Sub-Module Voltage Estimation of Modular Multilevel Converter in PV Applications Using a Sliding Mode Observer

Imane Alia; Imad Merzouk; Mehamed Mounir Rezaoui

doi:10.5935/jetia.v11i52.1539

Autores

Imane Alia ABC Institute – ABCI. Manaus-Amazonas, Brazil https://orcid.org/0009-0009-2516-8102 (não autenticado)
Imad Merzouk Laboratory of Applied Automation and Industrial Diagnostics Laboratory (LAADI), Faculty of Sciences and Technology, University of Djelfa, PO Box 3117, Djelfa 17000 https://orcid.org/0000-0003-1539-1414 (não autenticado)
Mehamed Mounir Rezaoui Laboratory of Applied Automation and Industrial Diagnostics Laboratory (LAADI), Faculty of Sciences and Technology, University of Djelfa, PO Box 3117, Djelfa 17000 https://orcid.org/0000-0003-2761-6123 (não autenticado)

DOI:

https://doi.org/10.5935/jetia.v11i52.1539

Resumo

Este artigo apresenta um Observador por Modo Deslizante (SMO, na sigla em inglês) para a estimativa das tensões dos submódulos (SM) em Conversores Modulares Multiníveis (MMC) utilizados em aplicações fotovoltaicas (PV). Os MMCs são amplamente preferidos em aplicações de média e alta tensão devido à sua modularidade e escalabilidade. No entanto, os métodos tradicionais de medição de tensão requerem numerosos sensores, aumentando a complexidade do sistema, os custos e a suscetibilidade a falhas dos sensores. O SMO proposto oferece uma alternativa robusta, proporcionando uma estimativa precisa da tensão, apesar das variações nos parâmetros e das perturbações externas. O design e a implementação do SMO, juntamente com sua integração na estratégia de controle do MMC, são demonstrados. O desempenho do observador é validado por meio de simulações e resultados em Matlab, que comprovam a estimativa eficaz da tensão em diferentes condições operacionais. Este método melhora o equilíbrio de tensão dos capacitores dos submódulos, aumenta a confiabilidade operacional dos MMCs em aplicações PV e reduz os custos.