电工电气杂志社

一种采样模型预测控制的动态电压恢复器控制方法

来源：电工电气发布时间：2023-04-01 08:01 浏览次数：429

一种采样模型预测控制的动态电压恢复器控制方法

高嘉迪，何昊洋，俱世豪

(西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065)

摘要：针对目前动态电压恢复器 (DVR) 多采用根据当前状态做出未来动作的控制方法，从微观上看总会因为采样和反馈信息与控制动作之间存在时间延迟而产生误差的问题，提出一种通过预测下一控制周期的输出从而确定下一控制周期控制动作的闭环结构的模型预测控制 (MPC) 方法。该方法基于前向欧拉法建立控制预测模型，通过反馈校正的方法减少预测误差，并通过建立合适的目标函数，确定应用于下一控制周期的最佳开关组合。利用 MATLAB/Simulink 软件搭建所提控制方法的仿真模型，仿真结果表明，提出的 MPC 方法能有效减少 DVR 的补偿误差，具有响应速度快、谐波含量低、设计简单等优点。

关键词： 动态电压恢复器；模型预测控制；反馈校正；最佳开关组合

中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2023)03-0025-05

A Control Method of Dynamic Voltage Restorer Based on

Sampling Model Predictive Control

GAO Jia-di, HE Hao-yang, JU Shi-hao

（School of Electronic Engineering, Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China）

Abstract: The Dynamic Voltage Restorer (DVR) is now employing the control method of making future actions according to current states most of the time. Microscopically, errors always occur because of the time delay between samplings, feedback and control actions. Therefore,the paper puts forward a loop-locked Model Predictive Control (MPC) method which determines control actions of the next control cycle by predicting its outputs. The method builds a control predictive model on the basis of euler forward method. It can reduce prediction errors through feedback correction, and determine the optimal switch combination applied for the next control cycle by establishing the appropriate objective function. The simulation model of the proposed control method is established by MATLAB/Simulink, and the results show that the MPC method can effectively reduce the compensation error of DVR, and has the advantages of fast response, low harmonic content and simple design.

Key words: dynamic voltage restorer; model predictive control; feedback correction; optimal switch combination

参考文献

[1] 胡安平，陶以彬，陈嘉源，等. 电压暂降治理措施及设备综述[J] . 电力电子技术，2019，53(7)：1-5.

[2] 徐永海，陶顺，肖湘宁. 电网中电压暂降和短时间中断[M]. 北京：中国电力出版社，2015.

[3] CEBRIAN J C , KAGAN N , MILANOVIC J V .Probabilistic Estimation of Distribution Network Performance with Respect to Voltage Sags and Interruptions Considering Network Protection Setting—Part Ⅱ: Economic Assessment[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2018，33(1)：52-61.

[4] 周锐. 动态电压恢复器的控制研究[D] . 西安：西安石油大学，2018.

[5] 姚钢，纪飞鹏，殷志柱，等. 一种直流动态电压恢复器的拓扑分析与控制[J] . 电力电子技术，2017，51(11)：78-81.

[6] 施烨，吴在军，窦晓波，等. 单相动态电压恢复器复合控制技术[J]. 电工技术学报，2015，30(17)：85-95.

[7] 裴喜平，郝晓弘，陈伟，等. 动态电压恢复器的模型预测控制[J] . 电力系统保护与控制，2013，41(9)：47-53.

[8] TRAN H N, DZUNG P Q, LE N A, et al.Dynamic voltage restorer-multilevel inverter based on predictive voltage controller[C]//2016 IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies (ICSET)，2016.

[9] YE J, WANG B, MANANDHAR U, et al. Enumerated-MPC-Based Dynamic Voltage Restorer Using LC Filter with Damping Resistor[C]//2017 Asian Conference on Energy , Power and Transportation Electrification(ACEPT)，2017.

[10] SRIVASTAVA A, BAJPAI R S.Comparative Analysis of PI & MPC Controllers for Dynamic Voltage Restorer Using Wind Energy Conversion System[C]//2021 4th Biennial International Conference on Nascent Technologies in Engineering(ICNTE)，2021.

[11] 金楠，康冬祎，崔光照. 无直流储能直接 AC/AC 动态电压恢复器及其预测控制[J] . 电机与控制学报，2016，20(7)：88-94.

[12] KUMAR C, MISHRA M K.Predictive Voltage Control of Transformerless Dynamic Voltage Restorer[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，2015，62(5)：2693-2697.

返回索引列表

Article retrieval

文章检索

一种采样模型预测控制的动态电压恢复器控制方法