虚拟磁链定向的三相电压源型脉宽调制整流器模型预测直接功率控制

任海峰，刘述喜，2，苏新柱，王 毅

(1.重庆理工大学 电气与电子工程学院，重庆 400054；2.重庆市能源互联网工程技术研究中心，重庆 400054)

伴随着社会的不断发展，高质量的电能显得更为重要。脉冲宽度调制(PWM)(以下简称“脉宽”)整流器有着动态响应灵敏、能量可双向流动、功率因数可控等诸多优点，得到了广泛应用。通过几十年的发展，人们大量使用了PWM整流器，同时追求其更高效的性能，这也意味着对应控制技术也需要不断进步。对此，研究人员进行了大量的测试，希望找到更优的控制策略[1-4]。通常控制方法可分为直接电流控制和直接功率控制(direct power control， DPC)。直接电流控制通过转坐标系变换，将网侧电流解耦为有功分量与无功分量，从而构成电流闭环控制。这种方法的优点是稳态误差较小，动态响应速度较快，但其系统性能依赖于电流内环的控制效果和参数的精确性[5-7]。与直接电流控制相比，DPC具有高功率因数、动态性能好、电流畸变率低等优点[8]。

模型预测控制(model predictive control， MPC)是一种最优控制策略，在电力电子领域的应用越来越多。MPC通过建立系统模型来预测目标变量未来变化，根据代价函数最小来确定最优开关组合策略。模型预测直接功率控制将MPC与DPC结合，更使得网侧电流谐波畸变明显减小，直流侧输出电压纹波得到较大改善[9-11]。

本文提出了一种虚拟磁链定向的脉宽调制(MPDPC)策略，通过虚拟磁链定向省去网侧电压传感器，使成本降低，并有效防止因传感器失灵导致的控制策略失效，具有较好的稳定性；……