Advances in multi-terminal HVDC transmission systems:: nonlinear controllers for modular multilevel converter. (2020)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, GUACIRA COSTA DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEA
- Subjects: SISTEMAS NÃO LINEARES; CONVERSORES ELÉTRICOS; ESTABILIDADE DE LIAPUNOV
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O conversor multinível modular é o tópico de interesse amplo e atual no contexto de aplicações de sistemas de transmissão de corrente contínua de alta tensão. Essa topologia é adequada para várias aplicações, como resultado de menores perdas de chaveamento, devido à menor frequência de comutação dos IGBTs, baixa distorção harmônica na corrente alternada, estrutura modular que permite escalabilidade na construção e manutenção prática. No entanto, é necessária uma estratégia de controle mais complexa para controlar a corrente circulante, para compensar o desequilíbrio de tensão entre as pernas e o equilíbrio de tensão dos sub-módulos, de forma a manter constantes as tensões dos capacitores dos sub-módulos. Esta tese apresenta dois controles não-lineares para conversores MMC, capazes de controlar correntes circulantes e a energia no conversor. O primeiro é projetado seguindo a teoria bilinear baseada no controle de feedback quadrático. O segundo controlador proposto é desenvolvido usando a teoria de Lyapunov, fortemente baseada em técnicas singular perturbation e feedback linearization. Para ambos, é definida uma prova matemática de sua estabilidade, baseada na teoria de Lyapunov. Este resultado fornece estabilização assintotica para as três fases MMC. O uso de uma função de Lyapunov implica uma verificação formal da estabilidade e uma região explícita de atração para o modelo considerado. Ambas as técnicas de controle são desenvolvidas por meio de um modelo médio bilinear e a robustez e o desempenho são verificados por meio de um modelo chaveado de conversores MMC nas simulações do Matlab Simscape Electrical. A avaliação inclui variações de referência de potência ativa e reativa, condições de desequilíbrio da rede, incertezas de parâmetros e até uma comparação com um controlador PI. Além disso, para oscontroladores não lineares, são estudados: o efeito do controle de ganho na dinâmica do sistema e no desempenho do controlador em caso de alteração no ponto de operação. As principais contribuições da tesesão os dois algoritmos distintos de controle não-linear, baseados em um modelo matemático bilinear, projetados para conversores MMC; Ambos os algoritmos são capazes de controlar o equilíbrio de corrente circulante e a energia do conversor; Há uma análise formal de estabilidade pela teoria de Lyapunov para esse sistema; e uma vez que os controles propostos não se baseiam em um modelo linearizado, uma vasta região de operação é alcançável.
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.12.2020
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ABNT
OLIVEIRA, Guacira Costa de. Advances in multi-terminal HVDC transmission systems:: nonlinear controllers for modular multilevel converter. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05042021-093627/. Acesso em: 23 jan. 2026. -
APA
Oliveira, G. C. de. (2020). Advances in multi-terminal HVDC transmission systems:: nonlinear controllers for modular multilevel converter. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05042021-093627/ -
NLM
Oliveira GC de. Advances in multi-terminal HVDC transmission systems:: nonlinear controllers for modular multilevel converter. [Internet]. 2020 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05042021-093627/ -
Vancouver
Oliveira GC de. Advances in multi-terminal HVDC transmission systems:: nonlinear controllers for modular multilevel converter. [Internet]. 2020 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05042021-093627/
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