基于优化预测控制的VIENNA整流器研究

2021-04-08

电气传动 2021年7期

（南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京211816）

VIENNA整流器除了具有功率因数高、开关器件少、以及功率密度高等特点外，还有电网不平衡等特殊条件下仍然可以工作、谐波抑制特性好等优点。对提供电动汽车充电的直流充电桩而言，采用VIENNA整流器作为直流充电桩的前级整流模块，是较理想的选择，具有很高的研究意义和实际应用价值[1]。

当下对三相VIENNA整流器的研究主要从脉冲调制技术和控制策略等方面入手。针对控制策略研究方面，主要由比例积分（PI）控制、平均电流控制、单周期控制和直接功率控制等[2]。PI控制算法简单，物理意义明确，易于实现，但在系统启动与负载突变等情况下动态特性较差，对系统参数选取也有很高的要求[3]。本文提出了优化预测控制控制策略，外环采用功率预测控制[4]，并引入准比例谐振（QPR）电流控制，内环采用无差拍控制策略。以三相三电平VIENNA整流器为主拓扑，利用Matlab/Simulink软件以及搭建实验模型验证分析其可行性，与传统双闭环控制进行对比，通过对仿真波形的对比以及实验验证分析可知，优化预测控制下的VIENNA整流器继承了传统双闭环控制策略的优点，提高了直流侧的抗扰性和平稳性，使得整流器处于单位功率因数运行。