[发明专利]一种MMC式铁路牵引功率调节器的单相模型预测控制方法

权利要求书

1.一种MMC式铁路牵引功率调节器的单相模型预测控制方法，MMC式铁路牵引功率调节器包括四个边，四个边连接成四边形；每个边包括一个H桥链和一个与该H桥链连接的滤波电感；H桥链包括多个串联的H桥单元；四边形的四个交点按对角线分成两组，两组交点分别各与一个牵引供电臂连接；四边形的每个边即一相链节；其特征在于，该方法包括：

1)检测两个牵引供电臂的供电电压u_a和u_b，然后通过锁相环环节获取其电压同步信号sy_a和sy_b；

2)检测两个牵引供电臂的负载电流i_La和i_Lb，然后分别乘以电压同步信号sy_a和sy_b，通过低通滤波器滤除电压同步信号sy_a和sy_b的交流成分，获得两个牵引供电臂负载电流有功幅值的一半I_Lap，I_Lbp；I_Lap和I_Lbp相加之后分别乘以电压同步信号sy_a和sy_b，得到两牵引供电臂的稳态期望电流I_Lap*sy_a和I_Lbp*sy_b；

3)将检测得到的负载电流i_La减去I_Lap*sy_a，将检测得到的负载电流i_Lb减去I_Lbp*sy_b，求得铁路牵引功率调节器的两相输出电流的指令信号和

4)检测每相链节的直流侧电压的总和：

ucxΣ=Σyucxy,x=1,2,3,4;y=1,2...N;]]>

其中u_cxy表示第x相桥链的第y个H桥单元的直流侧电压值，N表示每相链节的H桥单元的数量；求得第1、4节桥链和第2、3节桥链的直流侧电压平均值u_cav14和u_cav23为：

5)将直流侧电压参考信号u_ref分别减去直流侧电压平均值u_cav14和u_cav23，然后通过PI控制器，获得直流侧电压的调节信号ΔI₁₄和ΔI₂₃；将ΔI₁₄和ΔI₂₃分别乘以复合同步信号sy_b-sy_a和sy_b+sy_a，获得的两个值分别与电流信号和相加，得到第1、4节桥链和第2、3节桥链的电流指令参考信号，即为：

i1ref=i4ref=ΔI14*(syb-sya)+(icbr-icar)2i2ref=i3ref=ΔI23*(syb+sya)+(icbr+icar)2;]]>

6)根据模型分析，将铁路牵引功率调节器等效成四个独立的单相链节，每个单相桥链采用一套单相模型预测控制，控制每相桥链的H桥单元功率开关管输出期望的电压和电流信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)中每个单相链节的单相模型预测控制具体实施步骤如下：

a)采样第x^th相桥链的电流i_x和等效电网电压e_s，得到离散化的电流i_x(k)和等效电网电压e_s(k)；

b)根据离散预测模型预测出当前输出电平的三个临近输出电平作用时(k+1)时刻的电流预测值，并得到x^th相桥链的输出电平增量ΔQ(k+1)；

c)根据开关分配策略将开关动作分配至开关器件。