基于模型预测的三电平并网变换器控制研究

傅璐璐，赵洪

（丽水职业技术学院，浙江 丽水 323000）

伴随电力电子技术的快速发展，不同种类的三电平变换器被广泛应用于光伏发电、风力发电以及动力电池充放电等相关领域[1]。其中，T型三电平逆变器凭借交流输出谐波小、开关损耗低和效率高等诸多优点被广泛应用，现已得到国内外学者的高度关注[2-3]。面向T型变换器的控制策略层出不穷，传统的控制方法往往依赖于精确的数学模型，但是，电力电子系统往往具有时变性、非线性、强耦合性，因此难以获得精确的数学模型。

但是，模型预测控制算法作为近年来快速发展的一种多目标控制方法，由于其易于理解、无需载波、无需复杂的参数设计等优势，在电气传动领域获得了较快发展[4-5]。然而，传统的有限集模型预测控制（finite control set model predictive control，FCS-MPC）由于在每次中断内算法在一个控制周期内仅选择并施加一个真实电压矢量，且每个控制周期相对独立，导致开关频率不固定，网侧电流纹波大，影响系统工作效率[6]。文献[7]将扩展电压虚拟矢量应用于模型预测控制，利用增加电压矢量区间的方式减小期望电压矢量与实际输出矢量之间的误差，进而降低了电流纹波；文献[8]提出了实矢量与零矢量组合的方式，更加精确地划分了矢量区间，因此可以获得更好的电流性能。上述分析可以看到，通过增加电压矢量数量或实现电压矢量区间的再划分可有效改善并网性能，但是，上述方式都存在增加电压虚拟矢量的情况，造成寻优过程复杂。……