【摘 要】
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作为电网与微网联系的桥梁,三电平逆变器成为微网系统中的关键环节,其控制策略成为近几年来电力电子领域的研究热点。有限控制集模型预测控制（Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC）无需调制,控制简单,是很有发展前景的先进控制策略。本文将FCS-MPC应用于T型三电平逆变器,并针对逆变器主电路LCL滤波器和控制策略预测算法进行优化,同时解决因
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作为电网与微网联系的桥梁,三电平逆变器成为微网系统中的关键环节,其控制策略成为近几年来电力电子领域的研究热点。有限控制集模型预测控制（Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC）无需调制,控制简单,是很有发展前景的先进控制策略。本文将FCS-MPC应用于T型三电平逆变器,并针对逆变器主电路LCL滤波器和控制策略预测算法进行优化,同时解决因直流侧分压电容参数不均以及交流侧电网电压不平衡造成的中点电位不平衡问题。首先,对T型三电平逆变器的电平转换方式进行改进。根据FCS-MPC的基本原理,建立三电平逆变器系统预测模型,选择合适的评价函数,将FCS-MPC应用于并网T型三电平逆变器系统中。考虑LCL滤波器因谐振对入网电流造成谐波的问题,通过对无源阻尼方法的对比,选择最优的阻尼方法,将其应用在有源阻尼方法之中。这种阻尼方法不仅可以在不改变系统结构的基础上抑制谐振,还保留了对高频和低频谐波的衰减。仿真及RT Box平台验证结果表明逆变器输出电流总谐波失真（Total Harmonic Distortion,THD）明显降低,波形质量良好。考虑三电平逆变器预测控制算法计算量过大的问题,对待选电压矢量进行扇区划分,离线预选,大大降低每个预测周期的在线计算量,提高预测响应速度。针对逆变器直流侧分压电容分压不均造成中点电位偏移的问题,通过在评价函数中引入权重系数的方法对分压电容中点电位进行平衡控制。RT Box平台验证结果表明算法优化后的输出电流调整时间缩短,波形质量提高,同时对中点电位起到控制作用。最后,针对电网不平衡工况,建立电流型预测控制以实现对入网电流的平衡控制。通过双同步旋转坐标系的正负序分离方法提取不平衡电网电压分量,利用提取后的正负序电压分量获取参考电流指令,从而输出三相平衡入网电流。在此基础上通过分压电容中点电流离散数学模型实现对中点电位的平衡控制。最后在RT Box平台验证电流型模型预测对入网电流及中点电位平衡控制的有效性。
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