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Revista Eletrônica de Potência

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Issue: Volume 27 - Number 2
Publishing Date: junho 2022
Editor-in-Chief: Marcelo Lobo Heldwein
Editor Affiliation: Federal University of Santa Catarina
SOGI-PLL aprimorado por algoritmo de Fourier de um ciclo e controle de estados finitos
Fernando Lino, Bruna Neves de Andrade, Rogério Vani Jacomini, Claudionor Francisco do Nascimento, Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho, Fabiano Fragoso Costa
156-164
http://dx.doi.org/10.18618/REP.2022.2.0045
Portuguese Data

Palavras Chaves: Filtro de Fourier de Um Ciclo, Modelo de Controle Preditivo, PLL, referencial dq, referencial-αβ, SOGI-PLL

Resumo
Este trabalho apresenta um método para estimar o ângulo de fase da tensão da rede baseado em um conjunto finito de ângulos - na condição de problemas de qualidade da energia elétrica em sistemas de distribuição de baixa tensão, como afundamentos de tensão simétricos e assimétricos, desequilíbrios, distorções harmônicas e variações de frequência - para sistemas monofásicos. O método é composto pelo filtro de Fourier de um ciclo (OCF) em conjunto com a técnica de posições finitas (FPS), e é chamado de PLL (Phase-Locked Loop) com Filtro de Fourier de Um Ciclo com Controle de Estados Finitos (OCF-FPS-PLL). O OCF-FPS-PLL usa um procedimento de decomposição do vetor de tensão síncrono no quadro αβ estacionário da estrutura SOGI. O desempenho deste procedimento é aprimorado por meio do filtro de Fourier de um ciclo (OCF). A tensão extraída desse filtro é então tratada por um algoritmo que é implementado por um conjunto de posições finitas (FPS) para estimar o ângulo de fase. Além disso, a estrutura SOGI utilizando o PLL no quadro de referência síncrono (SRF-PLL), a estrutura SOGI utilizando o filtro de média móvel (MAF) e a estrutura SOGI usando o filtro de Fourier de um ciclo (OCF), ambos também utilizando o PLL no quadro de referência síncrono, são comparadas. Os resultados obtidos em uma bancada experimental validam o método proposto. A principal contribuição deste trabalho é a não utilização de controladores Proporcional+Integral (PI) por PLLs para estimar o ângulo de fase da rede.

English Data

Title: SOGI-PLL enhanced by one-cycle Fourier algorithm and finite state control

Keywords: dq-frame, Model Predictive Control, One-Cycle Fourier Filter, PLL, SOGI-PLL αβ-frame

Abstract
This work presents a method to estimate the phase angle of the mains voltage - based on a finite set of angles - in the condition of failures in distribution systems, such as symmetric and asymmetric voltage sags, unbalances, harmonic distortions and frequency variations - for single-phase systems. The method is composed by the One Cycle Fourier Filter (OCF) together with the finite position technique (FPS), and it is called PLL with One Cycle Fourier Filter with Finite State Control (OCF-FPS-PLL). It uses a synchronous voltage vector decomposition procedure on the stationary αβ frame of the SOGI structure. The performance of this procedure is improved by means of a one-cycle Fourier filter (OCF) where the voltage extracted from this filter is then treated by an algorithm that is implemented by a set of finite positions (FPS) to estimate the phase angle. In addition, comparisons are made between the structure SOGI using the PLL in the synchronous reference frame (SRF-PLL), the structure SOGI using the moving average filter (MAF) and the structure SOGI using the one-cycle Fourier filter (OCF), both also using the PLL in the synchronous reference frame. The results obtained in an experimental bench validate the proposed method, considering the non-use of Proportional+Integral (PI) controllers by PLLs as a contribution to estimate the phase angle of the network.

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