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Title: Controle Adaptativo Robusto para Filtros Ativos de Potência Paralelo
Authors: Azevedo, Christian Cesar de
Keywords: Filtros ativos;Controle adaptativo;Compensação de harmônicos;Active filters;Adaptative control;Harmonic compensation
Issue Date: 4-Nov-2011
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: AZEVEDO, Christian Cesar de. Controle Adaptativo Robusto para Filtros Ativos de Potência Paralelo. 2011. 235 f. Tese (Doutorado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.
Portuguese Abstract: As estratégias de controle convencionais de filtros ativos de potência paralelos (SAPF - Shunt Active Power Filters) empregam esquemas de detecção de harmônicos em tempo real, usualmente implementados com filtros digitais. Isso pode resultar em altos custos devido o aumento no número de sensores na estrutura do filtro. Além disso, esses esquemas de detecção introduzem atrasos que podem deteriorar o desempenho da compensação de harmônicos. Diferentemente dos esquemas de controle convencionais, este trabalho propõe uma nova estratégia de controle que regula indiretamente as correntes de fase da rede elétrica. As correntes de referência do sistema são geradas pelo controle de tensão do barramento CC e são baseadas no balanço de potência ativa do sistema SAPF. As correntes de referência são alinhadas com o ângulo de fase do vetor tensão da rede, que é obtido usando um PLL (Phase Locked Loop). O controle de corrente é implementado por uma estratégia de controle adaptativo por alocação de pólos, integrada com um esquema de controle com estrutura variável (VS-APPC: Variable Structure - Adaptive Pole Placement Control). No VS-APPC, o princípio do modelo interno (IMP - Internal Model Principle) de referência é usado para eliminar o erro em regime permanente das correntes de fase do sistema. Isso força as correntes de fase do sistema a serem senoidais e com baixo teor de harmônicos. Além disso, os controladores de corrente são implementados no referencial estacionário para evitar transformações nas coordenadas de referência do vetor tensão da rede. Esta estratégia de controle de corrente melhora a performance do SAPF com uma resposta transitória rápida e robusto a incertezas paramétricas. Resultados experimentais são apresentados para demonstrar a eficácia do sistema de controle proposto para o SAPF
Abstract: Conventional control strategies used in shunt active power filters (SAPF) employs real-time instantaneous harmonic detection schemes which is usually implements with digital filters. This increase the number of current sensors on the filter structure which results in high costs. Furthermore, these detection schemes introduce time delays which can deteriorate the harmonic compensation performance. Differently from the conventional control schemes, this paper proposes a non-standard control strategy which indirectly regulates the phase currents of the power mains. The reference currents of system are generated by the dc-link voltage controller and is based on the active power balance of SAPF system. The reference currents are aligned to the phase angle of the power mains voltage vector which is obtained by using a dq phase locked loop (PLL) system. The current control strategy is implemented by an adaptive pole placement control strategy integrated to a variable structure control scheme (VS-APPC). In the VS-APPC, the internal model principle (IMP) of reference currents is used for achieving the zero steady state tracking error of the power system currents. This forces the phase current of the system mains to be sinusoidal with low harmonics content. Moreover, the current controllers are implemented on the stationary reference frame to avoid transformations to the mains voltage vector reference coordinates. This proposed current control strategy enhance the performance of SAPF with fast transient response and robustness to parametric uncertainties. Experimental results are showing for determining the effectiveness of SAPF proposed control system
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15160
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