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并网逆变器是可再生能源发电与电网的电力电子接口,其控制性能决定着并网电流的动、静态性能和电能质量。有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)是一种新型的控制方法,可直接利用并网逆变器的离散特性,无需调制,具有快速的动态响应和多目标控制优势,在并网逆变器的控制领域得到了快速发展。在三相并网逆变器的FCS-MPC控制中,基于最优输出电压的简化有限控制集模型预测电流控制(Simplified Finite Control Set Model Predictive Current Control,S-FCS-MPCC)具有计算量小、控制逻辑简单的优点。因此论文以采用S-FCS-MPCC的并网逆变器为研究对象,从增强S-FCS-MPCC参数鲁棒性和稳态性能两方面问题展开研究,本文主要的内容与创新之处有:(1)介绍了FCS-MPC在电力电子变换器中的研究现状,分别阐述了并网逆变器FCS-MPCC和S-FCS-MPCC的基本原理,从并网电流动稳态性能、参数鲁棒性、电流频谱特性三个方面与传统线性PI控制、传统FCS-MPCC进行了对比分析。(2)针对S-FCS-MPCC的参数鲁棒性差的问题,分析了电感、电阻参数失配对模型预测控制器最优输出电压选择、并网电流性能的影响,基于两步电压误差方程,分别构造了基于最优输出电压选择的电感辨识方法和自适应权重的电阻辨识表达式,简化了参数辨识中的奇点判断处理问题,提高了并网逆变器S-FCS-MPCC的参数鲁棒性。(3)针对S-FCS-MPCC开关频率不固定,导致电流谐波频谱分散、稳态控制性能较差的问题,改进了基于占空比优化的定频方法,提出了基于双自由度电压矢量的定频控制方法,通过增加输出电压矢量组合扩展了合成电压矢量的控制自由度,通过价值函数优化的方法获得了双输出电压矢量最优的作用时间,可同时改变输出电压矢量方向与幅值,提升了电流稳态控制精度。(4)在MATLAB/simulink环境下搭建了基于S-FCS-MPCC的三相并网逆变器仿真模型,验证了基于两步电压误差方程的参数辨识方法以及基于双自由度电压矢量的定频控制方案的有效性;建立了基于Star Sim实时仿真系统的并网逆变器实验平台,以TI公司的DSPTMS320F28335为控制核心,实现了三相逆变器的SFCS-MPCC算法和多工况条件下的电感、电阻实时辨识算法,验证了所提参数辨识方案的可行性。