一种多电平逆变器模型预测控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种多电平逆变器模型预测控制方法及系统，包括：预设控制悬浮电容电压波动范围的控制阈值，确定中点电压和悬浮电容电压平衡的优先级；构建中点电压和悬浮电容电压平衡条件，通过平衡条件筛选开关序列；构建价值函数，构建空间矢量图，根据矢量价值函数值对空间矢量图进行扇区划分，确定参考电压所在第一目标扇区；在第一目标扇区内以虚拟矢量为基准进行二次划分，对所在第二目标扇区根据菱形对角线进行三次划分，确定参考电压所在空间矢量图的最终位置；根据最终位置确定零共模矢量；将矢量根据空间矢量图内外圈划分原则重新排序，得到降低开关损耗，固定开关频率的序列；根据价值函数得到占空比，以此控制逆变器开关管的动作。管的动作。管的动作。

【技术实现步骤摘要】
一种多电平逆变器模型预测控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及多电平逆变器
，特别是涉及一种多电平逆变器模型预测控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]相比较传统的三电平逆变器，多电平逆变器由于其开关电压应力小，输出电压阶数多，直流侧利用率高，输出电流谐波少等优点，已经被广泛应用到工业领域中。其中，作为多电平之一的三相五电平有源中压点箝位型(3P
‑
5L
‑
ANPC)逆变器，已经被应用到采矿业和光伏发电等领域。
[0004]3P
‑
5L
‑
ANPC每相是由四个高频开关，四个工频开关以及一个悬浮电容组成。由于开关数目较多，除了需要控制中点平衡之外，悬浮电容也需要控制在直流侧的四分之一。一旦任何一相悬浮电容或者直流侧中点不平衡，将会造成整个逆变器交流侧输出电流谐波变大，影响到整个系统的正常运行。
[0005]在光伏发电领域，光伏阵列的寄生电阻，会与大地之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电平逆变器模型预测控制方法，其特征在于，包括：预设控制悬浮电容电压波动范围的控制阈值，以此确定中点电压和悬浮电容电压平衡的优先级；构建中点电压平衡条件和悬浮电容电压平衡条件，根据优先级切换平衡条件，通过平衡条件根据三相输出电压在候选开关序列中筛选最优开关序列；构建控制三相输出电压的价值函数，对零共模候选矢量构建空间矢量图，根据零共模候选矢量价值函数值对空间矢量图进行扇区划分，并确定参考电压所在第一目标扇区；在第一目标扇区内以虚拟矢量为基准进行二次划分，对二次划分后参考电压所在第二目标扇区根据菱形对角线进行三次划分，并根据价值函数确定参考电压所在空间矢量图的最终位置；根据最终位置确定零共模矢量，得到零共模矢量作用的占空比，以及根据空间矢量图的内外圈划分原则得到零共模矢量的作用顺序；根据占空比、作用顺序和开关序列控制逆变器开关管的动作。2.如权利要求1所述的一种多电平逆变器模型预测控制方法，其特征在于，所述悬浮电容电压平衡条件为：FunFC(k)＝(V
xf
(k)
‑
V
dc
/4)i
x
(k) x＝(a,b,c)所述中点电压平衡条件为：FunDC(k)＝(V
P
(k)
‑
V
N
(k))V
*xN
(k)i
x
(k) x＝(a,b,c)其中，V
xf
(k)是a、b、c三相在k时刻的悬浮电容电压；V
dc
为直流测电压；V
P
(k)、V
N
(k)分别是k时刻直流侧的上下电容电压；V
*xN
(k)为在k时刻x点(x＝a,b,c)到N点之间的输出电压；i
x
(k)为a、b、c三相在k时刻交流侧输出电流的电流采样值。3.如权利要求1所述的一种多电平逆变器模型预测控制方法，其特征在于，中点电压和悬浮电容电压平衡的优先级关系为：根据悬浮电容电压与四分之一直流测电压间差值的绝对值与控制阈值的比较结果，判断中点电压平衡和悬浮电容电压平衡的优先级，若前者不小于后者，则控制悬浮电容电压平衡，将悬浮电容电压控制在控制阈值范围之内，再控制中点电压平衡；否则先控制中点电压平衡。4.如权利要求1所述的一种多电平逆变器模型预测控制方法，其特征在于，所述价值函数为g2＝|V
*α
(k+1)
‑
V
α
(k+1)|+|V
*β
(k+1)
‑
V
β
(k+1)|其中，V
*αβ
(k+1)为矢量在空间矢量图中的横...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承慧，刘畅，邢相洋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：