Controle Preditivo Baseado em Modelo para Sistema Eólico Empregando Gerador de Indução Gaiola de Esquilo

Abstract

Resumo-Este artigo propõe um controlador preditivo baseado em um modelo aplicado no gerador de indução de gaiola de esquilo usando um controle direto de torque. O sistema é composto por um gerador, que é conectado à rede de energia através de um conversor back-to-back. O conversor conectado à rede emprega a técnica de controle preditivo direto de potência. Sendo assim, é possível controlar a potência ativa e reativa que será injetada na rede. O controlador preditivo não necessita de sintonia e possui menor complexidade de implementação. Em ambos os casos, o controlador preditivo seleciona o vetor ótimo a ser aplicado no conversor do gerador ou no conversor da rede elétrica através da minimização de uma função custo, de forma que as referências sejam atendidas. Os resultados experimentais mostrarão o desempenho do controlador preditivo proposto.

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

“…O funcionamento adequado do VSC com bom desempenho dinâmico e robustez depende da técnica de controle aplicada, sendo algumas das mais utilizadas: controle proporcional ressonante (PR) [6], controles não lineares por modos deslizantes ou interface Fuzzy [5], realimentação de estados [7] e controle preditivo baseado no modelo (MPC do inglês Model Predictive Control) [8]. O MPC é uma técnica bastante aplicada em conversores de potência por reunir características de várias técnicas clássicas e avanças como controle em malha fechada, minimização do erro a cada instante de tempo, implementação intuitiva para sistemas multivariáveis e a capacidade de incorporar as restrições físicas do sistema [2], [9], [10]. Por ser uma técnica baseada no modelo, o MPC pode perder desempenho por variações paramétricas e também na ocorrência de grandes distúrbios na corrente da carga ou na tensão da rede [5].…”

“…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].…”