[發(fā)明專利]三相VIENNA整流器的無網(wǎng)壓傳感器的預(yù)測(cè)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010023572.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN111130366B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李山;蘇新柱;郭強(qiáng);肖蕙蕙;陳嵐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/219
• 分類號(hào): H02M7/219;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 重慶企進(jìn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50251
• 代理人: 周輝

1.一種三相VIENNA整流器的無網(wǎng)壓傳感器的預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對(duì)三相VIENNA整流器在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行Clarke變換，建立兩相靜止坐標(biāo)系下三相VIENNA整流器的數(shù)學(xué)模型：

其中，三相VIENNA整流器在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型為：

式中：E_a、E_b、E_c分別為三相靜止坐標(biāo)系下A、B、C相的電網(wǎng)電壓；i_a、i_b、i_c分別為三相靜止坐標(biāo)系下A、B、C相的電感電流；L為濾波電感；R為濾波電感和線路的等效電阻；V_ao、V_bo、V_co分別表示A、B、C相交流側(cè)與直流側(cè)電容中性點(diǎn)o之間的電壓；V_oN表示o與電源中性點(diǎn)N之間的電壓；E_α、E_β、i_α和i_β分別為兩相靜止坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓和交流側(cè)電感電壓；V_α和V_β為兩相靜止坐標(biāo)系下交流側(cè)電壓分量；

S2、采用虛擬磁鏈算法估算電網(wǎng)電壓：

S3、采用二階低通濾波器取代步驟S2中的積分項(xiàng)，其傳遞函數(shù)如下：

式中：ω_c為截止頻率；

S4、在一個(gè)采樣周期內(nèi)對(duì)電流微分量進(jìn)行離散化：

將上式代入兩相靜止坐標(biāo)系下三相VIENNA整流器的數(shù)學(xué)模型，得到：

式中：T_s為三相VIENNA整流器的采樣周期，且遠(yuǎn)小于電網(wǎng)基波周期；RT_s乘積項(xiàng)較小，可忽略；和分別為k+1時(shí)刻i_α和i_β的預(yù)測(cè)值，以功率跟蹤誤差最小確定和求得交流側(cè)電壓矢量V_α、V_β，得到空間矢量調(diào)制信號(hào)；其中，和為：

式中：P_ref和Q_ref為瞬時(shí)功率參考值；P和Q為瞬時(shí)功率；||E||＝ω||ψ||，||ψ||為對(duì)ψ求模，ψ＝∫Edt為電網(wǎng)虛擬磁鏈；

S5、采用二步預(yù)測(cè)法補(bǔ)償信號(hào)延遲，得到在兩相靜止坐標(biāo)系下的期望交流側(cè)電壓矢量預(yù)測(cè)值和

式中：和分別為k+2時(shí)刻i_α和i_β的預(yù)測(cè)值：

式中：Q^*、P^*、E^*、和分別為Q、P、E、E_α和E_β在k+1時(shí)刻的預(yù)測(cè)值；

S6、以下一周期中點(diǎn)位置的電網(wǎng)電壓預(yù)測(cè)值E(k+1/2)作為電網(wǎng)電壓預(yù)測(cè)值E^*，確定期望交流側(cè)電壓矢量V_α、V_β，具體步驟為：

根據(jù)三階拉格朗日插值法推導(dǎo)下一周期中點(diǎn)位置電壓：

式中：x₀＝k-2、x₁＝k-1、x₂＝k、x＝k+1/2；

代入后化簡(jiǎn)得到：

2.如權(quán)利要求1所述的三相VIENNA整流器的無網(wǎng)壓傳感器的預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟S4中，k+1時(shí)刻i_α和i_β的預(yù)測(cè)值和采用如下步驟得到：

先根據(jù)瞬時(shí)功率理論得到：

對(duì)上式進(jìn)行求導(dǎo)并離散化，得到采樣周期內(nèi)整流器的瞬時(shí)功率預(yù)測(cè)值滿足：

以滿足功率跟蹤誤差最小為目標(biāo)去預(yù)測(cè)電流，可定義目標(biāo)函數(shù)：

F＝ΔP²+ΔQ²

其中，ΔP、ΔQ為瞬時(shí)功率參考值P_ref、Q_ref與預(yù)測(cè)值P^*、Q^*之差；

根據(jù)極值定理，跟蹤誤差要達(dá)到最小，需滿足和

則有：