[發明專利]優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110994917.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113676065B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張承慧;劉暢;邢相洋;張博學;張洪亮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/088;H02M1/12;H02M1/32;B60L53/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法，其特征是，包括：

獲取當前時刻的維也納整流器的三相輸入電流和電壓以及電網電壓；

將當前時刻的維也納整流器的三相輸入電流和電壓以及電網電壓輸入維也納整流器的數學模型，得到下一時刻參考預測輸入電壓；

基于有限集模型分析所有不同種類候選空間電壓矢量對中點平衡的影響，構建不含權重因子的價值函數，得到價值函數的最小值；

進行中點浮動判斷，根據價值函數的最小值，計算出候選矢量最佳的作用時間，進行占空比計算，以此控制整流器開關管的動作；

所述候選空間電壓矢量的生成包括：基于當前時刻的維也納整流器的三相參考輸入電流，根據三相輸入電流的正負極性將維也納整流器的空間矢量圖先分為大扇區，再將每個大扇區分成小扇區，根據維也納整流器的空間矢量分類得到候選空間電壓矢量；

所述中點浮動判斷包括：將小扇區組合成新的大扇區，進行中點浮動判斷，根據中點的波動情況選擇平衡中點的N型或者P型序列來平衡中點，進行每個采樣周期內開關頻率的固定；

所述小扇區組合成新的大扇區為根據小扇區的奇偶性進行合并分類。

2.如權利要求1所述的優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法，其特征是，構建維也納整流器的數學模型，具體包括：

當前時刻的維也納整流器三相輸入電流以及電網電壓進行克拉克變換得到在αβ-正交坐標系下的三相輸入電流以及電網電壓；

采用電壓外環控制計算當前時刻的維也納整流器三相參考輸入電流；

基于拉格朗日外推定理，得到下一個時刻的電網電壓和參考輸入電流；

構建基于離散時域的電壓矢量的動態模型，得到下一個時刻三相參考輸入電壓。

3.如權利要求1所述的優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法，其特征是，所述價值函數的最小值的計算具體為：由候選空間電壓矢量構成的多邊形的所有頂點在不含權重因子的價值函數，然后將每個相鄰頂點的價值函數結果相加，所有計算結果中最小的就是當前時刻的維也納整流器的三相輸入電流所在的區域。

4.如權利要求1所述的優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法，其特征是，所述平衡中點的N型或者P型序列，進行每個采樣周期內開關頻率的固定，包括：每組序列中只有兩相的一組在每個周期動作一次，另外一相開關保持不變，實現每個采樣周期內開關頻率的固定。

5.優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測系統，其特征在于，包括：

數據獲取模塊，被配置為：獲取當前時刻的維也納整流器的三相輸入電流和電壓以及電網電壓；

參考輸入電壓預測模塊，被配置為：將當前時刻的維也納整流器的三相輸入電流和電壓以及電網電壓輸入維也納整流器的數學模型，得到下一時刻參考預測輸入電壓；

價值函數計算模塊，被配置為：基于有限集模型分析所有不同種類候選空間電壓矢量對中點平衡的影響，構建不含權重因子的價值函數，得到價值函數的最小值；

開關管控制模塊，被配置為：進行中點浮動判斷，根據價值函數的最小值，計算出候選矢量最佳的作用時間，進行占空比計算，以此控制整流器開關管的動作；

所述候選空間電壓矢量的生成包括：基于當前時刻的維也納整流器的三相參考輸入電流，根據三相輸入電流的正負極性將維也納整流器的空間矢量圖先分為大扇區，再將每個大扇區分成小扇區，根據維也納整流器的空間矢量分類得到候選空間電壓矢量；

所述中點浮動判斷包括：將小扇區組合成新的大扇區，進行中點浮動判斷，根據中點的波動情況選擇平衡中點的N型或者P型序列來平衡中點，進行每個采樣周期內開關頻率的固定；

所述小扇區組合成新的大扇區為根據小扇區的奇偶性進行合并分類。

6.一種計算機設備，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，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現權利要求1-4任一所述的優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法的步驟。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1-4任一所述的優化電壓矢量的維也納整流器的模型預測方法的步驟。