[发明专利]一种预测直接功率控制方法

权利要求书

1.一种预测直接功率控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1)：建立整流器在两相静止坐标系的数学模型，获取所述整流器在两相静止坐标系的瞬时有功功率和瞬时无功功率；

步骤2)：以所述瞬时有功功率和所述瞬时无功功率误差最小为原则设计指标函数，再以电网电压矢量作为基本控制矢量，推导出整流器参考电压矢量计算公式；

步骤3)：采用空间矢量调制实现模型预测直接功率控制；同时采用内模控制对所述瞬时有功功率和所述瞬时无功功率进行修正。

2.如权利要求1所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤1)中依据瞬时功率原理，得到所述整流器在两相静止坐标系的瞬时有功功率和瞬时无功功率。

3.如权利要求2所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤1)中所述数学模型为：

式中L为交流侧电感值；C₁，C₂分别为直流侧上下电容的容值；R为线路阻抗；i_α，i_β分别为两相静止坐标系下的交流电流；e_α，e_β分别为两相静止坐标系下的交流电压；U_dc1，U_dc2分别为直流侧电容C1和电容C2两端的电压；R_L为负载电阻；S_αp，S_αn，S_βp，S_βn分别为两相静止坐标系下的开关状态量。

4.如权利要求3所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述整流器交流侧电流的数学模型为：

式中L为交流侧电感值；R为线路阻抗；i_α，i_β分别为两相静止坐标系下的交流电流；e_α，e_β分别为两相静止坐标系下的交流电压；U_dc1，U_dc2分别为直流侧电容C1和电容C2两端的电压；S_αp，S_αn，S_βp，S_βn分别为两相静止坐标系下的开关状态量。

5.如权利要求1所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤2)中采用预测模型，以所述瞬时有功功率和所述瞬时无功功率误差最小为原则设计指标函数。

6.如权利要求1所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤2)中所述指标函数为：F＝[p_ref-p(k+1)]²+[q_ref-q(k+1)]²

式中p_ref为瞬时有功功率的给定值，q_ref为瞬时无功功率的给定值，p(k+1)为修正前有功功率的预测值；q(k+1)为修正前无功功率的预测值；k为第k个采样周期。

7.如权利要求1所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤3)中包括延时补偿控制。

8.如权利要求6所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述步骤3)中采用内模控制包括将前k次采样周期的的误差之和与第k+1次的预测值进行相加，从而对预测值进行修正，得到新的预测值。

9.如权利要求1所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述内模控制公式为：

式中m为调节系数；p^*(k+1)为内模修正后有功功率的预测值；q^*(k+1)为内模修正后无功功率的预测值；p(k+1)为修正前有功功率的预测值；q(k+1)为修正前无功功率的预测值；ξ_p为有功功率给定值与预测值之差；ξ_q为无功功率给定值与预测值之差；k为第k个采样周期。

10.如权利要求1～9中任一项所述的预测直接功率控制方法，其特征在于：所述整流器为VIENNA整流器。