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并网逆变多目标约束预测控制器设计及在线算法
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM464[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学信息工程学院,江西省南昌市330063, [2]上海交通大学自动化系,上海市闵行区200240
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51167014,50967003); 江西省科技支撑计划(2010BGA01000); 江西省教育厅科技项目(GJJ11516)
中文摘要:

针对三相并网逆变系统采用LCL滤波装置产生的控制及效率问题,该文通过对滤波器数学模型的推导、分析及转换,设计了一种在静止坐标系下受约束多目标优化的离散型电流模型预测控制器,使得对系统电流的跟踪效果及效率优化能在控制器中体现。然而对于受约束控制的优化问题,由于传统优化方法的复杂性和计算的庞大性,该文提出一种结合预测控制模型的修正分枝定界方法。该方法寻求三电平27个控制矢量中符合系统前后两拍输入矢量切换原则的控制序列,并综合考虑包含系统跟踪性、开关损耗及大电流条件切换损耗的预测性能指标值极小,达到系统最优控制。该策略解决了LCL滤波器易产生谐振的控制问题,保证系统的稳定性和跟踪性,降低系统损耗,并在一定程度上减少开关次数,相对其他受约束控制降低了处理器运算负担。仿真和实验结果很好的证明所提出的控制策略的正确性和有效性。

英文摘要:

In order to tackle with the grid-inverter system control and efficiency problems arising from using LCL filter device, based on derivation, analysis and transformation of its mathematical model, this paper designed a discrete current model predictive control(DCMPC) strategy with multi-objective constrained in the stationary coordinate system, which makes the trace ability of current and efficiency optimization can be embodied in the controller. While as for constrained optimization problems, due to the complexity and huge computation of traditional optimization methods, this paper proposed a modified branch and bound method which combined with predictive control model. The method sought the control vector sequence by complying with the switching principles of the two adjacent input vector among the 27 vectors, and considered that the comprehensive performance index value which contains the system trace ability, switching losses and large current conditions for switching losses is extremely small, so optimal control can be achieved. The method can solve the resonance problem of a LCL filter, guarantee the stability of the system and trace ability, reduce the system loss and the switching frequency at a certain extent. In addition, the CPU's computational burden can be reduced compared with other constrained controls. Simulation and experimental results are proved the correctness and effectiveness of the proposed control strategy.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970