Observador Por Modos Deslizantes Aplicado No Controle Das Tensões Equivalentes Dos Polos Em Conversores Multiníveis Modulares

Abstract

Resumo -Este artigo propõe um observador por modos deslizantes aplicado no controle das tensões equivalentes dos polos de conversores multiníveis modulares (MMC) em aplicações com elevado número de submódulos conectados em série, com o objetivo de reduzir a complexidade do sistema de comunicação. Esta técnica é utilizada no sistema de controle do MMC, possibilitando uma implementação mais simples, uma vez que não é necessário o envio das tensões de todos os capacitores para o processador central. O observador proposto possui um termo adicional que permite um melhor desempenho transitório, ao contrário de observadores por modos deslizantes já propostos. Adicionalmente, uma análise de estabilidade por Lyapunov é apresentada juntamente com a definição dos ganhos do observador. Resultados de simulação e experimentais são incluídos para demonstrar o adequado desempenho do observador com o sistema de controle do MMC sob diferentes condições de operação. Palavras-chave - SLIDING MODE OBSERVER APPLIED ON EQUIVALENT ARM VOLTAGE CONTROL IN MODULAR MULTILEVEL CONVERTERSAbstract -This paper proposes a sliding mode observer (SMO) for equivalent capacitor voltages control in modular multilevel converters (MMC) to reduce the communication complexity in applications with high number of series-connected submodules. This technique is used in the MMC control system and allows a simpler MMC implementation, since the individual capacitor voltages are not used in the central processor. The observer has an additional term that allows a better transient performance, unlike to the already proposed SMOs. In addition, the Lyapunov stability analysis of the SMO is presented with the design of the observer gains. Simulation and experimental results are included to demonstrate the suitable SMO performance with the MMC control system under different operating conditions.