Research on Predictive Control for Two-Level Three-Phase Active Rectifiers Based on Voltage Vectors
Abstract
This paper presents a research on prediction control for two level three-phase active rectifiers based on voltage vector. First, the reference voltage vector is established from the mathematical model in discrete form. Next, candidate switching states are selected based on the reference voltage vector position. Finally, the optimal switching state is determined by minimizing the total cost function. Through comparison, the proposed method gives better control results than the conventional method. The proposed model is designed with user-friendly icons and dialog boxes like MATLAB/Simulink library blocks.
Tóm tắt
Bài báo này trình bày nghiên cứu điều khiển dự báo cho bộ chỉnh lưu tích cực 3 pha 2 bậc dựa trên vector điện áp. Đầu tiên, vector điện áp tham chiếu được thành lập từ mô hình toán ở dạng rời rạc. Tiếp đến, các trạng thái chuyển mạch ứng viên được chọn dựa trên vị trí vector điện áp tham chiếu. Cuối cùng, xác định được trạng thái chuyển mạch tối ưu thông qua tối thiểu hàm chi phí tổng. Qua so sánh cho thấy, phương pháp đề xuất cho kết quả điều khiển tốt hơn so với phương pháp thông thường. Mô hình được đề xuất thiết kế với các biểu tượng thân thiện với người sử dụng và các hộp thoại như các khối thư viện của MATLAB/Simulink.
References
[1] Q. Zheng, L. Tian and Q. Wei, "Model predictive control of three-phase PWM rectifier," 2023 IEEE 4th China International Youth Conference On Electrical Engineering (CIYCEE), Chengdu, China, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/CIYCEE59789.2023.10401588.
[2] Wang, Hanwei & Zhang, Hui. (2021). “Study on an Improve Finite‐Control‐Set ‐Model Predictive Control (FCS‐MPC) Strategy for a T‐Type Rectifier with Direct Power Control Strategy”. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering. 18. 10.1002/tee.23297.
[3] J. Rodriguez and P. Cortes (2022), "Control of an Active Front‐End Rectifier”, Predictive Control of Power Converters and Electrical Drives, pp. 81-98.
[2] B. Singh, S. Gairola, B. N. Singh, A. Chandra, and K. Al-Haddad (2018), "Multipulse AC–DC converters for improving power quality: a review," IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, pp. 260-281.
[4] J. Dannehl, C. Wessels, and F. W. Fuchs (2019), "Limitations of VoltageOriented PI Current Control of Grid-Connected PWM Rectifiers With LCL Filters," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 56.
[5] J. Hu, L. Shang, Y. He, and Z. Zhu (2011), "Direct active and reactive power regulation of grid-connected DC/AC converters using sliding mode control approach," IEEE Trans. Power Electron., vol. 26, pp. 210-222.
[6] P. Cortés, M. P. Kazmierkowski, R. M. Kennel, D. E. Quevedo, and J. Rodríguez (2008), "Predictive control in power electronics and drives," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 55, pp. 4312-4324.
[7] M. P. Akter, S. Mekhilef, N. M. L. Tan, and H. Akagi (2015), "Model Predictive Control of Bidirectional AC-DC Converter for Energy Storage System," Journal of Electrical Eng. & Tech., vol. 10, pp. 165-175.
[8] M. Parvez, S. Mekhilef, N. M. L. Tan, and H. Akagi, "Model predictive control of a bidirectional AC-DC converter for V2G and G2V applications in electric vehicle battery charger," in Proc. IEEE Transportation Electrification Conf. and Expo (ITEC), 2014, pp. 1-6.
[9] M. Uddin, S. Mekhilef, M. Mubin, M. Rivera, and J. Rodriguez (2014), "Model Predictive Torque Ripple Reduction with Weighting Factor Optimization Fed by an Indirect Matrix Converter," Electric Power Components and Systems, vol. 42, pp. 1059-1069.
[10] V. Yaramasu, M. Rivera, M. Narimani, B. Wu, and J. Rodriguez (2014), "Model Predictive Approach for a Simple and Effective Load Voltage Control of Four-Leg Inverter with an Output LC Filter," IEEE Trans. Ind. Electron.
