[发明专利]一种星形链式STATCOM的非平衡模型预测控制方法

权利要求书

1.一种星形链式STATCOM的非平衡模型预测控制方法，其特征在于，该方法基于级联H桥拓扑的链式STATCOM，包括以下步骤：

1)在非平衡条件下，建立一个星形链式STATCOM的等效电源模型，并同时计算此模型中的零序电压，其作用在于调节三相链节之间的功率平衡；

2)在一个采样周期内，系统对三相负载电流、电网线电压、三相3N个H桥子模块直流侧电容电压以及三相STATCOM输出电流控制变量进行采样，同时，在d-q同步参考坐标系下进行指令电流计算，其包括系统所需要补偿的正序无功电流、负序电流和维持H桥子模块直流侧电容电压所需要的有功电流；

3)根据采样得到的H桥子模块直流侧电容电压大小，对每相中N个H桥子模块进行升序排序，根据STATCOM输出电流的方向，按照对低电压H桥子模块直流侧电容充电，高电压H桥子模块直流侧电容放电的原则，筛选出符合上述原则的每个H桥子模块的开关状态，并同时记录开关状态标志位；通过排序方式筛选开关状态的具体方法如下：

假设j相链节第n个H桥模块的开关函数为：

式中，j＝a,b,c，n＝1,2,…,N，T_{j_n1}、T_{j_n2}、T_{j_n3}和T_{j_n4}分别为三相链节中H桥子模块的左上管、左下管、右上管和右下管，开关管值为1代表开通，值为0代表关断，“or”代表或者，为简化控制策略，对于开关函数S_{j_n}＝0状态时，H桥开关管取值序列为(1,0,1,0)；因此第n个H桥端口输出电压表示为：

u_{dc_j_n}＝S_{j_n}U_dc (2)

式中，U_dc为直流侧电容电压，当U_dc恒定时，H桥包含三个输出状态，即+U_dc，-U_dc和0；显然，当j相STATCOM输出电流方向向内即负向，则开关函数为1时，直流母线电容被充电，开关函数为-1时，直流母线电容被放电，开关函数为0时，直流母线电容既不充电也不放电；当j相STATCOM输出电流方向向外即正向，则开关函数为1时，直流母线电容被放电，开关函数为-1时，直流母线电容被充电，开关函数为0时，和输出电流负向情况相同；

4)根据上述筛选出的开关状态和系统离散时间预测模型，计算不同开关状态所对应的模型预测控制的价值函数，选择满足价值函数最小的开关状态，记录此开关状态的标志位，同时按照此标志位输出驱动脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种星形链式STATCOM的非平衡模型预测控制方法，其特征在于，该方法在一个采样周期内完成，在下一个采样周期依次重复所有步骤。