【技术实现步骤摘要】
基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种控制系统及方法，尤其涉及一种基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制系统及方法，属于储能逆变器控制
技术介绍
[0002]并网逆变器的性能和控制策略是直接影响整个并网系统安全性、稳定性和高效性的一个重要因素。因此，在上世纪九十年代，日本学者提出了一种将瞬时功率直接进行闭环反馈的控制策略，及直接功率控制(Diret Power Control,DPC)。
[0003]传统的直接功率控制是基于开关表和滞环比较器的电压定向DPC(V
‑
DPC
‑
LUT),利用当逆变器输出不同的电压矢量，其输出有功及无功的变化量也会发生变化的特点进行控制。其控制方法为：根据计算得到系统的瞬时有功功率P以及无功功率Q，将系统实时的有功功率以及无功功率与给定的参考功率P
ref
和Q
ref
进行比较后的差值送入功率滞环比较器环节得到开关信号S
p
和S
q
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制系统，其特征在于，该系统包括功率补偿模块、一阶APF正负序分离模块、瞬时功率计算模块、模型预测模块和SVPWM调制模块。2.根据权利要求1所述的基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制系统，其特征在于，一阶APF正负序分离模块是当输入不平衡电压、电流信号，三相电压/电流经过abc/αβ变换得到αβ静止坐标系下的电压/电流分量X
α
，X
β
，X
α
，X
β
经过全通滤波器实现移相90
°
的操作来实现正负序分离。3.基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、功率预测；步骤S2、解多目标代价函数；步骤S3、功率补偿；步骤S4、SVPWM调制。4.根据权利要求3所述的基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤S1为：建立三相并网逆变器等效电路模型，根据逆变器在静止坐标系下瞬时有功功率和无功功率的表达式，结合等效电路模型和当前功率值来预测下一时刻有功功率和无功功率的值。5.根据权利要求4所述的基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤S1的具体过程为：在两相静止坐标系中，建立并网电压型逆变器等效电路，通过基尔霍夫电路定律直接列出等式：其中，U
s
＝[e
α
e
β
]
T
为电网电压矢量，U＝[v
α
v
β
]
T
为逆变器电压矢量，I
S
＝[i
α
i
β
]
T
为逆变器输出电流矢量，L和R分别为滤波电感及其寄生电阻；且在两相静止坐标系中，电压矢量和电流矢量经过等功率变换后，则瞬时有功功率和无功功率表示为：其中，j为虚数单位，为电流矢量I
S
的共轭复数；在静止坐标系中进一步计算可得：为了预测下一时刻功率变化情况，对上式进行求导运算：由公式(1)，得电感电流在静止坐标系中的微分表达式：
且理想电网条件下，电网瞬时电压在两项静止坐标系中进一步表示为：其中，ω
s
为电网角频率，|U
s
|为电网电压的幅值；根据式(6)得电网电压的导数：将式(5)和式(7)代入式(4)中，则有功功率以及无功功率的导数被进一步表示为：其中，e
α
、e
β
、i
α
、i
β
在每一时刻均由采样得到，为已知量；设采样时刻t＝k时，对有功功率以及无功功率求导，即将t＝k带入式(8)，获得的当前采样时刻有功功率和无功功率的变化率，分别记作为A、B：由线性代数知识可知，功率的导数方程表达式由前向欧拉法近似获得，化简之后，得到下一周期的有功功率P(k+1)、以及无功功率Q(k+1)的值：式中，T
s
为控制系统的采样周期，P(k)、Q(k)分别为当前采样时刻的瞬时功率值，A、B分别为t＝k时有功功率及无功功率的变化率，P(k+1)和Q(k+1)为预测到的下一采样周期的瞬时功率值。6.根据权利要求3所述的基于并网逆变器功率预测模型的直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤S2中采用多目标代价函数形式，找到使多目标代价函数为最小的自变量，即逆变器交流侧的参考输...
【专利技术属性】
技术研发人员：林伟，刘钊，顾研，凌铃，
申请(专利权)人：南通国轩新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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