PyBlock - interface para execução de códigos Python no software PSIM

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo bloco de simulação denominado PyBlock junto ao software de simulação PSIM para a execução de códigos descritos em linguagem Python. Além disso, é apresentado o estudo de aplicações desta ferramenta no controle de conversores CC-CA. O novo bloco de simulação apresentado neste trabalho pode ser acoplado ao PSIM apenas adicionando-se uma pasta auxiliar na raiz do projeto e checando se o interpretador de linguagem Python já está instalado na máquina. A partir do desenvolvimento do PyBlock, espera-se difundir o uso de algoritmos de controle mais complexos em aplicações da área de Eletrônica de Potência. Visando testar este novo software, dois estudos de caso foram propostos: i) controle de um inversor trifásico de dois níveis a partir de um controlador PI; ii) controle de um inversor trifásico multinível com neutro grampeado a partir de técnicas de controle chaveado com restrições na forma de desigualdades lineares matriciais(LMIs). Em ambos os casos, o desempenho do sistema utilizando o PyBlock foi comparado à implementação do mesmo controlador no bloco DLL nativo do PSIM, que permite a execução de códigos em linguagem C. Os resultados de simulação mostraram que o PyBlock possibilita uma implementação mais rápida que o atual bloco nativo do PSIM e também um ganho de performance se comparado à implementação com os blocos nativos do Matlab.

This work aims to develop a new simulation block denominated PyBlock, which can be linked with the PSIM simulation software to allow the execution of codes written in Python programming language. Besides that, it is presented the application study in DC-AC inverters. The new simulation block presented in this work can be linked with PSIM simply pasting the block folder inside the root project folder and installing Python in the same machine if it is not yet installed. From the PyBlock development, it is expected to spread the use of more complex control algorithms in the Power Eletronics field. Aiming to test the new software, two case studies were proposed: i) control of three phase inverter with two levels from a PI controller; ii) control of a three phase neutral point clampled inverter using switched control techniques with restrictions in the form of linear matrix inequalities(LMIs). In both cases, the system performance using the PyBlock were compared with the implementation of the same controller in the DLL native block from PSIM, which allows C programming language. The simulation results revealed that the PyBlock allows a faster implementation than DLL Block and with a simulation time performance better than Matlab software.