【技术实现步骤摘要】
一种双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法
本专利技术涉及整流器控制
，特别涉及一种用于AC-DC-AC双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法。
技术介绍
在电力电子传动、新能源发电等领域的变频系统中，AC-DC-AC结构整流器相比于早期的AC-AC结构，具有结构简单、能量可以双向流动、双侧功率因数可调等优点，并且解决了AC-AC结构只能工作在电源频率以下的问题，获得了更为广泛的应用。随着自动控制的发展，多种基于双PWM的变频控制方案被相继提出。其中模型预测直接功率控制是一种基于功率预测、滚动优化和最优电压矢量选择的控制策略。因其具有响应速度快、便于数字化、动态性能较好等优点，被广泛应用于双PWM变频系统，以提高双侧控制效果。在模型预测控制器的设计中，均采用PWM整流器平衡状态下的数学关系对系统有功功率、无功功率进行控制，并且电压外环一般采用PI控制对母线电压做反馈校正，其参数基于稳态运行设计。但实际上，对母线能量的补充是一个动态过程，母线电压的波动也是由于能量动态补充不平衡所引起的。因此，采用...
【技术保护点】
1.一种双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对双PWM整流-逆变系统的网侧电压、电流进行派克变换，通过离散时间模型对k+1时刻预测电流进行计算，在k+1时刻电流基础上对k+2时刻电流进行预测，并持续滚动优化；/n构造优化的电压扩张状态观测器ESO，结合滚动优化下的预测电流和ESO优化估计原理，通过滚动预测k+2时刻的电流值，得到k+2时刻母线电压的预测值；/n在母线电压跟踪估计的基础上，根据双侧瞬时能量平衡原理，建立能量流动平衡方程，预测k+1时刻参考功率值p(k+1)；/n采用PI控制与预测补偿控制相结合的方法进行电压调节，由预测...
【技术特征摘要】
1.一种双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
对双PWM整流-逆变系统的网侧电压、电流进行派克变换，通过离散时间模型对k+1时刻预测电流进行计算，在k+1时刻电流基础上对k+2时刻电流进行预测，并持续滚动优化；
构造优化的电压扩张状态观测器ESO，结合滚动优化下的预测电流和ESO优化估计原理，通过滚动预测k+2时刻的电流值，得到k+2时刻母线电压的预测值；
在母线电压跟踪估计的基础上，根据双侧瞬时能量平衡原理，建立能量流动平衡方程，预测k+1时刻参考功率值p(k+1)；
采用PI控制与预测补偿控制相结合的方法进行电压调节，由预测的参考功率值p(k+1)与当前时刻的瞬时功率p(k)之差得到整流侧超前预测的功率补偿量Δp，并进行前馈修正；
根据模型预测控制的最小代价函数选择开关管最优电压矢量，确定合适的开关状态，以跟踪修正后的参考功率值。
2.根据权利要求1所述的双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法，其特征在于，所述双PWM整流-逆变系统的主电路包括电网电压、网侧电感及电阻、有源前端整流器、母线电容、逆变器和负载；
其中，电网电压的三条线路分别依次串联网侧电感及电阻后，接入电压型PWM整流器，母线电容并联于电压型PWM整流器与逆变器之间，负载并联于逆变器之后。
3.根据权利要求1所述的双PWM变频系统的模型预测功率动态补偿控制方法，其特征在于，所述双PWM整流-逆变系统中三相PWM整流器电路在两相旋转d-q坐标系下的数学模型为：
其中，id、iq分别表示输入电流矢量在两相旋转d-q坐标系下的网侧电流；Ud、Uq分别表示在d-q坐标系下的电网电动势；Usd、Usq分别表示电压型PWM整流器在d-q坐标系下的输入电压，Lg表示网侧等效电感，Rg表示等效电阻；
将整流器数学模型离散化，计算k+1时刻有功功率与无功功率的步骤如下：
瞬时功率预测值输入信号为两相旋转d-q坐标系下的电网电压Usd、Usq与d-q坐标系下的网侧电流isd、isq，输出信号为k+1时刻输入有功功率预测值p(k+1)以及k+1时刻输入无功功率预测值q(k+1)，输出值由下式获得：
式中isd、isq表示预测输入电流矢量i(k+1)在两相旋转d-q坐标系下的网侧电流，Usd、Usq表示派克变换后的电网电压，p(k+1)为k+1时刻输入有功功率预测值，q(k+1)为k+1输入无功功率预测值，为预测输入电流矢量的共轭复根，Us(k+1)为电源线电压。
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖雄，王浩丞，张勇军，韩硕，张飞，宗胜悦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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