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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41608
Title: | Modelagem e projeto dos controladores da malha interna de inversores formadores de rede |
Other Titles: | Invest Modeling and design of the internal mesh controllers of grid-forming inverters |
???metadata.dc.creator???: | OLIVEIRA, Alysson Hyago Pereira de. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
???metadata.dc.contributor.advisor2???: | OLIVEIRA, Alexandre Cunha. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | FERNANDES, Eisenhawer de Moura. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | RIBEIRO, Luiz Antonio de Souza. |
Keywords: | Estabilidade;Hardware in the loop;Malhas internas;Conversor formador de rede;Stability;Hardware in the loop;Internal loop;Network forming converter |
Issue Date: | 7-Mar-2025 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | OLIVEIRA, Alysson Hyago Pereira de. Modelagem e projeto dos controladores da malha interna de inversores formadores de rede. 2025. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. |
???metadata.dc.description.resumo???: | O presente trabalho tem como objetivo propor um metodologia para definir e calcular os ganhos dos controladores de corrente e tensão das malhas internas de um conversor formador de rede (CFR), garantindo a estabilidade do sistema em diferentes condições operacionais. A metodologia para o projeto e validação da malha de controle de corrente e tensão é baseada no modelo V que permite uma avaliação progressiva do controle desde a formulação teórica até a implementação e verificação de desempenho. Como resultado, foi desenvolvidos métodos para o projeto das malhas internas do conversor formadores de rede baseados nas técnicas de sistema multivariáveis e por função de transferência. A análise dos resultados mostrou que o método multivariável apresentou o melhor desempenho, destacando-se pela sua maior estabilidade para diferentes cenários de teste. O método multivariável quando analisado por degraus de potência ativo e reativo apresentou os melhores resultados, com menor overshoot de 8.89% e tempo de acomodação de 0.015 s ao contrário dos métodos por funções de transferência que atingiu um máximo overshoot durante a simulação de 36.46% e tempo de subida de 0.0495 s. Além disso, verificou-se que o método baseado em funções de transferência, onde os termos de cruzamento foram considerados compensados, teve um desempenho inferior ao ser submetido ao controle dVOC com oscilação nas curvas de potência de até mais de 1 segundo durante as simulações, comprometendo a estabilidade do sistema. E quando o CFR foi analisado conectado a uma carga que exige uma potência ativa de 5000 W e reativa de 2000 V Ar todos os métodos foram capazes de entregar a potência solicitada pela carga. Portanto, o método multivariável demonstrou ser a abordagem mais robusta, proporcionando melhores resultados tanto na estratégia de controle por droop quanto no dVOC e garantindo a estabilidade do CFR. |
Abstract: | This work aims to propose a methodology to define and calculate the gains of the current and voltage controllers of the internal loops of a grid-forming converter (CFR), ensuring the stability of the system under different operating conditions. The methodology for the design and validation of the current and voltage control loop is based on the V model that allows a progressive evaluation of the control from the theoretical formulation to the implementation and performance verification. As a result, methods were developed for the design of the internal loops of the grid-forming converter based on the multivariable system and transfer function techniques. The analysis of the results showed that the multivariable method presented the best performance, standing out for its greater stability for different test scenarios. The multivariable method when analyzed by active and reactive power steps presented the best results, with a lower overshoot of 8.89% and settling time of 0.015 s unlike the transfer function methods that reached a maximum overshoot during the simulation of 36.46% and rise time of 0.0495 s. Furthermore, it was found that the transfer function-based method, where the crossover terms were considered compensated, had inferior performance when subjected to dVOC control with oscillation in the power curves of up to more than 1 second during the simulations, compromising the stability of the system. And when the CFR was analyzed connected to a load that requires an active power of 5000 W and a reactive power of 2000 V Ar, all methods were able to deliver the power requested by the load. Therefore, the multivariable method proved to be the most robust approach, providing better results in both the droop control strategy and the dVOC and ensuring the stability of the CFR. |
Keywords: | Estabilidade Hardware in the loop Malhas internas Conversor formador de rede Stability Hardware in the loop Internal loop Network forming converter |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41608 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica. |
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