Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis addresses the design of adaptive current controllers applied for voltagesource
grid-connected converters with LCL-filter. Due to the grid equivalent impedance
uncertainty and/or variation at the point of connection, the current controller of such
converters may become unstable or have a poor performance with fixed-gain controllers
because the grid impedance is part of the dynamic model. So, adaptive control techniques
are proposed to ensure stability and performance of current controllers for grid-connected
converter with LCL-filter even without knowledge of the grid equivalent impedance. Continuous
time adaptive control, from the theoretical point of view, is a well established
control technique. However, in this application, a discrete-time current controller is implemented.
There are some differences between discrete-time and continuous-time adaptive
controllers. When the controlled variable is the converter current, a model reference
adaptive state feedback is proposed. The adaptation algorithm, responsible to update
the gains in real-time, consists on a recursive least-squares (RLS) algorithm. When the
controlled variable is the grid current, a model reference adaptive state feedback is also
used. However, the RLS algorithm has some modifications to keep the controller robust
under unmodeled dynamics. The RLS algorithm is used because it has better parametric
convergence characteristics compared to other algorithms. The grid voltage disturbance is
rejected making some small modifications on the controller structure. Simulation results
are validated by experimental results in a 5,5kW three-phase grid-connected converter,
which shows good convergence and steady state stability of the adaptive controllers. Finally,
some comparisons with fixed gain current controllers are presented to show de
advantages and disadvantages of each controller. / Esta tese trata do projeto de controladores adaptativos aplicados a conversores
estáticos alimentados em tensão conectados à rede elétrica através de filtro LCL. Devido
às características incertas e/ou variantes da impedância equivalente da rede no ponto
de conexão de conversores estáticos, o controle da corrente de tais conversores pode se
tornar instável ou o desempenho pode ser degradado com a utilização de controladores
com ganhos fixos, pois a característica da rede faz parte do modelo dinâmico. Com base
nisso, é proposto o uso de técnicas de controle adaptativo para garantir a estabilidade e
o desempenho do controlador de corrente de conversores conectados à rede mesmo sem o
conhecimento da sua impedância equivalente. Controle adaptativo em tempo contínuo, no
ponto de vista teórico, é uma técnica de controle bem consolidada. No entanto, na aplicação
em questão, o controlador de corrente é implementado em tempo discreto. Controle
adaptativo em tempo discreto apresenta algumas diferenças quanto aos controladores em
tempo contínuo. Quando a variável de controle é a corrente do conversor, é proposta a utilização
de uma retroação de estados adaptativa por modelo de referência cujo adaptador,
responsável por atualizar os ganhos em tempo real, consiste em um algoritmo recursivo
por mínimos quadrados (RLS). Quando a variável de controle é a corrente da rede, também
é utilizada uma retroação de estados adaptativa por modelo de referência, porém o
algoritmo RLS apresenta modificações para torná-lo robusto à dinâmicas não modeladas.
O algoritmo RLS é utilizado por ter melhores características de convergência paramétrica
se comparado a outros algoritmos. O distúrbio de tensão da rede é rejeitado fazendo-se
algumas modificações na estrutura da lei de controle. Os resultados de simulação são
validados através de resultados experimentais em um conversor de potência nominal de
5,5kW, os quais mostram as características promissoras dos controladores de corrente
adaptativos. Por fim, são apresentadas comparações com controladores de corrente de
ganhos fixos, mostrando as vantagens e desvantagens de cada uma dos controladores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3679 |
| Date | 28 February 2013 |
| Creators | Massing, Jorge Rodrigo |
| Contributors | Pinheiro, Humberto, Gründling, Hilton Abílio, Rech, Cassiano, Montagner, Vinícius Foletto, Stefanello, Márcio, Carati, Emerson Giovani |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 8aab6aac-f16b-4f23-8761-b8462475f027, 804dc3f0-0a2b-4743-a062-27ea491dbc94, 4188a74e-402a-499d-80e2-be75ac07774e, 0eff1f5c-63dc-4c86-a76c-a1128768b344, 33eec781-2078-4331-a9b2-9e016ff9ebdb, 16a9f366-1a4f-4b69-8d3e-b6528d4c409b, 671900e0-71ad-4ee6-a6eb-a1e2c6800628 |
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