基于内模理论的电压源变换器直接功率控制

陶玉昆，杨飞飞，和 萍，李从善

(郑州轻工业大学电气信息工程学院，河南 郑州 450002)

1 引言

近年来，电压源变换器作为一种高性能的能量接口已被广泛应用于分布式可再生能源发电、交流调速和柔性交流输电等领域[1-3]，电压源变换器的这一广泛应用归因于其具有双向能流控制、交流侧电流低谐波畸变以及无功功率灵活调节能力。

目前，电压源变换器的控制策略主要分为两类：电压定向控制[4，5]和直接功率控制[6-11]。其中，直接功率控制由于具有良好的暂态响应性能和高功率因数运行能力而受到了广泛关注。预测直接功率控制是直接功率控制的一个重要分支，它包括基于模型的预测直接功率控制[6，10，11]和基于功率变化率的预测直接功率控制[7-9]。基于功率变化率的预测直接功率控制在一个开关周期内由一个电压矢量序列完成变换器的控制，电压矢量序列的选择和序列中各矢量的执行时间由价值函数最小化决定。基于模型的预测直接功率控制则从变换器数学模型中求取对应功率变化量所需的变换器电压矢量。与基于功率变化率的方法相比，基于模型的预测直接功率控制具有更小的计算负担。

值得注意的是电压源变换器预测控制研究往往假设信号采样时刻和开关状态更新时刻为同一时刻[6，7]，而这一假设在实际控制系统中是无法实现的，因为信号测量和算法执行不可避免地需要时间，从而产生时延。为解决时延带来的控制策略执行效果恶化问题，国内外学者进行了广泛的探索。……