
电流源逆变器(CSI)因其固有的限流能力和卓越的可靠性,在并网光伏应用中备受关注。其中,通过在七开关电流源逆变器(CSI7)中增加内部电流回流路径,已成为隔离漏电流的一种极具前景的无变压器解决方案。然而,对该硬件的控制却颇具挑战性。 传统的空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)假设直流链路电流恒定,因此在第七个开关频繁工作导致直流动态高度变化的情况下会失效。此外,由于开关频率可变,直接将标准预测控制应用于该硬件会在回流路径中引发严重的高频谐振。 本文通过提出一种先进的、针对硬件优化的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,弥合了这些差距。首先,所提出的框架将动态直流电流跟踪直接集成到预测模型中。这能够适应随时间变化的波动,主动抑制纹波,并允许使用显著更小的直流电感。 其次,为解决高频谐振问题,引入了一种新型重叠时间换相策略;通过在主动矢量转换期间将电流路由至旁路开关(S7),该策略既可防止谐振,又能确保主开关(S1–S6)实现零电流开关(ZCS)。 最后,构建了一个三目标成本函数,用于直接惩罚预测共模电压(CMV)的时间偏差,从而从根源上抑制接地漏电流。 在动态变化的工作条件下进行的全面硬件在环(HIL)测试和物理验证表明,与传统的CSI7控制器相比,所提出的FCS-MPC具有更强的鲁棒性,能显著降低总谐波失真(THD),并有效抑制漏电流。