[發(fā)明專利]一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210503848.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN114784865A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈?qū)W宇;林煒超;黃惠娟;許慧杰;韓偉聰;劉思議;林茹艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50;H02M7/487;H02M1/32
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學(xué)俊

1.一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:構(gòu)建三相三電平中性點(diǎn)鉗位并網(wǎng)逆變器的主電路；

步驟S2:采集當(dāng)前時(shí)刻的并網(wǎng)電流i(k)、電網(wǎng)電壓e(k)以及直流側(cè)電容電壓v_c1(k)和v_c1(k)、并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)輸入電流i_dc(k)；

步驟S3：利用解耦雙同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)檢測(cè)得到電網(wǎng)電壓的相位θ，并提取雙同步參考坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓的正負(fù)序分量

步驟S4：根據(jù)步驟S3得到的和并網(wǎng)電流的最大允許值I_max，計(jì)算出平衡電流模式、恒定有功模式以及恒定無功模式下并網(wǎng)逆變器的有功和無功參考值P^*和Q^*；

步驟S5：根據(jù)步驟S4得到的P^*和Q^*，計(jì)算出平衡電流模式、恒定有功模式以及恒定無功模式下的并網(wǎng)電流參考值

步驟S6：將步驟S5得到的和和分別做反Park變換，得到αβ坐標(biāo)系下的正序電流參考值和負(fù)序電流參考值

步驟S7：將步驟S6得到的與相加，得到αβ坐標(biāo)系下的電流參考值和并合成參考電流矢量i^*；

步驟S8：采用歐姆定律預(yù)測(cè)DC電容器兩端電壓值和

步驟S9：將步驟S7得到的i^*送入模型預(yù)測(cè)控制器，由模型預(yù)測(cè)控制器選定最優(yōu)操作并將其應(yīng)用于并網(wǎng)逆變器上，使得并網(wǎng)電流可以準(zhǔn)確跟蹤參考電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述三相三電平中性點(diǎn)鉗位并網(wǎng)逆變器的主電路包括依次連接的新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出的等效直流電源、直流側(cè)電容、三相三電平NPC并網(wǎng)逆變器、濾波電感L以及電網(wǎng)e。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：

步驟S41：將電網(wǎng)電壓不平衡度表示為：

式中，分別表示電網(wǎng)電壓正負(fù)序分量幅值；

步驟S42：判斷電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)ε≤4％時(shí)，電網(wǎng)正常運(yùn)行，并網(wǎng)逆變器的有功和無功參考值P^*和Q^*為采用下式計(jì)算的有功和無功參考值：

式中，P_set和Q_set分別為并網(wǎng)逆變器預(yù)先設(shè)定的輸出有功功率和無功功率；

當(dāng)ε＞4％時(shí)，電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障，并網(wǎng)逆變器的有功和無功參考值P^*和Q^*為采用下式計(jì)算的有功和無功參考值：

式中，σ為統(tǒng)一系數(shù)；在平衡電流模式下，取σ＝0；在恒定有功模式下，取σ＝+1；在恒定無功模式下，取σ＝-1；k∈[0,1]為功率調(diào)節(jié)系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述并網(wǎng)電流參考值為根據(jù)不同的控制目標(biāo)采用下式計(jì)算的并網(wǎng)電流參考值，具體如下：

1)控制目標(biāo)I：平衡電流模式

并網(wǎng)電流參考值表達(dá)式為：

式中，控制目標(biāo)I實(shí)現(xiàn)逆變器三相并網(wǎng)電流的平衡；

2)控制目標(biāo)II：有功功率恒定模式

并網(wǎng)電流參考值表達(dá)式為：

式中，控制目標(biāo)II實(shí)現(xiàn)逆變器輸出有功功率恒定；

3)控制目標(biāo)III：無功功率恒定模式

并網(wǎng)電流參考值表達(dá)式為：

控制目標(biāo)III實(shí)現(xiàn)逆變器輸出無功功率恒定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電流限制的并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，所述DC電容器兩端電壓值和為采用下式計(jì)算的DC電容器兩端電壓值：

式中，電流i_c1(k)和i_c2(k)取決于t_k時(shí)刻并網(wǎng)逆變器各橋臂開關(guān)狀態(tài)和直流側(cè)輸入電流i_dc(k)；T_s為采樣周期。