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一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法
基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法
摘要：
共模电压是电力电子装置中常见的问题之一，会引起电流的失真、电磁干扰和设备的损坏。本论文提出了一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法。该方法通过合理选择电压矢量，使得逆变器输出电压的共模成分最小化。通过建立逆变器模型，采用模型预测控制策略对逆变器进行控制，通过求解优化问题得到最佳的电压矢量选择。仿真结果表明，所提出的方法可以有效抑制电压源逆变器的共模电压。
关键词：共模电压抑制，电压源逆变器，优化电压矢量选择，模型预测控制
引言：
电力电子装置被广泛应用于各种工业领域，包括电力传动、交流输电等。其中，电压源逆变器是一种常见的装置，用于将直流电压转换为交流电压。然而，电压源逆变器在工作过程中会产生共模电压，即逆变器输出电压的共模成分。共模电压会引起电流的失真、电磁干扰和设备的损坏，因此共模电压抑制是电力电子装置设计中需要解决的重要问题之一。
在传统的逆变器控制方法中，常采用PWM控制策略来控制逆变器输出电压。然而，PWM控制策略无法有效抑制共模电压。因此，研究人员提出了许多改进的方法来解决这个问题。其中，基于优化电压矢量选择的方法是一种常用的方法。该方法通过合理选择电压矢量，使得逆变器输出电压的共模成分最小化，从而实现共模电压的抑制。
在本论文中，我们提出了一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法。具体来说，本方法通过建立逆变器模型，采用模型预测控制策略对逆变器进行控制，从而实现共模电压的抑制。在模型预测控制中，我们通过求解优化问题来得到最佳的电压矢量选择。通过仿真实验，我们证明了所提出的方法可以有效抑制电压源逆变器的共模电压。
方法：
首先，我们建立电压源逆变器的数学模型。逆变器模型包括逆变器输出电压方程和逆变器输出电流方程。通过这个模型，我们可以得到逆变器输出电压的共模成分。
然后，我们采用模型预测控制策略对逆变器进行控制。模型预测控制是一种广泛应用于控制系统中的控制策略，它通过建立系统模型，并在每个采样周期内使用最优化方法来求解最优控制方案。在本方法中，我们使用模型预测控制来对逆变器进行控制，从而实现共模电压的抑制。
最后，我们通过求解优化问题来得到最佳的电压矢量选择。在本方法中，我们将优化问题定义为使得逆变器输出电压的共模成分最小化的问题。通过求解这个优化问题，我们可以得到最佳的电压矢量选择。
结果与讨论：
我们通过仿真实验来验证所提出的方法的有效性。在仿真实验中，我们使用MATLAB/Simulink软件来建立逆变器模型，并使用优化工具箱来求解优化问题。实验结果表明，所提出的方法可以有效抑制电压源逆变器的共模电压。
结论：
本论文提出了一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法。通过合理选择电压矢量，我们可以最小化逆变器输出电压的共模成分。通过建立逆变器模型，采用模型预测控制策略，并通过求解优化问题，我们可以得到最佳的电压矢量选择。仿真实验结果证明了所提出的方法的有效性。在未来的研究中，我们将进一步改进该方法，以实现更好的共模电压抑制效果。
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