Multivariable strategy for modeling and control design of voltage-sourced and back-to-back converters
| Autor: | Fernandes, Marcelo de Castro |
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| Přispěvatelé: | Almeida, Pedro Machado de, Oliveira, Janaína Gonçalves de, Barbosa, Pedro Gomes, Cupertino, Allan Fagner |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFJF Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) instacron:UFJF |
| Popis: | O sistema energético mundial atualmente passa por uma grande transição na qual conversores eletrônicos de potência ganham cada vez mais importância. Nesse contexto, conversores de fonte de tensão assim como sua associação em um conversor BTB, são bastante comuns e têm ganhado relevância. Essa dissertação de mestrado então apresenta a modelagem matemática desses dois conversores em uma estratégia de representação multivariável. Dois sistemas-teste são projetados: um sistema composto de um conversor fonte de tensão conectando a rede CA ao barramento CC, onde uma fonte de corrente CC é utilizada para representar o perfil de potência de uma microrrede CC, e um sistma composto de um conversor BTB que interconecta dois sistemas CA. Para o primeiro sistema duas estratégias de controle multivariável são apresentadas: um regulador linear quadrático (LQR) e de um controlador robusto, baseado na alocação de polos através de desigualdades matriciais lineares. Ambos os controladores são projetados para que o conversor tolere um fluxo de potência bidirecional. Já para o segundo sistema, um único controlador é projetado, também baseado na alocação de polos através de desigualdades matriciais lineares. Neste caso, o controlador é projetado para que o conversor BTB possa lidar com fluxo bidirecional de potência, além de incertezas e distúrbios nos parametros que compõe o sistema AC conectado a um dos terminais do conversor. Ambos os sistemas são implementados em um ambiente de simulação digital e as respostas dinamicas são avaliadas e comparadas. The world’s energy system is currently undergoing a major transition in which power eletronic converters gain more importance. In this context, voltage-sourced converters just like their association on Back-To-Back converters, are rather common and have gained more relevance. This master thesis then presents the mathematical modeling of both converters in a multivariable representation strategy. Two test systems are designed: one system composed of a voltage-sourced conveter connecting an AC grid to a DC bus, in which a DC current source is used to represent the power profile of a DC microgrid, and a system composed of a BTB converter that interconnects two AC systems. For the first system, two multivariable control strategies are presented: a linear quadratic regulator (LQR) and a robust controller which is based on pole placement via linear matrix inequalities. Both controllers are designed so the converter might deal with a bidirectional power flow. For the second test system, one single controller is designed and it is based on pole placement via linear matrix inequalities. In this case, the controller is designed so the BTB converter might deal with bidirectional power flow, while being resilient against uncertainties and disturbances in the parameters that compose the AC system connected to one of the converter’s terminals. Both systems are implemented in a digital simulation environment and their dynamic responses are assessed and compared |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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