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Aplicação de FCS-MPC em um filtro ativo híbrido para compensação harmônica e reativa com cálculo das referências baseado no modelo do sistema

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dc.creator FOSTER, João Gabriel Luppi
dc.date.issued 2024-09-26
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4195
dc.description.abstract The application of Finite Control Set Model Predictive Control (FCS-MPC) to control power electronics devices has been widely studied in the last decades, mainly for being a non-linear control technique with fast dynamic response, which are two characteristics suited for the control of this class of devices. This work presents the application of FCSMPC for reactive power and harmonics compensation with a hybrid active power filter. This control technique was already proven effective to control this equipment. In previous work the harmonic currents compensation is realized by a proportional resonant controller, with resonant components tuned to each of the desired compensation frequencies. Although effective, this technique requires great processing time and the need to tune several control gains. Another problem found in the FCS-MPC literature is its strong dependency on model parameters values. Parameters mismatch can cause errors in control reference calculation, increase in harmonic distortion and steady state errors. Aiming to reduce the processing time and avoid the tuning of several resonant gains this work proposes a method to calculate the control references based only on the system model. A comparison between parameters estimation techniques found in literature is presented and the techniques are evaluated based on its dynamic response, steady state behavior and computational cost. Simulation and practical results demonstrate the proposed method effectiveness to provide reactive power and harmonics compensation with a fast dynamic response and reduced computational burden. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Controle preditivo baseado em modelo (MPC) pt_BR
dc.subject Conversores multiníveis pt_BR
dc.subject Filtro ativo híbrido (FAH) pt_BR
dc.title Aplicação de FCS-MPC em um filtro ativo híbrido para compensação harmônica e reativa com cálculo das referências baseado no modelo do sistema pt_BR
dc.type Tese pt_BR
dc.date.available 2025-01-28
dc.date.available 2025-01-28T13:31:13Z
dc.date.accessioned 2025-01-28T13:31:13Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/3615232952689034 pt_BR
dc.contributor.advisor1 GONZATTI, Robson Bauwelz
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/7615990862728462 pt_BR
dc.contributor.advisor-co1 PEREIRA, Rondineli Rodrigues
dc.contributor.advisor-co1Lattes http://lattes.cnpq.br/4491600595131576 pt_BR
dc.description.resumo A aplicação da técnica de controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controle finito (FCS-MPC) no controle de dispositivos de eletrônica de potência tem sido amplamente estudada nas últimas décadas, principalmente por ser uma técnica de controle não-linear e com resposta dinâmica rápida, dois fatores muito benéficos no controle desta classe de dispositivos. Este trabalho apresenta a aplicação do FCS-MPC para a compensação de reativo e de harmônicos por meio de um filtro ativo híbrido. A utilização desta técnica de controle já se mostrou efetiva no controle deste equipamento. Em trabalhos anteriores, a compensação de harmônicos é realizada por meio de um controlador proporcional ressonante, com parcelas ressonantes sintonizadas para cada frequência que se deseja compensar. Esta técnica, apesar de efetiva, requer um grande tempo de processamento e adiciona a necessidade de sintonizar o ganho de diversos controladores. Outra questão, também já relatada na literatura, é a forte dependência do FCS-MPC em relação aos parâmetros do modelo do sistema. Desvios de parâmetros em relação ao modelo podem causar erros nas obtenções das referências de controle, aumento da taxa de distorção harmônica e erros em regime permanente. Com o intuito de reduzir o tempo de processamento e evitar a necessidade de sintonização de diversos ganhos com a utilização do controlador proporcional ressonante, neste trabalho é proposto um método de obtenção das referências de controle através somente do modelo do sistema no tempo. Uma comparação entre técnicas de estimação de parâmetros encontradas na literatura é apresentada, de forma a verificar seu funcionamento em relação a resposta dinâmica, comportamento em regime permanente e custo computacional. Os resultados de simulação e práticos demonstram a capacidade da técnica desenvolvida de realizar a compensação de reativo e de harmônicos com rápida resposta dinâmica, atingindo o regime permanente em menos de 30𝑚𝑠 para uma variação de carga de 75% da potência nominal do equipamento. Além disso, o método proposto é capaz de reduzir o custo computacional da aplicação em 30% em relação à aplicação de FCS-MPC com controladores ressonantes em cascata. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA pt_BR
dc.relation.references FOSTER, João Gabriel Luppi. Aplicação de FCS-MPC em um filtro ativo híbrido para compensação harmônica e reativa com cálculo das referências baseado no modelo do sistema. 2024. 158 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. pt_BR


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