Controle FCS-MPC Aplicado a Inversores com Filtro L Conectados à Rede

Abstract

Neste trabalho foram realizadas simulações de um importante equipamento presente em sistemas de geração de energias renováveis, tais como eólica e fotovoltaica, o inversor de frequência trifásico com filtro L. Este equipamento recebe a tensão de contínua (CC) provinda de um estágio retificador em sistemas eólicos ou de um estágio elevador em sistemas fotovoltaicos e a transforma em três tensões alternadas (CA), possibilitando a conexão com a rede elétrica. O objetivo principal do trabalho é a simulação de um sistema em malha fechada utilizando controle preditivo baseado em modelo utilizando um conjunto finito de estados de controle ou Finite Control Set - Model Predictive Control (FCS-MPC). Foram realizados testes com funções custo diferentes para verificar o comportamento do sistema. A utilização de uma função custo que utiliza as diferenças quadráticas entre os sinais e suas referências mais a adição de um fator integral do erro no MPC se mostrou uma boa alternativa para o controle para inversores trifásicos, com boa resposta em regime transitório e permanente e fácil projeto.

In this work, simulations were performed of an important equipment present in renewable energy generation systems, such as wind and photovoltaic, the L-filter three-phase frequency inverter. This equipment receives the direct voltage (DC) from a rectifier stage in wind power systems or from an elevator stage in photovoltaic systems and transforms it into three alternating voltages (AC), enabling connection to the electrical grid. The main objective of the work is the simulation of a closed-loop system using model predictive control with a finite set of control states or Finite Control Set - Model Predictive Control (FCS-MPC). Tests were performed with different cost functions to verify the behavior of the system. The use of a cost function that uses the squared differences between the signals and their references with a error integral factor in the MPC proved to be a good alternative for the control of three-phase inverters, with good transient and steady-state response and easy design