Esquema robusto de control predictivo para generadores síncronos de imanes permanentes basado en turbinas eólicas modernas
Autores: Abdelrahem, Mohamed; Hackl, Christoph; Kennel, Ralph
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Esquema robusto de control predictivo para generadores síncronos de imanes permanentes basado en turbinas eólicas modernas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Control predictivo
PMSG
Turbinas eólicas
Deadbeat
Estimador de perturbaciones
EKF
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se propone una estrategia de control predictivo de incumplimiento (DB-PC) para generadores síncronos de imanes permanentes (PMSG) basados en turbinas eólicas modernas. Las principales ventajas de la técnica DB-PC son su excelente dinámica y su frecuencia de conmutación constante. Sin embargo, la idea principal de DB-PC es obtener la tensión de accionamiento para la próxima muestra a partir del modelo matemático del generador. Por lo tanto, DB-PC es altamente sensible a desajustes en los parámetros del PMSG. Con el fin de evitar este problema, en este trabajo se emplea un estimador de perturbaciones (filtro de Kalman extendido (EKF)) para mejorar la robustez del esquema DB-PC propuesto mediante la estimación de la perturbación total debida a desajustes de parámetros y sumándola al cálculo de la tensión de accionamiento. Además, el mismo EKF observa la velocidad y posición del rotor del PMSG, es decir, no se requieren sensores mecánicos. Además, el EKF es capaz de reducir la distorsión armónica en las corrientes del estator del PMSG. La estrategia DB-PC propuesta se implementa en el laboratorio. Los resultados experimentales demostraron la superioridad de la estrategia DB-PC propuesta sobre la técnica tradicional de DB-PC.
Descripción
En este artículo, se propone una estrategia de control predictivo de incumplimiento (DB-PC) para generadores síncronos de imanes permanentes (PMSG) basados en turbinas eólicas modernas. Las principales ventajas de la técnica DB-PC son su excelente dinámica y su frecuencia de conmutación constante. Sin embargo, la idea principal de DB-PC es obtener la tensión de accionamiento para la próxima muestra a partir del modelo matemático del generador. Por lo tanto, DB-PC es altamente sensible a desajustes en los parámetros del PMSG. Con el fin de evitar este problema, en este trabajo se emplea un estimador de perturbaciones (filtro de Kalman extendido (EKF)) para mejorar la robustez del esquema DB-PC propuesto mediante la estimación de la perturbación total debida a desajustes de parámetros y sumándola al cálculo de la tensión de accionamiento. Además, el mismo EKF observa la velocidad y posición del rotor del PMSG, es decir, no se requieren sensores mecánicos. Además, el EKF es capaz de reducir la distorsión armónica en las corrientes del estator del PMSG. La estrategia DB-PC propuesta se implementa en el laboratorio. Los resultados experimentales demostraron la superioridad de la estrategia DB-PC propuesta sobre la técnica tradicional de DB-PC.