一种基于无差拍外环控制的串联型APF有限集模型预测控制策略研究

摘要：

串联型有源电力滤波器(series active power filter,SAPF)作为一种串接于电网和负载之间实现快速补偿系统电压的电力电子装置,是解决配电网电压质量问题的理想设备.该文以两电平SAPF为研究对象,提出一种基于无差拍外环控制的有限集模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)策略.首先在传统双闭环控制基础上,引入FCS-MPC控制策略,在dq坐标系下建立系统离散预测模型,分析系统延时及其补偿,实现滚动优化控制,替代了传统电流环并省略调制环节,降低控制算法的复杂度;在此基础上,为避免交叉解耦环节和控制器参数整定,在αβ坐标系下对逆变器出口参考电流的获取进行改进,根据数学模型,利用无差拍控制替代传统电压外环,减少了坐标变换,进一步简化控制结构;最后通过Matlab/Simulink和Typhoon HIL 402半实物平台,对所提控制策略与传统电压电流双闭环控制策略进行仿真对比与实物验证.结果表明,针对电网电压暂升、暂降以及谐波的工况,所提控制策略均具有良好的电压补偿效果,能有效降低电压的谐波畸变率.

关键词：电压质量、串联型有源电力滤波器、有限集模型预测控制、无差拍

所属期刊栏目：38

分类号：TM714.2(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金51707086

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：15-23,32