Control digital al surselor în comutație în aplicații cu surse regenerabile
Cuvinte cheie: control digital, control în mod glisant, surse în comutație, invertoare, FPGA
Context: sursele în comutație transferă puterea electrică de la sursele de energie la sarcinile lor, reglând în același timp tensiunea de ieșire și/sau curentul în funcție de nevoile consumatorilor: convertoarele de curent continuu reglează tensiunea de ieșire la o valoare constantă cu condiția ca necesarul de curent să fie într-un interval specificat; invertoarele produc o tensiune sinusoidală la ieșire. Pe lângă controlul lor asupra ieșirii, sursele în comutație sunt uneori utilizate pentru a regla tensiunile și/sau curenții de intrare, cum ar fi căderea de tensiune pe un panou fotovoltaic sau curentul de intrare al unui PFC, care trebuie să fie sinusoidal și sincronizat cu tensiunea de fază. În mod similar, curentul de ieșire al unui invertor conectat la rețea trebuie să fie sinusoidal și sincronizat cu tensiunea de fază.
Sursele în comutație asigură protecția împotriva condițiilor de defecțiune, gestionarea puterii în sistemele care cuprind mai multe surse de energie și consumatori, transferul bidirecțional de putere. Toate obiectivele de mai sus sunt îndeplinite cu ajutorul algoritmilor de control, care pot fi evaluați în funcție de performanțele lor în regim staționar și în regim tranzitoriu.
Scopurile tezei sunt:
– Controlul surselor în comutație folosind un FPGA: proiectarea DAC-ului, circuitul de control și generarea semnalului DPWM;
– Controlul unui invertor conectat la rețea într-un sistem fotovoltaic.
Contributii:
• Un convertor analog-digital a fost proiectat folosind un FPGA;
• ADC a fost implementat în Vivado și a fost scris în Verilog;
• Identificarea sistemului în domeniul frecvenței a fost implementată pe un FPGA și cuprinde: generarea unei secvențe la intrarea circuitului identificat, măsurarea tensiunii de ieșire a sistemului, deducerea coeficienților sistemului;
• Controlul modului de alunecare al unui circuit buck a fost modelat în Mathcad, simulat în LTSpice și implementat pe un FPGA;
• Controlul unui invertor conectat la rețea a fost simulat și implementat practic;
• Curentul de ieșire al invertorului a fost reglat să fie sinusoidal prin atenuarea armonicilor superioare, care apar din cauza panoului fotovoltaic de la intrare; metodele de control utilizate sunt controlul dq, controlul proporțional-rezonant și controlul repetitiv.