Controle Preditivo Baseado em Modelo com Abordagem da Teoria de Grafos para Aplicação em Conversores Multiníveis CHB-B2B
Nome: GABRIEL GABURRO BACHETI
Data de publicação: 29/05/2024
Orientador:
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Papel |
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| LUCAS FRIZERA ENCARNACAO | Orientador |
Banca:
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Papel |
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| LUCAS FRIZERA ENCARNACAO | Orientador |
Resumo: Este trabalho investiga a aplicação do Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) em conjunto com a Teoria dos Grafos para lidar com os estados de curto-circuito inerentes ao conversor multinível em cascata em configuração back-to-back (CHB-B2B). Comparado com topologias multinível back-to-back clássicas, o CHB-B2B oferece uma redução significativa de componentes por níveis de tensão de saída. No entanto, esse benefício é contraposto pela ocorrência de curtos-circuitos internos durante a operação com emprego de estratégias PMW convencionais. A abordagem proposta utiliza a Teoria dos Grafos para definir uma matriz de chavemaento do conversor CHB-B2B, permitindo a utilização de uma estratégia de controle apropriada, como o MPC. Essa estratégia não apenas elimina os estados proibitivos de curto-circuito, mas também explora todos os demais estados de comutação válidos, preservando assim a controlabilidade e a qualidade da energia do conversor. A eficácia da abordagem proposta é validada por meio de resultados experimentais em tempo real obtidos em uma plataforma Hardware-in-the-Loop (HIL).
Os experimentos abrangem quatro configurações distintas de Transformador de Estado Sólido (SST) utilizando a estrutura CHB-B2B: Entrada-Paralela Saída-Paralela (IPOP), Entrada-Paralela Saída-Série (IPOS), Entrada-Série Saída-Paralela (ISOP) e Entrada-Série
Saída-Série (ISOS). Essas configurações atendem a redes de distribuição com diversos níveis de tensão e potência. Os resultados demonstram de forma convincente a eficácia da estratégia na regulação de tensões dos links CC, sintetizando tensões de saída multinível e alcançando correntes com distorção harmônica minimizada.
