Controlador robusto H-infinito para sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica baseado em inversor multinível em cascata assimétrica

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dc.contributor.advisor-co1Pimentel, Sérgio Pires
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5676044617601856eng
dc.contributor.advisor1Alvarenga, Bernardo Pinheiro de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9850449311607643eng
dc.contributor.referee1Alvarenga, Bernardo Pinheiro de
dc.contributor.referee2Pimentel, Sérgio Pires
dc.contributor.referee3Borges, Renato Alves
dc.contributor.referee4Marra, Enes Gonçalves
dc.creatorSilva, André Felício de Sousa
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2429052230641701eng
dc.date.accessioned2019-07-10T13:37:39Z
dc.date.issued2019-05-20
dc.description.abstractThis work presents a robust state feedback H-infinity current controller for a grid-connected single-phase photovoltaic system. The system contains two power stages, where the second stage corresponds to the DC-AC power conversion and is based on a 19-level asymmetrical cascaded multilevel inverter. Even though only the aspects of a single-phase, low power and low voltage photovoltaic system were directly addressed, the methodologies and conclusions described here can be extended to systems of higher voltage and power. The two main purposes of the proposed system is to operate in a grid-connected mode, providing power to a non-linear local load, and to comply with the performance requirements of the most relevant standards and regulations while injecting current in the power utility. To achieve this, a robust controller was developed, which is capable to deal with parametric uncertainties of the system and also presents a good disturbance rejection of the oscillations in the DC capacitors voltages of the inverter. The control strategy is divided in two parts: the control of the first power stage and the control of the current injection in the grid. Regarding the second stage controller, it was designed based on H-infinity optimization and eigenvalue placement problems, formulated through Linear Matrix Inequalities (LMIs). The simulation results were analyzed and indicate that the proposed system is capable to meet the stipulated performance requirements. The performance results of the proposed control system were then compared to the performances of a classical PI controller, regarding the robustness, and to an H-infinity resonant robust controller, with regards of the quality of the energy injected in the power grid utility.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2019-07-09T14:35:11Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Felício de Sousa Silva - 2019.pdf: 18694629 bytes, checksum: 9742c8ba32d2990daece655f581863df (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoO trabalho aqui apresentado trata do projeto de um controlador robusto de corrente do tipo H-infinito baseado em realimentação de estados para um sistema fotovoltaico monofásico conectado à rede elétrica. Tal sistema é constituído de dois estágios de potência (um CC/CC e outro CC/CA), sendo o segundo estágio correspondente a um inversor multinível em cascata assimétrica de 19 níveis. Apesar de ter-se abordado os aspectos de funcionamento de um sistema fotovoltaico monofásico de baixa tensão e potência, característico de consumidores residenciais e comerciais de pequeno porte, as metodologias e conclusões aqui descritas podem ser estendidas para sistemas trifásicos e de potência mais elevada. O principal objetivo do sistema é operar em conexão com a rede elétrica alimentando uma carga local não-linear, de maneira a satisfazer critérios de operação estabelecidos em normas vigentes. Para tanto, projetou-se um sistema de controle robusto a variações paramétricas da planta e a distúrbios das tensões nos barramentos CC do inversor. Tal sistema de controle é dividido em duas partes: uma referente ao primeiro estágio de potência e outra referente ao controle da corrente injetada na rede pelo inversor. O controlador de corrente foi projetado por meio de técnicas de otimização H-infinito que utilizam desigualdades matriciais lineares (LMIs), do inglês Linear Matrix Inequalities, para minimização da norma H-infinito e alocação robusta dos polos do sistema. Os resultados obtidos através de simulações computacionais são discutidos e exemplificam o cumprimento dos requisitos de desempenho inicialmente estipulados. Tal desempenho é avaliado também em relação a dois outros controladores: um PI clássico, comparado ao controlador projetado em termos de robustez e um controlador robusto H-infinito ressonante, comparado ao controlador proposto em termos da qualidade da energia injetada na rede.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationSILVA, A. F. S. Controlador robusto H-infinito para sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica baseado em inversor multinível em cascata assimétrica. 2019. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/9806
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectControle robusto H-infinitopor
dc.subjectDesigualdades matriciais linearespor
dc.subjectInversor multinívelpor
dc.subjectEnergia solar fotovoltaicapor
dc.subjectQualidade de energia H-infinity robust controleng
dc.subjectLinear matrix inequalitieseng
dc.subjectMultilevel invertereng
dc.subjectPhotovoltaic energyeng
dc.subjectPower qualityeng
dc.subjectQualidade de energiapor
dc.subject.cnpqMEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS; INSTRUMENTACAO::SISTEMAS ELETRONICOS DE MEDIDA E DE CONTROLEeng
dc.titleControlador robusto H-infinito para sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica baseado em inversor multinível em cascata assimétricaeng
dc.title.alternativeH-infinity robust controller for a grid-connected photovoltaic system based on asymmetrical cascaded multilevel invertereng
dc.typeDissertaçãoeng

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