三相并网逆变器模型电流预测控制技术_杨勇.pdf

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1、2011年6月电工技术学报Vol.26No.6第26卷第6期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJun.2011三相并网逆变器模型电流预测控制技术1223杨勇赵方平阮毅赵春江（1.苏州大学城市轨道交通学院苏州2150212.上海大学机电工程与自动化学院上海2000723.上海电力学院太阳能研究所上海200090）摘要针对三相并网逆变器的特点，在dq旋转坐标系下，提出了一种模型电流预测控制方法。在每一个采样周期，根据预测模型，对三相并网逆变器的8个电压矢量进行在线评估，使价值函数最小的电压矢量在下一个采样周期应用，实现了对d轴和q轴给定电流

2、的快速跟踪。同时采用电网电压定向的矢量控制策略，实现d轴电流和q轴电流解耦控制，使d轴电流控制并网逆变器的有功功率，q轴电流控制并网逆变器的无功功率。实验结果表明：采用模型电流预测控制的三相并网逆变器有很好的静、动态特性。从而验证了该方案的可行性和正确性。关键词：模型电流预测控制旋转坐标价值函数电网电压定向解耦控制中图分类号：TM721ModelCurrentPredictiveControlforThree-PhaseGrid-ConnectedInverters1223YangYongZhaoFangpingRuanYiZhaoChunjiang(1.SoochowUniversi

3、tySuzhou215021China2.ShanghaiUniversityShanghai200072China3.ShanghaiUniversityofElectricPowerShanghai200090China)AbstractAmodelcurrentpredictivecontrolisproposedinthedqrotatingcoordinatesaccordingtothecharacteristicsofthree-phasegrid-connectedinverters.Ateachsamplinginterval,theeightvoltagevecto

4、rsforthree-phaseconnectedinvertersareevaluatedonlinebasedonpredictivemodelandthevoltagevectorthatmakesthecostfunctionsmallestwillbeappliedinthenextsamplingperiod,whichachievesfasttrackingforthegivend-axisandq-axiscurrents.Thevectorcontrolundergridvoltageorientationisused,whichrealizesthedecoupli

5、ngcontrolforthed-axiscurrentandtheq-axiscurrent.Theactivepowerandthereactivepowerareindependentlycontrolledbythed-axiscurrentandtheq-axiscurrent.Experimentalresultsshowthatthethree-phaseconnectedinverterusingmodelcurrentpredictivecontrolhasagoodstaticanddynamicperformance.Sothefeasibilityandcorr

6、ectnessforthecontrolstrategyareverified.Keywords：Modelcurrentpredictivecontrol,rotatingcoordinates,costfunction,gridvoltageorientation,decouplingcontrol太阳能等可再生能源发电得到了快速的发展。并网1引言逆变器作为可再生能源系统与电网的接口，其性能[1-2]在能源日益紧缺和环境严重污染的今天，风能、直接影响到发电系统输出电能质量。因此，研究并网逆变器具有重要的现实意义和广阔的应用前上海市重点攻关项目（10KJD480004）和上海市节能减

7、排科技支撑景。项目（09dz1202500）。对于电压型的三相逆变器，通常含有电流内环收稿日期2009-12-10改稿日期2010-04-20控制，三相并网逆变器的性能很大程度取决于采用154电工技术学报2011年6月[3-4]什么样的电流内环控制策略。文献[5]和文献[6]⎧diα⎪Lu=−−αααeRi采用滞环控制，滞环控制有很好的动态响应，但需⎪dt⎨（2）要很高的采样频率。文献[7]和文献[8]在静止坐标系⎪diβLu=−−βββeRi