三相并网逆变器的改进模型预测控制研究查看源代码讨论查看历史

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三相并网逆变器的改进模型预测控制研究本项目针对传统模型预测控制高电流纹波问题，提出了一种改进型离散空间矢量模型预测控制方法，这种控制方法不仅引入了电压虚拟矢量，提高电压使用率，保证了高质量输出电流，而且使用了电压矢量预选技术。通过与空间矢量脉宽调制理论相结合将电压矢量划分成六个扇区，采用模型预测控制技术判断下一个采样周期电压所在扇区，将离散空间矢量模型预测过程中用到的38个电压矢量减少到仅有11个电压矢量。这样既提升了并网电流质量，又不会引入大量计算。仿真结果表明，这种控制方法相对于传统模型预测控制，电流纹波有了较大的改善并且电流跟踪性能也得到了提升。

一、案例简介

本项目针对传统模型预测控制高电流纹波问题，提出了一种改进型离散空间矢量模型预测控制方法，这种控制方法不仅引入了电压虚拟矢量，提高电压使用率，保证了高质量输出电流，而且使用了电压矢量预选技术。通过与空间矢量脉宽调制理论相结合将电压矢量划分成六个扇区，采用模型预测控制技术判断下一个采样周期电压所在扇区，将离散空间矢量模型预测过程中用到的38个电压矢量减少到仅有11个电压矢量。这样既提升了并网电流质量，又不会引入大量计算。仿真结果表明，这种控制方法相对于传统模型预测控制，电流纹波有了较大的改善并且电流跟踪性能也得到了提升。

二、技术要点

本项目提出了一种改进型离散空间矢量模型预测控制（discrete space vector model predictive control, DSVM-MPC）方法，控制方法使用了电压矢量预选技术。通过与空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation, SVPWM）理论相结合将电压矢量划分成6个扇区，采用MPC技术判断下一个采样周期电压所在扇区，从而将用于优化过程的候选电压矢量从38个减少到11个。因此，这种控制方法相对于传统模型预测控制方法，不仅计算量没有增加多少，而且能够大幅度降低电流THD，同时电流跟踪性能得到了提升。

三、应用场景

模型预测控制、离散空间矢量

四、应用成效

本项目提出了一种改进型DSVM-MPC方法，介绍了传统MPC和改进型DSVM-FCS-MPC控制原理和运算分析。详细分析了两种算法的电流纹波、THD、电流跟踪水平以及计算量。相比传统MPC，改进型DSVM-MPC具有更小的电流纹波，THD和更好的电流跟踪能力。最后通过仿真验证了这种控 制算法的可行性。