1.一种用于并网变换器的全控制集模型预测控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,利用传感器采集电气物理量,基于电气物理量构建并网变换器的第一预测模型,将第一预测模型转换至αβ坐标系下,并进行延时补偿;其中电气物理量包括当前时刻的电网侧电流、电网电压及直流侧电压;
步骤2,将每个控制周期等分为n个相同的状态区间,根据n个状态区间定义开关函数,组成全控制集;
步骤3,将全控制集转换至αβ坐标系下,并带入延时补偿后第一预测模型中,获得在全控制集作用下αβ坐标系下的第二预测模型;
步骤4,利用第二预测模型建立价值函数;
步骤5,将价值函数转换至gh坐标系下,对全控制集进行价值函数计算,从全控制集中选取使价值函数最小的状态矢量作为对应控制周期的最优矢量,并进行坐标变换,利用变换后的最优矢量对并网变换器的开关状态进行控制;
步骤2的实现过程包括:
在k时刻将k+1时刻的预测区间等分为n份,规定高电平所占份额为m,0 m n,定义每个控制周期内开关管在部分连续间隔期间导通,在其他剩余间隔期间保持关断,经过划分之后的全控制集合为 ,包含 n+1个开关状态的组合,当n达到最大时对应的控制集为全控集。
2.根据权利要求1所述的一种用于并网变换器的全控制集模型预测控制方法,其特征在于,在步骤1中将第一预测模型进行Clark变换至αβ坐标系,获得模型表达式为:,
其中,为滤波器电感, 为静止αβ坐标系下的网侧电流, 为静止 坐标系下的电网电压,为线路负载, 为直流侧电压, 表示静止αβ坐标系下的开关函数,表示三相坐标系下的开关函数;
然后,通过前向欧拉法逼近负载电流导数di/dt,得到:,
其中,k表示采样时刻,T表示采样时间;
将负载电流导数带入αβ坐标系下的模型中,得到:,
其中, 表示静止αβ坐标系下k时刻的网侧电流, 表示静止αβ坐标系下k时刻的电网电压, 表示k时刻的直流侧电压, 为静止αβ坐标系下k时刻的开关函数,参数 和 分别为:,
,
进行延时补偿后,第一预测模型变为:。
3.根据权利要求2所述的一种用于并网变换器的全控制集模型预测控制方法,其特征在于,在步骤3中将全控制集进行Clark变换至αβ坐标系,并将其带入至第一预测模型中,获得的第二预测模型的表达式为:。
4.根据权利要求3所述的一种用于并网变换器的全控制集模型预测控制方法,其特征在于,在步骤4中使用参考电流与预测电流差值的平方作为价值函数,表达式为:,
其中, 表示k+2时刻的电流参考值。
5.根据权利要求4所述的一种用于并网变换器的全控制集模型预测控制方法,其特征在于,在步骤5中将价值函数转换至gh坐标系后得到:,
其中, 为 坐标系下的开关函数,参数 分别为:,
,
,
其中,,为αβ坐标系下电流参考值, 为直流侧电压值。