Controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controle finito aplicado a conversores CC-CC

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Braga, Isadora Nascimento Della-Sávia
• Orientador(a): Ferreira, Sílvia Costa
• Banca de defesa: Pacheco, Vínicius Miranda, Pereira, Daniel Augusto, Leite, Daniel Furtado, Faria, Ivan Paulo de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
• Departamento: Departamento de Engenharia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Conversores CC-CC; Finite Control Set - Model Predictive Control ((FCS-MPC); Voltage Regulator - Battery Energy Storage System (VR-BESS); DC-DC converters
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Elétrica
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/50496

A geração de energia por meio de fontes renováveis e distribuídas possui inúmeras vantagens. No entanto, devido a intermitência e volatilidade na geração, é necessário que estes sistemas sejam associadas à sistemas de armazenamento de energia ou conectadas à rede elétrica. Sendo assim, este trabalho propõe a aplicação e comparação de desempenho do Controle Preditivo Baseado em Modelo com Conjunto de Controle Finito (FCS-MPC) perante a escolha de dife- rentes funções custo aplicadas a um cenário para o conversor Buck e a dois cenários diferentes para o conversor Boost e para o Sistema Regulador de Tensão - Armazenamento em Baterias (VR-BESS - Voltage Regulator - Battery Energy Storage System). O primeiro cenário consiste no emprego da função custo clássica (tensão) e propõe a utilização de outras duas: controle multivariável de tensão e corrente, e o controle indireto da tensão por meio de uma função custo de corrente. Neste cenário não há correções para os atrasos causados pela fase não mínima. No segundo cenário, uma nova saída de fase mínima proposta por Villarroel et al. (2019) é substi- tuída na função custo de tensão, tanto na clássica quanto na multivariável. Os conversores são simulados no software Matlab/Simulink, e os resultados obtidos para o conversor Buck demons- tram que o controle indireto da tensão de saída alcança valores em regime permanente muito próximos ao valor desejado para tensão. Além disso, a função custo multivariável apresenta o equilíbrio entre as demais funções, diminuindo os valores de erros e mantendo os valores médios mais próximos aos desejados, quando comparados aos cenários onde o controle das va- riáveis é feito de forma indireta. Para os conversores Boost e VR-BESS, os resultados mostram que o uso da função custo multivariável por si só não resolve o problema de otimização causado pela característica de fase não mínima. Entretanto, quando o sistema é controlado de forma indireta pela corrente, ou quando opera com as correções de fase não mínima (FNM), o FCS- MPC é capaz de otimizar a saída com baixos erros em regime permanente. Além disso, o uso da função custo multivariável com correção reduz as oscilações e os erros médios em regime permanente.