【技术实现步骤摘要】
一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法
本专利技术涉及三电平并网逆变器领域,特别涉及一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法。
技术介绍
随着分布式电源、储能系统、电动汽车等领域的迅速发展,对电能质量和系统效率的要求也越来越高。三电平逆变器相比于传统的两电平逆变器具有谐波少、开关管电压应力小、耐压高、电磁干扰小等优点。T型逆变器相比于其他三电平中点钳位型逆变器,有两个主要的优点:当输出相电压为直流母线电压和零的时候,只有一个开关被导通,减少了开通损耗;流过每一个开关管的电流均值相等,每个开关管产生相同的热量。因此,近年来T型三电平逆变器受到企业和高校的广泛关注,前景十分广阔。然而,传统的直接功率控制方法存在开关频率随采样时间、负载参数和系统状态变化而变化,产生分散谐波成分的问题,并且,预测算法计算量大,占用了大量的芯片资源。因此,研究一种高效及性能优越的并网逆变器功率控制方法至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述问题,提出一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,减小三电平并网逆变器功率控制的计算量,降低了并网逆变器有功功率和无功功率纹波。为了实现上述目的,本专利技术通过如下技术方案实现:一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,包含以下步骤:S1、三电平空间矢量调制方法采用三矢量合成,根据瞬时功率理论和直接功率预测控制方法确定目标函数;S2、构造虚拟矢量并确定虚拟矢量所在的大扇区位置和计算虚拟矢量的值;S3、确定虚拟矢量所在的小扇区位置;S4、计算一个开关周期内的三个矢量的分别作用时间;S5、根据中点电压平衡确定开关序列 ...
【技术保护点】
一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,其特征在于,包含以下步骤:S1、三电平空间矢量调制方法采用三矢量合成,根据瞬时功率理论和直接功率预测控制方法确定目标函数;S2、构造虚拟矢量并确定虚拟矢量所在的大扇区位置和计算虚拟矢量的值;S3、确定虚拟矢量所在的小扇区位置;S4、计算一个开关周期内的三个矢量的分别作用时间;S5、根据中点电压平衡确定开关序列。
【技术特征摘要】
1.一种三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,其特征在于,包含以下步骤:S1、三电平空间矢量调制方法采用三矢量合成,根据瞬时功率理论和直接功率预测控制方法确定目标函数;S2、构造虚拟矢量并确定虚拟矢量所在的大扇区位置和计算虚拟矢量的值;S3、确定虚拟矢量所在的小扇区位置;S4、计算一个开关周期内的三个矢量的分别作用时间;S5、根据中点电压平衡确定开关序列。2.根据权利要求1所述三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,其特征在于,所述步骤S1具体如下:三电平T型逆变器每一相的输出电平都有三种状态:输出电压等于直流母线电压、输出电压等于直流母线电压的一半、输出电压等于0,分别设为P、O、N;因此共有27种基础矢量分别为:NNN、NNO、NNP、NON、NOO、NOP、NPN、NPO、NPP、ONN、ONO、ONP、OON、OOO、OOP、OPN、OPO、OPP、PNN、PNO、PNP、PON、POO、POP、PPN、PPO、PPP;27个基础矢量构成的矢量图分为六个大扇区,每个大扇区分为四个小扇区,每个大扇区有六种合成矢量,根据参考电压矢量所在扇区选择相应的合成矢量,具体如下:当参考矢量位于第一小扇区时,合成矢量选择零矢量v0、小矢量v1、小矢量v2;当参考矢量位于第二小扇区时,合成矢量选择小矢量v1、中矢量v4、大矢量v3;当参考矢量位于第三小扇区时,合成矢量选择小矢量v1、小矢量v2、中矢量v4;当参考矢量位于第四小扇区时,合成矢量选择小矢量v2、中矢量v4、大矢量v5;忽略电阻R的影响,在静止αβ坐标系统下,结合瞬时功率理论可得其中,(uα,uβ)、(iα,iβ)、(eα,eβ)分别表示逆变器输出相电压、相电流、电网电压在αβ静止坐标系上的坐标;ω、L分别为电网角频率、串联电抗器值;为对有功功率P进行微分,为对有功功率Q进行微分;在一个开关周期Ts内有三个矢量vi分别作用,其中i=1,2,3;设vi作用时,逆变器的电压为ui,(uαi,uβi)为ui在αβ静止坐标系上的坐标,作用时间为;并令则目标函数J为其中,Pref、Qref分别为并网逆变器的有功功率和无功功率给定值,Pj、Qj、Ts分别表示当前有功功率值、当前无功功率值、开关周期。3.根据权利要求2所述三电平并网逆变器模型预测直接功率控制方法,其特征在于,所述步骤S2具体如下:设有一个虚拟矢量满足下式:其中,是虚拟矢量对应的逆变器电压在静止αβ坐标系上的值;Pj+1、Qj+1、分别表示下一时刻的有功功率值、下一时刻的无功功率值。将三电平并网逆变器空间矢量图中2个相邻长矢量和零矢量的6个三矢量组合分别代入目标函数J;通过6次循环,求出当J取最小值的矢量组合,得到虚拟矢量所在的大扇区位置;把所得的大扇区的三矢量组合及其功率变化代入下式中,求出三个矢量的分别作用时间t1、t2、t3:其中,e...
【专利技术属性】
技术研发人员:康龙云,冯腾,胡毕华,王则沣,冯元彬,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。