[發(fā)明專利]一種三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611073191.X
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN108123490A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張喜軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張喜軍
• 主分類號(hào): H02J3/46
• 分類號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法,包括兩電平三相電壓型逆變器、下垂控制、預(yù)測(cè)控制三個(gè)部分。本發(fā)明是將逆變器并聯(lián)系統(tǒng)下垂控制與三相并聯(lián)逆變器預(yù)測(cè)控制結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建了三相并聯(lián)逆變器無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu)，該控制結(jié)構(gòu)既考慮了并聯(lián)逆變器模型預(yù)測(cè)控制的良好動(dòng)態(tài)性能及易于處理系統(tǒng)非線性特性和約束的優(yōu)勢(shì)，又兼顧了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)下垂控制所具有的魯棒性、可擴(kuò)展性及全系統(tǒng)冗余等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)負(fù)載功率的有效均分及對(duì)各并聯(lián)逆變器的優(yōu)化控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，尤其涉及一種三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法。

背景技術(shù)

對(duì)于三相逆變器并聯(lián)供電系統(tǒng)，對(duì)其控制的主要目的是使得各并聯(lián)逆變器均分系統(tǒng)負(fù)載，同時(shí)保證各逆變器的輸出電壓幅值、頻率、相位等參數(shù)一致。下垂控制針對(duì)并聯(lián)逆變器的輸出功率設(shè)計(jì)控制器，各并聯(lián)逆變器之間無(wú)需通信，因此具有高可靠性及系統(tǒng)冗余等特點(diǎn)。在基于下垂控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制器結(jié)構(gòu)普遍采用三環(huán)模式，即電流控制環(huán)、電壓控制環(huán)和功率控制環(huán)，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的提升主要依靠改變下垂控制特性及增加瞬態(tài)控制環(huán)等方法，而對(duì)于三相并聯(lián)逆變器自身的動(dòng)態(tài)性能及其開關(guān)函數(shù)非線性特性則欠考慮。

預(yù)測(cè)控制產(chǎn)生于工業(yè)過程控制，具有建模直觀、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快且易于處理系統(tǒng)非線性特性和約束等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已被應(yīng)用于變流器控制領(lǐng)域。主流控制方法有基于有限控制集模型預(yù)測(cè)控制的變流器優(yōu)化控制算法。該算法具有系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、優(yōu)化性能函數(shù)設(shè)置靈活、易于處理系統(tǒng)約束等特點(diǎn)，但是法在線計(jì)算量大問題、開關(guān)頻率高，且其控制器設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，且未考慮開關(guān)函數(shù)的影響，同時(shí)系統(tǒng)的可靠性也很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服的傳統(tǒng)控制方法在計(jì)算量、可靠性行方面存在的難題，本發(fā)明提出一種三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

由下垂控制部分實(shí)現(xiàn)并聯(lián)逆變器輸出有功、無(wú)功功率對(duì)其輸出電壓幅值及相位控制，并以此作為并聯(lián)逆變器模型預(yù)測(cè)控制的參考電壓信號(hào)；預(yù)測(cè)控制部分以并聯(lián)逆變器輸出電壓對(duì)參考電壓的跟蹤誤差來(lái)構(gòu)建模型預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化性能函數(shù)，采用有限控制集模型預(yù)測(cè)控制算法，選擇最優(yōu)的控制量作用于三相電壓型逆變器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電壓型逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制。三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法，包括兩電平三相電壓型逆變器、下垂控制、預(yù)測(cè)控制三個(gè)部分。

所述兩電平三相電壓型逆變器由6個(gè)IGBT開關(guān)器件組成的橋式電路和LC濾波器兩部分組成。

所述下垂控制是采用功率控制環(huán)的小信號(hào)建模與控制器參數(shù)的根軌跡分析相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

所述預(yù)測(cè)控制是通過提高并聯(lián)逆變器輸出電壓對(duì)參考電壓跟蹤控制性能來(lái)改善三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制性能。

本發(fā)明的有益效果是：三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制方法，是將逆變器并聯(lián)系統(tǒng)下垂控制與三相并聯(lián)逆變器預(yù)測(cè)控制結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建了三相并聯(lián)逆變器無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu)，該控制結(jié)構(gòu)既考慮了并聯(lián)逆變器模型預(yù)測(cè)控制的良好動(dòng)態(tài)性能及易于處理系統(tǒng)非線性特性和約束的優(yōu)勢(shì)，又兼顧了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)下垂控制所具有的魯棒性、可擴(kuò)展性及全系統(tǒng)冗余等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)負(fù)載功率的有效均分及對(duì)各并聯(lián)逆變器的優(yōu)化控制。

附圖說(shuō)明

圖1 兩電平三相電壓型逆變器結(jié)構(gòu)。

圖2 預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu)框圖。

圖3 無(wú)互連線預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方案