[发明专利]双矢量模型预测直接功率控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种双矢量模型预测直接功率控制方法，包括得到在静止两相坐标上的电网侧电压信号、电网侧电流信号以及电网侧电压延迟信号；解析计算得到当前时刻有功功率瞬时值、新型无功功率瞬时值，并预测下一时刻的有功功率瞬时值以及新型无功功率瞬时值；计算得到有功功率给定值和新型无功功率给定值；经过评估函数得到最优的电压矢量；计算得到有效矢量的作用时间；由一个周期内合成的双矢量得到相应的驱动信号对开关管进行驱动；本发明还公开了一种双矢量模型预测直接功率控制装置。本发明所提供的双矢量模型预测直接功率控制方法及装置，具有无需旋转坐标变换，计算量小、容易实现、鲁棒性好等特点。

主权项

一种双矢量模型预测直接功率控制方法，其特征在于，包括：将电网侧电压和电流通过3/2变换得到在静止两相坐标上的电网侧电压信号以及电网侧电流信号；进一步通过1/4周期延迟函数得到电网侧电压延迟信号；根据得到的在静止两相坐标上的电网侧电压信号和电网侧电流信号以及电网侧电压延迟信号，解析计算得到当前时刻有功功率瞬时值以及新型无功功率瞬时值；并预测下一时刻的有功功率瞬时值以及新型无功功率瞬时值；计算得到控制目标为消除有功和新型无功的二倍频波动及网侧电流正弦的有功功率给定值和新型无功功率给定值分别为传统的有功功率给定值和无功功率给定值；由下一时刻的有功功率瞬时值和新型无功功率瞬时值以及计算得到的有功功率给定值和无功功率给定值，经过评估函数得到最优的电压矢量，该电压矢量为双矢量中的有效矢量；以有功功率和新型无功功率脉动最小为控制目标计算得到有效矢量的作用时间，其余时间为零矢量作用时间；由一个周期内合成的双矢量得到相应的驱动信号对开关管进行驱动；所述评估函数为：g＝|Pref‑Pk+1|+|Qref‑Qnov,k+1|，其中：Qnov,k+1=Qnov,k+3Ts2L(Re(eαβk*eαβk′)-Re(vαβk*eαβk′))-RTsLQnov,k+ωTsPk,]]>其中Ts表示控制周期，Pref为有功功率给定值，Qref为无功功率给定值，Pk、Qnov,k分别表示k时刻的有功功率瞬时值和新型无功功率瞬时值，Pk+1、Qnov,k+1分别表示k+1时刻的有功功率瞬时值和新型无功功率瞬时值，R和L是PWM整流器的网侧电阻和电感；对于两电平变换器中的每个电压矢量，通过上面两个式子可以得到相应的下一时刻有功功率瞬时值和下一时刻新型无功功率瞬时值，进一步代入评估函数可以得到一个评估函数值；通过对所有电压矢量进行以上处理步骤，最终得到使评估函数最小的电压矢量即为最优电压矢量。