采用模型预测控制的APF谐波电流补偿的研究.pdf

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1、2016年l0月PowerElectronics0etober2016采用模型预测控制的APF谐波电流补偿的研究高赘，王天旺，王元浩，左占国(西安科技大学，电气与控制工程学院，陕西西安710054)摘要：由于有源电力滤波器(APt)传统的电流补偿方式存在谐波电流跟踪控制精度低、实时性差等问题，给出了一种基于模型预测控制(MPC)的优化闭环控制算法，根据过程的历史信息预测将来的输出建立模型，依据预测控制的预测模型、反馈校正和滚动优化等环节实现对APF谐波电流的预测控制。搭建10kVA并联型APF的实验样

2、机并结合Matlab仿真实验对谐波补偿进行了研究。实验结果表明，采用MPC的谐波电流控制方法能有效降低电流畸变率，抑制谐波电流，谐波电流分量较补偿前降低lO倍左右，电流总谐波畸变率(THD)从原来的29％降低到3％．从而验证了MPC算法具有较高的电流跟踪控制精度。关键词：有源电力滤波器；模型预测控制；谐波电流中图分类号：TN713+．8文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2O16)10—006o—o4ResearchonHarmonicCurrentCompensationofAPFBased

3、onModelPredictiveControlGAOYun，WANGTian—wang，WANGYuan—hao，ZUOZhan-guo(Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054，China)Abstract：Sincetheproblemsofharmoniccurrenttrackingcontroloflowprecisionandpoorreal—timeperformanceofactivepowerfilter(APF)tradi

4、tionalcurentcompensationmethods，anoptimizationmodelpredictivecontrolthclosed-loopcontrolalgorithmispresented，basedonhistoricalinformationpredictionprocessfutureoutputmodel，accordingtothepredictionmodelpredictivecontrol，feedbackcorectionandroilingoptimiz

5、ationandothersectorstoachieveAPFharmoniccurentpredictivecontro1．Setup10kVAshuntactiveAPFandcombineMatlabsimulationexperimenttostudytheharmoniccompensation，theexperimentalresultsshowthattheMPCharmoniccurrentcontrolmethodcallef-fectivelyreducethecurrentdi

6、stortionandsuppressharmoniccurent，andtheharmoniccurrentcomponentisabout10timeslowerthanthatofcompensation，thecurrenttotalharmonicdistortion(THD)fromtheoriginal29％to3％，whichprovesthemodelpredictivecontrolalgorithmthhighcurrenttrackingcontrolaccuracy．Keyw

7、ords：activepowerfilter；modelpredictivecontrol；harmoniccurentFoundationProject：SupportedbyPlanofShaanxiProvincialScienceandTechnologyDepartment(No．2015GY049)；SpecialScienceandTechnologyResearchFundingPlanofShaanxiProvincialEductionDepartment(No．2013JK086

8、7)1引言但缺点是开关频率的变化较高并且不固定。PI控制方式的优点是开关频率固定，但由于PI调节器APF是通过采用开关模式的电力电子变流器的输入信号含有较多的频率成分，即使通过d—q变产生与谐波电流大小相等、相位相反的谐波电流换，输入信号也是时变的，电流控制有稳态误差，消除电力系统中谐波的电力电子装置【”。由于电故控制精度较差，并且控制参数难以确定f21。网中的谐波电流是由各种谐波组成的畸变电流．为克服传统APF电流控制方式的缺点。改善具有时变和变化率高