[發(fā)明專利]模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710697579.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN107404247B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林環(huán)城;王志新;包龍新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02J3/38
• 代理公司: 31236 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭國(guó)中<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.一種模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

步驟1：在某一時(shí)刻t，根據(jù)模塊化多電平變流器的相電流和橋臂內(nèi)部電流的參考值分別計(jì)算下一時(shí)刻t+T_s橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)值；

步驟2：在某一時(shí)刻t，根據(jù)模塊化多電平變流器的相電流和橋臂內(nèi)部電流的采樣值校正時(shí)刻t的橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)值，獲得校正值；

步驟3：根據(jù)某一時(shí)刻t模塊化多電平變流器橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)值和校正值，計(jì)算某一時(shí)刻t橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)誤差；

步驟4：根據(jù)步驟3計(jì)算所得某一時(shí)刻t的橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)誤差對(duì)步驟1計(jì)算所得的下一時(shí)刻t+T_s的橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)值進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化，獲得橋臂總電壓和輸出相電壓的最終預(yù)測(cè)值；

步驟5：根據(jù)步驟4計(jì)算所得下一時(shí)刻t+T_s橋臂總電壓和輸出相電壓的最終預(yù)測(cè)值，計(jì)算各個(gè)橋臂需開通子模塊的數(shù)量；

步驟6：根據(jù)橋臂電流方向和子模塊電壓大小對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行排序，選擇對(duì)應(yīng)的子模塊作為投入子模塊，并發(fā)布觸發(fā)指令控制投入子模塊以及其余子模塊的開斷；

步驟7：每隔采樣時(shí)間T_s，重復(fù)步驟1至步驟6，當(dāng)模塊化多電平變流器關(guān)閉時(shí)結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟1中計(jì)算下一時(shí)刻t+T_s橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)值包括：

式中，為t+T_s時(shí)刻橋臂總電壓的預(yù)測(cè)值，T_s為采樣間隔，U_dc為輸入的直流電壓，L_b為橋臂電感，為t+T_s時(shí)刻橋臂內(nèi)部電流的參考值，i_diffj(t)為時(shí)刻t橋臂內(nèi)部電流的采樣值，為t+T_s時(shí)刻輸出相電壓的預(yù)測(cè)值，u_sj(t)為t時(shí)刻交流側(cè)電壓的采樣值，R′為等效電阻，為t+T_s時(shí)刻相電流的參考值，L′為等效電感，i_j(t)為t時(shí)刻相電流的采樣值，下標(biāo)j＝a,b,c為相序。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中橋臂總電壓和輸出相電壓的校正值的計(jì)算包括：

式中，為t時(shí)刻橋臂總電壓的校正值，為t時(shí)刻輸出相電壓的校正值，u_sj(t-T_s)為t-T_s時(shí)刻交流側(cè)電壓的采樣值，i_diffj(t-T_s)為t-T_s時(shí)刻橋臂內(nèi)部電流的采樣值，i_j(t-T_s)為t-T_s時(shí)刻相電流的采樣值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3中橋臂總電壓和輸出相電壓的預(yù)測(cè)誤差的計(jì)算包括：

式中，ΔU_sumj為橋臂總電壓的預(yù)測(cè)誤差，為t時(shí)刻橋臂總電壓的預(yù)測(cè)值，Δu_j為輸出相電壓的預(yù)測(cè)誤差，為t時(shí)刻輸出相電壓的預(yù)測(cè)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化多電平變流器模型預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4中橋臂總電壓和輸出相電壓的最終預(yù)測(cè)值的計(jì)算包括：

式中，為t+T_s時(shí)刻的橋臂總電壓的最終預(yù)測(cè)值，為t+T_s時(shí)刻橋臂內(nèi)部電流的參考值，為t+T_s時(shí)刻的輸出相電壓的最終預(yù)測(cè)值，為t+T_s時(shí)刻相電流的參考值，λ₁、λ₂為滾動(dòng)優(yōu)化系數(shù)。