熊成林，宋爽，梅荣，宋智威

(西南交通大学 电气工程学院，成都 610031)

0 引 言

脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)整流器具有交流侧单位功率因数、直流侧电压稳定、能量双向流动、网侧电流谐波小[1-2]等优点。PWM整流器的控制算法主要包括直接电流控制[3-4]和直接功率控制(direct power control，DPC)[5-6]，其中，直接功率控制是一种通过直接控制输出功率，进而实现直流侧电压稳定和网侧单位功率因数的控制算法，该算法已经得到了广泛应用。此外，模型预测控制(model predictive control，MPC)因其具有较快的响应速度，也被广泛应用于电力电子变换器[7-8]，得到了众多学者的广泛关注[9-11]。

在三相系统中，电力电子变换装置的瞬时功率可以通过将三相a-b-c坐标系下的交流量转换到两相坐标系，进而进行计算。而单相系统中由于缺少一个自由度，无法直接计算瞬时功率，因此，必须构建交流电压、电流的虚拟正交分量。为了得到电压/电流虚拟正交分量，通常可以采用Hilbert算法[12]、延迟四分之一周期(time delay,TD)[13]和二阶广义积分(second-order generalized integrator，SOGI)[14-16]等算法。Hilbert算法复杂、计算量大，在实际应用中效果不理想；TD算法原理简单，但是信号突变时，必须等待四分之一个基波周期才能响应突变，故动态性能较差；SOGI算法通过广义二阶积分器实现正交变换，并能通过滤波器实现对输入信号的滤波，提高了系统的稳定性，但是其存在动态响应慢的缺点。

MPC算法是根据被控对象的数学模型预测下一个时刻的系统状态，因此对被控对象数学模型的准确性有较高的要求。对采用模型预测控制的整流器而言，系统的性能极度依赖于电感参数的准确配置。……