[发明专利]一种抑制功率波动的PWM整流器预测控制方法及其装置

摘要

本发明公开了一种抑制功率波动的PWM整流器预测控制方法及其装置，该方法通过各个电压矢量对应的代价函数选择出代价函数最小对应的相邻两个电压矢量，并计算选择的代价函数对应的执行时间以及零矢量的执行时间，再根据选择的电压矢量对应的执行时间与0的大小按照调整规则对选择的电压矢量及其执行时间进行更新调整，使得调整后的电压矢量及其执行时间不存在小于0的情况。本发明可以快速选择新电压矢量并计算其矢量的执行时间，获得优良的功率控制效果，改善控制中的功率脉动，进一步提高系统的控制性能。

主权项

1.一种抑制功率波动的PWM整流器预测控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：根据当前采样时刻的电网电压、电网电流计算出瞬时功率；S2：基于瞬时功率和预设的参考功率计算非零电压矢量对应的代价函数，并选择代价函数最小时两个相邻电压矢量；其中，代价函数的计算公式如下：或者式中，g表示非零电压矢量V_i对应的代价函数，J_i、J_i+1、J₁分别表示选择电压矢量V_i、电压矢量V_i+1、电压矢量V₁时，参考功率与下一采样时刻的预测功率之间的误差；所述预测功率是根据当前采样时刻的瞬时功率计算的；其中，代价函数最小时的i介于1至5时，选择的两个相邻电压矢量分别为V_i、V_i+1，代价函数最小时i为6时，选择的两个相邻电压矢量分别为V₆、V₁；S3：基于无差拍控制原理根据瞬时功率、参考功率计算出步骤S2选择的电压矢量的执行时间以及零矢量的执行时间；S4：基于步骤S3计算出的电压矢量的执行时间对当前选择的电压矢量以及相应执行时间进行调整，再基于调整后的电压矢量和执行得到PWM开关管控制信号并控制；其中，t_i、t_i+1分别表示当前选择的两个电压矢量的执行时间，t₀表示零矢量的执行时间，调整规则如下：若t_i＞0,t_i+1＞0成立，对当前选择的电压矢量以及执行时间不进行调整；若t_i＜0,t_i+1＞0成立，选择下一扇区对应的两相邻电压矢量替换当前选择的电压矢量，相应执行时间调整为如下：t′_j＝‑t_i,t′_j+1＝t_i+1+t_i,t′₀＝t₀+t_i若t_i＞0,t_i+1＜0成立，选择上一扇区对应的两相邻电压矢量替换当前选择的电压矢量，相应执行时间调整为如下：t′_j+1＝‑t_i+1,t′_j＝t_i+1+t_i,t′₀＝t₀+t_i+1若t_i＜0,t_i+1＜0成立，将与当前选择的电压矢量所在扇区呈中心对称的扇区的两相邻电压矢量替换当前选择的电压矢量，相应执行时间调整为如下：t′_j+1＝‑t_i+1,t′_j＝‑t_i,t′₀＝t₀+2t_i+1+2t_i式中，t'_j、t'_j+1分别表示新选择的扇区的两相邻电压矢量j、j+1的执行时间，t'₀表示调整后的零矢量的执行时间。