Controle preditivo com número reduzido de estados aplicado a conversor multinível modular

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-01-15T14:32:53Z No. of bitstreams: 1 867057.pdf: 1849118 bytes, checksum: b3484357b5a52e8a67023d8c30322317 (MD5)Made available in DSpace on 2019-01-15T14:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 867057.pdf: 1849118 bytes, checksum: b3484357b5a52e8a67023d8c30322317 (MD5) Previous issue date: 2017-02O conversor multinível modular (CMM) tem sido um tema de grande interesse para os pesquisadores da área de eletrônica de potência e, por isso, tem-se estudado o emprego dessa topologia nas mais diversas áreas de aplicação, principalmente em sistemas de transmissão em corrente contínua em alta tensão. Neste sentido, este trabalho descreve o modelo do conversor CMM, com submódulos em meia ponte e ponte completa, associado a uma estratégia de controle preditivo com base em modelos. Esta estratégia utiliza um número reduzido de estados para controle do fluxo de potência entregue à rede, o qual é realizado mediante a regulação das correntes do lado CA do conversor, além de minimizar as componentes de correntes circulantes. O algoritmo usado para balancear as tensões dos capacitores foi desenvolvido com base em algoritmos de ordenação, mas também foi feito uso do conceito de função de custo. Para verificar o desempenho da estratégia de controle adotada, foram feitas análises qualitativas por meio de testes de simulação. Estes testes foram realizados no ambiente de simulações de circuitos PSIM, no qual foi modelado todo o circuito através de sua interface gráfica, e a lógica do sistema de controle foi programada em linguagem C. Foram realizados, ainda, testes em um protótipo experimental cujo circuito é referente a uma perna do CMM, e os resultados obtidos confirmam o modelo. Vale ressaltar que nesses testes não foi analisada a corrente circulante.The modular multilevel converter (MMC) has been a subject of increasing interest for power electronics researchers. Therefore, the use of this topology in the most diverse application areas has been studied, especially in high voltage direct current transmission systems. Thus, this work describes the MMC converter model, considering both half and full-bridge submodules, associated with a model predictive control strategy, which considers a reduced number of states to control the power flow delivered to the grid, through AC current regulation; and for minimizing circulating current components. The algorithm used to implement the balancing of submodules’ capacitor voltages was developed based on sorting methods, but also considering the cost function idea. In order to verify the performance of the adopted strategy, qualitative analyses were made based on simulation results conducted in the environment of circuit simulation PSIM, in which the logic of the control system was programmed in C language. Tests were also carried out on an experimental prototype whose circuit refers to one leg of the MMC, and the results obtained confirm the model. In these tests the circulating current was not analyzed