Controle hierárquico distribuído com separação de atribuições para paralelismo de UPS
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Elétrica UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22718 |
Resumo: | This work presents a distributed hierarchical control strategy applied to the parallelism of UPSs. A dynamic approach with separation of concerns is proposed for the secondary control, where a named grid forming inverter is responsible for restoring the amplitude and frequency of the output voltage, while the remaining inverters, named as grid supporting, are responsible for enhancing the long-term power sharing. This strategy aims to minimize the trade-off between voltage regulation and power sharing through the secondary control, which uses a low bandwidth communication link. For the primary controller, the resistive droop control with the virtual resistance concept is employed to accomplish short-term power sharing. Simple design guidelines for the secondary controllers are provided based on simplified models developed in the work. Extensive experimental results are obtained from two 500 VA prototypes in order to evaluate the feasibility of the proposed strategy, which demonstrate its good performance, where the amplitude and power sharing errors remained below 1% and 2%, respectively, for all evaluated load conditions. |
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Controle hierárquico distribuído com separação de atribuições para paralelismo de UPSDistributed hierarchical control with separation of concerns for parallel-connected UPSsControle hierárquicoMétodo droopParalelismo de UPSSeparação de atribuiçõesDroop methodHierarchical controlParallelism of UPSSeparation of concernsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis work presents a distributed hierarchical control strategy applied to the parallelism of UPSs. A dynamic approach with separation of concerns is proposed for the secondary control, where a named grid forming inverter is responsible for restoring the amplitude and frequency of the output voltage, while the remaining inverters, named as grid supporting, are responsible for enhancing the long-term power sharing. This strategy aims to minimize the trade-off between voltage regulation and power sharing through the secondary control, which uses a low bandwidth communication link. For the primary controller, the resistive droop control with the virtual resistance concept is employed to accomplish short-term power sharing. Simple design guidelines for the secondary controllers are provided based on simplified models developed in the work. Extensive experimental results are obtained from two 500 VA prototypes in order to evaluate the feasibility of the proposed strategy, which demonstrate its good performance, where the amplitude and power sharing errors remained below 1% and 2%, respectively, for all evaluated load conditions.Este trabalho apresenta uma estratégia de controle hierárquico distribuído aplicada ao paralelismo de UPSs. Uma abordagem dinâmica com separação de atribuições é proposta para o controle secundário, no qual um inversor denominado inversor formador de rede é responsável por restaurar a amplitude e frequência da tensão de saída, enquanto os demais inversores, denominados inversores de suporte à rede, são responsáveis por aprimorar o compartilhamento de potência em regime permanente. Esta estratégia visa minimizar o compromisso entre regulação de tensão e compartilhamento de potência por meio do controle secundário, que usa um barramento de comunicação de baixa taxa de transferência de dados. Para o controlador primário, são empregados o método droop resistivo e o conceito de resistência virtual para realizar o compartilhamento de potência transitório. Diretrizes para o projeto dos controladores secundários são fornecidas com base em modelos simplificados desenvolvidos no trabalho. Resultados experimentais são obtidos a partir de dois protótipos de 500 VA a fim de avaliar a viabilidade da estratégia proposta, os quais demonstram seu bom desempenho, onde os erros de amplitude e compartilhamento de potência permaneceram abaixo de 1% e 2%, respectivamente, para todas as condições de carga avaliadas.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMartins, Mário Lúcio da Silvahttp://lattes.cnpq.br/2730012969211616Pinheiro, HumbertoLazzarin, Telles BrunelliBotterón, FernandoGrigoletto, Felipe BovoliniVieira, Rodrigo PadilhaJank, Henrique2021-11-04T18:11:42Z2021-11-04T18:11:42Z2021-06-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22718ark:/26339/001300000j7m6porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-12-30T18:36:53Zoai:repositorio.ufsm.br:1/22718Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2021-12-30T18:36:53Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This work presents a distributed hierarchical control strategy applied to the parallelism of UPSs. A dynamic approach with separation of concerns is proposed for the secondary control, where a named grid forming inverter is responsible for restoring the amplitude and frequency of the output voltage, while the remaining inverters, named as grid supporting, are responsible for enhancing the long-term power sharing. This strategy aims to minimize the trade-off between voltage regulation and power sharing through the secondary control, which uses a low bandwidth communication link. For the primary controller, the resistive droop control with the virtual resistance concept is employed to accomplish short-term power sharing. Simple design guidelines for the secondary controllers are provided based on simplified models developed in the work. Extensive experimental results are obtained from two 500 VA prototypes in order to evaluate the feasibility of the proposed strategy, which demonstrate its good performance, where the amplitude and power sharing errors remained below 1% and 2%, respectively, for all evaluated load conditions. |
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