FCS-MPC在HAPF无功补偿控制中抑制谐振的研究

汪玉凤， 张红梅， 殷煜炜

(辽宁工程技术大学 电气与控制工程学院，辽宁 葫芦岛 125105)

在输配电系统中，无功电流的动态变化会引起电压调节和稳定性被破坏的问题，使电能质量恶化，并增加系统损耗。为了解决与高可变无功功率负载相关的问题，使用有源补偿器(如静止同步补偿器(STATCOM)、UPFC统一潮流控制器(UPFC)、有源电力滤波器和混合滤波器)要优于电容器组[1]。一般来说，混合滤波器的控制由两种算法组成：一种是负载无功功率，另一种是负载控制设备根据负载需求提供的无功功率。对于混合滤波器中的输出控制策略，最常见的算法是将PI控制器用于d-q参考系或滞环控制器[2]。近年来，自适应控制、滑模控制和预测控制等控制策略的使用越来越广泛[3-5]。在各种预测控制器中，有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control，FCS-MPC)在电力电子领域已成为研究的热点。FCS-MPC考虑了有限数量的开关状态，以限制控制动作的数量。FCS-MPC采用离散的数学模型来预测系统在每一开关状态下的状态。最后，为了解决优化问题，建立了成本函数对预测值进行评估，以确定控制状态。

已经有部分文献研究了几种用于识别负载无功功率的技术。文献[6]～文献[8]阐述了几种用于识别负载无功功率的技术，包括SRF(Self Resonant Frequency,自谐振频率)[6]、p-q理论[7]以及基于小波和自适应滤波等[8]。文献[9]～文献[11]为弥补转换器模型的简单性，提出了FCS-MPC广泛应用于与L滤波器并联的转换器。例如，文献[9]在使用STATCOM进行无功补偿时，使用FCS-MPC通过解耦有功和无功控制改善了设备的动态响应。……