[發明專利]一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110361613.8
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113193766B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張禎濱;李昱;李真;何漢;孫遠翔
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/32;H02M1/088;H02H7/10;H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，包括：

獲得變流器集群當前時刻的三相電流值并進行坐標變換及延時補償；

針對補償后的三相電流值，預測在后續時刻的電流值，根據預測值計算代價函數，比較所有代價函數，選取使得其值最小的電壓矢量作為最優電壓矢量；

針對補償后的三相電流值，計算零序環流，根據當前k時刻的零序環流方向，選取零電壓矢量；

根據得到的最優電壓矢量和零電壓矢量，構建合成電壓矢量，得到送至變流器的開關信號，以消除環流；具體的，最優電壓矢量中嵌入一段零電壓矢量，輸出的電壓矢量具備零序電壓調節的自由度，從而消除零序環流，在第一時間段內，依據代價函數最小化原則，選擇施加在變流器上的最優電壓矢量，以控制并網電流；在第二時間段內，根據當前時刻零序電流方向，選擇施加在變流器上的零電壓矢量，以消除零序電流。

2.如權利要求1所述的一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，進行坐標變換為將自然坐標系下的三相電流轉換到正交坐標系下，以實現相間解耦。

3.如權利要求1所述的一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，所述延時補償為對坐標變換之后的三相電流值進行一個控制周期的延時補償，以消除數字控制器和模擬-數字轉換過程帶來的延遲。

4.如權利要求1所述的一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，所述選取零電壓矢量時基于零電壓矢量的選取原則進行，零電壓矢量的選取原則如下：

其中，為零序環流，零電壓矢量v₀，零電壓矢量v₇。

5.如權利要求1所述的一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，所述并聯變流器集群中功率變流器輸出的電壓矢量定義為正交坐標系下三相輸出電壓構成的電壓矢量，根據電壓矢量的模值，分為非零電壓矢量和零電壓矢量。

6.如權利要求1所述的一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制方法，其特征是，所述并聯變流器集群中零序電流即為并聯變流器的環流。

7.一種并聯變流器集群的環流抑制直接預測控制系統，其特征是，包括：

坐標變換及延時補償單元，被配置為：對獲得的變流器集群當前時刻的三相電流值進行坐標變換及延時補償；

模型預測單元，被配置為：針對補償后的三相電流值，預測在后續時刻的電流值；

最小化代價函數及非零電壓矢量選取單元，被配置為：根據預測值計算代價函數，比較所有代價函數，選取使得其值最小的電壓矢量作為最優電壓矢量；

零序環流計算單元，被配置為：針對補償后的三相電流值，計算零序環流；

零電壓矢量選取單元，被配置為：根據當前k時刻的零序環流方向，選取零電壓矢量；

構造合成電壓矢量單元，被配置為：根據得到的最優電壓矢量和零電壓矢量，構建合成電壓矢量，得到送至變流器的開關信號，以消除環流；具體的，最優電壓矢量中嵌入一段零電壓矢量，輸出的電壓矢量具備零序電壓調節的自由度，從而消除零序環流，在第一時間段內，依據代價函數最小化原則，選擇施加在變流器上的最優電壓矢量，以控制并網電流；在第二時間段內，根據當前時刻零序電流方向，選擇施加在變流器上的零電壓矢量，以消除零序電流。

8.一種計算裝置,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征是，所述處理器執行所述程序時實現上述權利要求1-6任一所述的控制方法的步驟。

9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征是，該程序被處理器執行時執行上述權利要求1-6任一所述的控制方法的步驟。