[发明专利]降低三电平VIENNA整流器系统共模电压的预测控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种降低三电平VIENNA整流器系统共模电压的预测控制系统及方法，用于解决风力发电系统中三电平VIENNA整流器系统高共模电压、交流侧电流过零点畸变、直流侧中点电压不平衡的问题。该算法将系统的共模电压限制在一个很低的范围内；解决了电流过零点畸变和直流侧中点电压不平衡控制耦合问题；通过将空间电压矢量分类，大大减小了计算量。该算法不需要电流内环控制器和PWM调制模块，避免了复杂控制器的设计和复杂参数的选择。具有简单、直观、有效的特点，使该算法有很高的使用价值。

主权项

1.一种降低三电平VIENNA整流器系统共模电压的预测控制系统，其特征是：应用于基于三电平VIENNA整流器系统为AC/DC接口变换器的风力发电系统，包括依次相连的永磁同步风力发电机、三电平VIENNA整流器系统、并网逆变器和公用电网，其中：所述三电平VIENNA整流器系统的开关管的驱动信号不设置死区时间；所述并网逆变器的直流侧采用三电平VIENNA整流器系统的输出作为输入电源，交流侧电压外环的输出为电流内环有功电流的给定，根据三电平VIENNA整流器系统的拓扑结构，得到三电平VIENNA整流器系统在αβ静止坐标系下的数学模型，确定输出电压的参考值，根据目标函数从有限集空间电压矢量中选择一空间电压矢量，以控制下一个开关周期中各个开关管状态，实现共模电压、交流侧电流和直流侧中点电压的控制；所述三电平VIENNA整流器系统的每相桥臂有三种输出状态P、O、N，三相桥臂共有27个空间电压矢量，由于VIENNA整流器本身结构的限制，桥臂输出电压的极性必须与电流的极性相同，所以空间电压矢量中PPP与NNN状态不能使用，即三电平VIENNA整流器系统可用的空间电压矢量有25个，其中P状态为桥臂输出电压为二分之一直流侧电压值，O状态为桥臂输出电压为零，N状态为桥臂输出电压为负的二分之一直流侧电压值；所述三电平VIENNA整流器系统的电路拓扑包括三相电网，与三相电网串联的L滤波器，连接L滤波器的二极管全桥电路，与二极管全桥电路各中点连接的串联的开关管组，且开关组另一端相连，形成连接点，连在所述连接点与二极管全桥电路之间的直流侧滤波电容，开关管组中的每一相具有串联的正接和反接的二极管，具有相通的开关驱动信号。