針對三電平有源電力濾波器,提出一種基于帶柔化輸入的模型預(yù)測控制方法用于諧波補(bǔ)償。同時,為避免直流側(cè)中點電位的波動和偏移問題給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的不利影響,采用基于平衡因子和簡化SVPWM算法的中點電位平衡控制策略。模型預(yù)測控制方法根據(jù)實際有源電力濾波器控制系統(tǒng)設(shè)計電流預(yù)測模型,同時將預(yù)測輸出與實際輸出的偏差及時反饋,結(jié)合滾動優(yōu)化,使有源電力濾波器的補(bǔ)償電流快速跟蹤參考值。直流側(cè)母線電壓控制采用簡化三電平SVPWM算法,簡化了算法的同時保證了中點電位平衡。建立了APF預(yù)測電流控制的等效模型,并進(jìn)行了仿真驗證。所提方法有效柔化電流輸入從而減小超調(diào),較傳統(tǒng)預(yù)測控制方法更為穩(wěn)定,減少了諧波含量,改善了補(bǔ)償精度,保證了直流母線電壓的穩(wěn)定和中點電位快速平衡。仿真結(jié)果驗證了所提控制策略的有效性與可行性。 

【文章來源】：電源學(xué)報. 2020,18(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

三電平APF拓?fù)?br>

模型預(yù)測控制基于當(dāng)前的和過去的偏差值，利用預(yù)測模型來預(yù)測過程未來的偏差值，使未來一段時間內(nèi)被控變量與期望值偏差最小。模型預(yù)測控制根據(jù)所需優(yōu)化指標(biāo)，設(shè)定合理的性能優(yōu)化函數(shù)，并推導(dǎo)出相應(yīng)的控制量模型。通過性能優(yōu)化函數(shù)，可以得到當(dāng)前及未來時刻的控制量。但由于諧波指令電流突變較為明顯，考慮到可能出現(xiàn)控制量超調(diào)，在確定優(yōu)化目標(biāo)前，需要努力使未來輸出以一定柔和的軌跡去跟蹤期望值。預(yù)測控制不斷地計算出當(dāng)前控制量及下一時刻控制量，反復(fù)校正模型預(yù)測值，預(yù)測控制不斷滾動優(yōu)化，魯棒性更強(qiáng)。預(yù)測控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。以某相電流預(yù)測控制為例，分析APF電流預(yù)測控制，其控制框圖如圖3所示。圖中，k時刻采樣后，ua(k）、ea(k）、ica(k）和icam(k）作為已知量被保存，根據(jù)離散化預(yù)測公式計算得到icam(k+1）和icap(k+1);k+1時刻，由指令電流i*ca(k）與k時刻實際電流ica(k）合成柔化軌跡icar(k+1）。

以某相電流預(yù)測控制為例，分析APF電流預(yù)測控制，其控制框圖如圖3所示。圖中，k時刻采樣后，ua(k）、ea(k）、ica(k）和icam(k）作為已知量被保存，根據(jù)離散化預(yù)測公式計算得到icam(k+1）和icap(k+1);k+1時刻，由指令電流i*ca(k）與k時刻實際電流ica(k）合成柔化軌跡icar(k+1）。2.1 APF單步預(yù)測模型的建立

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于預(yù)測控制的APF補(bǔ)償電流控制方法的研究[D]. 王旭明.東北大學(xué) 2012



本文編號：3380896