离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究

针对光伏并网逆变器的工作特性,提出了一种基于SVPWM离散时间模型预测控制（MPC）的光伏并网,构建了一个新型的价值函数,建立了光伏并网系统数学模型．在每个采样周期内,根据预测控制模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行筛选,得到使价值函数最小的电压矢量,并根据预测算法,计算出电压矢量在下一个采样周期中所作用的时间．通过Matlab／simulink分别对传统的滞环控制以及离散时间模型预测的光伏并网进行了仿真,验证了基于MPC的光伏并网具有更好的动态、静态特性,并网网侧谐波小,实现了旃由电流以及q轴电流的解耦控制,对光伏并网具有一定的意义．     

基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制

提出一种基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制方法 ,可运用于三相电压型逆变器的控制 .介绍了在低开关损耗模式下的一种快速SVPWM算法 ,通过DSP数字信号处理器随机改变每个开关周期中零电压矢量的位置 ,实现 2种低开关损耗模式之间的随机转换 ,使逆变器输出谐波均匀分布 .     

双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量,简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次,通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数,并引入占空比控制提升电机控制精度,改善电机稳态性能.最后,仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV（Reduced Common Mode Voltage）-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明,所提控制方法在减小共模电压的同时,降低了转矩脉动和谐波电流,且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外,寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%,减小了计算量.     

户用型微电网单相并网逆变器控制策略研究

文中针对所设计的户用型微电网基本结构及能量管理要求,对微电网中的单相并网逆变器并网运行控制策略进行研究。构建了虚拟电网电压(电流)u_β(i_β),该虚拟电压(电流)与电网电压(电流)u_α(i_a)正交。借鉴三相并网逆变器矢量控制实现机理,对单相并网逆变器实施空间矢量脉冲宽度调制控制,提出直流母线电压、有功电流双闭环控制策略,实现并网逆变器输出有功功率P与无功功率Q的解耦控制。仿真结果验证所提出的控制策略实现了预期控制目标。     

弱电网下模型预测并网逆变器控制策略

针对有限控制集模型预测控制系统在弱电网并网时存在电网阻抗无法忽略、电网电压突变、系统有延时、电流跟踪精度低的问题,提出了利用参考电流矢量角补偿的方法加以开关权重系数约束方式。首先搭建传统三相并网逆变器有限控制集模型预测电流控制模型;其次运用参考电流矢量角补偿方法,对预测电流参考值存在误差进行补偿来弥补因电网阻抗与系统电流波动产生的误差,并加入开关函数优化权重系数,使得系统具备两目标兼顾优化的特点,同时在电网电压发生突变时,系统符合并网要求,动态电流跟踪精度准确;最后通过Matlab/Simulink仿真验证了方法的合理性以及有效性。     

级联三相光伏逆变器的虚拟磁链直接功率控制策略

针对三相线电压级联的拓扑应用于光伏并网问题,提出一种改进型虚拟磁链直接功率控制策略(VF-DPC)。通过模块化级联系统的等效模型,分析系统整体的等效开关状态,在网侧采用改进型虚拟磁链观测器抑制直流偏移,得到光伏并网系统功率,在直流侧通过光伏最大功率跟踪(MPPT)得到功率参考值。然后根据系统稳态矢量图进行建模,设计解耦功率控制器,并且为了输出多电平的同时固定开关频率,结合载波移相和空间矢量实现移相空间矢量调制(PSSVM)。以3个模块级联为例,通过Simulink仿真验证本文所提策略的有效性。研究结果表明:本文所提策略是有效的;省略网侧电压传感器,也能保证光伏无需升压装置灵活应用于三相线电压级联并网场合;级联三相光伏逆变器在输出五电平电压的同时,以单位功率因数并网,达到额定输出最大功率4 667 W,并网电流谐波总畸变率仅为2.01%,而且模块化级联系统更具有工程实现价值。     

MLD模型下逆变电路改进型直接功率预测控制

建立了新型逆变电路精确的混合逻辑动态(MLD)模型,并将其作为预测模型,研究了新型逆变电路基于预测直接功率控制(P-DPC)的模型预测控制方法。为了达到航空电源电压输出要求和降低开关损耗,在原来的3+3电压矢量控制序列法的基础上扩充了零矢量进行了改进,形成了一种新的对称的4+4电压矢量序列法,通过对下一时刻输出电压有功和无功分量的预测,在最小化目标函数值的基础上求出每一个电压矢量的作用时间,完成电路的控制。该方法减小了输出电压THD,具有良好动静态特性有一个较为稳定的开关频率,仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于滤波电感辨识及延时补偿的并网逆变器模型预测控制

针对三相并网逆变器采用传统模型预测控制时,因模型失配造成输出电流畸变率大、谐波含量高、并网效率低的问题,文章提出了一种基于滤波电感辨识及延时补偿的模型预测控制方案,将在线辨识的滤波电感和延时补偿的电压电流应用到三相并网逆变器模型预测控制系统中,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真,仿真结果表明:基于滤波电感在线辨识及延时补偿的模型预测控制具有很好的动、静态特性,输出电流正弦度好、谐波含量少,验证了方案的可行性和正确性.     

基于线性自抗扰与重复控制的虚拟同步发电机并网逆变器控制策略

在强耦合、高精度控制等场合下,传统电压电流双闭环控制基于VSG的逆变器并网时会存在动态响应速度慢、抗干扰能力差的问题,由此提出基于VSG的新型电压电流双闭环控制策略,将线性自抗扰控制与重复控制相结合作为电压外环控制,电流内环仍采用PI控制,其中线性自抗扰控制抗干扰能力强,且加快了基于VSG的逆变器并网动态响应速度,重复控制提高双闭环控制跟踪精度。首先详细分析基于VSG的逆变器并网系统数学模型;其次进行线性自抗扰控制与重复控制的设计;最后在MATLAB/Simulink平台下搭建仿真模型,仿真结果表明：在功率扰动与三相短路故障工况下,所提控制策略加快了基于VSG的逆变器并网动态响应速度,且抗干扰能力强,跟踪精度高,验证了所提策略的有效性和可行性。     

分布式新能源多功能并网逆变器新型控制策略

在传统的分布式新能源并网逆变器控制策略的基础上,提出了一种基于模型预测控制的多功能并网逆变器控制方法,使并网逆变器向电网以及本地负荷提供有功功率的同时,补偿本地负荷所需的无功功率,该方法包括电流检测和电流控制。为抑制电网谐波对电流检测的影响,采用基于正弦信号积分滤波器的电流检测方法;为提高控制系统的动静态性能,实现逆变器输出电流快速跟踪参考电流指令,采用了基于模型预测控制的电流控制方法。利用RTDS调用C程序的仿真研究方法,兼顾了仿真模型的精确性与控制算法程序的可移植性,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM),并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化。为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制。这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应。MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性。     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）,并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化.为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制.这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应.MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性.     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

空间矢量控制的三相四桥臂逆变器建模与硬件实现

在三相负载不平衡时,传统逆变器无法控制三相输出电压达到平衡状态,因此运用三相四桥臂结构控制零序电压和电流来应对不平衡负载。通过对三相输出电压进行解耦,并增加了电压和电流的双环控制,使得空间矢量调制(SVM)对逆变器控制的稳定性增强,提高了动态响应特性,运用Matlab/Simulink进行建模仿真,分模块搭建了仿真模型,仿真达到了预期应对不对称负载和负载突变的效果,并结合仿真模型算法部分编写了DSP程序,实验观察SVPWM波形,验证了算法的合理性和有效性。     

三相电压型PWM逆变器在EPS电源系统中应用研究

针对EPS电源系统要求输出高质量电压波形的特点,提出了三相电压型PWM逆变器的一种电压电流双闭环控制方法,通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,仿真证明该方法有效地改善了应急电源系统的动态响应及抗扰能力.     

电压空间矢量(磁链追踪)PWM控制研究与仿真

为了提高电机的功率因数,降低开关损耗,基于气隙磁通控制原理,以电磁量组合来逼近圆形磁链轨迹,而电压矢量的选择对应不同开关模式,因此构成电压矢量控制ＰＷＭ逆变器。利用Ｃ语言仿真,该法输出电压较一般ＳＰＷＭ逆变器提高１５％,每次状态切换只涉及一个元件,开关损耗降低,且模型简单,适用于各种ＰＷＭ调速装置。     

两级式三相光伏并网逆变器的控制及仿真研究

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心部分,其直流侧工作电压必须高于电网峰值电压,故光伏发电系统一般采用Boost+逆变器两级式拓扑结构.以两级式三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了其工作原理.前级Boost变换器控制实现MPPT控制;后级DC-AC变换器控制采用电压外环、电流内环双闭环控制,实现直流侧电压稳定和单位功率因数并网.最后在Matlab中搭建了两级式三相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性.     

分布式发电系统并网逆变器输出功率的自适应控制

针对分布式发电系统中三相电压源型PWM并网逆变器控制问题,考虑滤波电感及其寄生电阻在实际中会发生不确定变化的情况以及外部干扰的存在,提出了并网逆变器输出功率的自适应控制方案,通过控制逆变器输出电流实现对输出功率有功和无功分量的解耦控制,实现了并网系统单位功率因数运行,同时保证直流母线电压的平稳。理论分析和仿真结果证明了所采取的控制策略的可行性和有效性。     

三相并网逆变器的混杂自动机模型分析

针对三相并网逆变器中电流谐波大和发生扰动后系统动态响应时间较长的问题,提出一种基于混杂自动机模型的控制器设计方法,并在此基础上提出了基于有限时间稳定的稳定性分析方法.首先,针对给定的三相逆变器,建立基于开关函数的状态方程;然后,在此基础上根据三相逆变器的工作模态,从适当增加工频周期的切换区间和减小电流谐波的角度建立混杂自动机模型,并将1个工频周期按三相母线电压大小划分为12个区间,从而得到相应的控制规则;最后,根据有限时间稳定的方法对改进后的基于混杂自动机模型的控制器进行稳定性分析.仿真结果与实验结果验证了所提出的自动机模型及其控制器能够有效降低并网电流的谐波畸变率,使其低于0.56%,并且能够有效增强系统的抗干扰能力.     

双转子永磁电机模型预测电流控制

为了减少采用传统模型预测电流控制中电流波动较大、控制精度不高的问题,提出了一种基于扩展电压矢量的改进控制方法.该方法在每个控制周期内利用两个相邻有效电压矢量来扩展有限控制集,并通过优化价值函数来保证所选电压矢量最优.通过该方法可以提高电流预测精度,减少电流波动,降低开关损耗.实验表明,与传统的模型预测相比,采用改进后的控制策略明显减少了电流波动,提高了运行效果,验证了控制方法的有效性与可行性.