[發明專利]三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110076212.8
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112910295B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張承慧;劉暢;邢相洋;李曉艷
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/12;H02M1/088
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，包括：

根據k時刻的三相電流和開關狀態，預測k+1時刻的三相電流，根據k+1時刻的三相電流采用拉格朗日后推法計算k+1時刻的三相電壓；

構建雙矢量價值函數，根據k+1時刻的三相電壓求解雙矢量價值函數，根據求解結果在零共模候選矢量中篩選最優雙矢量，根據最優雙矢量的自適應作用時間合成參考電壓；

根據構建的解耦函數對懸浮電容和直流側電容進行解耦，根據自適應作用時間以及參考電壓得到候選開關序列，并以此控制逆變器開關管的動作。

2.如權利要求1所述的一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，所述根據k時刻的三相電流和開關狀態，預測k+1時刻的三相電流，包括：

根據多電平逆變器的三相電壓、三相電流、并網側電壓以及中點電壓構建多電平逆變器并網模型；

根據多電平逆變器的三相電壓和中點電壓，分別構建三相電壓與開關管開關狀態的電壓關系模型；

根據電壓關系模型和多電平逆變器并網模型，構建三相電流與開關管開關狀態的電流關系模型；

根據電流關系模型預測k+1時刻的三相電流。

3.如權利要求1所述的一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，采用拉格朗日后推法根據k+1時刻的三相電流得到k+2時刻的三相電流，以此采用電流跟蹤電壓的方式計算k+1時刻的三相電壓。

4.如權利要求1所述的一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，所述雙矢量價值函數為：

g_v＝|u^*_xn(k+1)-v₁(k+1)|+|u^*_xn(k+1)-v₂(k+1)|x＝(a,b,c)

其中，v₁(k+1)、v₂(k+1)為零共模矢量，為k+1時刻的三相輸出相電壓，a、b、c為三相。

5.如權利要求1所述的一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，所述最優雙矢量的自適應作用時間為：

其中，T₁為零共模矢量v₁(k+1)的作用時間，T_s為控制周期，u^*_an(k+1)、u^*_bn(k+1)、u^*_cn(k+1)是三相輸出相電壓在k+1時刻的計算值，u^*_α(k+1)和u^*_β(k+1)是由u^*_an(k+1)、u^*_bn(k+1)、u^*_cn(k+1)在k+1時刻，由三相坐標系變換到兩相靜止αβ坐標系下的值；v_1α(k+1)、v_1β(k+1)、v_2α(k+1)、v_2β(k+1)是由v₁(k+1)、v₂(k+1)在k+1時刻，由三相坐標系變換到兩相靜止αβ坐標系下的值；零共模矢量v₂(k+1)作用時間T₂為總采樣時間減去T₁。

6.如權利要求1所述的一種三相多電平逆變器零時延多矢量模型預測控制方法，其特征在于，所述解耦函數為：

(V_xf(k)-V_DC(k))²＞Con² x＝a,b,c

其中，V_xf(k)為k時刻的三相懸浮電容的采樣值，V_DC(k)為k時刻的直流側電壓，Con為解耦系數，a、b、c為三相。