Contribuições à utilização de observadores de estados em projetos de controladores aplicados em sistemas de geração distribuída
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Igor Dias Neto de Souza
Victor Costa da Silva Campos
Pedro Machado de Almeida
Victor Costa da Silva Campos
Pedro Machado de Almeida
Resumo
Este trabalho apresenta o projeto do controlador e observadores de estados aplicados
a um sistema de geração distribuída trifásico, contendo um conversor eletrônico de potência de dois níveis conectado à rede elétrica através de um fi ltro LCL. A estratégia de controle é desenvolvida via realimentação de estados e emprega diferentes abordagens de
observadores de estados. O sistema é modelado no referencial síncrono com o propósito de viabilizar a utilização de ações do tipo integral para a eliminação de erros em regime permanente no controle das potências ativa e reativa e na regulação da tensão no elo
c.c.. Para obtenção dos ganhos de realimentação de estados, utiliza-se da metodologia do Regulador Linear Quadrático, em que, a partir da regra de Bryson, procedimentos para sintonia e ajustes do controlador são analisados com base na resposta dinâmica do sistema. Além disso, são avaliados quatro diferentes abordagens de observadores de estados, cujo o principal propósito é diminuir o número de sensores necessários. Os observadores de estado analisados neste trabalho são: (i) ordem completa, (ii) ordem reduzida, (iii) estendido e (iv) entradas desconhecidas. Resultados de simulação são apresentados com o intuito de avaliar a estratégia de controle desenvolvida, bem como, veri ficar a e ficácia dos observadores de estados abordados neste trabalho.
Abstract
This work presents the controller design and applied state observers to a three-phase
distributed generation system, containing a two-level electronic power converter connected
to the electrical grid through an LCL filter. The control strategy is developed by state
feedback and uses different state observers methodologies. The system is modelled in the
synchronous reference frame, allowing integral action to mitigate errors in steady state for
active and reactive powers and d.c. voltage controls. State feedback gains are obtained
by the Quadratic Linear Regulator methodology, and, based on Bryson’s rule, procedures
for tuning the controllers are proposed and analysed based on the dynamic response of
the system. In addition, different methods for designing state observers are evaluated to
reduce the number of sensors needed in the connection filter. The state observers studied
in this document are: (i) Full order; (ii) reduced order; (iii) extended;(iv)unknown input.
Simulation results are presented to show the effectiveness of the control strategy, as well
as, to verify the state estimators behaviour used in this work.
Assunto
Engenharia elétrica, Conversores, Simulação (Computadores)
Palavras-chave
Controle de conversores, LQR, Observador de estados, Geração distribuída