Matrix converter: analysis and control for non-isofrequential grid interconnection

The Indirect Matrix Converter (IMC) is the object of this Thesis work, analysing its possible application in interconnections of two AC grids that are operated at different frequencies and designing a suitable control for this purpose. The global electrical system is characterized by different frequency standards, incompatible with each other, requiring efficient solutions for conversion and integration. The IMC represents an innovative technology, without any energy storage components inside, that is capable of performing a single, direct power conversion between the two grids, unlike the most commonly used solutions today. Moreover, the advantages and limitations of the IMC compared to traditional converters are presented, and future improvements are proposed to optimize the conversion process. The results obtained prove that the IMC offers a promising solution for the considered problem, allowing to interconnect two non-isofrequential grids, while simultaneously increasing the overall resilience of the electric system.

In questo elaborato di Tesi viene analizzato il possibile utilizzo dell'Indirect Matrix Converter (IMC) come dispositivo per interfacciare due reti elettriche in corrente alternata a frequenza diversa, progettandone un opportuno sistema di controllo. Il sistema elettrico globale è caratterizzato da diversi possibili valori di frequenza standard, incompatibili tra loro, necessitando di soluzioni efficienti per la conversione e l'integrazione. L'IMC rappresenta una tecnologia innovativa, priva di componenti di accumulo di energia, in grado di effettuare una conversione diretta di potenza tra le due reti, al contrario delle soluzioni oggigiorno più utilizzate. Vengono inoltre discussi i vantaggi e le limitazioni dell'IMC rispetto ai convertitori tradizionali e si propongono miglioramenti futuri per ottimizzare il processo di conversione. I risultati ottenuti dimostrano che l'IMC offre una soluzione promettente per la problematica considerata, rendendo possibile l'interconnessione di reti non isofrequenziali ed al contempo aumentando la resilienza complessiva del sistema elettrico.