Controle preditivo baseado em modelo com abordagem da teoria de grafos para aplicação em conversores multiníveis CHB-B2B

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Bacheti, Gabriel Gaburro
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Engenharia Elétrica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/17716
Resumo: This work investigates the application of model-based predictive control (MPC) in conjunction with graph theory to address the inherent short-circuit states of the multilevel back-to-back cascaded H-bridge converter (CHB-B2B). Compared to classical back-to-back multilevel topologies, CHB-B2B offers a significant reduction in components per output voltage levels. However, this benefit is negated by the occurrence of internal short circuits during conventional PWM operation. The proposed approach leverages graph theory to define a CHB-B2B converter switching matrix, enabling the utilization of an appropriate control strategy, such as MPC. This strategy not only eliminates the detrimental short-circuit stages but also explores all remaining valid switching states, thereby preserving converter controllability and power quality. The effectiveness of the proposed MPC-graph theory approach is validated through real-time experimental results obtained on a hardware-in-the-loop (HIL) platform. The experiments encompass four distinct solid-state transformer (SST) configurations using CHB-B2B structure: input-parallel output-parallel (IPOP), input-parallel output-series (IPOS), input-series output-parallel (ISOP), and input-series output-series (ISOS). These configurations cater to distribution grids with diverse voltage and power levels. The results convincingly demonstrate the strategy’s efficacy in regulating DC-link voltages, synthesizing multilevel output voltages, and achieving currents with minimized harmonic distortion