Técnicas de controle para inversores baseadas em osciladores virtuais: aplicação aos sistemas de geração distribuídos

dc.creatorDaniel Alves Costa
dc.date.accessioned2021-11-12T17:31:31Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:01:12Z
dc.date.available2021-11-12T17:31:31Z
dc.date.issued2021-08-13
dc.description.abstractThe Virtual Oscillator Control (VOC) is a promising technique that allows several inverters connected to a microgrid to naturally synchronize, without communication. In this work, a novel methodology is proposed for determining the parameters of the dead-zone type VOC based on the describing function method. The methodology consists of a set of analytical equations that use as input data few basic electrical system parameters from the converter and from the microgrid, namely, the operating voltage and frequency ranges, besides rated power. The validity of the proposed approach is demonstrated in experiments that encompass different situations such as pre-synchronization, connection, and disconnection of a second inverter from a microgrid. Furthermore, as shown in the results, the proposed method has potential advantages over other technique available in the literature. Following the design guide presented here, the dead-zone type VOC generates less third harmonic distortion and needs less time to synchronize when connected to a network. The study of VOC has inspired the creation of a new control framework, the current Virtual Oscillator Control (cVOC). The cVOC was initially thought as a version of VOC for current mode control. The network voltage is used to generate the converter current loop reference, this strategy allows the control of delivered apparent power and the power factor angle (active and reactive power), according to the desired references. The design technique associated with this new methodology is described in this work too. Like the VOC version, the procedure consists of a set of analytical equations that use as input data only the basic electrical parameters of the converter and the microgrid, the nominal power and frequency and the voltage operating range. In order to validate this new control approach, simulation and bench test results are presented. From the results presented, it is concluded that the technique has potential for the control of converters connected to the distribution network.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/38653
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectOsciladores não-lineares
dc.subjectInversores elétricos
dc.subject.otherVirtual oscillator control
dc.subject.otherCurrent virtual oscillator control
dc.subject.otherEscolha de parâmetros
dc.subject.otherControle de inversores em modo de tensão
dc.subject.otherControle de inversores em modo de corrente
dc.titleTécnicas de controle para inversores baseadas em osciladores virtuais: aplicação aos sistemas de geração distribuídos
dc.title.alternativeControl techniques for inverters based on virtual oscillators: application to distributed generation systems
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Sidelmo Magalhães Silva
local.contributor.advisor-co1Alberto Resende de Conti
local.contributor.advisor1Leonardo Antônio Borges Tôrres
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4968158277224575
local.contributor.referee1Ernane Antônio Alves Coelho
local.contributor.referee1Sergio Augusto Oliveira da Silva
local.contributor.referee1Seleme Isaac Seleme Júnior
local.contributor.referee1Danilo Iglesias Brandão
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4928635976581106
local.description.resumoO "Virtual Oscillator Control" ("VOC") é uma técnica promissora que permite que vários inversores conectados a uma microrrede sincronizem naturalmente, sem comunicação. Neste trabalho, é feita a proposição de uma nova metodologia para determinação dos parâmetros para o "VOC" do tipo zona morta baseada no método da função descritiva. A metodologia consiste em um conjunto de equações analíticas, que utilizam como dados de entrada alguns parâmetros básicos do sistema elétrico e do conversor, a faixa permissível de variação de tensão e frequência e a potência nominal do dispositivo. A validade da abordagem proposta é demonstrada através de simulações e experimentos que abrangem situações como pré-sincronização, conexão e desconexão de um segundo inversor de uma microrrede. Além disso, conforme apresentado nos resultados, o método proposto apresenta vantagens potenciais em relação a uma outra técnica disponível na literatura. Seguindo o guia de projeto apresentado aqui, o "VOC" do tipo zona morta, gera menos distorção do terceiro harmônico e precisa de menos tempo para sincronizar quando conectado a uma rede. O estudo sobre o "VOC" inspirou a criação de uma nova estrutura de controle, o "current Virtual Oscillator Control" ("cVOC"). O "cVOC" foi inicialmente pensado como uma versão do "VOC" para controle em modo de corrente. A tensão da rede é utilizada para gerar a referência para a malha de corrente do conversor, sendo que essa estratégia permite que se controle a potência aparente e o ângulo de fator de potência entregue (potência ativa e reativa), de acordo com as referências desejadas. Também é descrito neste trabalho, uma técnica de projeto associado a essa nova metodologia. Assim como no caso do "VOC", o procedimento consiste em um conjunto de equações analíticas que utilizam como dados de entrada apenas parâmetros elétricos básicos do conversor e da microrrede, a potência e a frequência nominal e a faixa de operação da tensão. Com intuito de validar essa nova abordagem de controle, são apresentados resultados de simulação e de testes em bancada. A partir dos resultados apresentados, conclui-se que a técnica tem potencial para o controle de conversores conectados à rede de distribuição.
local.identifier.orcid0000-0003-2100-0539
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELETRÔNICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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