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专利号: 2019107215308
申请人: 山东劳动职业技术学院(山东劳动技师学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,包括:设定光伏并网逆变器的输出有功电流给定值,无功电流的给定值设置为零;

通过dq/αβ坐标变换,将光伏并网逆变器的输出dq坐标系下的参考电流转换为αβ坐标系下的电流的参考值;

根据三电平逆变器的拓扑结构,得到三电平逆变器在αβ静止坐标系下的数学模型;

基于所述数学模型,根据αβ坐标系下的电流的参考值得到逆变器桥臂输出电压的参考值;

通过价值函数从有限集空间新型电压矢量中选出与逆变器桥臂输出电压参考值最接近的空间电压矢量,用于控制下一个开关周期中各个开关管的状态,实现三电平逆变器交流侧电流的控制。

2.如权利要求1所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,三电平逆变器在αβ静止坐标系下的数学模型具体为:将三电平逆变器的KVL电压方程经过3S/2S坐标变换,得到三电平逆变器在αβ坐标系下的数学模型:其中,L1和R1为光伏并网逆变器的电感和电阻;iα、iβ、uα、uβ、vα、vβ分别为光伏并网发电系统在αβ静止坐标系下的并网电流、电网电压、输出电压。

3.如权利要求2所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,将三电平逆变器在αβ坐标系下的数学模型离散化,得到离散化后的数学模型,具体为:其中,vα(k+1)、vβ(k+1)、uα(k+1)、uβ(k+1)、iα(k+1)、iβ(k+1)分别为光伏并网发电系统在αβ静止坐标系下在(k+1)时刻的输出电压、电网电压和并网电流,Ts为控制周期。

4.如权利要求1所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,根据αβ坐标系下的电流的参考值得到逆变器桥臂输出电压的参考值,具体为:其中, 分别为αβ静止坐标系下逆变器输出电压的参考值, 分别为αβ坐标系下的电流参考值。

5.如权利要求1所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,通过价值函数从有限集空间电压矢量中选出与逆变器桥臂输出电压参考值最接近的空间电压矢量,具体为:定义桥臂输出电压与输出状态关系:

其中,vjO(j=a,b,c)为桥臂输出电压,VP、VN为上侧电容电压和下侧电容电压。

三电平逆变器每相桥臂有三种输出状态P、O、N,所以三相桥臂共有27个空间电压矢量,得到逆变器新型电压矢量表;

将桥臂输出电压与输出状态关系与逆变器新型电压矢量表进行匹配,将匹配出的电压矢量送入到价值函数中,得到使得价值函数最小的矢量,即为与逆变器桥臂输出电压参考值最接近的空间电压矢量。

6.如权利要求5所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,所述价值函数具体为:

7.如权利要求1所述的一种三电平逆变器的模型预测控制方法,其特征在于,三电平逆变器每相桥臂中每两个开关管具有相反的开关驱动信号。

8.一种三电平逆变器的模型预测控制系统,其特征在于,包括:用于设定有功电流给定值和无功电流的给定值的模块;

用于通过dq/αβ坐标变换,将dq坐标系下的参考电流转换为αβ坐标系下的电流的参考值的模块;

用于根据三电平逆变器的拓扑结构,得到三电平逆变器在αβ静止坐标系下的数学模型的模块;

用于基于所述数学模型,根据αβ坐标系下的电流的参考值得到逆变器桥臂输出电压的参考值的模块;

用于通过价值函数从有限集空间电压矢量中选出与逆变器桥臂输出电压参考值最接近的空间电压矢量,用于控制下一个开关周期中各个开关管的状态,实现三电平逆变器交流侧电流的控制的模块。

9.一种终端设备,其包括处理器和计算机可读存储介质,处理器用于实现各指令;计算机可读存储介质用于存储多条指令,其特征在于,所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的三电平逆变器的模型预测控制方法。

10.一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,其特征在于,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的三电平逆变器的模型预测控制方法。