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Experimental Validation of Offset-Free Model-Based Predictive Control in Voltage Source Inverters for Grid Connected and Microgrids Applications
Indexado
WoS WOS:001418391100001
Scopus SCOPUS_ID:85217783035
DOI 10.3390/APP15031567
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This article presents the experimental validation of a model-based predictive control (MPC) strategy for the safe interconnection of voltage source inverters (VSI) with output LC filters for the grid connection of DC energy resources. The MPC is formulated as a quadratic programming (QP) problem and solved using the operator splitting quadratic programs (OSQP). The proposed approach incorporates integral action to achieve precise voltage magnitude reference tracking while accounting for modulated voltage limits and nominal current constraints within the control design. The effectiveness of the proposed strategy is validated through simulations conducted in MATLAB, demonstrating superior dynamic performance compared to the traditional hierarchical PI control. The implementation of the proposed MPC is experimentally verified on a VSI setup using the dSPACE MicroLabBox. The results confirm that the computational requirements are satisfied, establishing this approach as a practical alternative for modern power electronic systems. The proposed MPC for VSIs offers an effective approach to enforcing operational constraints, improving dynamic performance, and facilitating the robust integration of renewable energy sources in microgrids.

Revista



Revista ISSN
Applied Sciences Basel 2076-3417

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Multidisciplinary
Engineering, Multidisciplinary
Physics, Applied
Materials Science, Multidisciplinary
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Ahuar, Reinier Lopez - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Figueroa, Dave - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 AGUERO-VASQUEZ, JUAN CARLOS Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Adv Ctr Elect & Elect Engn AC3E - Chile
Advanced Center for Electrical and Electronic Engineering (AC3E) - Chile
4 SILVA-JIMENEZ, CESAR ARMANDO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Centro Científico Tecnológico de Valparaíso - Chile

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Universidad Técnica Federico Santa María
AC3E
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID-Fondecyt
ANID-Basal
PIIC program of DGP at Universidad Tecnica Federico Santa Maria
Chilean National Agency for Research and Development (ANID) Scholarship Program/doctorado nacional
ANID-Basal Project (AC3E)
ANID-PIA/Apoyo (CCTVal)

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported in part by the Chilean National Agency for Research and Development (ANID) Scholarship Program/doctorado nacional 2021-21211446, in part by the PIIC program of DGP at Universidad Tecnica Federico Santa Maria No 061/2023, and in part by the grants ANID-Fondecyt 1211630 and 1211676, ANID-Basal Project FB0008 (AC3E) and ANID-PIA/Apoyo AFB180002 (CCTVal).
This work was supported in part by the Chilean National Agency for Research and Development (ANID) Scholarship Program/doctorado nacional 2021-21211446, in part by the PIIC program of DGP at Universidad T\u00E9cnica Federico Santa Mar\u00EDa No 061/2023, and in part by the grants ANID-Fondecyt 1211630 and 1211676, ANID-Basal Project FB0008 (AC3E) and ANID-PIA/Apoyo AFB180002 (CCTVal).

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