Desenvolvimento de um controlador baseado em realimentação de estados utilizando estimadores de ordem reduzida para geração distribuída

Abstract

This paper presents a distributed generation system using a power static converter connected to mains through an LCL filter. The control law is based on state feedback. The system is modelled in synchronous reference allowing the use of integral actions for eliminating state-steady errors for active and reactive powers and DC voltage controls. The feedback gains are calculated using the Linear Quadratic Regulator methodology and starting from Bryson's rule a procedure to tune the control gains are shown based on the dynamic response of the system. Besides that, a reduced-order observer is included to reduce the required number of sensors in the output filter. Simulation results are presented to verify the control law and the estimated states in this work. Resumo: Este artigo apresenta um sistema de geração distribuída trifásico que utiliza um conversor eletrônico de potência conectado à rede elétrica através de um filtro LCL, cuja a estratégia de controle é desenvolvida via realimentação de estados. O sistema é modelado no referencial síncrono com o propósito de viabilizar a utilização de ações do tipo integral para a eliminação de erros em regime permanente durante o controle das potências ativa e reativa e da regulação da tensão no elo c.c.. Para obtenção dos ganhos de realimentação de estados, utiliza-se da metodologia do Regulador Linear Quadrático, em que, a partir da regra de Bryson, procedimentos para sintonia e ajustes do controlador são propostos e analisados com base na resposta dinâmica do sistema. Além disso, é implementado um estimador de estados de ordem reduzida com o propósito de diminuir o número de sensores necessários no filtro de conexão. Resultados de simulação são apresentados com o intuito de avaliar a estratégia de controle desenvolvida, bem como, verificar a eficácia da estimação de estados utilizada neste trabalho.