电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究.pdf

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1、第41卷第3期电力系统保护与控制Vo1．41NO．32013年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1．2O13电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究万健如，宫成，李昆鹏(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型，提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足，分析了电压矢量对功率的作用机理，采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能，推导并设计了一种预测直接电容功率控制(P-DCPC)方法，并通过仿真和实验

2、对其进行验证。通过对电容电压与负载功率的解耦，实现了电容功率的直接控制，提高了动态性能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。关键词：PWM整流器；预测；直接电容功率控制；电压平方外环；动态扇区ResearchonpredictdirectcapacitorpowercontrolofvoltagesourcePWMrectifierWANJian-ru，GONGCheng，LIKun—peng(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity,Tianjin300072，China

3、)Abstract：AnewcontrolstrategywithoutervoltagesquareloopandinnercapacitoractivepowerandgridreactivepowerloopisproposedbasedonthemathematicalmodelofthestoiccoordinatesystemofvoltagesourcePWMrectifier．Toimproveboththesteadyanddynamicperformance，18non-fixedsectorsaredividedandaschemeofp

4、redictdirectcapacitorpowercontrolisdesignedandrealizedbysimulation．Thismethodachievesthegoalthatthecapacitoractivepowercanbecontrolleddirectlybydecouplingofthepowerofcapacitorandload．Resultsofsimulationandexperimentbothprovethevalidityofthismethod．ThisWOrkiSsupposedbyNationalNatura1

5、ScienceFoundationofChina(No．60874077)．Keywords：PWMrectifier；predict；directcapacitorpowercontrol(DCPC)；outervoltagesquareloop；non—fixedsectors中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1674．3415(2013)03．0096—06调制器的功率内环的研究有：功率前馈解耦控制：0引言反馈线性化解耦控制；无源功率控制；滑模直接功三相电压型PWM整流器是并网技术和整流技率控~IJ(SMC．DPC)；预测直接功率控制(P．D

6、PC)。术的核心，提高它的性能有着举足轻重的作用。就其中P．DPC的性能尤为突出，兼有DPC响应速度控制策略而言，目前实际应用较多的是直接电流控快和直接电流控制电流谐波低的优点，具有很好的制，而直接功率控制(DPC)因其具有高功率因数、应用前景。文献[1】首先将预测理论应用在PWM整流动态响应快、算法和结构简单等优点，引起了国内器的控制上，文献[2]在文献[1】的基础上针对实际系外学者的关注。统中的控制延迟设计了详细的控制延时补偿方案，文目前对DPC的研究大多集中在功率内环，通过献[3]对电压矢量的选择和作用时间进行了分析，对对现有研究成果的总结，大体可以分为

7、两大类：基文献[1】进行了优化。文献[4】针对预测功率控制对电于调制器的功率内环和无调制器的功率内环。无调感参数比较敏感的问题，为提高预测控制的性能，提制器的功率内环的研究有：对滞环DPC的改进，包出在线估算电感的预测功率控制方法，并通过仿真进括扇区的划分和开关表的优化以及模糊开关表的研行了验证。究；基于输出调节子空间的直接功率控制目前对P．DPC的研究大都集中在提高稳态性(ORS．DPC)；基于开关状态预测的功率控制。基于能，没有考虑动态性能；再者，目前PWM整流器大多采用独立控制方式，负载扰动时直流环节动态基金项目：国家自然科学基金(60874077)；国

8、家质检总局公益性行业科研专项资助项目(