基于MPCC-DSVM的三电平T型逆变器中点电位平衡方法技术

本发明专利技术针对传统模型预测控制开关频率不固定、三电平T型逆变器中点电位不平衡等问题，提出了基于MPCC

【技术实现步骤摘要】
基于MPCC
‑
DSVM的三电平T型逆变器中点电位平衡方法


[0001]本专利技术属于电力电子领域，尤其涉及基于MPCC
‑
DSVM的三电平T型逆变器中点电位平衡方法。

技术介绍

[0002]在当今新能源发电和电动汽车领域快速发展的大背景下，三电平逆变器发挥着重要作用。与三相两电平逆变器相比，三电平逆变器具有较低的输出电压和电流谐波、较小的开关功率器件的电压应力，功率密度高等优点，已被广泛用于工业应用，如可再生发电系统和电机驱动等，其控制性能直接影响系统的安全可靠运行。对三电平T型逆变器的控制方法是当前的研究热点。常用的控制器包括比例积分(PI)控制、比例谐振(PR)控制和无差拍控制。然而，PI控制器难以平衡稳态和瞬态性能，当输出电流的频率改变时，PR控制器具有较差的控制性能。对于无差拍控制，它受系统参数的影响较大，当系统参数发生变化时，控制性能会变差。有限控制集模型预测控制(Finite Control Set
‑
Model Predictive Control,FCS
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPCC
‑
DSVM的三电平T型逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，具体为以下步骤：步骤1：根据基尔霍夫电压定律对三电平T型逆变器拓扑结构系统进行建模，然后对建模结果进行坐标系转换和离散化处理，根据FCS
‑
MPC的原理最终列写FCS
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MPC的目标函数方程；步骤2：由步骤1得到的预测电流离散化模型和FCS
‑
MPC的目标函数，在此基础上根据虚拟矢量的构建原则进行矢量的合成和MPCC
‑
DSVM策略的实施，最终由无权重因子的目标函数确定下一时刻的最优开关状态。2.根据权利要求1所述的一种基于MPCC
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DSVM的三电平T型逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，步骤1具体为：步骤1.1：三电平T型逆变器的输出电压的微分形式在abc坐标系下表示为：其中V
xn
(x＝a,b,c)表示x相输出相对于中性点的电压，V
xO
(x＝a,b,c)表示x相输出点的电位相对于直流侧中点O的电压；V
On
是直流侧O点相对于中性点n的电压；i
ox
(x＝a,b,c)表示x相的负载电流；L是负载电感；步骤1.2：将式1从abc坐标系转换到αβ坐标系下，得到：其中，V
α
和V
β
表示逆变器在α和β坐标系下的输出电压，i
oα
和i
oβ
分别是逆变器在α、β坐标系下的输出电流；R是负载电阻；步骤1.3：逆变器每个桥臂产生三种不同的输出电压，其相对于逆变器拓扑直流侧中点电位分别为V
dc
/2，0和
‑
V
dc
/2，逆变器产生27种开关状态，“1”，“0”和
“‑
1”分别对应逆变器输出的三种电平即V
dc
/2，0，
‑
V
dc
/2；将开关函数T
i
定义为：其中T
i1
和T
i4
代表T型逆变器上下两个开关管，T
i2
和T
i3
代表中间的两个开关管；则逆变器的输出电压表示为：其中T
a
、T
b
、T
c
分别表示T型逆变器abc三相的开关状态；V
dc
是直流侧电压；步骤1.4：通过对式2使用前向欧拉公式，在(k+1)时刻预测电流的值i
oα
(k+1)和i
oβ
(k+1)分别为：
其中i
oα
(k)和i
oβ
(k)分别为αβ坐标系下k时刻逆变器的输出电流，T
S
为采样周期；三电平T型逆变器拓扑结构中流经逆变器直流侧电容器的电流表示为：其中i
c1
和i
c2
分别代表流经直流侧上电容器的电流和下电容器的电流；V
up
是上电容器两端电压，V
low
是下电容器两端电压；C是直流侧稳压电容值；步骤1.5：对式6使用前向欧拉公式，直流侧上下电容电压预测值为：则k时刻流经上、下电容器的电流表示为：其中i
dc
(k)为k时刻直流侧电流，i
c,a
(k)、i
c,b
(k)、i
c,c
(k)分别为k时刻流经a、b、c三相桥臂的支路电流；若T
i
＝"1",H
1x
＝1,否则H
1x
＝0若T
i
＝"
‑
1",H
2x
＝1,否则H
2x
＝0.x＝{a,b,c}.为了跟踪参考电流，并同时平衡电容器两端电压，传统FCS
‑
MPC的目标函数定义为：i
oα
(k+1)和i
oβ
(k+1)分别代表αβ坐标系下k+1时刻的预测电流；ΔV
dc
(k+1)为k+1时刻直流侧上下电容器电压的差值，表示为V
up
(k+1)
‑
V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雨彬，骆新，李东航，邵虹君，段洪君，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：