Título: DETECÇÃO DE FALHA EM CONVERSOR CC-CC APLICÁVEL EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

Título alternativo: FAULT DETECTION IN DC-DC CONVERTER APPLICABLE IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS

Autoria de: Tainá Mendes Botelho

Orientação de: Daniel Augusto Pereira

Presidente da banca: Daniel Augusto Pereira

Primeiro membro da banca: Silvia Costa Ferreira

Segundo membro da banca: Vinicius Miranda Pacheco

Palavras-chaves: Energia Fotovoltaica, Conversor VR-BESS, Detecção de Falha, Filtro de Kalman, Observador de Estado.

Data da defesa: 28/11/2022

Semestre letivo da defesa: 2022-2

Data da versão final: 15/12/2022

Data da publicação: 15/12/2022

Referência: Botelho, T. M. DETECÇÃO DE FALHA EM CONVERSOR CC-CC APLICÁVEL EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. 2022. 84 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Controle e Automação Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.

Resumo: Este trabalho apresenta detecção de falha para um conversor CC-CC aplicável em sistemas fotovoltaicos, conhecido como VR-BESS (Voltage Regulator ?? Battery Energy Storage System). Este conversor proporciona a regulação da tensão de alimentação da carga e controle do carregamento e descarregamento da bateria. Estudos sobre sua representação matemática e controle utilizando alocação de polos já foram previamente apresentados na literatura. Esta estrutura integra componentes eletrônicos que estão constantemente sujeitos a falhas, sejam elas por exposição desses elementos à altas temperaturas ou a umidade do ambiente. Dessa forma, é de grande importância que essas falhas sejam identificadas, para manter o pleno funcionamento do sistema independente do cenário em que estão submetidos. Nesse sentido, este trabalho fornece a detecção de falha ao sistema, a fim de alcançar a eficiência completa da aplicação, dado que este tema não foi estudado com devida profundidade para este conversor. Desta forma, propõe o uso de observadores de estado e filtro de Kalman para gerar resíduos através da estimação dos estados do conversor, a partir desta variável detectar falhas em seus componentes passivos. Este método é avaliado por meio de simulações utilizando o software MatlabSimulink, onde é possível comparar o desempenho das técnicas propostas. Os resultados mostram que o filtro de Kalman pode ser mais assertivo em uma análise residual simples, mas que ambos os estimadores se mostram eficazes quando comparados em uma análise residual mais específica.

Abstract: This work presents fault detection for a DC-DC converter applicable in photovoltaic systems, known as VR-BESS (Voltage Regulator ?? Battery Energy Storage System). This converter provides load supply voltage regulation and battery charging and discharging control. Studies on its mathematical representation and control using pole allocation have previously been presented in the literature. This structure integrates electronic components that are constantly subject to failure, whether due to exposure of these elements to high temperatures or ambient humidity. Therefore, it is of great importance that these failures are identified, in order to maintain the full functioning of the system regardless of the scenario in which they are submitted. In this sense, this work provides the failure detection to the system, in order to reach the complete efficiency of the application, given that this topic was not studied in due depth for this converter. Thus, it proposes the use of state observers and a Kalman filter to generate residuals by estimating the states of the converter, from this variable to detect faults in its passive components. This method is evaluated through simulations using the MatlabSimulink software, where it is possible to compare the performance of the proposed techniques. The results show that the Kalman filter can be more assertive in a simple residual analysis, but that both estimators are effective when compared in a more specific residual analysis.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_de_controle_e_automacao/20222201711816

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G022 - ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Tainá Mendes Botelho e Universidade Federal de Lavras

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