کنترل مستقیم توان یکسوساز afe بر پایه شار مجازی و محدودسازی نوسان‌های توان در شرایط عدم تعادل شبکه

روش کنترل مستقیم توان با استفاده از کنترل پیش‌بین مدل‌مبنا (mpdpc)، یکی از موثرترین روش‌ها در میان روش‌های متفاوت کنترل یکسوسازهای afe می‌باشد. این روش بهترین حالت کلیدزنی را بر اساس محاسبات ساده‌ای از رفتار مبدل، با در نظر گرفتن تمامی حالات کلیدزنی ممکن انتخاب می‌کند. در شرایط تعادل شبکه، روش mpdpc کارایی مناسبی را همراه با جریان ورودی سینوسی و ضریب توان واحد ارائه می‌دهد. در شرایط عدم تعادل و هارمونیکی شبکه، جریان ورودی یکسوسازی که توسط روش mpdpc کنترل می‌شود، دارای هارمونیک خواهد بود. در این شرایط، دست‌یابی به جریان ورودی مطلوب و ضریب توان واحد امری دشوار می‌باشد. در این مقاله یک روش جدید که ترکیبی از شار مجازی و mpdpc به همراه محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو می‌باشد ارائه شده است. این روش برای محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو از یک راه‌کار جدید بر پایه شار مجازی استفاده می‌کند. به‌علاوه یک روش جدید برای پیش‌بینی جریان بر پایه شار مجازی نیز در این مقاله ارائه شده است. روش پیشنهادی از مزایای روش کنترلی شار مجازی و روش کنترلیmpdpc به‌طور هم‌زمان بهره‌مند می‌باشد. از مزایای این روش می‌توان به کنترل یکسوساز afe با جریان‌های ورودی سه‌فاز سینوسی، عملکرد در ضریب توان واحد، پایداری در درصدهای بالای عدم تعادل و هارمونیک شبکه و محاسبات ساده در شرایط عدم‌تعادل و هارمونیک شبکه اشاره کرد. برخلاف روش‌های رایج، این روش نیازی به جداسازی مولفه‌های مثبت و منفی که دارای محاسبات بسیار دشوار است، ندارد. نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی به‌منظور اثبات کارایی روش پیشنهادی، ارائه شده‌اند.

AFE Rectifier Control Based on Virtual Flux Direct Power Control and Power Ripple Elimination Under Unbalanced Network Condition

Among different active front end (AFE) rectifier control methods, model predictive direct power control (MPDPC) is one of the appropriate and effective one. This method chooses best switching state based on simple calculation of converter behavior due to consideration of all possible switching states. MPDPC present good performance in balanced network condition and can control AFE rectifier with sinusoidal input currents and unity power factor. However, in the network unbalanced condition, the MPDPC shows harmonics and disturbance in the current waveform. It’s almost impossible to achieve unity power factor and sinusoidal input current waveform of AFE rectifier in the unbalanced and harmonized supply condition. A new method which is the combination of the virtual flux and MPDPC with active power ripple elimination is proposed in this paper. This method uses new approach to eliminate the active power pulsation based on calculated virtual flux. Furthermore, a new current prediction method based on the virtual flux technique is proposed.  This method has the advantages of VF and MPDPC techniques at the same time. Control of AFE rectifier with sinusoidal input currents, unity power factor, high robustness in high percentage of unbalance, simple calculation under unbalanced and harmonized condition of the network are some advantages of the proposed method. Unlike the conventional methods, there is no need for the positive and negative sequences extraction which is a complex calculation. Simulation and experimental results are presented to confirm the effectiveness of the proposed method.