UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: FCS-MPC aplicado em filtro híbrido multinível para compensação harmônica e de reativo
Autor(es): FOSTER, João Gabriel Luppi
Primeiro Orientador: SILVA, Luiz Eduardo Borges da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: PEREIRA, Rondineli Rodrigues
Resumo: Esse trabalho propõe a aplicação da técnica de controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controle finito (FCS-MPC) na compensação dinâmica de reativo e de harmônicos. Para atingir esses objetivos, o FCS-MPC é aplicado a um filtro ativo híbrido composto por um banco de capacitores, um filtro LCL, e um conversor multinível. O controle da potência reativa é realizado através do controle da tensão sobre o banco de capacitores, dessa maneira é possível fazer com que a potência reativa entregue pelo filtro híbrido seja maior ou menor do que a potência nominal do banco de capacitores. A compensação dos harmônicos presentes na corrente da fonte segue dois princípios, o bloqueio harmônico, que evita que os harmônicos da tensão da rede gerem harmônicos de corrente na fonte, e a sintonização do filtro, que faz com que o ramo do filtro híbrido atue como um curto circuito para as frequências harmônicas da carga, fazendo com que elas não circulem pela rede. Um controle multivariável é utilizado para reduzir os problemas de ressonância do filtro LCL. As referências de controle para a frequência fundamental são calculadas a partir do modelo do sistema, e um controlador proporcional ressonante é aplicado para se encontrar a referência para as frequências harmônicas. Para se verificar os resultados obtidos com as técnicas empregadas são primeiramente apresentados resultados de simulações efetuadas no software Matlab/Simulink ®. Em seguida, são apresentados os resultados experimentais, adquiridos através de testes realizados em um filtro ativo híbrido montado em laboratório.
Abstract: This work proposes the application of finite control set model predictive control(FCSMPC) for dynamic reactive power and harmonics compensation. To achieve these objectives the FCS-MPC is applied to a hybrid active power filter consisting of a capacitor bank, an LCL filter and a multilevel converter. The reactive power control is accomplished through control of the capacitor bank voltage, in this way it is possible to deliver reactive power greater or smaller than the nominal power of the capacitor bank. The source current harmonics compensation is based on two principles: harmonic blocking, which prevents grid voltage harmonics from generating harmonic currents in the source; and filter tuning, which turn the hybrid filter branch into a short circuit for the load harmonic currents, avoiding them to penetrate the grid. A multivariable control is applied in order to reduce the problems with the LCL filter resonances. The control references for the fundamental frequency are obtained from the system model, and a proportional resonant control is applied to calculate the references for the harmonic frequencies. Simulations and experimental results are presented in order to verify the behaviour of the applied techniques.
Palavras-chave: Controle preditivo baseado em modelo (MPC)
Conversores multiníveis
Filtro ativo híbrido (FAH)
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: Departamento 1
metadata.dc.publisher.program: PPG1
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2214
Data do documento: 6-Jul-2020
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