本实用新型专利技术涉及一种T型三电平逆变器有限集模型预测控制系统，属于光伏并网逆变技术领域。该T型三电平逆变器有限集模型预测控制系统便于对T型三电平光伏并网逆变器进行控制。本实用新型专利技术包括T型三电平光伏并网逆变器、DSP处理器、管脚保护电路、电流采样电路、开关电源电路和隔离驱动保护电路，其结构要点T型三电平光伏并网逆变器的输入端与光伏电池板的电能输出端相连，T型三电平光伏并网逆变器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端分别与电网、传感器信号输入端相连，传感器信号输出端与电流采样电路的信号输入端相连。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光伏并网逆变
，尤其涉及一种Τ型三电平逆变器有限集 模型预测控制系统。
技术介绍
三电平逆变器技术主要应用于中高压、大功率场合，光伏并网发电是三电平技术 的重要应用之一，光伏并网发电将不稳定的光伏电池板组合，经过多级电力电子变换器组 合，最后输出恒定频率的交流电压并网运行。在光伏并网发电中，逆变器起着十分关键的作 用。随着开关器件的不断发展，逆变器的拓扑、调制方式和控制策略也在不断发展，控制理 论在逆变器的控制中得以应用。在三电平并网逆变器中，直流侧中点电位不平衡会导致开 关管的最大反向电压增大，严重时甚至损坏器件，使系统可靠性大大降低，此外中点电位不 平衡时，逆变器输出电压含有低次谐波，直接影响并网逆变器输出性能，因此必须对直流侧 中点电位进行控制。为了使中点电压保持平衡，学者提出了调制策略，如正弦PWM控制、空 间矢量PWM控制、开关频率优化PWM控制等，一般来说，这些方法都很好的保证了中点电位 的平衡，但是调制方法计算复杂，需要进行三角变换和查表，占用大量的存储空间。常用的 并网电流控制技术有ΡΙ控制、滞环控制、重复控制等，但ΡΙ控制需要消除耦合，滞环控制的 开关频率不固定，重复控制的动态响应比较慢，一般不单独使用。预测控制是一类新型计算 机控制算法，它对于多变量、非线性系统的控制具有明显的优势。它可以对由于模型失配、 时变、干扰等不确定性及时进行弥补，始终把新的优化建立在实际的基础上，使控制保持实 际上的最优。电流预测控制技术相比于传统的控制技术实现过程灵活，通过目标价值函数 的优化即可实现对三电平光伏并网逆变器综合性能的优化，无需调制器，直接根据目标函 数选择最优的开关状态，在电流跟踪性能和中点电位平衡控制方面具有较快的响应速度。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供一种便于对Τ型三电平光伏并网逆变器进行 控制的Τ型三电平逆变器有限集模型预测控制系统。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术包括τ型三电平光 伏并网逆变器、DSP处理器、管脚保护电路、电流采样电路、开关电源电路和隔离驱动保护电 路，其结构要点Τ型三电平光伏并网逆变器的输入端与光伏电池板的电能输出端相连，Τ型 三电平光伏并网逆变器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端分别与电网、传 感器信号输入端相连，传感器信号输出端与电流采样电路的信号输入端相连，电流采样电 路的信号输出端与DSP处理器的信号输入端相连，DSP处理器的控制信号输出端与隔离驱 动保护电路的输入端口相连，隔离驱动保护电路的输出端口与Τ型三电平光伏并网逆变器 的控制端口相连。 作为一种优选方案，本技术所述Τ型三电平光伏并网逆变器包括开关器件 TA1、TA2、TA3、TA4、TB1、TB2、TB3、TB4、TC1、TC2、TC3、TC4,ΤΑ3、ΤΑ4 反向串联，ΤΑ3、ΤΑ4 串 联电路一端与电容Ci一端、电容C2 -端与零电位参考点相连，Ci另一端与母线正极P相连，C2另一端与母线负极N相连；TA3、TA4串联电路另一端第一路依次通过负载电阻R1、负载 电感L1与电网A相相连，第二路通过TA1与P相连，第三路通过TA2与N相连； TB3、TB4反向串联，TB3、TB4串联电路一端与所述零电位参考点相连；TB3、TB4串 联电路另一端第一路依次通过负载电阻R2、负载电感L2与电网B相相连，第二路通过TB1 与P相连，第三路通过TB2与N相连； TC3、TC4反向串联，TC3、TC4串联电路一端与所述零电位参考点相连；TC3、TC4串 联电路另一端第一路依次通过负载电阻R3、负载电感L3与电网C相相连，第二路通过TC1 与P相连，第三路通过TC2与N相连。 作为另一种优选方案，本技术所述电流采样电路采用0PA4376芯片U5,U5的 3脚依次通过电阻R45、R44与U-相电流检测端相连，U5的2脚依次通过电阻R40、R39与 U+相电流检测端相连，R45、R44连接端与R40、R39连接端之间连接有电容C52 ;U5的5脚依次通过电阻R56、R55与V-相电流检测端相连，U5的6脚依次通过电 阻R51、R50与V+相电流检测端相连，R56、R55连接端与R51、R50连接端之间连接有电容 C58〇 作为另一种优选方案，本技术所述DSP处理器采用TMS320F28335-176QFP芯 片U3、TPS767D301 芯片UUIDT71V416S芯片U2 和 74HCT541 芯片U4 ;U1 的 5、6、11、12 脚均 与5V端相连，U1的25脚分别与电阻R8 -端、DVDD1. 9V端相连，U1的23、24脚分别与R8 另一端、电阻R9 -端相连，R9另一端与DC0M端相连，U1的28、22脚分别与U3的80脚、电 阻R10 -端、电容C35 -端相连，R10另一端分别与DVDD3. 3V端、U1的17、18、19脚相连， C35另一端与DC0M端相连； U2 的 1、2、3、4、5、7、8、9、10、13、14、15、16、18、19、20、21、24、25、26、27、29、30、31、 32、35、36、37、38、41、42、43、44 脚分别与U3 的 156、164、157、165、158、129、130、131、132、 133、135、134、136、174、163、162、161、168、172、169、173128、127、124、123、122、119、116、 115149、151、152、153脚对应连接，U2的39、40脚与DC0M端相连； U4 的 2、3、4、5、7、8 脚分别与U3 的 98、72、97、96、94、89、88 脚对应连接，U4 的 2 脚通过电阻R20与DVD3. 3V端相连，U4的3、4、5、7、8脚分别通过电阻与DC0M端相连，U4的 19脚与DC0M端相连，U4的12、13、14、15脚分别依次通过电阻、发光二极管与DC0M端相连。 作为另一种优选方案，本技术所述管脚保护电路包括第一电阻，第一电阻一 端分别与被保护引脚、第二电阻一端、电容一端、第一二极管阳极、第二二极管阴极相连， 第一电阻另一端分别与电容另一端、第二二极管阳极、DC0M端相连，第一二极管阴极与 DVDD3. 3V端相连。 作为另一种优选方案，本技术所述管脚保护电路包括电阻R163,R163 -端与 DC0M端相连，R163另一端分别与U3的24脚、二极管D95阳极、电阻R158 -端相连，D95阴 极与DVD3. 3V端相连。 其次，本技术所述开关电源电路采用UC28C45芯片，UC28C45芯片7脚依次通 过电阻R92、开关器件Q13与变压器初级第一端相连，变压器初级第二端与24V端相连，变压 器初级第一端通过开关器件Q15分别与电阻R100 -端、R101 -端、R102 -端、R103 -端、 R104 -端、R105 -端相连，R100另一端分别与电阻R98 -端、R99 -端、Q15控制端相连， R99另一端通过二极管Q14分别与R98另一端、UC28C45芯片的6脚相连，R102另一端、R103 另一端、R104另一端、R10本文档来自技高网...
【技术保护点】
T型三电平逆变器有限集模型预测控制系统，包括T型三电平光伏并网逆变器、DSP处理器、管脚保护电路、电流采样电路、开关电源电路和隔离驱动保护电路，其特征在于T型三电平光伏并网逆变器的输入端与光伏电池板的电能输出端相连，T型三电平光伏并网逆变器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端分别与电网、传感器信号输入端相连，传感器信号输出端与电流采样电路的信号输入端相连，电流采样电路的信号输出端与DSP处理器的信号输入端相连，DSP处理器的控制信号输出端与隔离驱动保护电路的输入端口相连，隔离驱动保护电路的输出端口与T型三电平光伏并网逆变器的控制端口相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽梅，王美龄，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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