基于占空比优化的STATCOM预测功率控制策略

将基于占空比优化的预测功率控制(Predictive Power Control,PPC)策略应用于静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,并详细地分析了造成系统功率脉动过大现象的本质原因。根据查找表(Look Up Table,LUT)得到消除系统功率误差最优的电压矢量后,采用占空比优化的方式对该电压矢量进行幅值修正,构建了一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数。基于多CPU的控制平台进行了STATCOM系统样机实验,实验结果表明所提PPC策略有效地抑制系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。

三相PWM整流器模型预测虚拟电压矢量控制

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)在一个控制周期内仅可输出单一的离散电压矢量,考虑到变流器拓扑可提离散电压矢量的局限性,三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器存在较大的稳态功率脉动。在分析三相PWM整流器离散预测模型的基础上,提出一种模型预测虚拟电压矢量(model predictive virtual voltagevectors,MPV3)控制方法,通过构建6个虚拟的电压矢量代替传统MPC中的8个离散电压矢量,旨在拓展系统的控制集覆盖范围。首先,根据最近三矢量原则确定构建虚拟电压矢量所需的离散电压矢量,接着以功率无差拍跟踪控制为指标在线求取各离散电压矢量作用时间。为了保证虚拟电压矢量的可实现性,构建相应的目标函数进行矢量作用时间的可行性判断和动态修正。最后,为验证所提MPV3方法的可行性和有效性,分别与传统MPC和占空比优化进行仿真和实验的对比分析,并进一步归类总结出各方法的优缺点及适用范围。