[发明专利]链式SVG的基于模型预测控制的混合式分散控制系统及方法

权利要求书

1.一种混合式分散控制系统，其特征在于，包括：中央控制器，所述中央控制器包括能够进行并行通信的通信节点，所述通信节点的数目不小于每一相中含有的功率模块单元数目；每一个通信节点分别与A，B，C三相的功率模块单元进行通信；

中央控制器向A，B，C三相的功率模块单元分别发送控制信号，每一相中接收到控制信号功率模块单元读取中央处理器所给的控制信号，再将该控制信号发送给下一个相邻的功率模块单元，依次类推，直到所有的功率模块单元都接收到控制信号；

系统上电时自动检测中央控制器与各功率模块单元之间的通讯时延，针对不同功率模块单元，提前不同时间发送控制信号，使得各功率模块单元能够在同一时间接收到中央控制器的控制信号；

包括三级控制系统，第一级控制在中央控制器中实现，采用模型预测直接功率控制方法控制直流电压，第二级控制在中央控制器中实现，采用负序电压注入的方法实现相间直流电压均衡；第三级控制在功率模块单元中实现，将级联H桥三相直流电压平均值作为每个功率模块单元电压的给定值，与每个功率模块单元实际电压做差，并乘以比例系数作为功率模块单元端电压给定值修正量的有效值；

第一级控制在中央控制器中实现，采用模型预测直接功率控制方法控制直流电压，预测控制电压矢量表达式为：

采用负序电压注入的方法实现相间直流电压均衡，具体为：

注入的负序电压通过以下公式计算得出：

式子中I⁺是正序电流幅值，θ^-为注入的负序电压的相角，V^-为注入的负序电压的幅值，K_n为比例系数，V_dc,a，V_dc,b，V_dc,c分别为级联H桥的三相直流电压；

功率模块单元端电压给定值修正量的角度为其中y为电流矢量的角度；

在第一级控制中，采样交流侧三相电压和电流信息，经过坐标变换得到两相静止坐标系下的电压电流信号，经过计算分别得到有功功率和无功功率；确定有功功率参考值和无功功率参考值；

将前k次的功率误差和第k次的给定值相加，作为第k+1次的预测控制值；

根据计算得到的有功功率和无功功率、有功功率参考值和无功功率参考值以及第k+1次的预测控制值，采用模型预测直接功率控制方法，得到α、β坐标系下的预测控制电压矢量，进行坐标变换后，得到直流电压输出。