[發明專利]三電平并網逆變器有限控制集模型預測定頻方法

有效

• 申請號: 202011520112.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112615557B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 姚鋼;周荔丹;巫思源
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/12;H02J3/38
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種三電平并網逆變器有限控制集模型預測定頻方法，其特征在于，根據三電平并網逆變器的數學離散模型基于無差拍原理的扇區分區方法預測得到最優開關矢量與占空比優化矢量，即非零電壓矢量與零電壓矢量，再按開關切換次數最小原則，使這兩個矢量分別以最優矢量時間作用于逆變器，使得并網電流跟蹤給定值；在每個控制周期中，從待輸出電壓矢量中遴選代價函數取值最小的電壓矢量；

所述的基于無差拍原理的扇區分區方法是指：通過變形式：并用i_ref(k+1)代替i(k+1)，則得到即當想要在對下一個采樣周期時，使并網電流矢量達到i_ref(k+1)，則需要逆變器輸出參考電壓矢量u(k+1)＝u_ref(k+1)，使并網電流從i(k)增加△i_L＝L*△u_L(k+1)/T_s達到i_ref(k+1)，其中u_L(k+1)是電感上的電壓矢量；當逆變器輸出的矢量是與u_ref(k+1)的幅值與相角接近的逆變器最優開關矢量，則也能使并網電流矢量接近i_ref(k+1)；

所述的開關切換次數最小原則是指：先讓最優開關矢量作用，后讓占空比優化矢量作用，即首先輸出與參考電壓矢量u_ref(k+1)的幅值和相角最接近的逆變器最優開關矢量，并使其作用T₁時間，然后再輸出與其綁定的開關切換次數最小的占空比優化矢量，并使其作用T₀時間，則能夠讓并網電流i(k)先增加△i_L1，再增加△i_L0達到i_L10(k+1)，使其更接近于i_ref(k+1)，上一次控制周期使用的占空比優化矢量與這一次將要使用的占空比優化矢量一樣，則應該先讓占空比優化矢量作用，再讓最優開關矢量作用，以降低開關頻率。

2.根據權利要求1所述的三電平并網逆變器有限控制集模型預測定頻方法，其特征是，所述的三電平并網逆變器的數學離散模型為：其中：i(k+1)、u(k+1)、e(k+1)分別為系統第k個采樣周期對k+1時刻，即對下一個采樣周期，并網電流矢量、逆變器輸出電壓矢量及電網矢量的預測；i(k)為系統第k個采樣周期時的并網電流矢量，T_s為采樣時間，L為電感，R為寄生電阻。

3.根據權利要求1或2所述的三電平并網逆變器有限控制集模型預測定頻方法，其特征是，根據無差拍原理，當三電平并網逆變器在下一時刻能夠達到并網電流參考值i_ref(k+1)，則用i_ref(k+1)代替i(k+1)，則逆變器輸出電壓矢量的預測為其中：T_s為采樣時間，L為電感，R為寄生電阻，當逆變器輸出參考電壓矢量u(k+1)＝u_ref(k+1)時，能夠使得并網電流矢量在下一個采樣周期達到i_ref(k+1)；當逆變器輸出的矢量是與u_ref(k+1)的幅值與相角接近的逆變器最優開關矢量，則也能使并網電流矢量接近i_ref(k+1)。