研究目的
为解决传统模型预测直接功率控制（MPDPC）在并网逆变器（GCI）中存在的电流与功率谐波严重、采样频率要求高、执行时间长等问题，提出一种新型无差拍MPDPC策略：通过基于功率误差选取三个逆变器电压矢量，在无需迭代计算的情况下确保恒定开关频率、正向作用时间并改善稳态性能。
研究成果
所提出的改进型三矢量无差拍模型预测直接功率控制策略能有效消除功率纹波，确保逆变器电压矢量的作用时间为正，维持恒定开关频率并实现快速动态响应。该策略简化了滤波器设计，通过避免迭代计算降低了计算负担，实验验证表明其适用于工业应用中DSP的实现。
研究不足
改进后的策略由于增加了矢量选择算法，其执行时间（41.2微秒）略长于传统方法（38.5微秒）。实验验证仅限于1千瓦的设置，该方法可能需要在更高功率应用或不同电网条件下进行进一步测试。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计并实现了一种改进的基于三矢量的无差拍模型预测直接功率控制（MPDPC）策略，用于三相并网逆变器（GCI）。该方法通过功率误差而非电网电压矢量位置来选择逆变器电压矢量，以避免负持续时间并确保恒定开关频率。采用延迟补偿和对称3+3脉冲模式。
2：样本选择与数据来源：
使用1 kW GCI实验平台，通过电压和电流传感器采集电网电压和电流。系统参数包括：电网电压156 V（线间有效值）、额定功率1 kW、频率50 Hz、线路电感6 mH、直流母线电压280 V、采样频率10 kHz。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于控制执行的TMS320F2812 DSP、提供直流母线电压的直流电源、三个6 mH线路电感器、用于采样的电压和电流传感器、用于生成驱动信号的赛米控IGBT驱动电路（SKHI 61 R）、逆变器用IGBT，以及用于波形采集的横河DL750示波器。
4：实验流程与操作步骤：
采集电网电压和电流，计算视在功率，使用锁相环（PLL）获取电网电压相位角。经过延迟补偿后，基于功率误差选择逆变器电压矢量并计算其持续时间。以对称3+3模式生成驱动信号并施加于IGBT。通过功率阶跃变化进行稳态和动态性能测试。
5：数据分析方法：
分析实验数据，包括功率波动、执行时间和电流总谐波畸变率（THD）。采用快速傅里叶变换（FFT）进行谐波分析，并比较传统与改进MPDPC策略。
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Oscilloscope
DL750
YOKOGAWA
Acquires experimental waveforms for analysis.
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DSP
TMS320F2812
Texas Instruments
Executes the control algorithm for the MPDPC strategy.
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IGBT Driver Circuit
SKHI 61 R
Semikron
Generates drive signals for the IGBTs based on PWM signals from the DSP.
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Voltage Transducer
Samples grid voltages for the control system.
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Current Transducer
Samples grid currents for the control system.
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Line Inductor
Filters the line currents in the GCI system.
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DC Power Supply
Provides the DC-link voltage for the inverter.
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IGBT
Switching devices in the inverter controlled by drive signals.
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