Modelagem e estudo de estabilidade de sistemas com múltiplos filtros ativos paralelos que empregam controladores ressonantes

Abstract

Neste trabalho é realizada a modelagem em espaço de estados por valores médios de um sistema de filtros ativos paralelos que empregam controladores ressonantes no sistema de eixos síncronos para a compensação de harmônicas de corrente. Servindo-se desse modelo, o objetivo principal desta pesquisa é realizar um estudo de estabilidade do sistema considerando a variação da característica de indutância e de resistência da rede com o intuito de encontrar melhores valores de ganho dos controladores ressonantes que garantam o funcionamento do sistema na faixa de operação desejada. Esse estudo é comparado a diversos métodos de análise de estabilidade baseados na observação da impedância de entrada do conversor controlado, incluindo o critério baseado em passividade, que, nessa pesquisa, se mostrou bastante relevante na análise de sistemas multiconversores. Os resultados obtidos com a metodologia empregada são comprovados por simulações e experimentação em um protótipo de 175 kVA.

Abstract : This work presents the state-space averaged modeling of an active power filter system that employs resonant controllers in a synchronous reference frame for current harmonics compensation. Making use of that model, the main objective of this research is to carry out a system stability study considering the grid inductance and resistance characteristics variation in order to find better resonant controllers gain values that ensure the functioning of the system in the desired operation range. That study is compared to several methods of stability analysis based on the observation of the controlled converter input impedance, such as the Passivity-Based Stability Criterion, that, in this research, showed itself to be considerably relevant in the analysis of multiconverter systems. The results achieved through the methodology applied here are confirmed by simulation and experimentation tests using a 175 kVA prototype.