Controle MPC com amortecimento ativo aplicado a um VSC com filtro LCL conectado à rede

• Autor(a) principal: Milani, Anísio Peixoto
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11774
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Controle preditivo; Amortecimento ativo; Resistor virtual; Filtro LCL; Predictive control; Active damping; Virtual resistor; LCL filter

A instalação de sistemas de geração distribuída, como a energia fotovoltaica e energia eólica, conectado à rede elétrica está em crescimento e, para sua conexão, são necessários conversores de potência junto a métodos de controles. Atualmente, o uso do controle preditivo está em desenvolvimento, principalmente para aplicações em eletrônica de potência. O controle preditivo baseado em modelo é abordado nessa dissertação devido a sua rápida resposta dinâmica, facilidade de incluir restrições e não linearidades, torna o sistema totalmente desacoplado, considera os casos multivariáveis e apresenta fácil implementação. Dessa forma, o presente trabalho apresenta a aplicação do controle preditivo baseado em modelo a um conversor com filtro LCL conectado à rede. Este controle prevê o comportamento futuro das variáveis de controle e, com essa informação, escolhe o melhor estado de comutação do conversor de acordo com a minimização de uma função custo. No entanto, é necessário elaborar o modelo matemático do sistema, onde foi desenvolvido utilizando o método de espaço de estados e posteriormente discretizado. As equações que descrevem o modelo foram descritas nas coordenadas naturais abc e posteriormente transformadas para as coordenadas estacionárias αβ através da transformada de Clarke. Para amortecer a ressonância intrínseca do filtro LCL, é detalhado o projeto de uma estratégia de amortecimento ativo baseada no resistor virtual, bem como a inclusão dessa restrição na função custo do controle preditivo. Adicionalmente, distúrbios foram inseridos na rede elétrica e técnicas afins de minimizá-los foram propostas. Finalmente, resultados de simulação são utilizados para avaliar o método proposto e mostrar sua eficácia.