基于分数阶模型预测控制的有源消弧技术

摘要

针对新型电力系统中电力电子设备比例上升导致非线性响应加剧，单相接地故障电流谐波分量显著增大，传统消弧方法难以有效抑制电弧的问题，提出一种基于分数阶模型预测控制(fractional order model predictive control, FOMPC)的消弧方法。首先，将双级联H桥中的传统电感替换为不同阶次的分数阶电感；其次，采用对应阶次的模型预测控制方法，以电流跟踪误差最小为原则对故障电流进行补偿，从而实现有效消弧；最后，通过硬件在环实验验证该方法的性能。结果表明：采用适当阶次的FOMPC进行消弧，在响应速度和消弧效果上更具优越性。将分数阶微积分理论与有源消弧逆变器及其控制相融合，可提升响应速度并降低故障电流，为电力电子化电网故障抑制提供了参考。

关键词

电力电子技术 / 有源消弧技术 / 分数阶模型预测控制 / 双级联H桥 / 响应速度 / 消弧效果