Contribuições para o controle de conversores de painéis fotovoltaicos com rastreamento de máxima potência utilizando algoritmos quasi-newton e filtro de Kalman estendido

Abstract

ResumoO presente trabalho propõe um novo algoritmo de controle voltado para o Rastreamento de Máxima Potência, do inglês Maximum Power Point Tracking (MPPT), para painéis solares. O algoritmo proposto é constituído por um bloco de processamento, capaz de realizar a otimização de aplicações fotovoltaicas, baseado no acoplamento de três métodos:(i) algoritmo quase-Newtoniano (QN), que consiste de uma modificação do algoritmo de Newton-Raphson de modo a torná-lo de segunda ordem;(ii) a predição um passo à frente do estado, a partir de um filtro de Kalman estendido;(iii) um controlador preditivo baseado em modelo (MPC) utilizando um modelo de estados finitos.O controlador proposto, intitulado QN-EKF-MPC, foi aplicado em um conversor DC-DC elevador de tensão (Boost). Foram realizadas simulações a fim de analisar o desempenho do sistema de controle a tempo de convergência, estabilidade e robustez a ruídos, sob influência de variações bruscas nos parâmetros de operação. Por meio das simulações apresentadas constatou-se melhora nos parâmetros avaliados de robustez ao ruído e rastreio em comparação com o algoritmo Perturb and Observe (P&O) e as demais topologias utilizadas.