Application of MIMO VRFT control to a DC microgrid electric model

The increasing demand for clean and renewable energy has led to the development of new power systems and technology. Microgrids are small-scale power systems that can operate independently or together with the main power grid, using renewable energy sources such as solar and wind power. They also offer a more sustainable and adaptable solution for power distribution, being perfect for providing dependable and efficient energy supply to remote areas or small communities. When a DC microgrid has numerous voltage inputs and outputs, control is essential for ensuring its stability, effectiveness, and reliability. Due to their capacity to enhance the performance of complex and nonlinear systems, data-driven control strategies have attracted an increasing amount of attention in this context. A good example is the data-driven control technique known as Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT). It has shown promise in the control of nonlinear and multiple inputs/outputs systems. The design and implementation of a VRFT control strategy for a DC microgrid with two input voltage sources and two outputs that correspond to the measures of voltage in the loads is the primary goal of this work. The thesis will also examine the performance of the control system under different desired conditions, analyze the system’s behavior in the presence of noise, and assess its sensitivity to variations in the nominal values of the elements. The study will be developed using Matlab and Simulink.

La crescente domanda di energia pulita e rinnovabile ha portato allo sviluppo di nuovi sistemi e tecnologie di alimentazione. Le microreti sono sistemi elettrici su piccola scala che possono funzionare indipendentemente o insieme alla rete elettrica principale, utilizzando fonti di energia rinnovabile come l'energia solare ed eolica. Offrono anche una soluzione più sostenibile e adattabile per distribuzione di energia, essendo perfetto per fornire un approvvigionamento energetico affidabile ed efficiente ad aree remote o piccole comunità. Quando una microrete CC ha numerosi ingressi e uscite di tensione, il controllo è essenziale per garantirne la stabilità, l'efficacia e l'affidabilità. Grazie alla loro capacità di migliorare le prestazioni di sistemi complessi e non lineari, le strategie di controllo guidate dai dati hanno attirato una crescente attenzione in questo contesto. Un buon esempio è la tecnica di controllo basata sui dati nota come Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT). Ha mostrato risultati promettenti nel controllo di sistemi di input/output multipli e non lineari. La progettazione e l'implementazione di una strategia di controllo VRFT per una microrete DC con due sorgenti di tensione in ingresso e due uscite che corrispondono alle misure di tensione nei carichi è l'obiettivo primario di questo lavoro. La tesi esaminerà inoltre le prestazioni del sistema di controllo in diverse condizioni desiderate, analizzerà il comportamento del sistema in presenza di rumore e ne valuterà la sensibilità alle variazioni dei valori nominali degli elementi. Lo studio sarà sviluppato utilizzando Matlab e Simulink.