A varying frequency LPV-based control strategy for three-phase inverters

Abstract

Los inversores conectados a la red han llamado mucho la atención en la integración de sistemas de generación distribuida y microrredes, ya que son una interfaz eficaz para las fuentes de energía renovables y sostenibles. Se han implementado varias estrategias, incluidos controladores repetitivos y resonantes, para lograr una baja distorsión y una potencia de alta calidad. Sin embargo, se ha demostrado que su rendimiento disminuye sustancialmente cuando varía la frecuencia de la red. Este artículo propone una estrategia de control resonante basada en un diseño de variación de parámetros lineales (LPV), que es capaz de lidiar con cambios en la frecuencia de la red. El objetivo del controlador está asociado con la inyección de una corriente sinusoidal limpia a la red, incluso en presencia de cargas no lineales / desequilibradas y / o distorsiones de voltaje de la red. El enfoque principal se centra en presentar un procedimiento de diseño LPV aplicado que cubre el modelado de la planta, la síntesis de controladores, el análisis de estabilidad y los resultados experimentales que muestran la viabilidad y efectividad del esquema propuesto.

Grid-connected inverters have drawn a lot of attention in the integration of distributed generation systems and microgrids, as they are an effective interface for renewable and sustainable energy sources. Several strategies, including repetitive and resonant controllers, have been implemented in order to achieve low distortion and high-quality power. However, it has been proved that their performance decreases substantially when the grid frequency varies. This paper proposes a resonant control strategy based on a linear parameter varying (LPV) design, which is able to deal with changes in the network frequency. Controller aim is associated with injecting a clean sinusoidal current to the grid, even in the presence of nonlinear/unbalanced loads and/or grid-voltage distortions. Main emphasis is focused on presenting an applied LPV design procedure that covers plant modeling, controller syn thesis, stability analysis, and experimental results that show the feasibility and effectiveness of the proposed scheme.