[發(fā)明專利]一種基于光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變的模型預(yù)測控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410261361.1
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104135181A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳友仁;魏永松;李少遠;鄔晶;李檸;浦云飛;馬超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海紫竹新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

1.一種基于光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變的模型預(yù)測控制方法，其特征在于：

步驟1、建立級聯(lián)全橋逆變模型：根據(jù)兩級單相全橋逆變電路分析結(jié)果，取輸出電流和直流側(cè)電壓分析，利用基爾霍夫定律，獲得連續(xù)時間系統(tǒng)的瞬時動態(tài)模型：

disdt=1Ls(Σj=1n(ujVdcj)-RsiS-VS)dVdc1dt=1C1(ipv1-u1iS)dVdc2dt=1C2(ipv2-u2iS)]]>

其中：i_s為電網(wǎng)電流，L_s為交流濾波電感，u_j為第j全橋開關(guān)變量組合，V_dcj為直流側(cè)光伏第j陣列電壓，R_s為等效逆變電阻，V_s為輸出總電壓，V_dc1為直流側(cè)光伏第一陣列電壓，V_dc2為直流側(cè)光伏第二陣列電壓，i_pv1是直流側(cè)光伏第一陣列的電流，i_pv2是直流側(cè)光伏第二陣列的電流，C₁為第一個全橋級聯(lián)電路的濾波電容，第二個全橋的級聯(lián)電路的濾波電容C₂，u₁為第一全橋開關(guān)變量組合，u₂為第二全橋開關(guān)變量組合；

步驟2、利用PSIM仿真軟件，根據(jù)建立的瞬時動態(tài)模型搭建仿真模型，并基于該仿真模型進行仿真計算；

步驟3、根據(jù)瞬時動態(tài)模型和仿真計算的結(jié)果，對級聯(lián)逆變過程進行分析，確定基于期望電網(wǎng)電流跟蹤、理想電壓工作點和開關(guān)切換頻率三項指標；

步驟4、根據(jù)級聯(lián)逆變的動態(tài)模型，提出模型預(yù)測控制器的級聯(lián)逆變預(yù)測模型，并由步驟3得出的三項指標確定模型預(yù)測控制器級聯(lián)逆變綜合性能指標。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變的模型預(yù)測控制方法，其特征在于：步驟4中：級聯(lián)逆變預(yù)測模型由直流側(cè)電流預(yù)測模型和直流側(cè)電壓預(yù)測模型構(gòu)成，其中：

直流側(cè)電流預(yù)測模型可表示為：

is(k+1)=is(k)-TsRsLsis(k)+TsLs(vc(k)-vs(k))]]>

其中i_s(k+1)為k+1時刻電網(wǎng)電流，L_s為交流濾波電感，R_s為等效逆變電阻，v_c(k)為k時刻逆變輸出電壓，v_s(k)為k時刻輸出總電壓，i_s(k)為k時刻電網(wǎng)電流，T_s為開關(guān)操作周期；

直流側(cè)電壓預(yù)測模型可表示為：

Vpvj(k+1)=Vpvj(k)+Ts[ipvj(k)-icj(k)C],j=1,2]]>

其中，V_pvj(k+1)為k+1時刻光伏陣列j的直流側(cè)電壓，V_pvj(k)為k時刻光伏陣列j的直流側(cè)電壓，T_s為開關(guān)操作周期，i_pvj(k)為k時刻光伏陣列j的直流輸入電流，i_cj(k)為k時刻光伏陣列j的進入逆變電路電流，C為并聯(lián)濾波電容；

基于三項指標得到預(yù)測控制器級聯(lián)逆變綜合性能指標：

minJ=Σk=1PκiEi++κv(Ev1+Ev2)+Σk=1Mκηη]]>

其中,J為性能指標，P為優(yōu)化時域，M為控制時域，E_i為電流偏差，E_v1為光伏第一陣列的電壓偏差，E_v2為光伏第二陣列的電壓偏差，κ_i為電流權(quán)重因子，κ_v為電壓權(quán)重因子，κ_η為頻率權(quán)重因子，u是不同開關(guān)量的組合，i是光伏陣列i。