基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通...基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。展开更多
模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量...模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量大等问题。文中提出了一种两段式模型预测控制策略,该控制策略无需权重因子,交流侧电流追踪精度更高。推导了MMC的离散化数学模型和开关状态的占空比,建立了代价函数实现交流侧电流跟踪;在保持交流侧电流精确跟踪的同时,结合一种新的环流抑制策略实现环流抑制;提出了一种堆排序与归并排序相结合的排序算法用来维持电容电压平衡。最后在MATLAB/Simulink搭建三相十一电平的MMC仿真模型验证所策略的有效性。仿真结果表明,所提方法具有更好的输出电流跟踪精度和更低的谐波含量,且计算量较小。展开更多
LCL并网逆变器在采用基于事件触发机制的模型预测控制时,存在数控延迟及系统稳态性能易受运行工况变化影响等问题。为此,提出一种自适应事件触发的两步模型预测控制(adaptive event-triggered model predictive control with 2 steps,AE...LCL并网逆变器在采用基于事件触发机制的模型预测控制时,存在数控延迟及系统稳态性能易受运行工况变化影响等问题。为此,提出一种自适应事件触发的两步模型预测控制(adaptive event-triggered model predictive control with 2 steps,AET-MPC-2S)策略。首先,在模型预测控制环节中,该控制策略通过结合事件触发机制,筛选出合适的开关矢量进行两步预测;其次,AET-MPC引入自适应变量来监测系统的运行状态,对事件触发条件进行实时调节;最后,通过Matlab仿真和RT-LAB半实物平台进行验证。结果表明:AET-MPC-2S能够在实现延迟补偿的同时,减少两步预测的计算量,且不影响电流的跟踪效果,并能在运行工况发生变化后实时调节事件触发条件,使系统保持较好的稳态性能。论文研究可为降低LCL并网逆变器的开关频率以及改善系统的稳态性能提供参考。展开更多
文摘基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。
文摘模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量大等问题。文中提出了一种两段式模型预测控制策略,该控制策略无需权重因子,交流侧电流追踪精度更高。推导了MMC的离散化数学模型和开关状态的占空比,建立了代价函数实现交流侧电流跟踪;在保持交流侧电流精确跟踪的同时,结合一种新的环流抑制策略实现环流抑制;提出了一种堆排序与归并排序相结合的排序算法用来维持电容电压平衡。最后在MATLAB/Simulink搭建三相十一电平的MMC仿真模型验证所策略的有效性。仿真结果表明,所提方法具有更好的输出电流跟踪精度和更低的谐波含量,且计算量较小。
文摘LCL并网逆变器在采用基于事件触发机制的模型预测控制时,存在数控延迟及系统稳态性能易受运行工况变化影响等问题。为此,提出一种自适应事件触发的两步模型预测控制(adaptive event-triggered model predictive control with 2 steps,AET-MPC-2S)策略。首先,在模型预测控制环节中,该控制策略通过结合事件触发机制,筛选出合适的开关矢量进行两步预测;其次,AET-MPC引入自适应变量来监测系统的运行状态,对事件触发条件进行实时调节;最后,通过Matlab仿真和RT-LAB半实物平台进行验证。结果表明:AET-MPC-2S能够在实现延迟补偿的同时,减少两步预测的计算量,且不影响电流的跟踪效果,并能在运行工况发生变化后实时调节事件触发条件,使系统保持较好的稳态性能。论文研究可为降低LCL并网逆变器的开关频率以及改善系统的稳态性能提供参考。
