【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子领域，尤其涉及一种低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法及装置。
技术介绍
1、随着非线性负载的广泛接入，电网存在大量的高频谐波，进而引发了严重的电磁干扰问题。在一些工矿企业，未良好设计的大功率机电设备的启动甚至影响了正常挂网设备的正常运行。作为机电设备接入电网的关键桥梁，pwm整流器以其优异的性能引起了广泛的关注，并于近年来被广为使用。但如对其控制不进行优化设计，pwm整流器也将给电网带来额外的谐波，加重电磁干扰问题。如今市面上常见的方法是加装外部硬件，如emi滤波器等，对电磁干扰进行抑制，这增加了成本及故障节点。
2、因此，研究低电磁干扰的pwm整流器控制算法具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法及装置，用于解决上述问题。
2、本专利技术按以下技术方案实现：
3、本专利技术提供了一种低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，所述两电平pwm整流器上加装有测量电磁干扰共模分量的电阻和辅助电容，所述方法包括：
4、采集两电平pwm整流器在k时刻的状态信息，所述状态信息包括：网侧电流、网侧电压、直流母线电压、辅助电容的电压及开关状态；
5、采集两电平pwm整流器在k时刻的状态信息，所述状态信息包括：网侧电流、网侧电压、直流母线电压、辅助电容的电压及开关状态；
6、根据采集的两电平pwm整流器在k时刻的状态信息，预测两电平pwm整流
7、通过两电平pwm整流器k时刻的辅助电容电压信息及两电平pwm整流器k+1时刻的开关状态信息，预测k+1时刻辅助电容的电压值容的电压值；
8、利用预测的k+1时刻的网侧电流值和辅助电容的电压值，构建成本函数；
9、循环代入8个电压空间矢量，选取使得成本函数值最小的电压空间矢量对应的开关状态，并将相应的门极驱动信号施加在两电平pwm整流器上。
10、在一种实施方式中，所述预测两电平pwm整流器k+1时刻的网侧电流值为：
11、
12、其中，l、r分别为滤波电感的电感值及其等效电阻，ts为采样周期，ω为电网角频率；ud(k)、uq(k)分别为经过采样以及坐标变换后的k时刻d轴、q轴的网侧电压，id(k)、iq(k)分别为经过采样以及坐标变换后的d轴、q轴的网侧电流。
13、在一种实施方式中，所述经过采样以及坐标变换后的k时刻d轴、q轴的网侧电压ud(k)、uq(k)表达式为：
14、
15、其中，sd(k)和sq(k)为将三相开关状态sabc(k)进行坐标变换后的k时刻d轴、q轴开关函数，udc(k)为k时刻直流母线电压。
16、在一种实施方式中，所述通过两电平pwm整流器k+1时刻的开关状态信息，预测k+1时刻辅助电容的电压值，包括：
17、获取k时刻辅助电容cex的实际采样电压值和k+1时刻的三相开关状态；
18、根据采样周期内k+1时刻的三相开关状态、k时刻直流母线电压及加装的电阻和电容值，得出辅助电容cex的电压增量值；
19、将k时刻辅助电容cex的实际采样电压值与辅助电容cex两端电压值作差，获取预测的辅助电容cex电压偏差补偿值；
20、根据k时刻辅助电容cex的实际采样电压值、辅助电容cex的电压增量值及预测辅助电容电压偏差补偿值预测k+1时刻辅助电容的电压值。
21、在一种实施方式中，所述预测两电平pwm整流器k+1时刻辅助电容cex的电压值为：
22、
23、其中，ucex(k)为k时刻辅助电容cex的实际采样电压值；δucex(k)为预测的k+1时刻辅助电容cex的电压增量值，sa(k+1)、sb(k+1)、sc(k+1)分别为k+1时刻的三相开关状态；δucex(k)为预测辅助电容电压偏差补偿值。
24、在一种实施方式中，所述k+1时刻辅助电容cex的电压增量值，其表达式为：
25、
26、其中，rx1，x∈{a，b，c}和cex是为测量电磁干扰共模分量加装的电阻和电容，rx1电阻值为r1；up_cex(k+1)为k+1时刻辅助电容cex两端电压的预测值。
27、在一种实施方式中，所述预测电压补偿值的计算式如下：
28、δucex(k)＝ucex(k)-up_cex(k)
29、其中，ucex(k)为k时刻辅助电容cex的实际采样电压值，up_cex(k)为k时刻辅助电容cex两端电压。
30、在一种实施方式中，所述利用预测的k+1时刻的网侧电流值和辅助电容的电压值，构建成本函数，包括：
31、将k时刻d轴电流给定与k+1时刻d轴电流反馈、q轴电流给定与k+1时刻q轴电流反馈及k时刻辅助电容cex的实际采样电压值与k+1时刻预测值分别作差、取绝对值，乘以电流权重系数k1和电磁干扰抑制权重系数k2后再进行相加；
32、引入的电流权重系数k1、电磁干扰抑制权重系数k2，通过对其值进行设定调整电流畸变以及电磁干扰控制效果。
33、在一种实施方式中，所述成本函数为：
34、
35、其中，k1、k2分别为电流权重系数、电磁干扰抑制权重系数，和为k时刻d、q轴电流给定，id(k+1)和iq(k+1)为k+1时刻d、q轴电流反馈。
36、本专利技术还提供了一种低电磁干扰的两电平pwm整流器控制装置，所述装置包括：
37、状态信息采集模块，用于采集两电平pwm整流器在k时刻的状态信息，所述状态信息包括：网侧电流、网侧电压、直流母线电压、辅助电容的电压及开关状态；
38、预测值计算模块一，用于根据采集的两电平pwm整流器在k时刻的状态信息，预测两电平pwm整流器k+1时刻的网侧电流值；
39、预测值计算模块二，用于通过两电平pwm整流器k时刻的辅助电容电压信息及两电平pwm整流器k+1时刻的开关状态信息，预测k+1时刻辅助电容的电压值；
40、成本函数构建模块，用于利用预测的k+1时刻的网侧电流值和辅助电容的电压值，构建成本函数；
41、开关状态选取模块，用于循环代入8个电压空间矢量，选取使得成本函数值最小的电压空间矢量对应的开关状态，并将相应的门极驱动信号施加在两电平pwm整流器上。
42、本专利技术有益效果：
43、本专利技术控制方法简单，引入常用的电阻、电容器件获得表征电磁干扰相关的共模分量信号的反馈，通过对反馈的实际信号与预测值的偏差，实现对实际装置器件特性、寄生参数不同引发的预测偏差的修正，以解决模型预测控制难以实现参数精确获取引发预测性能下降的问题。获得实际装置电磁干扰表征信息后，利用滚动预测，优选使得电磁干扰较低、网侧电流和直流母线电压动态性能较好的开关状态进行作用，最终实现低电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述两电平PWM整流器上加装有测量电磁干扰共模分量的电阻和辅助电容，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述预测两电平PWM整流器k+1时刻的网侧电流值为：
3.根据权利要求2所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述经过采样以及坐标变换后的k时刻d轴、q轴的网侧电压Ud(k)、Uq(k)表达式为：
4.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述通过两电平PWM整流器k+1时刻的开关状态信息，预测k+1时刻辅助电容的电压值，包括：
5.根据权利要求4所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述预测两电平PWM整流器k+1时刻辅助电容Cex的电压值为：
6.根据权利要求5所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述k+1时刻辅助电容Cex的电压增量值，其表达式为：
7.根据权利要求5所述的低电磁干扰的两电平P
8.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述利用预测的k+1时刻的网侧电流值和辅助电容的电压值，构建成本函数，包括：
9.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平PWM整流器控制方法，其特征在于，所述成本函数为：
10.一种低电磁干扰的两电平PWM整流器控制装置，其特征在于，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，其特征在于，所述两电平pwm整流器上加装有测量电磁干扰共模分量的电阻和辅助电容，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，其特征在于，所述预测两电平pwm整流器k+1时刻的网侧电流值为：
3.根据权利要求2所述的低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，其特征在于，所述经过采样以及坐标变换后的k时刻d轴、q轴的网侧电压ud(k)、uq(k)表达式为：
4.根据权利要求1所述的低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，其特征在于，所述通过两电平pwm整流器k+1时刻的开关状态信息，预测k+1时刻辅助电容的电压值，包括：
5.根据权利要求4所述的低电磁干扰的两电平pwm整流器控制方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王举重，李孝宇，聂倩，卢丹，纪晓锋，代金贵，王威，叶宗彬，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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