[发明专利]无刷双馈发电机的功率模型预测控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种无刷双馈发电机的功率模型预测控制系统及其控制方法，采集得的k时刻功率绕组电压和电流输入功率估算模块和功率预测模块；采集得的k时刻直流母线电压接至电压构建模块，构建的电压矢量输入功率预测模块；采集得的k时刻控制绕组电流和转速信息输入功率预测模块；功率预测模块得到的k+1时刻功率绕组复功率接至价值函数优化模块；由价值函数优化模块得到的开关状态作为最优输出来驱动控制绕组侧功率变换器，实现对无刷双馈发电机的控制。本发明提供的功率模型预测控制方法，解决了传统无刷双馈电机控制算法中难以实现有功功率和无功功率的精确控制和解耦控制的问题，更贴切于无刷双馈电机高阶、非线性、强耦合的特性。

主权项

一种无刷双馈发电机的功率模型预测控制系统，其特征在于：包括三相电网(1)、无刷双馈电机(2)、控制绕组侧功率变换器(3)、直流侧电容(4)、功率绕组侧功率变换器(5)、功率绕组电压测量元件(6)、功率绕组电流测量元件(7)、控制绕组电流测量元件(8)、直流侧电压测量元件(9)、无刷双馈电机转速测量元件(10)、功率绕组复功率估算模块(11)、电压矢量构建模块(12)、功率预测模块(13)和价值函数优化模块(14)；所述功率绕组连接至三相电网(1)，控制绕组接入控制绕组侧功率变换器(3)，控制绕组侧功率变换器(3)通过直流侧电容(4)与功率绕组侧功率变换器(5)相连，功率绕组侧功率变换器(5)连接至功率绕组；所述功率绕组电压测量元件(6)和功率绕组电流测量元件(7)设置在功率绕组和三相电网(1)之间，分别用来测量功率绕组电压和电流，且该功率绕组电压测量元件(6)和功率绕组电流测量元件(7)的输出接入功率绕组复功率估算模块(11)；所述控制绕组电流测量元件(8)设置在控制绕组和控制绕组侧功率变换器(3)之间，用来测量控制绕组电流；所述直流侧电压测量元件(9)设置在控制绕组侧功率变换器(3)和功率绕组侧功率变换器(5)之间，用来测量直流侧电压，且该直流侧电压测量元件(9)的输出作为电压矢量构建模块(12)的输入；所述无刷双馈电机转速测量元件(12)设置在无刷双馈电机(2)转轴上，用来测量电机的转速；所述控制绕组电流测量元件(8)、无刷双馈电机转速测量元件(10)、功率估算模块(11)和电压矢量构建模块(12)的输出端均连接至功率预测模块(13)的输入端；功率预测模块(13)的输出接入价值函数优化模块(14)，同时输入价值函数优化模块(14)的还包括功率绕组复功率给定值，价值函数优化模块(14)得到的开关状态作为最优输出来驱动控制绕组侧功率变换器(3)，实现对无刷双馈发电机的控制。