[發明專利]一種降低諧波的單相逆變器電流預測控制方法

有效

• 申請號: 201810159697.5
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108270368B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 李钷;馮海鋒;李睿煜;張景瑞;關明杰
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

1.一種降低諧波的單相逆變器電流預測控制方法，其特征在于：逆變器通過電阻和電感串聯的濾波器與反向電動勢相連；其中，電阻值是R，電感值是L，反向電動勢是Ug；

逆變器直流端的電壓記為V_dc，電網的基波頻率是f₀＝50Hz，同步轉速定義為ω₀＝2×πf₀ rad/s，采樣頻率為f_s，采樣時間為T_s，一個周波的采樣點數為N，則有T_s＝1/f_s，N＝f_s/50；

單相逆變器的輸出電流為i，單相逆變器的輸出電流的參考值為i*，為標準的基波正弦信號；逆變器輸出電流有三種狀態，輸出為V_dc記為狀態S₁，輸出為0記為狀態S₂，輸出為-V_dc記為狀態S₃；λ₁和λ₂為大于0的常數，用于設置直流分量和總諧波失真在控制輸入中的權重；

所述控制方法包括如下步驟：

1)計算預測值，在第k次采樣時候，采集輸出電流i(k)，計算系統在下一個采樣時刻k+1時，不同的輸出狀態下，輸出電流的預測值計算方法如下：

2)迭代計算在第k次采樣時候，連續一個周波的輸出電流的有效值I_RMS(k)，連續一個周波輸出電流的平均值I₀(k)，連續一個周波輸出電流的基波幅值I₁(k)以及基波分量的瞬時值i_α(k)；計算方法如下：

I₀(k)＝I₀(k-1)+[i(k)-i(k-N)]

i_α(k)＝(1-ω₀T_s)i_α(k-1)+ω₀T_s[i(k)-i_β(k-1)]

i_β(k)＝i_β(k-1)+ω₀T_si_α(k-1)

其中i_β(k)，I_1sin(k)以及I_1cos(k)是輔助計算量；

第三步，計算不同的輸出電流的預測值時,連續一個周波的輸出電流的有效值平均值連續一個周波的輸出電流平均值連續一個周波輸出基波幅值和連續一個周波的計算方法如下：

4)計算三個標量函數J(k)|S₁，J(k)|S₂和J(k)|S₃，計算方法如下：

5)比較J(k)|S₁，J(k)|S₂和J(k)|S₃的大小，選擇最小值J(k)|S_m，m∈{1,2,3}；若m＝1，則k時刻的逆變器輸出為狀態S₁；若m＝2，則k時刻的逆變器輸出為狀態S₂；若以上皆非，才選用狀態S₃作為逆變器的輸出。