[发明专利]一种多代价函数降频模型预测直接功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种多代价函数降频模型预测直接功率控制方法。

背景技术

模型预测直接功率控制是一种根据控制对象模型预测其未来响应的计算法，充分利用电力电子变换器的离散化特点。模型预测直接功率控制算法具有清晰简洁、动态响应快等优点而被广泛接受。微处理器运算速度的提升也为模型预测直接功率控制的应用提供很好的条件。降频模型预测直接功率控制是在功率跟踪的代价函数中增加代表开关动作的开关函数相，以此达到降低开关频率的目的。降频模型预测直接功率控制可以同时实现跟踪系统功率和降低开关频率，但是该策略在稳定运行时，功率波动较大，电流畸变较严重，在功率突变时，系统跟踪性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种多代价函数降频模型预测直接功率控制方法，这种多代价函数降频模型预测直接功率控制可以降低三相并网逆变器在稳定状态下的波动，改善功率突变时的功率跟踪效果。

基于上述目的，本发明实施例的一种变系数降频模型预测直接功率控制方法包括：

采样并转换得到两相静止坐标系下的电网侧电压信号e_α、e_β和电流信号i_α、i_β。

根据采样得到的电压和电流预测下一时刻的有功功率P^k+1和无功功率Q^k+1。

计算有功功率和无功功率的偏差绝对值

其中，ΔP和ΔQ分别为有功功率和无功功率的偏差，P^k+1和Q^k+1分别为预测有功功率和无功功率的瞬时计算值，P_ref和Q_Ref分别为有功功率和无功功率给定值。

将偏差计算结果与偏差最大值比较，确定记数判断值的值

当ΔP>ΔP_max时，m＝m+1；

当ΔQ>ΔQ_max时，m＝m+2；

其中ΔP_max为有功功率允许偏差最大值，ΔQ_max为无功功率允许偏差最大值，m为记数判断值，初始值为0。

根据记数判断值，确定代价函数式的形式

当m＝0时，取代价函数为

当m＝1时，取代价函数式为

当m＝2时，取代价函数式为

当m＝3时，取代价函数式为

F＝|P^k+1-P_ref|+|Q^k+1-Q_ref

其中，F为代价函数式值，a、b、c分别代表三个桥臂，S_i(k+1)为k+1时刻三个桥臂的开关状态，S_i(k)为k时刻三个桥臂的开关状态，n和t分别为有功和无功功率误差的放大系数，n和t的值大于1，λ为开关函数的系数；

将逆变器输出矢量分别代入代价函数计算，选择最优矢量对应的开关状态，应用到三相并网逆变器中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1位本发明提供的基于三相并网逆变器的多代价函数降频模型预测直接功率控制方法的一个实施例的流程示意图。

图2为本发明提供的基于三相并网逆变器的多代价函数降频模型预测直接功率控制方法地一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

参照附图1为本发明提供的多代价函数降频模型预测直接功率控制方法的一个实施例的流程示意图；

所述多代价函数降频模型预测直接功率控制方法，包括：

S1、采样并转换得到两相静止坐标系下的电网侧电压信号e_α、e_β和电流信号i_α、i_β