基于有限控制集模型预测控制的APF控制策略仿真.pdf

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1、第37卷第5期：0031—0036电力电容器与无功补偿Vo1．37，No．5：0031-00362016年10月PowerCapacitor＆ReactivePowerCompensationOct．2Ol6DOI：10．140440．1674-1757．pcrpc．2016．05．007基于有限控制集模型预测控制的APF控制策略仿真陈晓晓，马晓伟·，李洪涛，吴显辉，蔡儒军(1．中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008；2．山西潞安环保能源开发股份有限公司，山西长治046204；3．枣庄矿业(

2、集团)有限责任公司蒋庄煤矿，山东滕州277519)摘要：为提高三相四线制电容中分型有源电力滤波器(APF)的稳态和动态补偿特性，引入有限控制集模型预测控制(FCS—MPC)作为其电流控制策略。首先建立并推导了系统在三维坐标系下的离散预测模型，使得三相耦合和不平衡电流问题得以解决：并根据预测模型，计算出所有预测电流。通过遍历法找到最优开关状态作为输出，达到快速跟踪指令电流的目的，无需调制环节，控制十分简单：同时采用双环PI控制实现直流侧电容电压的稳定和平衡。最后，通过与复合控制方法的仿真比较。验证了该策略在

3、APF系统控制中的可行性和有效性。关键词：电容中分型APF；坐标系：最优开关状态；PI控制SimulationofControlStrategyforActivePowerFilterBasedonFiniteControlSetModelPredictiveControlCHENXiaoxiao~,MAXiaoweP,LIHongtao2,WUXianhui3,CAIRujun(1．CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityo

4、fMining&Technology，Xuzhou221008，China；2．ShanxiLu’allEnvironmentalEnergyDevelopmentCo．，Ltd．，Changzhi046204，Chian；3．JiangZhuangCoalMineofZaozhuangMiningGroupCo．，Ltd．，Tengzhou277519，China)Abstract：Acontrolstrategybasedonfinitecontrolsetmodelpredictivecontrol

5、(FCS—MPC)iSintroducedasitscurrentcontrolstrategyinordertoimprovebothsteadyanddynamiccompensationfeatureofmid-pointactivepowerfilter(APF)ofthree-phasefour-wirecapacitor．Firstly，thediscretepredictionmodelofsystemisestablishedandderivedatthree-dimensionalcoo

6、rdinatesystemtosolvetheproblemofthree-phasecouplingandunbalancedcurrenLThen，allthepredictioncurentsarecalculatedinaccordancewiththepre-dictionmodelandtheoptimalswitchingstateisfoundasoutputbywayoftraversalmethod，withpurposeoffasttrackingthecommandcurrenta

7、ndthecontrolisverysimplewithoutmodulationlink．Atthesametime，doubleloopPIcontrolisadoptedtoachievethestabilityandbalanceofcapacitorvoltageatDCside．Finally，thefeasibilityandeffectivenessofthestrategyinAPFsystemcontrolisverifiedthroughthesimulationcomparison

8、withcompoundcontrolmethod．Keywords：midpointcapacitorAPF；coordinatesystem；optimalswitchingstate；PIcontrol和三桥臂电容中分结构。回桥臂桥式结构因可等效O引言为3个单相全桥电路，具有很好的可控性和灵活性，日常生活及工业生产的供电系统一般都是采但所需开关器件较多，增加了成本和控制复杂度；而用低压三相四线制的电网系统，三相四线制系统