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储能系统技术 储能系统 模型预测控制MPC ★ 5.0

耐电压噪声的无模型预测控制在LC滤波电压源逆变器中的应用

Voltage-Noise-Tolerated Model-Free Predictive Control for LC-Filtered Voltage Source Inverters

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中文摘要

在LC滤波电压源逆变器(VSIs)中,参数失配会影响传统最优开关序列模型预测控制(MPC-OSS)下的电容电压性能,导致预测误差和总谐波畸变率增加。为提升传统MPC-OSS的参数鲁棒性,本文提出一种耐电压噪声的无模型预测控制结合最优开关序列(VNT-MFPC-OSS)策略。该策略不仅建立并在线更新LC滤波VSI的数据模型,还通过引入噪声容忍系数抑制电压噪声影响。所提方法有效消除参数变化对传统MPC-OSS的影响,并抑制电压噪声对无模型预测控制(MFPC-OSS)的干扰。实验平台验证了VNT-MFPC-OSS的可行性与优越性。

English Abstract

Parameter mismatch in LC-filtered voltage source inverters (VSIs) can affect the capacitor voltage performance under conventional model predictive control with optimal switching sequence (MPC-OSS), including prediction error and total harmonic distortions (THDs). To improve the parameter robustness of the conventional MPC-OSS, this article proposes a voltage-noise-tolerated model-free predictive control with OSS (VNT-MFPC-OSS) strategy for LC-filtered VSIs, where the proposed VNT-MFPC-OSS not only establishes and updates the data model of LC-filtered VSIs but also suppresses the effect of voltage noise in the VSI by using the noise tolerance coefficient. The proposed VNT-MFPC-OSS effectively eliminates parametric effect on conventional MPC-OSS and suppresses voltage noise effect on MFPC with OSS (MFPC-OSS). The experimental prototype of LC-filtered VSIs is built to validate the feasibility and superiority of the proposed VNT-MFPC-OSS.
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SunView 深度解读

该VNT-MFPC-OSS技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。针对LC滤波器参数漂移导致的电压THD恶化问题,所提无模型预测控制策略可显著提升PowerTitan储能系统在长期运行中的电能质量稳定性。噪声容忍系数设计可增强控制算法对电容老化、温度变化等工况的鲁棒性,减少现场参数整定工作量。该方法与阳光现有MPC-OSS控制架构兼容性强,可直接应用于1500V高压系统的电压控制优化,提升构网型GFM储能系统的电压源特性。建议在iSolarCloud平台集成该算法的在线参数辨识功能,实现预测性维护与自适应控制协同。