Control Predictivo Jerárquico de Inversores Multinivel en Cascada Conectados a la Red

Este artículo presenta un esquema de control predictivo de modelo de conjunto finito (MPC) jerárquico para habilitar la operación autónoma y el auto-balanceo de un inversor multinivel en cascada. El enfoque propuesto es una alternativa al esquema MPC basado en una función de costo genérica, que en algunas aplicaciones es poco adecuado o desafiante de diseñar. El controlador propuesto tiene un marco jerárquico para eliminar la optimización de la función de costo general y la etapa de diseño del factor de peso asociado de los objetivos de control. El enfoque de formulación de control permite la optimización multiobjetivo con un marco de tolerancia al costo. El concepto es adecuado para simplificar la etapa de diseño del control de los inversores en puente H en cascada en el borde de la red con funcionalidades avanzadas. El esquema de control logra el control de potencia activa y reactiva con reducción de eventos de conmutación mientras iguala la demanda de potencia de las fuentes de voltaje independientes. Este último de estos objetivos se hace posible mediante el enfoque jerárquico propuesto para el seguimiento de los objetivos de control. El control está modularizado para cada fase, lo que hace que el sistema sea robusto ante condiciones de red desbalanceadas. El concepto se explica en profundidad en simulación y luego se prueba experimentalmente en hardware.