Model Predictive Control with Modulator Applied to Grid Inverter under Voltage Distorted

Abstract

This research paper presents a model of predictive control with a modulator for the inverter linked to the electrical grid, using the stationary reference frame and operating under grid distorted voltage. The stationary reference frame model for the system is obtained in its fundamental frequency and then the model predictive technique is implemented, which predicts the system actions using the obtained system model without the need of any other harmonic consideration. The controller calculates the voltage vector of the inverter through the minimization of the cost function. Thus, the proposal demonstrates, through experiments, its positive results regarding the low impact of the distorted voltage in the grid current without using any harmonic consideration on the model. Experimental results and comparisons carried out endorse the proposal of this work.

Robust Predictive Control with Three-Vector Modulation Connected to the Power Grid

“…Notice that in both cases the rise time is approximately 1.8 ms. This value of dynamic response is considered good when compared to the same dynamic response presented in [30]. The only visible difference is in the fact that there is a different minimum stationary error in the two cases due to the variation of the parameters, but still not enough to affect the system performance.…”

A power‐line communication system employing median filtering for power control enhancement of wind generators

“…It is important to mention that the adopted control strategy was previously proposed and analyzed by the authors to verify its whole performance. In Lunardi et al, 25,26 the stability, sensitivity, and robustness of the control strategy were intrinsically verified for distorted grid voltage conditions, whereas in Lunardi et al, 25 it was considered the variation of the DFIG parameters. The analyses and results presented in these works demonstrated the performance of the control system through several tests, guaranteeing its proper behavior even under DFIG parameters variations or distorted grid voltage conditions.…”

Projeto do Controle Preditivo Baseado no Modelo com Modulação Usando o Mapa de Desempenho de um VSC com Filtro L Conectado a Rede

“…A sintonia sistemática do controlador CCS-MPC ainda é um desafio em aberto, uma vez que pouco se sabe sobre os efeitos do horizontes de tempo no modelo preditivo e os pesos da função custo na estabilidade e no desempenho do sistema em malha fechada [12], [13]. O método empírico de projeto do CCS-MPC é o mais comumente reportado, como em [14], e, para provar a estabilidade de um conjunto finito de parâmetros de controle, algumas técnicas podem ser aplicadas como funções de Lyapunov [15], Linear Matriz Inequalities (LMI) [16] e a falsa equação algébrica de Riccati [17].…”

“…A modelagem do VSC conectado a rede é geralmente referenciado no espaço vetorial pelo reduzido número de variáveis de controle, mas há abordagens onde se utiliza o referencial escalar trifásico como em [18]. No referencial estacionário αβ como em [9], [14], as variáveis seguem uma orientação senoidal e há forte acoplamento entre as potências ativa e reativa, dificultando a regulação de potência e do fator de potencia de forma individual [5]. Já no referencial síncrono dq como em [15], é necessário empregar um Phase-Locked Loop (PLL) para garantir a sincronização com a rede elétrica, mas tem a vantagem de trabalhar com variáveis constantes, reduzindo o problema de seguir uma referência senoidal a um problema de regulação de corrente [5].…”

“…1 é apresentado em (2). O modelo em tempo discreto é obtido pela aproximação da derivada da corrente em (2) por um segurador de ordem zero (ZOH do Inglês zero-orderhold) [14]. O resultado da manipulação de fórmula é mostrado em (3), em que colchetes identificam os termos do modelo compacto em (4).…”