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专利号: 2020101844883
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-05-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无权重因子多电平逆变器FCS-MPC控制方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)对tk时刻电流进行采样获取电流实际值,将上周期的最优开关矢量作用于逆变器,获取下周期可能的优化开关矢量,并预测根据预测型预估出tk+1时刻的电流值;

(2)在满足电压跳变限制的前提下,根据上周期确定的最优开关矢量进行相邻开关矢量选择,排除下周期可能的优化开关矢量的冗余矢量;

(3)根据步骤(2)确定的最优开关矢量计算共模电压幅值,将所计算的共模电压幅值与设置共模电压幅值条件比较,如果符合条件,则保留最优开关矢量;否则,剔除最优开关矢量;

(4)选择具有最优电流跟随性的开关矢量作为最终优化开关矢量输出,并在下一控制周期作用于逆变器;

(5)下一控制周期重复上述过程。

2.根据权利要求1所述的一种无权重因子多电平逆变器FCS-MPC控制方法,其特征在于,步骤(1)的方法具体如下:(1.1)对tk时刻电流进行采样获取电流实际值[iα(tk),iβ(tk)],下标α、β指两相静止坐标系-αβ坐标系,iα(tk)为α坐标轴实际值,iβ(tk)为β坐标轴实际值;并将上周期所选最优开关矢量S(tk)=(Sa(tk),Sb(tk),Sc(tk))作用于逆变器,下标a,b,c指逆变器三相桥臂;

(1.2)延时补偿,根据系统预测模型,预测S(tk)=(Sa(tk),Sb(tk),Sc(tk))作用下tk+1时刻的电流值 上标p指模型预测值, 为tk+1时刻α坐标轴预测电流值, 为tk+1时刻β坐标轴预测电流值。

3.根据权利要求1所述的一种无权重因子多电平逆变器FCS-MPC控制方法,其特征在于,步骤(2)的方法具体如下:多电平逆变器上周期选择最优开关矢量为S(tk)=(Sa(tk),Sb(tk),Sc(tk)),则下周期可能的优化开关矢量S(tk+1)=(Sa(tk+1),Sb(tk+1),Sc(tk+1)),除满足逆变器拓扑决定的取值范围外,还还必须满足的约束条件为:

4.根据权利要求1所述的一种无权重因子多电平逆变器FCS-MPC控制方法,其特征在于,步骤(3)的方法具体如下:(3.1)记所有可能的共模电压优化开关矢量为S(tk+1)i=(Sa(tk+1)i,Sb(tk+1)i,Sc(tk+1)i),1≤i≤n,分别计算共模电压幅值:其中,n为开关矢量的总个数;

(3.2)设置共模电压满意区间,判断上述计算的共模电压幅值是否处于共模电压满意区间内,如果处于,则保留对应的开关矢量;否则,剔除对应的开关矢量,E为逆变器直流侧一个电容电压的幅值。

5.根据权利要求1所述的一种无权重因子多电平逆变器FCS-MPC控制方法,其特征在于,步骤(4)的方法具体如下:根据系统预测模型,分别预测第(3)步所确定的可选优化矢量作用下tk+2时刻的电流值 根据电流跟随评价函数,选取具有最优电流跟随性的开关矢量作为系统的最优开关矢量,即输出电流跟随误差最小的开关矢量,作用于下一控制周期:式中,上标*为给定参考值, 为α-β坐标系给定电流参考值, 为tk+2时刻α坐标轴预测电流值, 为tk+2时刻β坐标轴预测电流值。