BRPI0919054B1

BRPI0919054B1 - método para conversão de energia em um sistema de conversão de energia em rede e sistema de conversão de energia para conversão de energia em um sistema de conversão de potência em rede

Info

Publication number: BRPI0919054B1
Application number: BRPI0919054A
Authority: BR
Inventors: F Mckinley Arnold; P Marrone Frank; C Horton Fred; M Klemm Joseph; James Bullen M; Matan Stefan; B Westbrock William Jr
Original assignee: Xslent Energy Tech Llc
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2019-12-31
Also published as: TW201537860A; TW201021356A; KR20150113986A; AU2009296407B2; AU2009296407A1; CA2738653A1; CA2738653C; MX2011003231A; MA32728B1; JP2012504386A; TWI499157B; TWI584549B; CN102187542B; WO2010036974A2; KR20110069828A; KR101669786B1; EP2345129A4; JP5670904B2; BRPI0919054A2; WO2010036974A3

Abstract

método para conversão de energia em um sistema de conversão de energia em rede e sistema de conversão de energia para conversão de energia em um sistema de conversão de potência em rede a presente invenção refere-se a um sistema de conversão de energia que converge uma forma de onda de saída para uma forma de onda de referência que representa uma versão ideal da forma de onda desejada de saída. o sistema recebe a informação característica sobre a forma e a fase de uma forma de onda periódica alvo, gera uma forma de onda de saída e compara a forma de onda de saída com a forma de onda de referência. a comparação pode resultar em sinais de correção para mudar a saída do hardware para mais proximamente combinar com a forma de onda de referência. o sistema pode convergir uma forma de onda de saída para uma forma de onda de tensão ou corrente ideal, e pode introduzir deslocamento de fase. um sistema de energia pode produzir um sinal de energia que reduz a distorção harmônica na forma de onda de saída sem realizar uma análise específica da distorção harmônica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA CONVERSÃO DE ENERGIA EM UM SISTEMA DE CONVERSÃO DE ENERGIA EM REDE E SISTEMA DE CONVERSÃO DE ENERGIA PARA CONVERSÃO DE ENERGIA EM UM SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA EM REDE.

Informação de Pedido Relacionado [001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade para o Pedido Provisório U.S. N^o 61/100.628, depositado em 26 de setembro de 2008, e para o Pedido Provisório U.S. N^o. 61/153.940, depositado em 19 de fevereiro de 2009.

Campo [002] A presente invenção refere-se à geração e controle de formas de ondas elétricas, e mais particularmente a geração e controle adaptativos de formas de ondas elétricas arbitrárias usando processamento de software ligado a geradores e controladores de forma de onda de hardware, e ainda mais particularmente ao seu uso em conversão de energia em rede elétrica.

Aviso de Direitos Autorais/Permissão [003] Partes da descrição deste documento de patente podem conter material que está sujeito à proteção de direitos autorais. O proprietário dos direitos autorais não tem objeção quanto à reprodução por qualquer pessoa do documento de patente ou da descrição de patente tal como aparece no arquivo ou gravações de patente do Escritório de Marcas e Patentes, mas de outro modo reserva todos os direitos autorais sejam quais forem. A observação quanto a direitos autorais se aplica a todos os dados tal como descrito a seguir, e aos desenhos anexos a isto, assim como a qualquer software descrito a seguir: Copyright © 2009, Xslent Energy Technologies, All Rights Reserved. Antecedentes [004] Distorção harmônica de uma forma de onda é caracterizada

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2/27 pela presença de frequências indesejadas dentro da forma de onda que são múltiplos inteiros da frequência fundamental (conhecidas como harmônicos da frequência fundamental). Usando análise de Fourier, todas as formas de onda alternantes podem ser caracterizadas como uma soma da frequência senoidal fundamental e seus harmônicos. Uma forma de onda idealizada para transferir energia é puramente senoidal. Assim, a forma de onda de sinal de energia ideal desejada é puramente senoidal com uma fundamental de 50/60 Hertz (dependendo do país) sem distorção harmônica.

[005] Em uma rede de energia elétrica, distorção harmônica indesejada pode causar o aquecimento de motores de indução, transformadores, capacitores, e pode sobrecarregar linhas de energia neutras. Equipamentos que exigem uma forma de onda de tensão precisa, tais como retificadores controlados de silício (SCRs), também são afetados (por exemplo, superaquecimento) por distorção harmônica.

[006] Em sistemas de múltiplas fases, harmônicos que são por causa de cargas de distorção monofásicas podem se espalhar através das outras fases (por exemplo, três) originando correntes neutras (isto é, correntes na linha neutra) de um valor maior que a corrente de linha ativa. Quando harmônicos estão ausentes, a linha neutra tipicamente carrega somente uma pequena corrente. Quando cargas monofásicas introduzem harmônicos, existe risco aumentado de sobrecarregar a linha neutra. Sobrecarregar a linha neutra aumenta o risco de superaquecimento e o risco de fogo, e pode causar problemas de aterramento.

[007] Harmônicos em um sistema de rede de energia elétrica afetam transformadores de subestação e capacitores de correção de fator de potência. Transformadores são afetados por uma forma de onda de corrente distorcida porque eles geram calor excessivo, encurtando suas expectativas de vida. Capacitores são afetados pela forma de onda

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3/27 de tensão criando calor excessivo com um concomitante risco de explosão.

[008] Distorção harmônica, tanto no fornecimento quanto na carga, é problemática e exige gerenciamento cuidadoso. Sistemas elétricos tais como inversores fotovoltaicos que se ligam à rede de energia elétrica nos Estados Unidos devem estar de acordo com o padrão de interligação UL 1741. Este padrão exige que a raiz quadrática média total das tensões harmônicas não pode exceder trinta por cento da classificação de tensão de saída de raiz quadrática média fundamental (seção 45.4.1). Qualquer única harmônica não pode exceder quinze por cento da saída de raiz quadrática média fundamental. Estas medições devem ser feitas com o inversor entregando cem por cento de sua classificação de saída para uma carga resistiva.

[009] Inversores de energia CC para CA, os quais comumente aparecem em sistemas de geração fotovoltaicos ou eólicos, usam um modulador de largura de pulso (PWM) para geração de onda senoidal. Embora isto produza uma onda senoidal relativamente pura, conteúdo harmônico permanece, e pode realmente ser introduzido por meio de outro hardware no inversor. Saída de energia de inversor não pode alcançar desempenho máximo sem reduzir os harmônicos. Adicionalmente, os harmônicos podem necessitar ser controlados e/ou reduzidos para estar de acordo com padrões de interligação para equipamento conectado à rede de energia elétrica. Filtros são comumente usados em fornecimentos de inversor que usam um PWM para cancelar distorção harmônica. Estes adicionam custo significativo e ineficiências de transferência de energia. Uma alternativa para tais filtros é compensar harmônicos detectados ao gerar um sinal harmônico inverso e aplicá-lo ao PWM para cancelar a distorção. Uma abordagem como esta exige processamento de software extensivo ou hardware oneroso adicional. Nestes sistemas tradicionais, o custo de equipa

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4/27 mento aumenta à medida que o número de harmônicos necessitando controle aumenta. Para cortar custos e complexidade, certos harmônicos são frequentemente ignorados, o que funciona contrário ao efeito desejado.

[0010] O deslocamento de fase entre tensão e corrente de rede elétrica reproduz uma função significativa na rede elétrica na transferência de energia reativa. Quando tais deslocamentos de fase ocorrem, as linhas de transmissão agem como cargas indutivas, o que reduz a tensão ao longo da linha. Este efeito nas linhas de transmissão resulta em quedas de energia e blecautes. É do maior interesse das empresas de energia elétrica reduzir tal deslocamento de fase em toda parte na rede elétrica até um certo grau. Prática comum mantém o deslocamento de fase em cerca de 0,90 ou 0,95 de fator de potência para impedir que ocorram fenômenos de ressonância. Deslocamento de fase é introduzido por cargas indutivas, mas comumente é fornecido por grande geradores de energia muitas milhas distantes. Este deslocamento de fase pode ser compensado mais localmente por meio de compensadores capacitivos estáticos, mas isso é oneroso.

[0011] Descrição Resumida dos Desenhos [0012] A descrição a seguir inclui discussão das figuras tendo ilustrações dadas a título de exemplo de implementações de modalidades da invenção. Os desenhos devem ser entendidos a título de exemplo, e não a título de limitação. Tal como usado neste documento, referências para uma ou mais modalidades são para ser entendidas como descrevendo um recurso, estrutura ou característica particular incluída em pelo menos uma implementação da invenção. Assim, frases tais como em uma modalidade ou em uma modalidade alternativa aparecendo neste documento descrevem várias modalidades e implementações da invenção, e nem todas necessariamente se referem à mesma modalidade. Entretanto, elas também não são necessariamente

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5/27 mutuamente exclusivas.

[0013] A figura 1 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema que controla distorção harmônica com um subsistema de controle de realimentação de software conectado a um controlador de forma de onda de hardware.

[0014] A figura 2 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema que controla distorção harmônica.

[0015] A figura 3 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um loop de controle interno de um sistema de controle de realimentação embutido.

[0016] A figura 4 é um fluxograma de uma modalidade de um processo para gerar um sinal de saída com base em um sinal de referência idealizado.

[0017] Descrições de certos detalhes e implementações se seguem, incluindo uma descrição das figuras, as quais podem representar algumas ou todas as modalidades descritas a seguir, assim como discussão de outras potenciais modalidades ou implementações dos conceitos inventivos apresentados neste documento. Uma vista geral de modalidades da invenção é fornecida a seguir, seguida por uma descrição mais detalhada com referência aos desenhos.

Descrição Detalhada [0018] Tal como descrito neste documento, uma saída é gerada com base em uma saída idealizada, a qual fornece controle de distorção harmônica de um sinal de saída para um dado sinal de entrada. Em uma modalidade, processamento de software em conjunto com geração e controle de forma de onda de hardware assegura a forma, proporção e sincronismo de uma forma de onda de saída. A forma de onda de saída é baseada em informação de sincronização de entrada, incluindo, mas não limitado a isto, sincronismo, faseamento e/ou informação de frequência, a forma instantânea da forma de onda de saí

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6/27 da real, e uma forma de onda ideal de referência representada por dados tabulares. Ao medir a saída real, e fornecer correções para os mecanismos de controle/geração, um sistema converge em uma forma de onda de saída arbitrária dada informação de entrada específica relacionada com sincronismo, faseamento e outras características de frequência, a forma de onda de saída real e uma tabela específica representando uma forma de onda-alvo ideal. Um sistema como este pode ser usado para produzir qualquer forma de onda elétrica de saída arbitrária com baixa distorção harmônica indesejada, assim como uma fase arbitrária relativa para dados tabulares de referência representando uma forma de onda ideal. Assim, tanto distorção harmônica quanto fase do sinal de saída podem ser controladas.

[0019] Tal como descrito neste documento, em vez de manusear o problema de energia reativa milhas distantes da carga, a energia reativa pode ser gerada localmente, resultando em um método de custo mais baixo para manusear o problema de energia reativa que existe atualmente em sistemas ligados em rede elétrica. Em uma modalidade, um sistema de conversão de energia em rede fornece uma mistura de energia ativa e reativa em demanda, dinamicamente, o que diminui custo e fornece uma rede de energia elétrica mais estável. Em uma modalidade, um sistema de conversão de energia muda dinamicamente o deslocamento de fase entre sua corrente de saída (localmente) e a tensão de rede elétrica para fornecer uma mistura de energia ativa e reativa em demanda.

[0020] Referência para gerar energia reativa localmente e deslocar fase de uma forma de onda de saída com relação a uma forma de onda periódica alvo pode ser entendida para realizar um propósito similar. Em uma modalidade, fator de potência é controlado localmente em uma carga ao controlar o deslocamento de fase da forma de onda de saída tal como se direcionando para uma rede elétrica. Assim, olhando

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7/27 para a carga, fator de potência pode ser mantido em '1' ou muito perto disto ao casar o deslocamento de fase de forma de onda de saída com aquele da carga. Assim, a forma de onda de saída e carga podem estar fora de fase com relação à rede elétrica, gerando energia reativa efetiva localmente em uma carga. A fase pode ser controlada ao casar a forma de onda de saída com a forma de onda de saída desejada ideal, em vez de tentar filtrar ou casar com a saída para a rede elétrica e/ou a carga.

[0021] Um processo de controle (por exemplo, implementado por meio de processo de software de um microprocessador ou outra forma de controlador) recebe informação a respeito de sincronismo periódico desejado específico, faseamento ou outra informação de frequência para um sinal-alvo ou de sincronização. O processo de controle também amostra a magnitude instantânea da forma de onda de saída gerada. A informação de frequência e a magnitude instantânea podem depender de características de carga. O processo de controle compara os dados recebidos com pontos de ajuste de uma forma de onda ideal digitalizada de referência (por exemplo, uma forma de onda de referência tal como armazenada na forma tabular), ponto a ponto, e computa dados de erro ponto a ponto. Em uma modalidade, a comparação e computação são executadas em paralelo. A forma de onda ideal pode estar sincronizada exatamente com o sinal-alvo ou de sincronização, ou ela pode ter um deslocamento de fase fixado. Onde um deslocamento de fase é aplicado, o deslocamento de fase pode ser codificado rigidamente ou mudado dinamicamente.

[0022] O sistema aplica os dados de erro gerados a um subsistema de controle de realimentação apropriado (por exemplo, um controlador proporcional integral derivativo (PID)), o qual gera atualizações de sinal. Em uma modalidade, os dados de erro são ponto a ponto tal como com o sinal de referência, e podem indicar mudança ou não fa

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8/27 zer nada em um ponto de saída particular. A soma dos dados de erro pode ser referida como dados tabulares de atualização, a qual é aplicada a um gerador e/ou controlador de forma de onda de hardware. O gerador de forma de onda produz uma forma de onda de saída que casa mais exatamente com a forma de onda ideal referenciada. O sistema permite dinamicamente melhoramentos adaptativos, para o algoritmo de atualização ou para a tabela de dados corrigidos para qualquer forma de onda de referência arbitrária.

[0023] Em uma modalidade de conversão de energia, a fonte de energia é amostrada e controlada pelo processo de controle por meio de técnicas conhecidas, tais como MPPT (rastreamento de ponto de energia máxima) ou Casamento de Impedância Dinâmica (por exemplo, tal como descrito no pedido de patente copendente n^o. 11/774.562, depositado em 7 de julho de 2007, intitulado POWER EXTRACTOR DETECTING A POWER CHANGE, e designado para a mesma corporação requerente). Amostrar e controlar a fonte de energia para conversão de energia ajuda a maximizar a transferência de energia pelo conversor de energia de entrada.

[0024] Tal como descrito, o sistema pode convergir um sinal de saída para um sinal de referência ideal sem análise ou conhecimento de distorção harmônica específica. Entretanto, por causa de convergir o sinal de saída e sua forma de onda para um sinal/forma de onda idealizado, o sistema reduz distorção harmônica de múltiplas ordens na forma de onda de saída independente de seu deslocamento de fase para o sinal de sincronização de entrada sem conhecimento de níveis de energia relativos associados com frequências harmônicas individuais. A partir de uma perspectiva, controle de distorção harmônica pode ser alcançado com uma focalização mais deliberada na geração da forma de onda de saída, independente de informação a respeito de harmônicos específicos da forma de onda de saída. Assim, focalizar

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9/27 na geração de uma forma de onda ideal de saída, em vez de focalizar em harmônicos particulares, reduz a complexidade do sistema de atualização de distorção enquanto reduzindo distorção mais efetivamente.

[0025] Tal como descrito neste documento, a forma de onda de saída pode ser convergida em uma forma de onda de sincronização ou alvo de forma arbitrária e alinhamento de fase. A forma de onda de saída pode ser uma forma de onda de corrente ou uma forma de onda de tensão. O sistema gera um sinal de saída, em vez de simplesmente tentar modificar e/ou filtrar um sinal de entrada. Assim, o sistema pode convergir a saída para a forma de onda de sincronização (alvo) somente com informação de entrada relacionada com sincronismo, faseamento e outras características da forma de onda de sincronização. O sinal de saída gerado é comparado com a informação de forma de onda-alvo ideal para modificar a forma de onda de saída durante tempo de execução ou operação ativa do sistema. A comparação permite atualizar valores para gerar uma nova forma de onda de saída mais próxima da ideal do que originalmente expresso sem a necessidade de analisar o conteúdo harmônico da forma de onda de saída.

[0026] Em uma modalidade, a forma de onda-alvo ideal é armazenada como uma tabela de entradas de valor ou de outro modo como um grupo de pontos de ajuste. As entradas de forma de onda (ou pontos de ajuste) podem ser em qualquer comprimento ou formato, número inteiro ou número não inteiro. As entradas de forma de onda-alvo ideal podem ser geradas dinamicamente em tempo de execução, ou por código rígido ou pré-compiladas a partir de pré-computações. Geração dinâmica ou pré-geração da forma de onda inclui computar os valores de pontos de referência ideais com base em uma forma ideal de uma forma de onda de saída desejada. Os valores podem ser proporcionais a uma forma de onda normalizada (por exemplo, valor de

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10/27 pico '1'), ou podem ser computados com um multiplicador (escalando a forma de onda para cima ou para baixo). O modelo de forma de onda pode ser senoidal ou não senoidal na forma representada. A forma de onda ideal, por exemplo, pode ser uma onda senoidal, onda quadrada, onda dente de serra, ou outra forma de onda periódica.

[0027] Em uma modalidade, as entradas de forma de onda são espaçadas uniformemente (no domínio de tempo ou no domínio de frequência), mas elas não são necessariamente espaçadas de forma uniforme. Informação de sincronismo pode ser incluída no sistema para indicar quando amostras devem ser obtidas para corresponder aos pontos de ajuste da forma de onda ideal. As entradas de valor de forma de onda podem ser dirigidas para frente no tempo ou para trás no tempo ou qualquer mistura dos mesmos. As entradas podem ser armazenadas em um formato ou estado compactado ou não compactado. Em uma modalidade, os dados podem ser alterados durante tempo de execução para afetar uma mudança no modelo da forma de onda ideal para uma outra forma de onda ideal (por exemplo, diferente).

[0028] O mecanismo de comparação dentro do sistema implementa um algoritmo de comparação, o qual pode ser qualquer algoritmo padrão ou não padrão que compara dois números. A comparação pode envolver técnicas de amostragem, mas tais técnicas não são necessariamente exigidas. Em uma modalidade, a comparação é ponto a ponto. Alternativamente, múltiplos pontos podem ser amostrados e comparados, ou a amostragem de outro modo pode ser considerada não de ponto a ponto.

[0029] O processo de controle pode incluir um mecanismo de seleção, o qual pode executar qualquer algoritmo de seleção padrão ou não padrão. Um algoritmo de seleção de exemplo é um controlador Proporcional de Integração Derivativo (PID). O algoritmo de seleção propriamente dito pode ou não executar cálculos, e pode ou não trans

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11/27 formar dados do domínio de tempo para o domínio de frequência ou vice-versa como parte do processo de seleção. Em uma seleção o mecanismo de seleção seleciona dados ponto a ponto. Alternativamente, o mecanismo de seleção pode selecionar dados por grupo. [0030] O sistema inclui hardware de saída que gera a forma de onda de saída. O hardware de saída é acionado por um mecanismo de controle para fazer com que o hardware crie a forma de onda de saída. Os valores de tabela atualizados podem ser aplicados ao hardware de saída usando qualquer técnica padrão ou não padrão para acionar a geração da forma de onda de saída. Em uma modalidade, o hardware de saída é acionado com modulação de largura de pulso (PWM). Entretanto, outros mecanismos de controle de energia digitais variáveis podem ser usados. Alternativamente, mecanismos de controle analógicos ou de passo podem ser usados para acionar a saída.

[0031] Tal como sugerido acima, em uma modalidade, a forma de onda de saída gerada pode ser deslocada em fase com relação à forma de onda de sincronização. Tal como descrito neste documento, o sincronismo pode ser ajustado pelo controlador para acionar a geração de forma de onda de saída em um deslocamento de fase com relação à forma de onda de sincronização. Tal deslocamento de fase pode ser realizado dinamicamente sem aumentar distorção harmônica, ao contrário de sistemas tradicionais que manipulam ou filtram um sinal de entrada.

[0032] A figura 1 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema que controla distorção harmônica com um subsistema de controle de realimentação de software conectado a um controlador de forma de onda de hardware. O sistema 100 inclui a fonte de energia 104, a carga 106 e o sistema de saída e controle 102. O caminho de energia 110 representa o caminho de energia elétrica da fonte 104 para a carga 106, tal como controlado pelo sistema de saída 102.

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12/27 [0033] O sistema de saída 102 inclui o conversor de energia de entrada 120 para receber energia de entrada da fonte 104 e a converter em uma outra forma (por exemplo, CC para CA). O conversor de energia de entrada 120 inclui componentes de hardware para receber um sinal de energia para conversão, e pode incluir componentes de energia apropriados. Em uma modalidade, o conversor de energia de entrada 120 implementa casamento de impedância dinâmica, o que capacita a eletrônica de entrada para transferir energia máxima da fonte 104. Casamento de impedância dinâmica inclui rastrear constantemente um ponto de energia máxima, assim como acionar um acoplador de energia de entrada (por exemplo, um transformador) para manter tão plana uma inclinação de energia quanto possível (por exemplo, inclinação de zero). O conversor de energia de entrada 120 pode receber sinais ou informação de controle do controlador 130, assim como fornecer entrada para indicar operação do conversor.

[0034] A pré-alimentação de entrada 112 fornece informação (por exemplo, valor de energia máxima, frequência tal como apropriado, ou outra informação para controlar o hardware de conversor de energia de entrada) a respeito da energia de fonte para o controlador 130. O controlador 130 controla o conversor de energia de entrada 120 com base na informação de entrada a respeito da energia de entrada. O controlador 130 representa qualquer tipo de controlador processador que pode ser embutido no sistema de saída 102. O controlador 130 pode ser ou incluir qualquer tipo de microcontrolador, processador de sinal digital (DSP), matriz lógica ou outra lógica de controle. Adicionalmente, o controlador 130 pode incluir memória ou componentes de armazenamento apropriados (por exemplo, memória de acesso aleatório, memória somente de leitura (ROM), registradores e/ou rápida) para armazenar código ou valores gerados ou obtidos durante operação de tempo de execução ou pré-computados.

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13/27 [0035] O controlador 130 aciona o gerador de forma de onda programável 140 para gerar a forma de onda de saída desejada. O gerador 140 também se situa no caminho de energia 110, e recebe energia de entrada do conversor de energia de entrada 120 para produção. Embora a energia possa ser transferida, ela não é necessariamente produzida com a mesma forma de onda tal qual ela é recebida. Por exemplo, um sinal CC pode ser produzido como um sinal senoidal, tal como mostrado no exemplo da figura 1. Outras conversões de energia podem ser realizadas de forma similar tal como mostrado e descrito. Em uma modalidade, o gerador 140 inclui um PWM para gerar a forma de onda de saída 108. O gerador 140 recebe sinais e informação de controle do controlador 130, e pode fornecer informação ou realimentação de status ou de operações para o controlador 130. A forma de onda de saída pode ser de corrente ou de tensão.

[0036] O sistema de saída 102 é capaz de incorporar sincronismo, faseamento ou outra informação de frequência específica, para gerar a forma de onda de saída 108. Tal sincronismo, faseamento ou outra informação de frequência pode ser referido como dados de sincronização de entrada. Em uma modalidade, tais dados de sincronização de entrada chegam a partir de informação de carga em tempo real, em cujo caso eles podem ser referidos como entrada de sincronização de carga. A entrada de sincronização de carga ou dados de sincronização de entrada indica informação necessária para determinar o sinal de sincronização discutido anteriormente. Tal informação é indicada no sistema de saída 102 como a sincronização de saída 114. Em um sistema onde a saída é antecipada (por exemplo, conectando a uma rede elétrica), certa tensão, sincronismo ou outra informação pode ser esperada (por exemplo, 120 V em 60 Hz), e uma estimativa inicial programada ou feita pelo sistema na partida. Com base em dados de sincronização de carga, a estimativa inicial pode ser ajustada.

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14/27 [0037] O controlador 130 também mede a realimentação de saída 116 fora do caminho de energia 110, para determinar a saída real gerada pelo gerador 140. A saída real é comparada como uma referência ideal para determinar se a saída desejada está sendo gerada. Em uma modalidade, a realimentação de saída 116 é uma abstração para representar medição de saída pelo controlador 130, e não inclui componentes separados em si mesma. Em uma modalidade, a realimentação de saída 116 inclui um mecanismo de amostragem ou outro mecanismo de seleção de dados para comparar com o sinal de referência ideal. Se a realimentação de saída 116 incluir componentes separados do controlador 130, ela pode ser acionada pelo controlador 130, e receber dados de comparação do controlador 130 e fornecer informação de erro ou de realimentação. Em uma modalidade, a realimentação de saída 116 é entendida para incluir pelo menos componentes de hardware necessários para um processo de controle de realimentação para interface com as linhas de saída. Adicionalmente, a realimentação de saída 116 pode incluir outro hardware para executar medições, computações e/ou executar processamento.

[0038] Tanto a sincronização de saída 114 quanto a realimentação de saída 116 podem ser consideradas loops de realimentação. Deve ser entendido que a sincronização de saída 114 e a realimentação de saída 116 não são a mesma coisa, e servem a propósitos diferentes. A sincronização de saída 114 indica com o que o sinal de referência ideal deve se parecer, tal como armazenado na tabela de forma de onda de referência 132. A realimentação de saída 116 indica como a saída real varia a partir do sinal de referência. A tabela de atualização 134 representa dados gerados em resposta à realimentação de saída 116. Em uma modalidade, a sincronização de saída 114 é baseada em informação de tensão na saída do caminho de energia 110, enquanto que a realimentação de saída 116 é baseada em corrente de saída

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15/27 gerada na saída do caminho de energia 110.

[0039] Com base na sincronização de saída 114 (ou com base em uma estimativa inicial da sincronização de saída), o sistema de saída 102 armazena e/ou gera a tabela de forma de onda de referência 132, a qual representa uma forma ideal da forma de onda de saída desejada a ser gerada pelo gerador 140. A tabela de forma de onda de referência 132 pode ser armazenada como uma tabela ou outro conjunto de pontos (ou pontos de ajuste) que refletem com o que a forma de onda de saída deve parecer. Embora uma forma de onda senoidal esteja representada, qualquer forma de onda periódica pode ser usada. A tabela de forma de onda de referência 132 alternativamente pode ser referida como uma fonte de forma de onda de referência.

[0040] Com base na realimentação de saída 116, o sistema de saída 102 gera a tabela de atualização 134. A tabela de atualização 134 inclui entradas ou pontos para indicar como modificar a operação do gerador 140 para fornecer uma saída casando mais proximamente com a forma de onda da tabela de forma de onda de referência 132. Embora indicada como uma tabela, a tabela de atualização 134 pode ser uma tabela armazenada que é modificada em certos intervalos (por exemplo, cada entrada é atualizada tal como necessário para refletir dados de erro medidos), ou pode ser recém-gerada em cada intervalo de atualização. A tabela de atualização 134 alternativamente pode ser referida como uma fonte de dados de atualização. As atualizações podem ser modificações de valores antigos, a substituição de valores, ou podem ser armazenadas em diferentes localizações em uma memória acessada pelo controlador 130. Em uma modalidade, cada valor da tabela de atualização 134 indica uma mudança para cima, para baixo ou nenhuma mudança para cada um de um conjunto de pontos. Tais valores são aplicados ao hardware que controla a saída do gerador 140 para fazer com que o sinal de saída convirja

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16/27 na forma de onda ideal desejada.

[0041] A partir de uma perspectiva, o sistema de saída 102 pode ser visto como tendo cinco recursos ou componentes. Embora estes recursos estejam representados na figura 1 por meio de certos diagramas de blocos, será entendido que configurações diferentes e uma variedade de componentes diferentes podem ser usadas para implementar um ou mais destes recursos. Para propósitos de discussão, e não a título de limitação, estes recursos são descritos a seguir com referências tais como Recurso 1, Recurso 2, e assim por diante. Será entendido que uma convenção como esta é meramente abreviatura para se referir à matéria em questão do recurso ou componente descrito, e não indica necessariamente qualquer coisa com relação à ordem ou importância.

[0042] O Recurso 1 pode incluir dispositivo para incorporar sincronismo específico, faseamento ou outra informação de frequência. O dispositivo inclui hardware e/ou software para gerar e receber os dados de sincronização de entrada ou entrada de sincronização de carga referidos acima, os quais são baseados na sincronização de saída 114. O Recurso 2 inclui a tabela de forma de onda de referência 132, a qual pode incluir uma tabela de dados ou uma equação dentro do software que representa a forma ideal da forma de onda de saída 108. O Recurso 3 inclui o controlador 130, o qual pode ser ou incluir um algoritmo de software que compara a forma de onda de saída real gerada pelo gerador 140 com a representação tabular ideal tal como representada pela tabela de forma de onda de referência 132. O Recurso 4 inclui um algoritmo dentro do controlador 130 que computa ou seleciona de outro modo e gera dados de atualização representados pela tabela de atualização 134. O Recurso 5 inclui o gerador 140 que usa os dados de atualização da tabela de atualização 134 para gerar a forma de onda de saída 108 da forma, proporção, sincronismo e fase desejadas.

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17/27 [0043] Com referência ao Recurso 1, o sincronismo específico, faseamento ou outra informação de frequência fornece informação de sincronização para os algoritmos de comparação e atualização no controlador 130. A informação pode vir por meio de uma tabela, equação, amostragem de sinais monitorados de hardware em tempo real, ou outra fonte.

[0044] Com referência ao Recurso 2, os dados representando a forma de onda de referência podem ser de qualquer comprimento e de qualquer formato, número inteiro ou número não inteiro, se dentro de uma tabela. Uma tabela como esta pode ser gerada dinamicamente em tempo de execução ou ser codificada em máquina em tempo de compilação. A forma ideal da forma de onda representada pode ser senoidal ou não senoidal. A forma de onda pode ser representada por valores de dados espaçados uniformemente no domínio de tempo ou espaçados não uniformemente, para frente no tempo ou para trás no tempo ou qualquer mistura dos mesmos. A forma de onda alternativamente pode ser representada por valores de dados no domínio de frequência, e organizados em qualquer modo. Os dados podem ser compactados ou não compactados. Os dados podem ser representados por uma equação em vez de pontos de ajuste de dados computados, ou parte por uma equação e parte por uma tabela. Em uma modalidade, os pontos de ajuste armazenados em uma tabela são os resultados computados de uma equação. Os dados podem ser alterados durante processamento em tempo de execução para mudar a forma da forma de onda ideal para um ideal diferente. Os valores na tabela de forma de onda de referência 132 podem ser modificados ou substituídos por valores diferentes se alterados em tempo de execução. Os dados podem ser alinhados para ficar em fase exata com a forma de onda de entrada ou eles pode ser deslocados em fase.

[0045] Com referência ao Recurso 3, o controlador 130 pode inclu

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18/27 ir qualquer algoritmo de comparação tradicional ou padrão. Um algoritmo de controle compara valores de dados representando a forma de onda de saída, amostrados por hardware, e transformados em valores de dados de software por meio de técnicas de amostragem padrão ou não padrão. Em uma modalidade, o controlador compara os pontos de ajuste ideais das computações de tabela ou equação com a informação de sincronização, ponto a ponto, e gera dados de erro ponto a ponto. Em uma modalidade, o controlador pode processar múltiplos pontos ao mesmo tempo em vez de ponto a ponto.

[0046] Com referência ao Recurso 4, o controlador 130 inclui um de algoritmo de seleção que cria ou gera novos dados usando qualquer técnica padrão ou não padrão. Em uma modalidade, o algoritmo de seleção envolve executar cálculos. Alternativamente, o algoritmo de seleção pode simplesmente selecionar dados sem executar processamento ou executar cálculos. O algoritmo de seleção pode substituir valores de dados em uma tabela de pontos de ajuste, ou deixar os valores de dados na tabela preferindo usar uma outra área de armazenamento. O algoritmo de seleção pode transformar os dados do domínio de tempo para o domínio de frequência e vice-versa como parte de seu processo de seleção. O algoritmo fornece um mecanismo de atualização de erro (por exemplo, algoritmo) em que ele identifica valores de dados que corrigirão a forma de onda de saída quando aplicado. Assim, a forma de onda de saída após aplicação dos valores de dados parece mais com a forma de onda ideal preferido.

[0047] Com referência ao Recurso 5, os novos valores de dados representados pela tabela de atualização 134 são aplicados ao hardware no gerador 140 por meio de processos padrões para acionar a geração da forma de onda de saída. Em uma modalidade, os novos valores de dados são aplicados por meio de um mecanismo PWM ou qualquer outro mecanismo que transforme valores de dados distintos

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19/27 em uma forma de saída analógica.

[0048] A figura 2 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema que controla distorção harmônica. Em uma modalidade, o sistema 200 da figura 2 é um exemplo de um sistema de conversão de energia em rede implementando o sistema 100 da figura 1. Assim, a entrada 202 pode corresponder à energia de entrada da fonte 102, e a saída 250 pode corresponder a uma saída na carga 106. Em uma modalidade, o sistema 200 controla distorção harmônica do sinal de corrente de saída e o deslocamento de fase entre a tensão de rede elétrica e o sinal de corrente de saída de um sistema de conversão de energia fotovoltaica solar ou outra fonte, CC para CA em rede.

[0049] O sistema 200 inverte a energia CC de entrada 202 para a energia CA de saída na saída 250. Em uma modalidade, a tensão e a corrente na saída 250 são ambas ondas senoidais de 60 Hz ideais, não distorcidas por harmônicos artificiais, onde a corrente atrasa ou avança a tensão por um deslocamento de fase. Uma implementação como esta pode ser empregada em um sistema em rede, onde a tensão de saída é firmemente estabelecida pela ligação à rede na saída 250, mas a corrente não é. As regulações UL 1247 exigem que a corrente seja reduzida em distorção harmônica. Tal como ilustrado, o sistema 200 fornece pelo menos a formação de uma forma ideal de onda senoidal, deslocada em fase da tensão da rede elétrica fixada, também não distorcida em aspecto.

[0050] Em uma modalidade, as operações do sistema 200 podem ser separadas como três elementos. O primeiro é para estabelecer uma tabela de valores de forma de onda de corrente ideal para a forma de onda desejada com um ângulo desejado de deslocamento de fase sem distorção. Embora descrita mais especificamente para formas de onda de corrente de saída e formas ideais de onda de corrente, será entendido que tal é um exemplo não limitativo, e a discussão

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20/27 com relação ao sistema 200 pode ser aplicada também para controlar formas de onda de tensão de saída, com modificações que serão entendidas pelos versados na técnica. O segundo é para comparar um sinal de saída real gerado por um gerador de forma de onda com a forma de onda ideal. O terceiro é para gerar, com informação de sincronismo de entrada e a informação de erro, uma tabela de atualização de valores que permite ao gerador de forma de onda corrigir a forma de onda de saída real. As operações melhoram repetidamente a forma de onda de saída tendendo na direção da forma de onda ideal (por exemplo, uma sinusoide). Assim, o resultado das operações coloca uma forma de onda de corrente de 60 Hz pura em fase, avançando ou atrasando, com a forma de onda de tensão de rede elétrica.

[0051] O fluxo de energia principal através do caminho em uma modalidade ocorre como se segue: a entrada 202 é energia de entrada CC. O gerador PWM 230 aciona o conversor de CC para CA 242 usando uma tabela de valores atualizados (a atualização de entrada de tabela de PWM 280). Em uma modalidade, a tabela de atualização 280 corresponde à tabela 140 da figura 1. A energia CC de entrada 202 passa pelo conversor de CC para CA 242 do hardware de inversor 240, e sai como a forma de onda de corrente CA de saída 250. O detector de forma de onda de corrente 244 detecta a forma de onda de corrente na saída 250. A forma de onda de entrada está ilustrada no gerador PWM 230 como uma onda senoidal perfeita, e distorcida no detector de forma de onda de corrente 244. A quantidade de distorção pode estar exagerada, mas ilustra que a forma de onda de saída pode nem mesmo inicialmente parecer muito com a forma de onda desejada ideal. Entretanto, a forma de onda converge através da realimentação. O hardware de inversor 240 também inclui o detector de forma de onda de tensão 246, o qual gera a informação de sincronização 248, a qual corresponde à informação de sincronização de saída da figura 1.

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21/27 [0052] O fluxo de loop de controle detectando e implementando a realimentação ocorre como se segue: a informação a respeito de energia de entrada CC 204 e a informação de deslocamento de fase de entrada 206 refinam uma forma de onda ideal de referência 210. A forma de onda ideal de referência, tal como discutido anteriormente, pode ser armazenada como uma tabela. Em uma modalidade, simultaneamente a saída do gerador PWM 230 é o pico detectado 222 e é permitido escalar a tabela ideal no controle de nível de forma de onda de referência 224. A saída do controle de nível 224 é a forma de onda ideal instantânea desejada. A forma de onda de referência do controle de nível de forma de onda de referência 224 e a saída real são recebidas no controlador PID (proporcional-integral-derivativo) 260.

[0053] O controlador PID 260 inclui o detector de erro de tabela de PWM 262, o qual recebe a forma de onda de referência escalada e a forma de onda de saída real. O erro se torna a entrada de erro para o bloco de erro proporcional 264, bloco de erro integral 266 e para o bloco de erro derivativo 268. A soma dos sinais de erro é soma de erros de tabela de PWM, a qual fornece a saída de controlador PID para a atualização de entrada de tabela de PWM 280. Estes valores de tabela atualizados são realimentados para o gerador PWM 230 e acionam o gerador para ajustar a saída do hardware de inversor 240, para convergir o sinal de saída para a forma de onda de referência 210.

[0054] A figura 3 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um loop de controle interno de um sistema de controle de realimentação embutido. O controle de forma de onda de referência 300 é um controlador de um sistema em rede. O controle de forma de onda de referência 300 inclui o loop de controle interno 310 de um sistema de controle de realimentação embutido. Os loops embutidos são interdependentes. Isto é, a função de um loop de controle afeta um sinal que é usado como uma entrada para o outro loop de controle. O loop de

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22/27 controle externo corrige os dados em função da distorção harmônica transitória na forma de onda de saída tal como descrito anteriormente. O loop de controle interno 310 é completamente embutido no loop de controle externo. O loop de controle interno 310 recebe como entrada informação relacionada com valores para os quais o loop de controle interno 310 fornece realimentação.

[0055] Dentro do loop de controle interno 310, a informação de energia de entrada 302 é recebida e combinada com o ajuste de pico de tabela de sinal de erro 352. Tal como usado neste documento, combinar se refere a executar uma ou mais operações com ou baseadas na entrada, e não é para ser entendido como limitado às funções de adição ou acumulação. A combinação seletiva da informação de energia de entrada 302 com o ajuste de pico de tabela 352 gera o controle de ganho de referência 354, o qual estabelece e ajusta o ganho da forma de onda de referência 304 no ganho de forma de onda de referência 360 para ajustar dinamicamente a saída de inversor para encaixar condições de operação de corrente que incluem energia de entrada e características de rede elétrica local.

[0056] Em uma modalidade, o controle de forma de onda de referência 300 ajusta a forma de onda de referência como se segue: A última ou mais atual tabela de gerador de onda senoidal 308 é examinada e o valor de tabela de pico é extraído pelo detector de pico 320. O valor real de pico 332 é comparado ao valor de pico-alvo 334, gerando o valor de erro de pico 336. O valor de pico-alvo 334 pode ser codificado rigidamente com base em características de hardware típicas, ou ele pode ser determinado em tempo real. O sinal de erro é condicionado pelo controle ou controlador PID 340 para adaptar a resposta de frequência do loop de controle interno 310 para impedir interação inadequada com a resposta de loop de controle externo.

[0057] A saída do controle PID 340 é o sinal de ajuste de pico de

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23/27 tabela 352, o qual é combinado com a informação de energia de entrada 302 para derivar o sinal de controle de ganho de forma de onda de referência 354. Usando o sinal de controle de ganho de referência 354, o ganho de forma de onda de referência 360 pode aumentar ou reduzir a amplitude da forma de onda de referência 304 para ajustar a saída de forma de onda de referência 306 para casar exatamente com o que é exigido para as condições de operação do sistema para conversão de energia.

[0058] Em uma modalidade, a informação de energia de entrada 302 é constante ou se desloca muito lentamente quando comparada ao loop de controle interno 310 (por exemplo, aproximadamente 10 vezes mais lenta ou mais). Quando a informação de energia de entrada 302 está se deslocando lentamente, o loop de controle interno 310 sintoniza finamente a amplitude da forma de onda de referência 304 em tempo real para garantir que os valores de tabela de PWM se estendam em uma faixa específica de valores incluindo valores mínimos e máximos específicos. Conter os valores de tabela de PWM dentro de uma faixa específica de valores aprimora a capacidade do conversor em rede para entregar energia de saída máxima enquanto mantendo máxima resolução de controle de forma de onda.

[0059] Ter loops de controle interdependentes pode resultar em instabilidade de sistema, já que o erro gerado por um pode ser propagado e ampliado pelo outro em um modo de se elevar em linha de espiral. Um método para ajudar a alcançar estabilidade é executar a operação corretiva de externo loop de controle menos frequentemente que a operação corretiva do loop de controle interno 310. Desse modo, o loop de controle interno 310 pode ter tempo para estabilizar com relação a um dado valor da saída de forma de onda de referência 306 antes de o loop externo operar para corrigir erro de distorção harmônica. Em uma modalidade, o loop de controle externo é executado em uma

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24/27 frequência de 1x quando comparada a uma frequência de 10x para o loop de controle interno 310. A ordem de diferença de magnitude na frequência de ajuste permite operação mais estável. Será entendido que 10x é um exemplo de uma ordem de magnitude, e a comparação em frequência de desempenho pode ser aproximadamente 10, ou mais.

[0060] A figura 4 é um fluxograma de uma modalidade de um processo para gerar um sinal de saída com base em um sinal de referência idealizado. Diagramas de fluxogramas tais como ilustrados neste documento fornecem exemplos de sequências de várias ações de processo. Embora mostrado em uma sequência ou ordem particular, a não ser que especificado de outro modo, a ordem das ações pode ser modificada. Assim, a implementação ilustrada deve ser entendida somente como um exemplo, e o processo para estabelecer o canal seguro pode ser executado em uma ordem diferente, e algumas ações podem ser executadas em paralelo. Adicionalmente, uma ou mais ações podem ser omitidas em várias modalidades da invenção; assim, nem todas as ações são exigidas em cada implementação. Outros fluxos de processo são possíveis.

[0061] Um sistema conversor de energia recebe energia de entrada, 402. O sistema converte a energia recebida em uma forma diferente, ou age como um impulso para purificar o sinal de energia de entrada e colocar um sinal puro de volta para a rede elétrica. Um gerador de ponto de ajuste de referência obtém informação de energia de entrada, 404. Tal como discutido com relação à figura 4, vários elementos de processamento podem ser descritos como componentes separados do sistema, tal como o gerador de ponto de ajuste de referência. Estes elementos podem ser componentes separados, ou todos podem ser parte de um controlador de sistema primário de acordo com o que está descrito em certas modalidades acima. O sistema pode incluir ló

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25/27 gica que amostra a energia de entrada e executa certos cálculos para gerar a informação que é então enviada para os geradores de sinal. O gerador de ponto de ajuste de referência gera um grupo de pontos de ajuste que representam uma forma de onda de referência (saída ideal), 406. A forma de onda de referência é com o que de melhor possível a saída (ou saída ideal) do sistema pareceria.

[0062] Em uma modalidade, o gerador de ponto de ajuste de referência armazena os pontos de ajuste de forma de onda de referência em uma tabela para uso posterior. Alternativamente, os pontos de ajuste de referência podem ser computados a partir de um algoritmo que implemente uma equação. O gerador de ponto de ajuste de referência pode atualizar ocasionalmente os pontos de ajuste de referência, em um modo escalonado (por exemplo, com base em uma quantidade de tempo) ou em resposta a detectar uma diferença no sinal de entrada.

[0063] O gerador de forma de onda de saída de base gera uma forma de onda de saída, 410. Em uma modalidade, o sistema inclui um circuito de amostragem para amostrar a forma de onda de saída, 412. O amostrador envia a amostra de forma de onda de saída para um sistema de realimentação. O sistema de realimentação obtém um ponto de ajuste de forma de onda de referência correspondente, 414, o qual indica o que o valor da amostra deve ser. O sistema de realimentação compara a amostra de forma de onda de saída com o ponto de ajuste de forma de onda de referência, 416, e gera um sinal de controle de correção com base em uma diferença entre a amostra de forma de onda de saída e o ponto de ajuste de forma de onda de referência, 418.

[0064] Um controlador de sistema ajusta operação de um gerador de forma de onda de saída de base com base em receber o sinal de controle de correção. Assim, em resposta a receber o sinal de controle

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26/27 de correção, o sistema ajusta a operação do hardware de saída, 420. Em uma modalidade, a geração e amostragem da forma de onda de saída e subsequente correção de erro podem ser consideradas como uma operação contínua. Isto é, a operação continuará enquanto o sistema estiver operacional. Ocasionalmente, o sistema pode ajustar a forma de onda de referência. Assim, o sistema pode determinar se deve recomputar a forma de onda de referência, 422. Se o sistema determinar não recomputar, 424, o sistema continuará a executar o loop interno de ajustar a forma de onda de saída quando comparada à forma de onda de referência. Se o sistema determina recomputar, 424, o gerador de ponto de ajuste de referência atualiza sua informação a respeito do sinal de energia de entrada, recomputa a forma de onda de referência, e o sistema compara o sinal de saída com a forma de onda de referência atualizada.

[0065] Várias operações ou funções estão descritas neste documento, as quais podem ser descritas ou definidas como código, instruções, configuração e/ou dados de software. O conteúdo pode ser executável diretamente (forma de objeto ou executável), código fonte, ou código de diferença (código delta ou de correção). O conteúdo de software das modalidades descritas neste documento pode ser fornecido por meio de um artigo de fabricação com o conteúdo armazenado no mesmo, ou por meio de um método de operar uma interface de comunicação para enviar dados via interface de comunicação. Uma mídia legível por máquina pode fazer com que uma máquina execute as funções ou operações descritas, e inclui qualquer mecanismo que forneça (isto é, armazene (por exemplo, mídia legível por computador) e/ou transmita (por exemplo, mídia de comunicação)) informação em uma forma acessível por uma máquina (por exemplo, dispositivo de computação, sistema eletrônico, etc.), tais como mídias graváveis/não graváveis (por exemplo, memória somente de leitura (ROM), memória

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27/27 de acesso aleatório (RAM), mídias de armazenamento de disco magnético, mídias de armazenamento ótico, dispositivos de memória rápida, etc.). Uma interface de comunicação inclui qualquer mecanismo que se conecta por meio de interface a qualquer uma de mídia conectada fisicamente, sem fio, ótica, etc. para se comunicar com um outro dispositivo, tal como uma interface de barramento de memória, um interface de barramento de processador, uma conexão de Internet, um controlador de disco, etc. A interface de comunicação pode ser configurada ao fornecer parâmetros de configuração e/ou enviar sinais para preparar a interface de comunicação para fornecer um sinal de dados descrevendo o conteúdo de software. A interface de comunicação pode ser acessada por meio de um ou mais comandos ou sinais enviados para a interface de comunicação.

[0066] Vários componentes descritos neste documento podem ser um dispositivo para executar as operações ou funções descritas. Cada componente descrito neste documento inclui software, hardware ou uma combinação destes. Os componentes podem ser implementados como módulos de software, módulos de hardware, hardware de uso especial (por exemplo, hardware de aplicação específica, circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs), etc.), controladores embutidos, conjunto de circuitos conectado fisicamente, etc.

[0067] Além do que está descrito neste documento, várias modificações podem ser feitas às modalidades e implementações descritas da invenção sem divergir de seu escopo. Portanto, as ilustrações e exemplos neste documento devem ser interpretados em um sentido ilustrativo e não em um sentido restritivo. O escopo da invenção deve ser medido unicamente pela referência às reivindicações que se seguem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para conversão de energia em um sistema de conversão de energia em rede caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

receber, no controlador (130), a informação característica da forma e da fase sobre uma forma de onda periódica alvo (108) de um sistema de rede elétrica no qual a potência de saída;

gerar uma forma de onda de saída (250) com o hardware de saída (240), a forma de onda sendo uma forma de onda de corrente de saída;

provar a forma de onda de saída;

comparar a forma de onda de saída com o dito controlador a uma forma de onda de saída de referência (210) correspondente, a forma de onda de saída de referência representando uma versão de forma de onda de corrente ideal (132) da forma de onda periódica alvo baseada na informação característica recebida da forma e da fase (204) e tendo a mesma ou uma fase arbitrária em relação à forma de onda periódica alvo;

gerar um sinal de retroalimentação (352) com base na comparação da forma de onda de saída com a forma de onda de saída de referência; e ajustar a operação do hardware de saída no tempo de execução com base no sinal de retroalimentação, em que ajustar a operação do hardware de saída converge a forma de onda de saída para a forma e fase da forma de onda de saída de referência.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que gerar a forma de onda de saída compreende:

gerar a forma de onda de saída com base em uma largura de pulso modulada a forma de onda baixa, a forma de onda base modulada em largura de pulso criada a partir das entradas em uma tabela

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2/4 do modulador de largura de pulso (PWM) (134).
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ajustar a operação do hardware de saída compreende ainda:

ajustar dinamicamente (280) uma ou mais entradas na tabela de PWM durante o tempo de execução com base no sinal de realimentação gerado.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que amostrar a forma de onda de saída e comparar a forma de onda de saída com a forma de onda de saída de referência compreende:

amostrar e comparar ponto a ponto entre as duas formas de onda.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que comparar a forma de onda de saída com a forma de onda de saída de referência compreende:

pré-computar um conjunto de pontos de amostra ideais que representem a forma de onda de saída de referência antes de amostrar a forma de onda de saída; e armazenar os pontos de amostra pré-computados.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que comparar a forma de onda de saída com a forma de onda de saída de referência compreende:

comparar um ponto de amostra da forma de onda de saída com um ponto de ajuste de referência correspondente com um controlador PID (proporcional integral derivativo) (260).
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ajustar a operação do hardware de saída compreende ainda:

ajustar a operação do hardware de saída para reduzir a dis

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3/4 torção harmônica na forma de onda de saída sem executar uma análise específica da distorção harmônica.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

ajustar dinamicamente as entradas em uma tabela de forma de onda de referência durante o tempo de execução para ajustar dinamicamente a forma de onda de saída de referência.
9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

deslocar a forma de onda de saída em fase dinamicamente em relação à forma de onda periódica alvo sem aumentar a distorção harmônica.
10. Sistema de conversão de energia para conversão de energia em um sistema de conversão de potência em rede caracterizado pelo fato de que compreende:

uma forma de onda de referência (210) que representa uma versão ideal de uma forma de onda periódica alvo (108) de um sistema de rede elétrico no qual a potência de saída, a forma de onda da referência gerada com base na informação característica recebida da forma e da fase (204) da forma de onda periódica alvo, a forma de onda de referência sendo uma forma de onda de corrente de saída de referência, a forma de onda de corrente de saída de referência representando uma versão ideal (132) da forma de onda periódica alvo tendo a mesma ou uma fase arbitrária (206) em relação à forma de onda periódica alvo;

hardware de saída (240) para gerar uma forma de onda de saída (250);

um loop de retroalimentação (300) para medir a forma de onda de saída; e um controlador (130) para comparar as medidas indicando

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4/4 a forma e a fase da forma de onda de corrente de saída com a forma e a fase da forma de onda de referência e gerar um sinal de retroalimentação (352) com base na comparação;

em que o hardware de saída é para ajustar uma operação baseada no sinal de retroalimentação, em que ajustar a operação do hardware de saída é convergir a forma de onda de saída para a forma e a fase da forma de onda referência.
11. Sistema de conversão de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a forma de onda de saída e a forma de onda de referência compreendem uma forma de onda da corrente de saída e uma forma de onda da corrente de saída de referência, respectivamente.
12. Sistema de conversão de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o controlador (260) é para comparar ponto a ponto as medidas da forma de onda de saída com os pontos de ajuste que representam a forma de onda de referência (210).
13. Sistema de conversão de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

o controlador (260) para ajustar dinamicamente as entradas em uma tabela da forma de onda da referência que representam a forma de onda de referência (210) durante o tempo de execução para ajustar dinamicamente a forma de onda de referência (210).
14. Sistema de conversão de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

hardware de saída para deslocar dinamicamente a forma de onda de saída em fase em relação à forma de onda periódica alvo (246) sem aumentar a distorção harmônica.