Projeto do Controle Preditivo Baseado no Modelo com Modulação Usando o Mapa de Desempenho de um VSC com Filtro L Conectado a Rede

Jefferson S. Costa; Angelo Lunardi; Alfeu J. Sguarezi Filho

doi:10.18618/REP.2022.4.0014

Authors

Jefferson S. Costa Universidade Federal do Pará (UFPA), Tucuruí-PA, Brasil.
Angelo Lunardi Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André-SP, Brasil.
Alfeu J. Sguarezi Filho Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André-SP, Brasil.

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2022.4.0014

Keywords:

controle de corrente, Conversor cc-ca, Conversor Conectado à Rede, Projeto do controle preditivo, Conversor com filtro L

Abstract

O controle preditivo baseado no modelo é uma técnica muito utilizada para lidar com os desafios do controle de conversores de potência empregados como interface entre energias renováveis e a rede elétrica. Essa técnica combina o controle em malha fechada com minimização do erro e do esforço de controle, mas a sintonia de forma sistemática ainda é um desafio em aberto e pouco se conhece sobre os efeitos dos parâmetros desse controlador no desempenho em malha fechada de conversores fonte de tensão conectados à rede. Neste artigo um controlador preditivo com modulação é aplicado no referencial síncrono a um conversor de potência com filtro indutivo. Como proposta de sintonia do controlador, primeiro avalia-se os polos de malha fechada para limitar os parâmetros e garantir a estabilidade. Depois o desempenho em malha fechada é refinado mapeando o desempenho do sistema de controle considerando simultaneamente horizontes de tempo do modelo preditivo e os fatores de peso da função custo. Os ajustes propostos para o controlador foram validados experimentalmente em uma bancada de baixa potência e comparados com o preditivo Finite Control Set. Os resultados corroboram o projeto do controlado com desempenho comparável e até superior a outras técnicas de controle avançado.

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Author Biographies

Jefferson S. Costa, Universidade Federal do Pará (UFPA), Tucuruí-PA, Brasil.

recebeu os títulos de Bacharel e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA), Tucuruí, Pará, Brasil, em 2013 e 2016, respectivamente. Desde 2021 cursa o Doutorado em Energia pela Universidade Federal de ABC (UFABC), Santo André, Brasil. De 2014 a 2016, ele colaborou com o departamento de física da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), Rio de Janeiro, RJ, Brasil, onde trabalhou no desenvolvimento de nanosensores fotônicos. Atualmente é professor da UFPA, Tucuruí, Pará, Brasil, ensinando cálculo, eletromagnetismo e materiais elétricos. Seus interesses de pesquisa incluem controle aplicado a acionamentos de máquinas, conversores de potência, veículos elétricos e energia fotovoltaica e eólica.

Angelo Lunardi, Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André-SP, Brasil.

é graduado em Engenharia Eletrônica em 2015 pelo Instituto Mauá de Tecnologia, onde durante o curso realizou trabalho científico como iniciação científica em 2013 com foco em simulação computacional e controle multivariável, obteve em 2017 o título de Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal Universidade do ABC(UFABC) em pesquisa de controle aplicado a geração de energia eólica. Em 2022 obteve o título de Doutor em Engenharia Elétrica pela Eletrôn. Potên., Florianópolis, v. 27, n. 4, p. 366-376, out./dez. 2022 376 Universidade de São Paulo (USP) com a tese intitulada Controle Preditivo Robusto Aplicado ao Conversor Conectado à Rede. Atualmente bolsista FUCAMP pós-doutorado com pesquisa em Micro-redes pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).

Alfeu J. Sguarezi Filho, Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André-SP, Brasil.

recebeu o título de Bacharel em Engenharia Elétrica pela Faculdade Área 1, Salvador, Brasil, em 2005 e os títulos de Mestrado e Doutorado pela Universidade de Campinas, Campinas, Brasil, em 2007 e 2010, respectivamente. De 2010 a 2011, foi Pesquisador da Universidade de Campinas, sob o Programa de Pós-Doutorado da FAPESP. Ele é membro sênior do IEEE e membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência. Atualmente é Professor da Universidade Federal de ABC (UFABC), Santo André, Brasil, lecionando nas áreas de máquinas elétricas, eletrônica de potência e acionamentos elétricos. Seus interesses de pesquisa incluem acionamentos de máquinas, geradores de indução duplamente alimentados, controle de potência e sistemas de energia elétrica.

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