三相电压型PWM整流器MPDPC的鲁棒性分析

在三相电压型PWM整流器传统模型预测直接功率控制(Model Predictive Direct Power Control,MPDPC)的基础上引入延时补偿控制,得到一种改进MPDPC。为了探究改进MPDPC和传统MPDPC的鲁棒性及其鲁棒性主要受哪些参数影响,文中通过计算改进MPDPC和传统MPDPC在不同功率下分别取不同大小的交流侧滤波电感、电阻时系统的功率偏差及交流侧电流畸变率。对计算结果进行分析,表明MPDPC的鲁棒性主要受滤波电感的影响,且改进MPDPC的鲁棒性优于传统MPDPC的鲁棒性。该研究结果对MPDPC系统参数的选取、提高系统的性能等有一定的参考价值。

电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

对电压型PWM整流器进行了数学建模,然后在两相静止坐标系下建立了预测功率模型,在此基础上提出了优化的模型预测直接功率控制(model predictive direct power control,MPDPC)策略。该方法用电网电压矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制电压矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制。同时针对实际系统中的一步延迟设计了延时补偿方案。此外,在系统中引入重复控制对每个采样周期系统的有功、无功功率进行优化。仿真和实验验证了表明所提出的方法的可行性。

基于虚拟磁链的PWM整流器模型预测直接功率控制

为了省去基于虚拟磁链定向的传统直接功率控制(DPC)中的滞环比较器和开关表以及基于电压定向的传统模型预测直接功率控制(MPDPC)中的交流电压传感器,提高系统的动态响应,实现功率的准确跟踪,在二者的基础上结合空间矢量脉宽调制(SVPWM),再引入延时补偿和重复控制,在两相静止坐标系下,以电网电压作为基本控制矢量,利用功率给定值与实测值的误差平方和最小建立目标函数,提出一种基于虚拟磁链的电压型PWM整流器的改进MPDPC方法。将传统DPC、传统MPDPC与改进MPDPC进行了仿真和实验对比研究。仿真和实验结果表明,所提改进MPDPC方法提高了功率跟踪精度,减小了功率纹波,降低了电流谐波畸变率。

重复控制在模型预测直接功率控制中的应用

为了实现模型预测直接功率控制中对功率的准确跟踪,将重复控制应用在三相电压源型PWM整流器的模型预测中。在两相静止坐标系下,基于虚拟磁链定向,通过空间矢量脉宽调制实现开关频率的恒定。利用功率给定值与实测值的误差平方和最小构建目标函数,选出使系统运行于最优状态的控制电压矢量。通过重复控制将每一个控制周期的误差输入信号进行累加来反馈修正,从而实现功率实测值对功率参考值的准确无误跟踪,达到消除静差的目的。仿真和实验验证了该方法的可行性。

非隔离型光伏并网逆变器共模电流抑制

非隔离型光伏并网系统共模电流较大,其大小受控制方法的直接影响。首先阐述系统共模电流产生机理,然后在分析传统直接功率控制原理的基础上提出一种基于新型开关表和性能指标评估函数的模型预测直接功率控制方法,该方法通过权衡各个控制性能指标之间耦合关系实现最优电压矢量的选择。对提出的方法进行了仿真实验研究,并与传统直接功率控制方法进行了详细对比分析,结果表明提出的方法不仅可以有效抑制系统共模电流,同时能够降低输出功率脉动,验证了该方法的可行性和有效性。

不平衡电网电压条件下光储微电网并网控制

混合储能型光伏并网系统不仅有效解决了传统光伏发电的随机性和波动性,同时克服了单一储能系统功率密度与能量密度相矛盾的不足。但电网电压的不平衡则会使光储微网系统的输出电能质量下降,并且逆变器侧会出现过流现象,进而影响了整个系统的运行稳定性。为抑制储能变换器中电流及系统入网功率的二倍频脉动,提高并网电能质量,在两相静止坐标系下,分析了并网电流参考值的谐波与过流问题,提出带有功率补偿的限流模型预测直接功率控制;在混合储能系统控制结构中引入二倍频陷波器,并结合模型预测电流控制,实现了系统的快速动态响应以及高电能质量入网。在MATLAB/Simulink中搭建了系统仿真模型,并针对不同工况进行了仿真验证。仿真结果表明:在不平衡电网电压下,所提控制策略可平抑储能变换器中电流与逆变器中输出功率的二次脉动,同时在实现对有功、无功功率及负序电流协调控制时,可实现对故障过电流的抑制。

虚拟磁链定向的三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

本文研究了一种用于三相电压型PWM整流器的新型直接功率控制策略——基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制。该方法以虚拟磁链矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制。该方法简单,在每个开关周期对选择矢量没有限制。同时,将本文提出的方法与基于虚拟磁链定向的开关表直接功率控制在不同工况下进行了仿真和实验对比。结果验证了本文方法的有效性和可行性,为三相电压型PWM整流器提供了一种可行的控制方案。

六相永磁同步发电机占空比模型预测直接功率控制

针对传统六相永磁同步发电机(PMSG)单矢量模型预测直接功率控制(MPDPC)电流谐波大、有功和无功功率波动剧烈的问题,提出了一种占空比合成矢量MPDPC。通过对六相整流器的最大和中大电压矢量进行重构,获得12个合成矢量,实现了对谐波电流的有效抑制。在此基础上,提出在每个周期内同时作用一个合成矢量和零矢量,并根据有功和无功预测无差拍原理计算最优占空比,进一步抑制了有功和无功功率脉动。试验结果表明,所提占空比合成矢量MPDPC可以有效减少电流谐波和功率脉动。

并网逆变器改进型模型预测直接功率控制

文章提出一种用于三相并网逆变器的改进型模型预测直接功率控制(MPDPC)。该方法在控制周期内施加电压矢量对,然后利用Lyapunov函数选择满足闭环稳定性标准的电压矢量对,再将电压矢量对施加在下一控制周期。较传统MPDPC方法,该方法能降低平均开关频率及开关损耗,同时降低计算量。通过仿真和实验验证了该方法的有效性。