Dispatchable distributed generation using a back‐to‐back converter for grid‐forming improvements based on feed‐forward action with load current prediction

Fogli, Gabriel A.; Souza, Igor Viveiros; Fernandes, Marcelo Carvalho; Almeida, Pedro M. de; Barbosa, Pedro G.

doi:10.1049/iet-pel.2020.0215

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“…In formula (8), y is used to describe the device state signal after denoising; i represents the number of basic mode components; i e is used to describe the basic mode components after threshold processing; n represents the length of the basic mode component. By combining signal reconstruction, a noise-free operating state signal of power equipment can be obtained [20][21]. On this basis, it adopts DT technology to map the collected state signals into virtual and real ones, thereby constructing a dual-star model for the operation status of power equipment.…”

Section: Pemfc Operation Smo In View Of Dt Modelmentioning

confidence: 99%

Distributed Power Grid Connected Panoramic Perception Technology Based on Digital Twin Model

Li,

Wang,

Chen

et al. 2023

Applied Mathematics and Nonlinear Sciences

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To address the issue that large-scale distributed Proton-exchange membrane fuel cell grid-connected operation status is difficult to effectively monitor, this study carried out clustering screening of Proton-exchange membrane fuel cell grid connected status variables. The digital twin model of the Proton-exchange membrane fuel cell group grid connection is established by using key important variables, and the digital model accurately reflects the real-time operation status of the Proton-exchange membrane fuel cell. Then, it predicts the operation status of the Proton-exchange membrane fuel cell. The experiment showcases that the optimal accuracy of fuzzy C-means clustering algorithm, K-means clustering algorithm and fuzzy C-means clustering algorithm in view of the objective function for clustering screening of grid-connected state quantity of Proton-exchange membrane fuel cell is 0.74, 0.65 and 0.59 respectively; The optimal recall rates are 0.84, 0.76, and 0.68, respectively; The optimal F-measure values are 0.78, 0.70, and 0.64, respectively. Among the three clustering analysis algorithms, the fuzzy C-means clustering algorithm, in view of the objective function, has the shortest running time and the least memory consumption. The monitoring results are basically consistent with the actual situation, indicating that this design method can complete the task of monitoring the operating status of distributed power grid-connected equipment. This study’s proposed method is more accurate than conventional methods and is better suited for monitoring the grid connection status of distributed power systems.

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Section: Pemfc Operation Smo In View Of Dt Modelmentioning

confidence: 99%

Distributed Power Grid Connected Panoramic Perception Technology Based on Digital Twin Model

Li,

Wang,

Chen

et al. 2023

Applied Mathematics and Nonlinear Sciences

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“…Outra propriedade importante do BTB reside em sua capacidade de permitir o isolamento de dois sistemas CA, funcionando como uma barreira em termos de distúrbios na qualidade de energia. Esta ideia permite gerenciar uma microrrede CA que seja despercebida para o sistema a montante, evitando a propagação de qualquer distúrbio da/para microrrede (MAJUMDER et al, 2010;FOGLI et al, 2020).…”

Section: Utilização De Conversores Btb Em Sistemas De Energiaunclassified

“…No contexto de formador de rede, o artigo (FOGLI et al, 2020) apresenta uma estratégia de controle baseada em uma malha corrente interna e uma malha de tensão externa para ambos os lados do conversor. A malha externa do lado da entrada BTB, que é conectado ao gerador, é responsável por regular a tensão CC.…”

Section: Métodos De Controle Aplicados a Conversores Btbunclassified

Controle multivariável aplicado ao conversor back-to-back

Souza¹

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Este trabalho apresenta um estudo do conversor back-to-back (BTB) na perspectiva multivariável. Sistemas multivariáveis possuem algumas características particulares e, portanto, diferentes de plantas com única entrada e única saída (do inglês, single-input- single-output) (SISO). Logo, antes de estudar o BTB como um sistema de múltiplas entradas e múltiplas saídas (do inglês, multiple-inputs multiple-outputs) (MIMO), o trabalho revisita os principais conceitos de sistemas MIMO e apresenta diretrizes para analisar e controlar sistemas eletrônicos de potência multivariáveis. A principal diferença entre a análise de sistemas SISO e MIMO é a presença de direções. Sistemas MIMO lidam com vetores e, por este motivo, o ganho saída/entrada além de depender da frequência é afetado pela direção do vetor de entrada. Neste sentido, o conceito de valor singular máximo e mínimo são abordados como parte fundamental na análise e controle de plantas multivariáveis. Com a decomposição de valores singulares encontra-se as direções nas quais um sistema não-quadrado não pode ser controlado. A partir de outros conceitos, é possível definir, em plantas que possuem mais saídas que entradas, quais variáveis de saída não podem ser controladas. Neste trabalho é adotado o controle centralizado uma vez que é possível otimizar todo o sistema de controle, o que não é factível na estratégia descentralizada. Neste contexto, o regulador linear quadrático (do inglês, linear quadratic regulator) (LQR) se torna uma alternativa interessante devido às suas propriedades de robustez, desempenho e fácil implementação. O BTB é estudado em duas diferentes aplicações: i) conectado a duas redes elétricas de corrente alternada (CA) e ii) alimentando cargas isoladas. Para cada topologia um modelo detalhado em espaço de estados é desenvolvido e suas principais características analisadas através de ferramentas MIMO. Um projeto sistemático é proposto para direcionar a escolha das matrizes de pesos do LQR utilizado para projetar a lei de controle de ambas estruturas. O critério é baseado na análise da resposta em frequência dos valores singulares das matrizes de sensibilidade, de sensibilidade complementar, de sensibilidade a distúrbios e na minimização de suas normas infinitas. Resultados experimentais são apresentados para validar a abordagem teórica e verificar a eficácia do controle proposto.

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“…O conversor back-to-back foi empregado em (LANG et al, 2020) como conversor de interface entre dois geradores, para aumentar o fluxo de potência entre os mesmos mediante a situações de falhas. Os conversores back-to-back também são conversores de interface em sistemas de geração distribuída despachável, permitindo a conexão entre esses sistemas em um mesmo barramento CC, conforme (CAI; XIANG; WEN, 2019) e (FOGLI et al, 2020).…”

Section: Lista De Abreviaturas E Siglasunclassified

Modelagem, controle e simulação processor-in-the-Loop de um sistema de conversão back-to-back para aplicação em um propulsor turboelétrico

Nascimento¹

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Este trabalho estuda os aspectos de controle do sistema turboelétrico em relação à topologia de conversão de energia. A modelagem e o controle de um sistema back-to-back conectado a máquinas síncronas em ambas as extremidades são considerados. Uma técnica de potência instantânea no eixo de coordenadas αβ é usada para controlar o retificador ativo conectado ao gerador síncrono de ímã permanente enquanto o inversor associado no controle de velocidade do motor usa uma técnica de controle do regulador quadrático linear. Modelagem matemática e simulação são usadas para fornecer insights sobre todo o sistema. A técnica processor-in-the-loop é utilizada para testar o algoritmo de controle dos dois lados do conversor back-to-back.

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Dispatchable distributed generation using a back‐to‐back converter for grid‐forming improvements based on feed‐forward action with load current prediction

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Distributed Power Grid Connected Panoramic Perception Technology Based on Digital Twin Model

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Controle multivariável aplicado ao conversor back-to-back

Modelagem, controle e simulação processor-in-the-Loop de um sistema de conversão back-to-back para aplicação em um propulsor turboelétrico

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