Proportional–integral/proportional–integral‐derivative tuning procedure of a single‐phase shunt active power filter using Bode diagram

Abstract

This study presents a procedure for tuning proportional-integral/proportional-integral-derivative controllers using the frequency response method via Bode diagrams, which is relatively simple and easy to understand, and can be used when phase margin and 0 dB gain crossover frequency are project specifications. The method is validated in a practical power electronics application, considering the current and the DC-bus voltage loops of a shunt active power filter (SAPF). A detailed analysis related to the obtaining of the DC-bus voltage loop is also provided. In addition, a stability analysis is presented, considering how the SAPF compensation current is influenced according to the load current, taking into account different values of the grid impedance. Simulation and practical results show the effectiveness of the proposed scheme and its simplicity for being considered in practical cases.

Comparative Analysis of Single-Phase Grid-Tied PV Systems with Single and Double Power Conversion Stages

“…Both the PI voltage controller gains, and , and the PI ACcurrent controller gains and , that are shown in Fig. 2 (b), are designed by means of methodologies based on frequency response, as proposed in [12]. …”

Sistema Fotovoltaico com Condicionamento Ativo de Energia Usando Mppt Baseado em Pso e Malha Feed-forward de Controle de Tensão do Barramento Cc

“…Desse modo, as componentes não ativas devem ser calculadas utilizando alguma estratégia específica. Neste trabalho, a estratégia utilizada para obter as componentes de corrente não ativas é baseada em um algoritmo SRF monofásico modificado, o qual é apresentado na Figura 3.a e descrito detalhadamente em [28]. Já a componente de corrente ativa é obtida a partir do controlador de tensão do barramento CC.…”

“…O controlador PI de tensão do barramento CC do inversor PI também está apresentado na Figura 3.b, onde a sua modelagem é detalhadamente descrita em [28]. Ambos os ganhos do referido controlador ( e ), assim como os ganhos do controlador de corrente ( e ) apresentados em (11), são determinados usando o procedimento de projeto baseado no método de resposta em frequência via diagrama de Bode [28].…”

“…Ambos os ganhos do referido controlador ( e ), assim como os ganhos do controlador de corrente ( e ) apresentados em (11), são determinados usando o procedimento de projeto baseado no método de resposta em frequência via diagrama de Bode [28]. As especificações do projeto envolvem a margem de fase e frequência de cruzamento em 0dB.…”

“…No entanto, devido à operação simultânea de condicionamento de energia e injeção de energia ativa na rede, o algoritmo GRC deve limitar, quando necessário, a amplitude da corrente CA de compensação gerada, para evitar a sobrecarga do inversor, uma vez que toda a potência ativa oriunda do sistema PV deve, necessariamente, ser processada pelo mesmo. Inserido no GRC mostrado na Figura 1 e detalhado na Figura 3.a, um algoritmo baseado no sistema de eixos de referência síncrona (SRF -Synchronous Reference Frame) é usado para a obtenção das componentes harmônicas e reativa extraídas da corrente de carga [28]. Além disso, um sistema de detecção de ângulo de fase (PLL -Phase-Locked Loop) é usado para estimar o ângulo de fase (θ) da tensão da rede, o qual é usado para calcular as coordenadas do vetor unitário síncrono sen(θ) e cos(θ), empregados no algoritmo SRF.…”