Controle preditivo generalizado com horizonte deslizante e controle direto de potência deadbeat aplicados em sistemas eólicos baseados no gerador de indução de rotor bobinado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Chaves, Juan Sebastián Solís
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109180
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho
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spelling Controle preditivo generalizado com horizonte deslizante e controle direto de potência deadbeat aplicados em sistemas eólicos baseados no gerador de indução de rotor bobinadoCONTROLE DEADBEATCONTROLE DIRETO DE POTÊNCIACONTROLE PREDITIVO GENERALIZADODEADBEAT CONTROLLERDIRECT POWER CONTROLDOUBLY-FED INDUCTION GENERATORPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA - UFABCOrientador: Prof. Dr. Alfeu J. Sguarezi FilhoTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017.Nesta pesquisa são propostos dois novos algoritmos de controle, operando a velocidade variável e robustos às variações nos parâmetros para um sistema eólico baseado no gerador de indução duplamente alimentado, cuja aplicação é realizada em condições normais de operação. Os controladores propostos são nomeados de Controle Direto de Potência (CDP) Deadbeat e do Controle Preditivo Generalizado com Horizonte Deslizante (CPG¿hd). O primeiro possui duas malhas de controle: uma para o desacoplamento do fluxo do estator e o controle das potências e a outra para o controle da corrente, essa malha é chamada de Deadbeat. O CDP calcula o vetor de tensão fornecido ao rotor a fim de garantir que a potência ativa e reativa atinjam seus valores de referência desejados. A dependência do algoritmo a parâmetros que tenham que ser sintonizados por meio de procedimentos heurísticos é nula quando é comparado com o controle Proporcional¿Integral ou Controle PI, sendo preciso somente calcular o coeficiente Gc. O segundo controlador, calcula os preditores para a corrente do rotor usando um horizonte de predição definido e assim obter as novas tensões do rotor que devem ser injetadas no sistema para controlar as potências ativa e reativa do estator com base nas equações do gerador. O CPG¿hd precisa de um parâmetro para sua sintonização chamado fator de peso do controlador, esse parâmetro faz parte da função de custo quadrática que deve ser minimizada, para obter um valor ótimo das tensões do rotor. Testes são feitos usando Matlab¿Simulink para os dois controladores operando sob condições normais de operação, ou seja: teste a velocidade fixa e teste a velocidade variável do rotor. Os mesmos testes são repetidos por meio de um protótipo de escala pequena disponível no LEPS . A dependência dos dois algoritmos às variações dos parâmetros foi também investigada, assim como a influência dos erros na estimativa desses parâmetros, obtendo-se um desempenho superior do controlador preditivo generalizado CPG¿hd sobre o CDP Deadbeat.In this research two new control algorithms for a wind power system based on the Double Fed Induction Generator (DFIG) are proposed. The wind energy system is operating under normal conditions i.e. fixed rotor speed, variable rotor speed and under variations in DFIG parameters. The proposed controllers are named Direct Power Control (DPC) Deadbeat and Long¿range Generalized Predictive Control (GPC¿dq). The DPC calculates the sup- plied voltage vector to the rotor to ensure that the active and reactive power reaches their desired reference values. The algorithm dependence on parameters that have to be tuned by means of heuristic procedures is zero when its compared with the Proportional¿Integral (PI) Control, being necessary only estimate the Gc coeficient. The second controller evalu- ates the DFIG predictive rotor currents, using a defined long-range prediction horizon and thus obtain the new rotor voltages that have to be injected to controlling the active and reactive stator powers. The GPC¿dq needs a parameter for been tuned, this is called as a weighting factor and is a part of the quadratic cost function that has to be minimized, to obtain an optimal value of the rotor voltages. Tests are done using Matlab¿Simulink for the two controllers operating under normal operating conditions, ie: a fixed speed test and a variable rotor speed test. The same tests are repeated using a small scale prototype avai- lable in the LEPS. The dependence of the two algorithms on the parameter variations was also investigated, as well as the influence of the errors in the estimation of these parame- ters, obtaining a superior performance for the long¿range generalized predictive controller over the other one.Sguarezi Filho, Alfeu JoãozinhoCasella, Ivan Roberto SantanaPelizari, AdemirSalles, Maurício Barbosa de CamargoFreitas Filho, Walmir deChaves, Juan Sebastián Solís2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf159 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109180http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109180&midiaext=75721http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109180&midiaext=75722Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=109180porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-22T16:04:22Zoai:BDTD:109180Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-03-22T16:04:22Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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