[发明专利]基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制方法

权利要求书

1.一种基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制方法，直流电压源经过高频开关三相逆变器转换为交流电，再经过LCL滤波器后并入交流电网，其特征在于，控制方法具体步骤如下：

1)采样当前时刻所对应的逆变器侧电流i_1abc，电容电压U_cabc，电网侧电流i_2abc，电网电压U_abc；然后直流电压U_dc、逆变器侧电流i_1abc、电容电压U_cabc状态值进行Clark变换，送入模型预测控制进行计算，获得一个采样周期内每种逆变器输出电压矢量对应的预测电流值i_1αβ(k+1)；

2)电网侧电流i_2abc、电网电压U_abc状态值进行Clark变换，送入虚拟同步发电机通过虚拟同步发电机控制方法生成电流参考值i_{1αβ_ref}，将dq坐标系下的电流参考值送入代价函数；

3)从预测模型得到预测电流值，经Park变换后送入代价函数中；

4)挑选出令代价函数g最小的预测值g_min，所对应的最优开关序列直接作用于逆变器中。

2.根据权利要求1所述基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制方法，其特征在于，所述步骤1)中预测电流值为：

其中U_inαβ(k)为逆变器k时刻输出的电压矢量；U_cαβ(k)为k时刻电容电压U_cabc状态值进行Clark变换后的电压值；T_s为采样时间；i_1αβ(k)为k时刻逆变器侧电流i_1abc状态值进行Clark变换后的电流值；L₁为LCL滤波器滤波电感，R₁为LCL滤波器滤波电阻；

其逆变器输出的电压矢量

3.根据权利要求2所述基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制方法，其特征在于，所述步骤2)中通过虚拟同步发电机控制方法生成电流参考值i_{1αβ_ref}由进行Clark变换获得，

其中，E_abc为定子绕组中的转子运动产生的反电动势；ω为电气的角速度或机械的角速度；

其中E_m为逆变器的内电势有效值；θ为内电势的相角。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制方法，其特征在于，所述代价函数g计算公式如下：

其中，i_1dq(k+1)、为i_1αβ(k+1)、i_{1αβ_ref}经Park变换后的预测电流值、电流参考值。