas ao ensino de eletrônica de potência. É membro da SOBRAEP e IEEE-IES.

Marcelo H. F. Takami, Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Cornélio Procópio – PR, Brasil

é engenheiro eletricista (2015) e mestre em engenharia elétrica (2017) pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Cornélio Procópio (UTFPR-CP). Atualmente é doutorando no Programa de Pós-Graduação Associado em Engenharia Elétrica (UEL/UTFPR-CP) e desenvolve suas atividades de pesquisa no Laboratório de Eletrônica de Potência, Qualidade de Energia e Energias Renováveis (LEPQER). É professor colaborador do Departamento de Engenharia Elétrica da UTFPR-CP. Suas áreas de interesse englobam sistemas de energia renováveis, qualidade de energia, filtros ativos de potência. É membro da SOBRAEP.

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