基于模型预测控制的防爆变频器低损耗控制

曹晓冬^1,2，杨世海^1,2，纪峰^1,2，叶宗彬³

1. 国网江苏省电力公司电力科学研究院2. 国网江苏省电力公司电力需求侧管理技术实验室3. 中国矿业大学电气与动力工程学院

摘 要：针对传统矢量控制方法难以对防爆变频器进行主动式热量管理的问题,提出一种基于模型预测控制的防爆变频器低损耗控制方法。建立了防爆变频器热损耗模型,对功率器件导通损耗和开关损耗进行推导分析,指出低损耗控制的关键是降低开关频率;基于模型预测控制系统框架,设计了适用于防爆变频器低损耗控制需求的高精度预测模型,进而基于考虑损耗特征的价值函数完成滚动优化计算;基于1 140V/2MW防爆变频测试样机对所提方法进行实验分析与验证,结果表明:该方法可实现约束条件下防爆变频器多目标优化问题,合理配置多个优化目标权值系数,在满足防爆变频器动稳态性能要求的情况下,有效降低系统整体损耗。

关键词：防爆变频器;低损耗控制;模型预测控制;热损耗;开关频率;