Modelagem de Pequenos Sinais no Espaço de Estados para Estruturas de Controle Hierárquico em Eixos Síncronos Aplicado ao Paralelismo de UPS Trifásicas

William A. Venturini; Henrique Jank; Mário L. S. Martins; Luiz A. C. Lopes; Fábio E. Bisogno

doi:10.18618/REP.2020.1.0066

Authors

William A. Venturini Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil
Henrique Jank Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil
Mário L. S. Martins Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil
Luiz A. C. Lopes Concordia University, Montreal − QC, Canadá
Fábio E. Bisogno Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2020.1.0066

Keywords:

Controle Hierárquico, Espaço de Estados, Fontes Ininterruptas de Energia, Modelagem de Pequenos Sinais

Abstract

Este trabalho propõe uma modelagem de pequenos sinais em eixos síncronos para estruturas de controle hierárquico aplicado ao paralelismo de UPSs trifásicas onde são incluídas todas as malhas de controle. São consideradas as malhas internas de corrente e tensão, impedância virtual, controle droop e malhas do controle secundário para restaurações de amplitude e frequência, bem como para a equalização de potências. A modelagem é desenvolvida no espaço de estados e consiste na linearização do sistema em torno de um ponto de equilíbrio. Os modelos obtidos são validados através de resultados de simulação, e correspondem precisamente aos valores médios das formas de onda analisadas. Resultados hardware-in-the-loop demonstram a funcionalidade da modelagem proposta na definição dos ganhos dos controladores da estrutura de controle hierárquico utilizada, bem como seu desempenho.

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Author Biographies

William A. Venturini, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil

possui graduação (2014) e mestrado (2016) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente cursa doutorado pela mesma instituição, onde desenvolve seus trabalhos no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Realizou Doutorado Sanduíche na Concordia University, em Montreal - Canadá, pelo Programa Institucional de Internacionalização (PrInt) da CAPES e o Estágio Curricular de Graduação junto ao Fraunhofer Institute - IZM, situado em Berlim - Alemanha. Suas principais áreas de interesse incluem modelagem e controle digital de sistemas, fontes ininterruptas de energia e paralelismo de inversores. É membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e sociedades IEEE.

Henrique Jank, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil

nascido em 16/04/1991, engenheiro eletricista pela Universidade de Santa Cruz do Sul (2013), mestre pela Universidade Federal de Santa Maria (2016), atualmente cursa doutorado pela Universidade Federal de Santa Maria, onde atua como pesquisador no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Seus interesses atuais de pesquisa incluem conversores estáticos, modelagem e controle, fontes ininterruptas de energia e paralelismo de inversores.

Mário L. S. Martins, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil

nasceu em Palmeira das Missões, RS, Brasil, em 01/01/1976. É engenheiro eletricista (1999), mestre (2002) e doutor (2008) em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria. De 2006 a 2012 foi professor da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - PR, Pato Branco, Brasil. Em 2012, passou a trabalhar como professor Adjunto no Departamento de Eletrônica e Computação (DELC) da Universidade Federal de Santa Maria. Suas áreas de interesse incluem SMPS, UPS, inversores fotovoltaicos e energias renováveis. Dr. Martins é membro de várias sociedades do IEEE.

Luiz A. C. Lopes, Concordia University, Montreal − QC, Canadá

nascido em Belém-PA, Brasil, em 1965. Graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA) em 1986, Mestre pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Florianópolis, Brasil, em 1989 e Ph. D. pela McGill University em Montreal, Canadá, em 1996. Desde 2002, atua como professor associado ao Departamento de Engenharia da Concordia University. Suas áreas de interesse incluem sistemas de potência distribuídos e fontes de energia renováveis.

Fábio E. Bisogno, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria − RS, Brasil

nascido em 07/04/1973 em Santa Maria, RS, é engenheiro eletricista (1999) e mestre (2001) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria e doutor (2006) em Engenharia Elétrica pela Technische Universität Chemnitz. Paralelo com o doutorado esteve empregado no instituto de pesquisa Fraunhofer AIS e depois Fraunhofer IAIS e IZM, Alemanha. Atualmente é professor adjunto na Universidade Federal de Santa Maria. Suas principais áreas de interesse são: reatores eletrônicos, sistemas auto-oscilantes, transformadores piezolétricos, conversores ressonantes e fontes ininterruptas de energia (UPS).

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