基于虚拟矢量调制的T型并网变换器模型预测控制

叶登峰，陈浩

（1.丽水市特种设备检测院，浙江 丽水 323000；2.浙江工业大学信息工程学院，浙江 丽水 323000）

三相T型并网变换器由于具有网侧电流谐波小、功率密度高、开关器件电压应力低、可靠性高等优势，在电动汽车充电电源与微电网中发挥着越来越重要的作用，其控制性能直接影响到系统的安全可靠运行。为有效提升并网电流质量且维持直流侧中点电位均衡，有很多学者提出了多种解决方案[1]。目前主流的控制方案主要包括直接功率控制（DPC）与电压定向控制（VOC）。其中VOC控制系统的动、静态性能良好，然而控制环路比例积分（PI）参数的优化过程繁琐；而采用DPC控制时，并网性能往往强依赖于较高的控制频率，导致系统开关损耗较大，影响整机效率[2-3]。

有限集模型预测控制（finite control set model predictive control，FCS-MPC）作为一种高效的多目标控制算法，规避了并网性能强依赖于传统控制器参数的缺陷，具有易于理解且可实现多目标跟踪等优势，引起了广大学者的普遍关注[4]。文献[5-6]针对T型三电平并网变换器中点电位波动提出了电流模型预测算法，有效解决了由于负载不均衡或电容容值不等所导致的中点直流波动现象，然而传统的FCS-MPC需要在6个大扇区内分别进行运算最优开关矢量，即在单周期内总计需要进行48次运算，寻优过程复杂导致控制器运算繁琐。此外，传统的有限集模型预测控制由于开关频率不固定导致滤波电感设计复杂，并网电流纹波较大。文献[7]针对T型变换器提出了无差拍电……