[发明专利]一种基于模型预测控制的三电平有源滤波器

权利要求书

1.一种基于模型预测控制的三电平有源滤波器，其特征在于：包括如下步骤：

（一）、三电平有源滤波器主电路拓扑结构：

二极管箝位型结构，其每相由四个功率开关器件组成，同时每相还连接着两个钳位二极管；

（二）、三电平有源滤波器系统方案设计：

通过对负载电流进行分析，运用谐波检测算法将有功与无功和谐波成分分离；同时实时检测APF输出电流信号，将无功和谐波分量与APF输出电流信号送入电流跟踪控制单元，通过系统主控单元生成12路PWM信号，使用驱动电路控制主电路各功率开关管，生成与负载侧谐波及无功电流相反的补偿电流，从而实现三电平变换器输出电流的无功与谐波补偿，最终获得与电网电压同频同相的期望电流波形；

（三）、三电平有源滤波器谐波和无功的检测：

i_p-i_q法检测方法是将三相电流信号减去基波电流，即可得到三相谐波电流分量，进而完成对谐波电流的检测工作；

（四）、模型预测控制策略：

模型预测控制主要由预测模型、滚动优化以及反馈校正三部分构成，将模型预测应用于APF系统时，首先根据电网电压、补偿电流采样值计算参考电流预测值，然后对27个开关状态滚动寻优，每次滚动需要计算补偿电流预测值、直流侧电压偏差预测值和开关转换次数F_SW，计算价值函数G并进行比较，最后选择使得价值函数最小的开关状态输出。