PWM逆变器MPCC的矢量优化方法研究

三相电压型脉宽调制(PWM)逆变器由于电压矢量个数少,传统模型预测电流控制(MPCC)下的系统性能需依赖较高的采样频率。此处提出离散PWM方法,通过插入零矢量来调节矢量作用时间,减小指标函数控制误差,从而在不增加采样频率的情况下提高电流控制效果。为解决矢量作用时间短而引起的窄脉冲问题,提出一种简单实用的抑制方法。实验显示结果与传统MPCC相比,此处提出的新型MPCC方法动态性能良好,稳态性能得到显著提高。

含风电场的受端系统暂态电压稳定性评估

考虑风电场的自身特性和受端系统的结构特点,对含双馈风电场的受端系统暂态电压稳定性进行了评估。从严重度和可能性的角度提出了电压严重度和故障极限切除时间两个衡量暂态电压稳定性的指标。以所提指标为基础,重点考虑风速扰动和故障扰动的因素,研究了故障点位置、风电穿透率与受端系统暂态电压稳定之间的定性关系,并量化了暂态电压失稳的风险。在DIg SILENT/Power Factory仿真平台中搭建的含风电场的受端系统算例评估结果验证了所提方法的有效性。

基于开关状态函数计算的改进模型预测控制

传统有限状态模型预测控制(FCS-MPC)利用枚举法选择最优电压矢量,数字控制器运算量大,有学者提出简化的MPC方法,在保持控制系统动稳态性能的同时降低数字计算复杂度,但这些方法均存在采样频率高、稳态功率误差大等缺点。在分析三相AC-DC变换器离散预测模型的基础上,提出一种基于开关状态函数直接计算的模型预测控制方法,以同步坐标系下功率的负共轭为控制变量,根据功率控制误差矢量的长度和所处的扇区,直接计算出各相开关状态函数,经过调制过程完成系统功率的精确跟踪控制。该方法不但保留了传统模型预测控制快速动态响应特性,而且实现了功率跟踪误差最小化。仿真和实验结果均证明了所提方法的有效性和正确性。

基于PWM整流器的改进模型预测控制策略

传统有限状态-模型预测控制(FCS-MPC)由于控制方式直接、控制性能优越而广泛应用于功率变换系统,但其在指标函数寻优时需考虑所有开关状态所对应的电压矢量,计算量较大。针对该问题,提出一种改进的MPC算法,与传统FCS-MPC方法相比,该方法无需循环寻优,预测耗时少,易于数字化实现。在两电平脉宽调制(PWM)整流器样机上的实验结果表明了所提方法的有效性和优越性。

共模电压最小化空间矢量脉宽调制方法

提出无零矢量空间矢量脉宽调制(NZ-SVPWM)方法,采用两个对称非零矢量等效构造零矢量。与SVPWM方法相比,该方法仅通过调整矢量作用顺序,合理分配矢量作用时间,即可使共模电压最小化的同时保持开关频率恒定,且能减少谐波电流,算法简单易于数字化实现。实验结果验证了该调制方法的有效性与正确性。