CONTRÔLEUR PROPORTIONNEL INTÉGRAL QUASI RÉSONNANT POUR LA SUPPRESSION DU COURANT DE CIRCULATION SÉQUENTIEL ET DES ONDULATIONS DANS DES REDRESSEURS PWM TRIPHASÉS PARALLÈLES
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.68.1.3Mots-clés :
Impulsion triphasée parallèle avec redresseurs de modulation, Courant de circulation homopolaire, Harmoniques, Contrôleur proportionnel intégral quasi résonantRésumé
Les redresseurs triphasés parallèles à impulsion avec modulation (PWM) avec des bus sc et ac communs sont largement utilisés dans les systèmes d'alimentation en raison de leurs nombreux avantages tels que la flexibilité, les courants de grille sinusoïdaux, la fréquence de commutation inférieure et la bonne fiabilité. Cependant, cette topologie souffre d'un courant de circulation homopolaire (ZSCC) généré par de nombreuses raisons, notamment des inductances de filtres déséquilibrées, des temps morts inégaux et des pertes de synchronisme entre la commande de chaque redresseur, ce qui va déformer les courants côté alternatif et augmenter les pertes de puissance. . Cet article propose à la fois une méthode de modulation de largeur d'impulsion à vecteur spatial ajusté (ASVPWM) et une méthode de contrôleur quasi-résonnant intégral proportionnel (PIQRC) non seulement pour forcer le ZSCC à être nul, mais également pour réduire ses ondulations, ce qui entraîne des composants harmoniques à basse fréquence dans le courants côté alternatif. Ce double objectif peut être atteint en ajustant les rapports cycliques à vecteur nul d'ASVPWM pour supprimer le ZSCC et en utilisant PIQRC pour atténuer ses harmoniques prédominantes. Enfin, la supériorité et l'efficacité de la méthode de contrôle proposée en termes de suppression ZSCC et de réduction de l'ondulation du courant sont vérifiées par une analyse comparative avec le contrôleur ZSCC-PI conventionnel.
Références
(1) J.G. Carrasco, C. . Silva, R. Peña, R. Cárdenas, Control of a four-leg converter for the operation of a DFIG feeding stand-alone unbalanced loads, IEEE Tran. on Ind. Electr, 62, 7, pp. 4630-4640 (2014).
(2) M. R. Miveh, M. F. Rahmat, A. A. Ghadimi, M. W. Mustafa, Control techniques for three-phase four-leg voltage source inverters in autonomous microgrids: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, pp. 1592-1610 (2016).
(3) R. Mandrioli, A. Viatkin, M. Hammami, M. Ricco, G. Grandi, A comprehensive ac current ripple analysis and performance enhancement via discontinuous PWM in three-phase four-leg grid-connected inverters, Energies, 13, 17, pp. 4352 (2020).
(4) A. Chebabhi, M.K. Fellah, M.F. Benkhoris, A. Kessal, Artificial neural network based synchronous reference frame theory in the dq0 axes for reference harmonic currents generation of a four leg shunt active power filter, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 61, 4, pp. 408–4013 (2016).
(5) J. C. Olives-Camps, J. M. Mauricio, M. Barragán-Villarejo, F. J. Matas-Díaz, Voltage control of four-leg VSC for power system applications with nonlinear and unbalanced loads, IEEE Trans. on Energy Conversion., 35, 2, pp. 640-650 (2019).
(6) A. Djerioui, A. Houari, A. Saim, M. Aït-Ahmed, S. Pierfederici, M. F. Benkhoris, M. Ghanes, Flatness-based grey wolf control for load voltage unbalance mitigation in three-phase four-leg voltage source inverters, IEEE Trans. on Ind. Appl., 56, 2, pp. 1869-1881 (2019).
(7) Y., Song, F. Blaabjerg, Analysis of middle frequency resonance in DFIG system considering phase-locked loop, IEEE Trans. on Power Electr., 33, 1, pp. 343-356 (2017).
(8) Z. Ali, N. Christofides, E. Kyriakides, Y. Yang, F. Blaabjerg, Three-phase phase-locked loop synchronization algorithms for grid-connected renewable energy systems: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90, pp. 434-452 (2018).
(9) R. Bimarta, K. H. Kim, A robust frequency-adaptive current control of a grid-connected inverter based on LMI-LQR under polytopic uncertainties, IEEE Power Energy Society Section, 8, pp. 28756-28773 (2020).
(10) X. Zheng, L. Xiao, Z. Wang, Y. Lei, C. Wang, Control strategy without phase-locked loop based on coordinate transformation for three-phase ac/dc converter. IET Power Electronics, 8, 9, pp. 1701-1709 (2015).
(11) Y. Gui, X. Wang, F. Blaabjerg, Vector current control derived from direct power control for grid-connected inverters, IEEE Transactions on Power Electronics, 34, 9, pp. 9224-9235 (2018).
(12) P. Cheng, C. Wu, F. Ning, J. He, Voltage modulated DPC strategy of DFIG using extended power theory under unbalanced grid voltage conditions, Energies, 13, 22, pp. 6077 (2020).
(13) M. Alqatamin, J. Latham, Z. T. Smith, B. M. Grainger, M. L. McIntyre, Current control of a three-phase, grid-connected inverter in the presence of unknown grid parameters without a phase-locked loop, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 9, 3, pp. 3127-3136 (2020).
(14) K. R. Shanmuga vadivu, R. Ramaprabha, Improved steady state and large signal transient response of three level ac-dc converter using
hysteresis modulation based SMC under DCM, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 66, 2, pp. 85–90 (2021).
(15) A. K. Pati, N. C. Sahoo, Adaptive super-twisting sliding mode control for a three-phase single-stage grid-connected differential boost inverter based photovoltaic system, ISA transactions, 69, pp. 296-306 (2017).
(16) S. Biricik, H. Komurcugil, H. Ahmed, E. Babaei, Super twisting sliding-mode control of DVR with frequency-adaptive brockett oscillator. IEEE Trans. on Ind. Electr., 68,11, 10730-10739 (2020).
(17) B. Kelkoul, A. Boumediene, Stability analysis and study between classical sliding mode control (SMC) and super twisting algorithm (STA) for doubly fed induction generator (DFIG) under wind turbine, Energy, 214, pp. 118871 (2021).
(18) S. Ozdemir, N. Altin, I. Sefa, Z. Zhang, H. Komurcugil, Super twisting sliding mode control of three-phase grid-tied neutral point clamped inverters. ISA transactions, in press (2021).
(19) A. Chebabhi, M.K. Fellah, M.F. Benkhoris, 3D space vector modulation control of four-leg shunt active power filter using pq0 theory, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 60, 2, pp. 371–376 (2015).
