[发明专利]一种三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电压型脉冲宽度调制整流器控制技术领域，尤其涉及一种三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制方法。

背景技术

目前，三相电压型脉冲宽度调制整流器已广泛应用于电力、运输、航空航天领域，该整流器具有网策电流正弦化、功率因数高、可实现能量双向流动的优点。

传统三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制方法，采用双闭环结构，外环采用直流母线电压控制器，内环获取期望开关电压矢量。此类双闭环结构具有电流谐波小、开关频率稳定、静态性能好的优点。

但传统预测电流控制方法也存在一定的缺陷：传统预测电流控制方法对三相电压型脉冲宽度调制整流器结构依赖性大，结构参数变化敏感易造成系统失去稳态甚至系统崩溃的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制方法，以解决传统预测电流控制方法对三相电压型脉冲宽度调制整流器结构依赖性大，结构参数变化敏感易造成系统失去稳态甚至系统崩溃的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制方法，包括：

检测所述三相电压型脉冲宽度调制整流器三相交流电压、三相交流电流和直流母线电压；

将所述三相交流电压、所述三相交流电流经过克拉克变换转化为两相静止坐标系下的电压采样值和电流采样值；

计算所述直流母线电压及既定直流母线电压指令值间的差值；

利用所述电压外环控制器，输出三相电压型脉冲宽度调制整流器瞬时有功功率指令值；

根据静止坐标系下电压采样值和电流采样值，以及所述三相电压型脉冲宽度调制整流器瞬时有功功率指令值，得到两相静止坐标系下期望开关电压分量；

根据所述两相静止坐标系下期望开关电压分量，利用空间矢量脉冲宽度调制技术，确定整流器期望开关状态函数，实现所述三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制。

进一步的，所述克拉克变换采用恒功率变换。

进一步的，所述获得期望开关电压分量步骤具体为：

根据所述瞬时无功功率理论建立所述三相电压型脉冲宽度调制整流器瞬时功率数学模型并离散化，得到采样周期内所述整流器瞬时有功功率实际值以及瞬时无功功率实际值；

根据所述电压外环控制器瞬时有功功率指令值；并设定瞬时无功功率指令值为0；

根据采样周期内所述整流器瞬时有功功率以及瞬时无功功率二者实际值与指令值之间跟踪误差，构造价值函数；

计算使得价值函数达到最小值时整流器两相静止坐标系下预测电流分量；

通过所述整流器离散电压方程计算，得到所述整流器交流输入期望开关电压分量。第二方面，本发明实施例还提供了一种三相电压型脉冲宽度调制整流器预测电流控制装置，该装置包括：

参数检测模块，用于检测所述三相电压型脉冲宽度调制整流器的三相交流电压、三相交流电流和直流母线电压；

克拉克变换模块，用于将所述参数检测模块监测到的所述三相交流电压、所述三相交流电流经过克拉克变换转化为两相静止坐标系下的电压采样值和电流采样值；

母线差值计算模板，用于计算所述直流母线电压及既定直流母线电压指令值间的差值；

电压外环模块，用于利用利用电压外环控制器，输出所述三相电压型脉冲宽度调制整流器瞬时有功功率指令值；

电流内环模块，用于根据静止坐标系下电压采样值和电流采样值，以及所述电压外环控制器瞬时有功功率指令值，得到两相静止坐标系下期望开关电压分量；

空间矢量脉冲宽度调制模块，用于利用空间矢量脉冲宽度调制技术，根据所述两相静止坐标系下期望开关电压分量，确定整流器期望开关状态函数。

进一步的，将瞬时功率变量引入预测电流方法中，所述克拉克变换模块采用恒功率变换。

进一步的，所述电流内环模块包括：

所述瞬时功率单元，用于根据所述瞬时无功功率理论建立所述三相电压型脉冲宽度调制整流器瞬时功率数学模型并离散化，得到采样周期内所述整流器瞬时有功功率实际值以及瞬时无功功率实际值；

所述功率0值单元，用于根据所述电压外环控制器获取瞬时有功功率指令值；并使瞬时无功功率值为0；

所述价值函数单元，用于根据采样周期内所述整流器瞬时有功功率和瞬时无功功率二者的实际值与指令值，计算瞬时有功功率跟踪误差以及瞬时无功功率跟踪误差，构造价值函数；

所述函数最小值单元，用于计算使得价值函数达到最小值时整流器两相静止坐标系下预测电流分量；