并网逆变器虚拟磁链模型预测功率控制研究.pdf

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1、第49卷第3期电力电子技术Vo1．49．No．32015年3月PowerElectronicsMarch2015并网逆变器虚拟磁链模型预测功率控制研究吴雷．张可可(江南大学，轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：针对并网逆变器的特点，采用一种虚拟磁链模型预测功率控制的新型控制策略。在，坐标系下建立并网逆变器基于虚拟磁链预测功率控制的数学模型。一个采样周期内。选择合适的电压矢量及确定相应电压矢量导通时间进行开关管控制。不仅解决了开关频率不固定问题，且逆变器输出稳态电流总谐波畸变率(THD)小，电流动态

2、响应快。仿真和实验表明，采用虚拟磁链模型预测功率控制取得了预期控制效果。关键词：逆变器；虚拟磁链：模型预测中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)03—0055—03ModelPredictivePowerControlforGrid．connectedInverterBasedonVirtualFluxWULei．ZHANGKeke(LaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry，MinistryofEducation，Jiangn

3、anUn&ersity，Wuxi214122，China)Abstract：Apredictivepowercontrolbasedonvirtualfluxisproposedforgrid—connectedinverters．Themathematicalmodelofpredictivepowercontrolforgrid—connectedinvertemisestablishedin，JBcoordinateframe．Ineverysam—plingcycle，theappropriatevoltageve

4、ctorandthecorrespondingconductiontimeareselectedtocontrolIGBT．Thecontrolstrategynotonlysolvestheproblemofunfixedswitchingfrequency，butalsoachievesthelowtotallyharmonicdistortion(THD)oftheoutputsteady-statecurent，fastdynamicresponsecharacteristics．Thesimulationande

5、xperimentalresultsshowthatmodelpredictivepowercontrolbasedonvirtualfluxobtainsthedesiredgoa1．Keywords：inverter；virtualflux；modelpredictiveFoundationProject：SupportedbyJiangsuInnovationProjects(No．BY2012069)1引言2虚拟磁链定向模型预测功率控制逆变器作为新能源与电网最重要的接口．是2．1并网逆变器数学模型将能源输送到电网的

6、重要设备。并网逆变器性能三相电压型并网逆变器主电路如图1所示。的好坏，将直接影响电能转化的质量和效率【”。因为直流侧电压，c为直流稳压电容；i为逆变器此，对并网逆变器的研究具有重要实用价值。输出电流；L为滤波电感；R为线路及电感总电并网逆变器的直接功率控制策略主要有：电阻：e为电网电压。压定向控制、空间矢量直接控制、智能控制与虚拟磁链控制等。虚拟磁链控制解决了开关频率过高的问题，降低了设备成本[2】。模型预测控制具有良好的动态性能，稳态性能和较强的鲁棒特性。此处采用一种虚拟磁链预测功率控制的新型控制策略．推导出了三相并网逆

7、变器在虚拟磁链图1并网逆变器主电路下功率预测模型。选择模型功率优化函数对并网Fig．1Maincircuitofd—connectedinverter逆变器的有功功率和无功功率进行在线估算．确定义并网逆变器开关导通函数Si(a，b，c)为：定电压矢量与相应电压矢量导通时间。最后，采用f1i相上桥臂导通，下桥臂关断，，、仿真和实验验证了控制算法的准确性。0i-10i相上桥臂关断，下桥臂导通基金项目：江苏省产学研创新项目(BY2012069)在理想三相电网电压平衡情况下。并网逆变定稿日期：2014—04—30器在静止Ol，坐标

8、系下的方程为：作者简介：吴雷(1962一)，男，江苏无锡人，副教授，研究ILdiJdt=Sxux-Ri：e=，卢／方向为感应加热电源、新能源发电与控制技术。【Cd已／d=S+S一iL、55第49卷第3期电力电子技术Vo1．49，No．32015年3月PowerElectronicsMarch20l5式中