基于模型预测控制的并网逆变器不平衡控制

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不平衡电网下三相并网逆变器的控制研究

不平衡电网下三相并网逆变器的控制研究在不平衡电网下，三相并网逆变器控制的研究意义重大。

逆变器作为电力系统中的重要设备，其功能是将直流电转换为交流电，并通过并网方式向电网输送电能。

在并网过程中，若电网存在不平衡问题，逆变器的控制必须能够适应这种情况，保证系统的稳定运行和电能的质量。

不平衡电网指的是电网中的三相电压或电流不相等的情况。

这可能由于电源不能提供对称的三相电压引起，也可能由于电网中的负载不平衡或故障引起。

不平衡电网下，逆变器控制面临多个问题，如电流不平衡、功率因数失调、谐波产生等。

因此，对于不平衡电网下的三相并网逆变器控制的研究具有重要的现实意义。

一种常用的方法是基于dq参考框架的逆变器控制。

该方法将三相信号变换为dq坐标系下的两相信号，实现不平衡电网下的逆变器控制。

其中，d轴信号与逆变器输出电流的有功成分相同，用于控制有功功率；q轴信号与逆变器输出电流的无功成分相同，用于控制无功功率。

这种方法可以通过控制d、q轴分量的值来实现逆变器输出功率的控制，从而适应不平衡电网下的工作要求。

另一种方法是基于模型预测控制（MPC）的逆变器控制。

MPC是一种高级控制方法，通过建立数学模型来预测系统未来的状态，并优化控制量，从而实现对系统的精确控制。

在不平衡电网下，逆变器的MPC控制可以根据电网的实际情况预测未来的电网状态，并通过调整逆变器输出电压和电流的参考值来实现对系统的精确控制。

这种方法具有较高的控制性能和鲁棒性。

此外，还可以采用模糊控制、神经网络控制等方法对不平衡电网下的三相并网逆变器进行控制。

模糊控制通过建立模糊规则来处理输入输出之间的非线性关系，适应不确定性和模糊性的系统。

神经网络控制则通过学习实际系统的输入输出映射关系来实现控制。

这些方法可以通过机器学习和最优化算法来实现对逆变器的控制，提高系统的稳定性和适应性。

总之，不平衡电网下的三相并网逆变器控制是一个重要的研究课题。

它涉及到逆变器的工作性能和电能质量的问题，需要采用合适的控制方法来适应不平衡电网的要求。

三相并网逆变器模型电流预测控制技术

式中， i a 、 i b、 i c 为并网逆变器输出电流； uaN 、 u bN 、 ucN 为并网逆变器输出电压； u nN 为电网电压的中性点与直流母线的负极之间的电压； e a 、 e b、 e c 分别为三相电网电压。假定三相电网电压平衡（ e a + e b+ e c =0 ），三相并网逆变器输出电流在静止坐标系下的电流动态方程为
[3-4] 。文献 [5] 和文献 [1-2] 。因此，研
究并网逆变器具有重要的现实意义和广阔的应用前
1
引言
在能源日益紧缺和环境严重污的发展。并网
[6]采用滞环控制，滞环控制有很好的动态响应，但
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电工技术学报
2011 年 6 月
需要很高的采样频率。文献 [7]和文献 [8]在静止坐标系下采用谐振控制器，目的使输出电流跟踪给定电流，实现相位差为零。但谐振控制器参数设计要经过一系列的测试。文献 [9]采用比例复数积分电流控制技术，消除三相并网交流电流的稳态分量，但比例复数积分器的参数设计与选择比较繁琐，设计者的经验和水平将影响并网逆变器的跟踪精度、响应速度等控制性能。由于预测控制有很好的动态性能，在电力电子变换器中得到了广泛的应用。比较常用的预测控制有无差拍控制、模型预测控制等。无差拍控制广泛地应用于 PWM 整流与逆变、有源滤波以及不间断电源等电力电子变换器近年来得到国内外学者的广泛关注
2011 年 6 月第 26 卷第 6 期
电工技术学报
TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY
Vol.26 Jun.
No. 6 2011
三相并网逆变器模型电流预测控制技术

基于模型预测控制技术的逆变器控制研究

基于模型预测控制技术的逆变器控制研究现在，随着电力电子技术的不断发展，逆变器作为电力电子转换装置在工业、交通、通信、民用等领域中得到了广泛的应用。

逆变器不仅为各行业提供了均质的、可调的电力质量，也为能源产业节约了大量的能源消耗。

逆变器的应用已经成为未来能源领域的重要趋势。

然而，由于逆变器的负载特性和电力质量的要求变化不确定，传统控制方法在应对逆变器控制中往往会遇到很大的挑战。

而基于模型预测控制技术的逆变器控制方法的出现，使得逆变器控制更加自适应和有效。

本文将对基于模型预测控制技术的逆变器控制进行研究和讨论。

一、模型预测控制技术介绍模型预测控制技术是一种更加复杂的控制策略，我们可以从它的基本流程入手加深理解。

它需要建立数学模型来模拟受控制的物理系统，并基于该模型来进行预测，最终采取相应的控制策略来实现预期的控制目标。

通过预测未来的系统状态与输出，获得一种更加远见、灵活的控制方式。

当然，模型预测控制技术并不是一种全新的控制策略，它是在经典控制技术的基础上发展起来的。

相较于传统的经典控制技术，模型预测控制技术能够更有效地处理非线性问题和负载变化的特性。

二、逆变器控制中应用模型预测控制技术基于模型预测控制技术的逆变器控制以逆变器所连接的负载作为控制对象。

通过对逆变器电路的建模和该电路数学模型进行控制计算，进而实现逆变器电路的控制。

可以采用多种不同的控制算法和多种不同的模型对逆变器进行控制，最终达到控制系统的安全、高效、节能等目的。

1.逆变器负载模型的建立在逆变器和负载之间建立数学模型的过程中，逆变器的电路参数和负载参数都需要考虑进来。

同时，调节器的控制电路参数也需要充分考虑。

通过数学建模，我们可以获得逆变器电路的数学模型，预测逆变器运行时出现的各种状况，为后续的控制设计提供前提条件。

同时，数学模型还可以支持逆变器控制系统在运行过程中对逆变器性能进行调整，以获得更高的效率和效力。

2.建立一个逆变器的控制系统基于模型预测控制技术的逆变器控制系统通过模型分析、数据分析等手段进行控制。

基于模型预测控制的光伏逆变器控制

基于模型预测控制的光伏逆变器控制随着光伏发电的逐渐普及，光伏逆变器作为光伏发电系统中的重要组件，扮演着转换直流电为交流电的关键角色。

然而，由于光照条件、电网负载等的变化，光伏逆变器在运行过程中会受到诸多干扰，降低其效率和稳定性。

为了更好地解决这一问题，近年来，基于模型预测控制的光伏逆变器控制逐渐成为研究的热点。

一、光伏发电系统中光伏逆变器的作用与挑战光伏发电系统通常由光伏电池板、光伏逆变器、电池组及其他辅助设备组成。

其中，光伏逆变器主要负责将光伏电池板直流电转换为交流电，以便直接供电或由电网进行供电。

光伏逆变器的质量和效率对光伏发电系统的整体性能有着重要的影响。

然而，由于光照强度、光照角度、温度、污染等原因，光伏电池板在运行过程中会出现电压和电流波动，从而影响光伏逆变器的输出电压、电流和频率等参数。

此外，电网负载的变化也会对光伏逆变器产生影响，因此光伏逆变器在运行过程中需要不断进行控制和调整，以确保其稳定运行和高效发电。

二、基于模型预测控制的光伏逆变器控制为了更好地解决光伏逆变器控制面临的挑战，研究人员逐渐将基于模型预测控制的方法应用于此领域。

该方法通过建立光伏逆变器的动态模型，并结合预测控制技术，实现对光伏逆变器的精确控制和优化调整，从而提高其工作效率和稳定性。

基于模型预测控制的光伏逆变器控制可分为以下几个过程：1.建立光伏逆变器的动态模型建立动态模型是基于模型预测控制的前提，其目的是在模拟光伏逆变器的运行过程，获取关键参数及其变化规律。

模型一般包括电流、电压、功率等指标，并使用Mathematica、Simulink等工具进行建模和仿真。

2.预测控制算法的选择预测控制中的算法多种多样，应根据实际情况选择适合的算法。

其中，基于模型预测控制中常用的算法包括线性二次规划法、逐步优化法、基于神经网络的方法等。

3.预测和控制预测和控制是基于模型预测控制的核心过程，通过对光伏逆变器的输入（光伏电池板直流电）和输出（交流电）进行预测，以准确掌握其变化趋势和未来发展方向；然后结合控制算法对光伏逆变器进行调整和优化，以提高其工作效率和稳定性。

电压控制型并网逆变器控制策略研究

电压控制型并网逆变器控制策略研究电压控制型并网逆变器控制策略研究近年来，随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设，电压控制型并网逆变器在分布式发电系统中得到了广泛应用。

电压控制型并网逆变器扮演着关键的角色，可以有效地将分布式发电系统产生的直流电转换为交流电，并将其并入电网。

然而，在实际应用中，电压控制型并网逆变器的控制策略仍面临着一些挑战。

一方面，负载波动和不可控因素可能导致电网电压的不稳定性，影响逆变器的并网能力。

另一方面，逆变器的响应速度和稳定性也对系统的可靠性和性能产生重大影响。

因此，研究电压控制型并网逆变器的控制策略变得十分重要。

在电压控制型并网逆变器的控制策略研究中，大多数学者关注的核心问题是如何实现逆变器与电网之间的电压同步，并且保持稳定。

最常用的控制策略包括电流环控制和电压环控制。

电流环控制是指通过控制逆变器输出电流的大小和相位，来保持逆变器输出电压的稳定。

而电压环控制是指通过控制逆变器的模块电压来调整输出电流，从而实现电压的同步。

这两种控制策略在理论上都可以实现电压控制型并网逆变器的稳定工作，但在实际应用中仍然存在一些问题。

首先，电流环控制稍显复杂，需要额外的电流传感器和控制回路。

这增加了系统的成本和复杂度，并降低了可靠性。

其次，由于电网存在非线性负载和电力波动，电流环控制的稳定性可能受到一定的影响。

而电压环控制则可以更好地适应电网的波动，但其响应速度相对较慢，可能导致电压不稳定。

为了克服上述问题，一些新的控制策略被提出并研究。

其中一种策略是基于模型预测控制（MPC）的控制方法。

模型预测控制是一种优化控制方法，通过数学模型预测系统未来的状态，并在每个采样周期调整控制量，以实现所需的控制目标。

与传统的PID控制相比，模型预测控制在控制精度和动态响应方面具有更好的性能。

另一种策略是基于人工智能算法的控制方法，如神经网络和遗传算法。

神经网络可以通过学习历史数据和模拟仿真来优化逆变器控制策略，以提高系统的稳定性和性能。

基于预测电流控制的T型三电平并网逆变器研究

基于预测电流控制的T型三电平并网逆变器研究T型三电平并网逆变器是一种重要的逆变器拓扑结构，在可再生能源应用等领域具有广泛的应用前景。

本文将以预测电流控制为基础，对T型三电平并网逆变器进行研究，包括原理、控制策略、性能分析等方面。

T型三电平并网逆变器的工作原理如下：输入直流电压由两个独立的电源提供，分别为正极和负极。

通过合理的开关控制，可以实现多种输出电平，从而减小输出电压畸变和开关频率。

T型三电平并网逆变器的优点包括：较低的电压应力、较低的开关功率损耗、输出电流谐波较小等。

在预测电流控制中，通过测量电网电压和电流的实际值，并结合逆变器状态信息，来估计电网电流的参考值。

根据估计值和实际值之间的误差，计算相应的控制信号，以实现逆变器的控制。

预测电流控制可以实现自适应性较强的输出电流波形，提高逆变器的输出质量。

在T型三电平并网逆变器中，可以采用直接控制或间接控制的方式来实现预测电流控制。

直接控制通过直接测量电网电压和电流的实际值，计算逆变器的控制信号。

间接控制在直接控制的基础上，通过电网电压和电流的模型进行状态估计，从而更准确地控制逆变器。

通过对比两种控制方式的性能，可以选择最适合的控制策略。

对于T型三电平并网逆变器的性能分析，可以从输出电压波形、输出电流谐波、效率等方面进行评估。

在输出电压波形方面，通过调节逆变器的控制信号，可以减小输出电压畸变，提高输出电压质量。

在输出电流谐波方面，通过控制逆变器的开关频率和改进控制策略，可以减小输出电流谐波，降低对电网的干扰。

在效率方面，通过减小开关功率损耗和优化控制策略，可以提高逆变器的效率。

综上所述，基于预测电流控制的T型三电平并网逆变器是一种具有潜力的逆变器拓扑结构。

通过研究其原理、控制策略和性能分析，可以进一步优化逆变器的性能，提高其在可再生能源应用等领域的应用效果。

T型三电平并网逆变器有限集模型预测控制快速寻优方法

2021年4月电工技术学报Vol.36 No. 8 第36卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2021DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.200083T型三电平并网逆变器有限集模型预测控制快速寻优方法辛业春王延旭李国庆王朝斌王尉（东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林 132012）摘要三电平变流器控制系统采用有限集模型预测控制（FCS-MPC），滚动优化需要遍历所有开关状态，针对其导致处理器运算量增加、处理时间长的问题，提出一种T型三电平并网逆变器优化计算量的FCS-MPC方法。

通过构建基于电压预测的单目标代价函数，避免设计权重系数问题，减化单次寻优的步骤；根据直流母线电位分布选择冗余小矢量，实现中点电位平衡，使每个控制周期的预测次数减小至3次，提高寻优效率。

有限控制集在预测过程中将所包含矢量的加权误差二次方最小作为依据划分，并利用矢量角补偿系统延迟，提高预测精度，使并网电流质量得到改善。

搭建基于RT-Lab的功率硬件在环仿真系统和物理装置验证所提控制策略，实验结果验证了所提理论分析的正确性和控制策略的有效性。

关键词：有限集模型预测控制T型三电平中点电位平衡快速寻优中图分类号：TM464Finite Control Set Model Predictive Control Method withFast Optimization Based on T-Type Three-Level Grid-Connected Inverter Xin Yechun Wang Yanxu Li Guoqing Wang Chaobin Wang Wei （Key Laboratory of Modern Power System Simulation and Control & Renewable Energy Technology Ministry of Education Northeast Electric Power University Jilin 132012 China）Abstract Rolling optimization of Finite Control Set model predictive control (Finite Control Set-MPC, FCS-MPC) needs to traverse all the switch states in the three-level converter control system, which will cause the problems of increased processor calculation and long processing time. For this reason, this paper proposes a FCS-MPC method with optimized calculation amount of T-type three-level grid-connected inverter. By constructing a single objective cost function based on voltage prediction, the design of weighting factor is avoided and the steps of single optimization are reduced.For improving the efficiency of optimization, the redundant small vector is selected according to the DC bus potential distribution to balance the neutral-point potential and reduce the number of predictions per control cycle to 3 times. The finite control set is divided according to the minimum weighted error square of the included vectors in the prediction process, and the vector angle is used to compensate the system delay, thereby improving the prediction accuracy and the grid-connected current quality. A power hardware-in-the-loop simulation system based on RT-Lab and a physical device are established to verify the proposed control strategy. The results show that the proposed theoretical analysis is correct and the control strategy is effective.国家自然科学基金资助项目（U2066208）。

大功率三相逆变器控制与并联技术研究

大功率三相逆变器控制与并联技术研究一、本文概述随着新能源技术的快速发展，特别是光伏、风电等可再生能源的大规模应用，电力电子变换器在电力系统中的地位日益凸显。

大功率三相逆变器作为连接可再生能源与电力系统的关键设备，其性能和控制策略直接影响到电力系统的稳定性、效率和电能质量。

对大功率三相逆变器的控制策略及并联技术的研究具有重要的理论价值和实际应用意义。

本文旨在深入研究大功率三相逆变器的控制技术，并探讨其在并联运行时的优化策略。

文章将概述三相逆变器的基本工作原理和主要控制方法，包括电压型控制、电流型控制以及PWM调制技术等。

随后，将重点分析大功率三相逆变器在并联运行时的均流控制、环流抑制以及功率分配等关键技术问题，并提出相应的解决方案。

文章还将对现有的大功率三相逆变器并联控制技术进行综述和评价，指出其优缺点和适用场景。

在此基础上，结合作者的实际研究经验，提出一种基于智能算法的大功率三相逆变器并联控制策略，并通过仿真和实验验证其有效性和优越性。

本文的研究成果将为大功率三相逆变器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导，有助于推动新能源技术的进一步发展和电力系统的智能化升级。

二、大功率三相逆变器控制技术随着可再生能源和分布式发电系统的广泛应用，大功率三相逆变器作为其核心部件，其控制技术的研究与应用显得尤为重要。

大功率三相逆变器控制技术主要包括脉宽调制（PWM）技术、空间矢量调制（SVM）技术、无差拍控制技术等。

脉宽调制（PWM）技术是大功率三相逆变器中最常用的控制技术之一。

该技术通过调整逆变器开关管的导通时间，从而控制输出电压的幅值和波形。

PWM技术可以分为多种类型，如正弦波PWM、过调制PWM等。

正弦波PWM技术具有输出电压波形正弦度好、谐波含量低等优点，适用于对输出电压波形要求较高的场合。

过调制PWM技术则可以在一定范围内提高输出电压的幅值，从而扩大逆变器的输出电压范围。

空间矢量调制（SVM）技术是一种基于空间矢量的控制技术，可以实现逆变器输出电压的矢量控制。

模型预测控制在光伏并网逆变器中的应用

将式（2）中 d、q 轴之间的耦合分量看做扰动项，进行前馈解耦，同时将电流环的预测模型分为两部分：与前一周期逆变器输出的电压电流相关的部分 id1(k+1|k)与电网电压相关的部分 id2(k+1|k)。得到电流环的预测模型为
⎧⎪⎨⎪⎩ iidq
(k (k
+ +
1 1
| |
k k
) )
= =
2 采用模型预测控制的并网控制策略
2.1 模型预测控制算法模型预测控制（model predictive control, MPC）
是一种通过对系统未来有限时间域内的状态进行预测进而确定当前控制动作的控制方式，是一种非线性的最优化控制算法。该算法的主要特点是控制效果好、鲁棒性强。
模型预测控制系统主要包括系统预测模型、滚动优化算法和反馈校正环节 3 个部分[3-4]，图 2 为其结构原理。
Keywords：PV inverter; model predictive control method (MPC); step response; robust
太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。近年来随着光伏发电成本的迅速降低和国家相关政策的推动，光伏并网发电的利用在能源供应中将占据更重要地位。
逆变器是光伏并网发电系统的关键部件，主要作用是将光伏阵列输出的直流电能逆变成与公共电网等电压、同频率、同相位的交流电能并入公共电网，其性能的优劣直接关系到系统向电网输出的电能质量和系统运行的效率[1]。
1 三相并网逆变器的数学模型
典型的三相两电平光伏并网逆变器的主电路结构如图 1 所示。
在 d-q 同步旋转坐标系下，三相并网逆变器交流侧的数学模型可以表述为[2]

新能源并网逆变器控制策略研究综述与展望

新能源并网逆变器控制策略研究综述与展望一、概述随着全球能源结构的转变和新能源技术的快速发展，新能源并网逆变器作为实现可再生能源并网发电的核心设备，其控制策略的研究与应用越来越受到关注。

新能源并网逆变器的主要功能是将光伏、风电等新能源产生的直流电能转换为交流电，并高效稳定地并入电网，以满足日益增长的清洁能源需求。

新能源并网逆变器的控制策略直接关系到其运行效率和稳定性，进而影响到整个新能源发电系统的性能。

传统的并网逆变器控制策略主要基于电压源逆变器控制方法，通过控制输出电压的幅值和频率，使逆变器的输出电压与电网电压保持同步。

随着新能源渗透率的不断提高，电网的复杂性和不确定性也在增加，传统的控制策略已难以满足现代电网的需求。

为此，研究者们提出了一系列改进的控制策略，如频率和电压双闭环控制策略、预测控制策略以及智能控制策略等。

这些策略通过引入先进的控制算法和优化方法，提高了并网逆变器的响应速度和稳定性，使其能够更好地适应复杂的电网环境。

展望未来，新能源并网逆变器的控制策略将继续朝着智能化、高效化和多样化的方向发展。

智能化控制策略将借助人工智能、大数据等技术，实现逆变器的自适应控制和优化运行。

高效化控制策略则通过采用新材料、新技术等手段，提高逆变器的功率密度和系统效率。

同时，随着新能源发电系统的规模化和多样化，控制策略也需要不断创新和完善，以适应各种应用场景和需求。

新能源并网逆变器的控制策略研究对于推动新能源发电技术的发展具有重要意义。

未来，我们需要在深入研究现有控制策略的基础上，不断探索新的控制方法和手段，为实现新能源发电的高效、稳定和安全运行提供有力支持。

1. 新能源并网逆变器的背景和重要性随着全球能源结构的转变和可再生能源的快速发展，新能源并网逆变器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

传统的化石能源日益枯竭，环境污染问题日益严重，这使得各国纷纷将目光投向了可再生能源，如太阳能、风能等。

这些可再生能源具有清洁、无污染、可再生的特点，符合可持续发展的要求。

基于模型预测控制的逆变器设计及其优化

基于模型预测控制的逆变器设计及其优化随着人们对清洁能源需求的日益增加，逆变器作为清洁能源发电系统的核心组件之一，其设计和优化也成为了研究的热点之一。

基于模型预测控制的逆变器设计及其优化，是提高逆变器性能的重要手段之一。

一、基于模型预测控制的逆变器设计1. 简介基于模型预测控制的逆变器设计，是一种先进的控制方法。

其基本原理是利用预测模型对未来一段时间内的电能预测进行优化，实现对逆变器输出电压、频率等参数的优化控制。

2. 实现过程基于模型预测控制的逆变器设计，首先需要建立数学模型。

这个模型可以是物理模型或者神经网络模型等。

然后，通过对系统进行多次仿真调试，不断改进模型，得到更加精确的模型。

最后，在模型的基础上，使用优化算法对逆变器进行控制。

3. 优点基于模型预测控制的逆变器设计，具有以下几项优点：（1）能够实现更加精确的电能预测，并根据预测结果对逆变器输出进行优化控制，使逆变器的效率和稳定性更高。

（2）能够根据外部环境变化，实时对逆变器进行优化控制，提高逆变器的适应性和可靠性。

（3）能够支持多种控制策略，根据不同用户需求，实现逆变器智能控制。

二、基于模型预测控制的逆变器优化1. 优化策略基于模型预测控制的逆变器优化，需要根据不同的优化策略进行。

常见的优化策略包括：（1）多目标优化：在保证逆变器输出电压、频率等参数的同时，考虑更多的优化因素，例如能耗、损失、可靠性等。

（2）时域优化：根据时间序列分析逆变器的性能，对逆变器进行时域分析，实现更加精确的优化。

（3）频域优化：根据频谱分析逆变器的性能，对逆变器进行频域分析，实现更加精确的优化。

2. 优化方法基于模型预测控制的逆变器优化，需要采用合适的优化方法。

常见的优化方法包括：（1）遗传算法：模拟遗传学中的基因优化过程，通过选择、交叉、变异等操作，求解逆变器最优参数，实现逆变器优化。

（2）粒子群算法：模拟群体协作，通过多次迭代求解逆变器优化问题，实现逆变器优化。

级联H桥多电平并网逆变器的模型预测控制研究

ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔｌａｒｅｓｌｔｕｓｖｌａｉｄａｔｅｔｈｅｓｕｐｅｉｒｏｉｒｔｙｉｎ鲥ｄ — ｃｏｎｎｅｃｔｅｄａｒｅａｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．
第１期２０１４年１月
电
源
学
报
Ｎｏ．１
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ
Ｊａｎ．２０１４
ＤＯＩ：１０．１３２３４／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５ — ２８５０．２０１４．１－４８
ＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆＣａｓｃａｄｅＨ－ＢｒｉｄｇｅＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＧｒｉｄ－
ｃｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒ
ＹＡＮＧＴｅｎｇ — ｆｅｉ，ＨＡＮＧＪｉｎ — ｇａｎｇ，ＺＨＡＯＭｉｎｇ，ＴＡＮＧＴｉａｎ — ｈａｏ
ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｔｅｒｒｆｏｒｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｉｏｔｎ，ａｓｉｍｐｌｉｉｅｆｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｉｔｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｒｆａｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃａｓｃａｄｅｄＨ —ｂｒｉｄｇｅｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｔｅｒｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＡｄＳＰＡＣＥ／ＤＳ１１０４ａｎｄａｔｈｒｅｅｃｅｌｌｓｅｖｅｎｌｅｖｅｌｃａｓｃａｄｅｄＨ —ｂｒｉｄｇｅｉｎｖｅｔｅｒｒｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｌｐａｌａｔｆｏｍ．Ｔｈｅｒｓｔｅａｄｙ —ｓｔａｔｅａｎｄｄｙｎａｉｃｍｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｇｉｄ—ｃｒｏｎｎｅｃｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｉｏｔｎｉｎｒｅａｃｉｔｖｅｐｏｗｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｉｏｎｔａｎｄ

基于功率预测模型的并网逆变器直接功率控制

率值。仿真结果分析，该控制策略有较好的动静态性能，可实现恒定的开关频率，与直接功率控制相比体现出更
好的谐波抑制效果。
关键词：三相并网逆变器；功率预测模型；直接功率控制；对称式电压矢量序列
中图分类号：TM464
文献标识码：A
文章编号：1001-1390（2013）08-0026-05
Model-Based Predictive Direct Power Control of Three-Phase Grid-Connected Inverters
＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１０７４０００７）
来困难。针对该问题，本文以并网逆变器交流侧输出电压
- 26 -
第 50 卷总第 572 期 2013 年第 8 期
电测与仪表 Electrical Measurement & Instrumentation
Vol.50 No.572 Aug. 2013
VK（α k） VK（β k）
%－
vT（α k） vT（β k）
%
（6）
因此，由式（6）可知要实现三相逆变器的控制就
需要在第k时刻预测出从第k时刻到第k+1时刻有功和
无功功率的变化值。
设在第k时刻，实际瞬时有功、无功功率值同参考
值的误差为:
δP（k） Pre（f k）－P（k） =
δQ（k） Qre（f k）－Q（k）
为控制对象，采用一定的功率预测算法，建立功率预
测模型，提出了一种基于功率预测模型的三相并网逆
变器的直接功率控制策略。该策略利用预测模型，得
到逆变器交流侧的参考输出电压，再采用空间矢量调
制的手段，选择对称式电压空间矢量序列控制输出电

基于单相Heric并网逆变器的模型预测电流控制

７６
兰州交通大学学报
第３９卷
电能质量满足并网标准具有重要的理论意义和工程价值［２］．
并网逆变器作为并网系统核心部件，其选择直接关系着系统的效率、可靠性以及成本［３］．针对采用ＰＩ、ＰＷＭ等传统控制方法的并网逆变器有可能会和直流侧之间产生无功传输的问题，文献［４?５］中Ｓｕｎｗａｙｓ公司提出的Ｈｅｒｉｃ（ｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｉｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｃｅｐｔ）拓扑，相比其他类型的逆变器，因为它单独增加的旁路结构，从而避免了逆变器功率因数低，故在单相并网系统中得到广泛应用．国内外学者针对单相Ｈｅｒｉｃ逆变器的控制做了一定的研究，其控制方法主要分为控制逆变器输出电压为主的电压控制和以控制系统并网电流为主的电流控制方式两种．其中，并网系统的电压控制一般是以电压源型逆变器为基础［６］，对并网逆变器输出电压的幅值和相位进行控制，保证与电网电压同步，同时对并网系统产生电压支撑，但是考虑到并网逆变器的电压控制方法在设计电压控制策略的同时，还要解决并网电流对电网产生的冲击及其波形畸变率高的问题，由此增加了并网系统的控制策略设计难度．ＰＷＭ三角波调制方式原理简单［７］，设计复杂度不高，应用历史悠久，但是该策略控制下的并网电流和目标参考值之间仍存在较大的稳态误差，并网系统的控制效果不理想．模型预测电流控制（ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＰＣＣ）作为近年来兴起的控制方法［８］，设计复杂度不高，动态响应快，在Ｈｅｒｉｃ
ＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｕｒｒｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅ?ｐｈａｓｅＨｅｒｉｃＧｒｉｄ?ｃｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒ

单相三电平并网逆变器多状态模型预测控制研究

任兆文 1，宋书中 1，黄景涛 1，何国锋 1,2
(1.河南科技大学电气工程学院，河南洛阳 471023；2.河南城建学院电气与控制工程学院，河南平顶山 467036)
摘要：单相三电平逆变系统中，传统有限控制集模型预测控制在较低的采样频率下无法保证输出电能质量。针对这一问题，提出一种多状态虚拟矢量模型预测控制方法。在单个控制周期内，输出多个开关状态，以提高并网电流的电能质量。建立了逆变器预测模型，根据预测矢量初步筛选一组开关状态，每个开关状态的作用时间由所设计的电流代价函数确定。为有效平衡直流母线电压，设计均压代价函数，进一步调整开关状态，得到最终输出到逆变器的开关状态序列。搭建仿真系统并进行了仿真分析，结果验证了所提控制策略的有效性，并网电能质量得到有效提高，直流母线电压波动小。关键词：单相三电平逆变器；有限控制集模型预测控制；采样频率；多状态虚拟矢量
0 引言
可再生能源发电受到越来越多的关注，而分布式发电是利用可再生能源的有效方式之一[1-3]。并网逆变器(Grid-Connected Inve提高电力系统
基金项目：国家自然科学基金项目资助(U1504617，61803145)；河南省科技厅项目资助(192102210231)
Research on multi-state model predictive control for a single-phase three-level grid-tied inverter
REN Zhaowen1, SONG Shuzhong1, HUANG Jingtao1, HE Guofeng1, 2 (1. College of Electrical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China; 2. College of Electrical and Control Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467036, China)

三相并网逆变器状态反馈模型预测控制策略

三相并网逆变器状态反馈模型预测控制策略温饱;胡存刚;芮涛;张云雷【期刊名称】《电力电子技术》【年(卷),期】2018(052)006【摘要】在三相并网逆变器中,由于传统的电流模型预测控制(MPC)系统中存在建模误差等因素,导致评估函数选出的预测值在应用时不一定仍具最优性.基于传统比例积分(PI)调节对给定电流良好的跟踪性基础上,提出了一种具有状态反馈、误差补偿的MPC算法,根据前一时刻电流预测值与实际电流采样值的偏差补偿当前时刻预测函数模型系统的输出,从而减少由建模误差造成的预测值与实际值的偏差.仿真和实验结果表明:加入反馈校正后,模型电流预测算法的控制性能大大提高,有效减少了谐波含量.从而验证了该方案的可行性和有效性.【总页数】5页(P24-27,42)【作者】温饱;胡存刚;芮涛;张云雷【作者单位】安徽大学,电气工程与自动化学院,安徽合肥230601;安徽大学,电气工程与自动化学院,安徽合肥230601;安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心(安徽大学),安徽合肥230601;教育部电能质量工程研究中心(安徽大学),安徽合肥230601;安徽大学,电气工程与自动化学院,安徽合肥230601;安徽大学,电气工程与自动化学院,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TM464【相关文献】1.反馈线性化及模型预测方法的RLV再入控制策略 [J], 许志;唐硕;原树兴2.三相并网逆变器模型预测功率控制策略研究 [J], 战柯柯;张强3.三相并网逆变器模型预测功率控制策略研究 [J], 战柯柯;张强;4.基于改进模型预测控制的三相并网逆变器控制策略研究 [J], 王素娥;刘晨曦;郝鹏飞5.基于改进模型预测控制的三相并网逆变器控制策略研究 [J], 王素娥;刘晨曦;郝鹏飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。