Nghiên cứu cải thiện thời gian tính toán bộ điều khiển dự báo áp dụng cho nghịch lưu bốn bậc NNPC

Abstract

Luận văn trình bày việc nghiên cứu cải thiện thời gian tính toán bộ điều khiển dự báo theo mô hình với số trạng thái hữu hạn cho cấu trúc bộ nghịch lưu bốn bậc NNPC. So với các cấu trúc nghịch lưu đang sử dụng phổ biến, bộ nghịch lưu 4 bậc NNPC có nhiều ưu điểm như khả năng tăng công suất, độ méo sóng hài của đầu ra nhỏ, giảm số khóa bán dẫn và điện áp đặt lên các khóa như nhau, dẫn đến giảm kích thước và giá thành hệ thống và đơn giản hơn trong việc điều khiển. Vì vậy, cấu trúc này bắt đầu được chú trọng áp dụng cho ứng dụng công suất lớn, điện áp trung áp. Bộ điều khiển dự báo theo mô hình với số trạng thái hữu hạn có các ưu điểm như dễ dàng áp dụng với hệ thống phi tuyến, tích hợp các ràng buộc và có cấu trúc đơn giản do không có cấu trúc điều khiển nối tầng và khối điều chế. Tuy nhiên do sử dụng vòng lặp để quét hết tất cả các trạng thái của khoá bán dẫn, dẫn đến khối lượng tính toán lớn là một trong những hạn chế của phương pháp này khi áp dụng cho các bộ nghịch lưu đa bậc và phạm vi dự báo lớn. Phương pháp đề xuất sử dụng một mô hình toán học để dự báo dòng điện và công suất lưới điện để áp dụng cho hàm mục tiêu. Phương pháp đề xuất đã giảm khối lượng tính toán và tự cân bằng điện áp trên các tụ điện bằng cách sử dụng các trạng thái khóa bán dẫn phù hợp của vectơ điện áp trùng lặp nhằm loại bỏ hạn chế của việc lựa chọn hệ số điều chỉnh tối ưu cho việc cân bằng điện áp trong hàm mục tiêu. Để xác nhận tính hiệu quả và khả thi của phương pháp đề xuất, các so sánh phân tích của ba phương pháp điều khiển được khảo sát bằng phần mềm Matlab/Simulink trong các điều kiện hoạt động khác nhau của hệ thống.