一种并网逆变器无参预测电流控制方法技术

本发明专利技术公开了一种并网逆变器无参预测电流控制方法，涉及逆变器控制技术领域。本发明专利技术包括：采集逆变器母线电压、网侧电流、网侧电压等信息，并计算网侧电压相位角；计算网侧电压、网侧电流的dq轴分量；计算网侧电流dq轴分量参考值；计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间的误差；计算8个电压矢量对应的网侧电流dq轴分量的误差变化；选取最优电压矢量，将最优电压矢量对应的开关状态作用至逆变器。本方法无需对逆变器进行建模，不考虑逆变器参数，能够提高系统鲁棒性，克服了传统模型预测电流控制对参数敏感的缺陷。制对参数敏感的缺陷。制对参数敏感的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种并网逆变器无参预测电流控制方法


[0001]本专利技术涉及逆变器控制领域，具体涉及一种并网逆变器无参预测电流控制方法。

技术介绍

[0002]为应对日益加剧的能源危机和环境危机，新能源发电及其相关技术得到了前所未有的重视。逆变器作为新能源电力馈入电网的关键桥梁，其控制方法对于并网的电能质量具有重要影响。馈入电网的电流需要在幅值、相位、频率、功率因数等多个方面满足并网电能质量要求，为此，国内外学者提出了多种控制方案，如滞环电流控制、矢量控制与模型预测控制。其中，模型预测控制具有动态响应快、控制思想简单等显著优势，同时易于实现多目标控制。模型预测控制的最大缺陷在于该方法对系统参数十分敏感，如何提升系统的鲁棒性已经成为国内外学者的研究热点，诸如在线参数辨识、在线误差校正等技术得到了成功应用。然而，上述技术需要引入额外的观测器/控制器，势必给系统的稳定性带来负面影响。

技术实现思路

[0003]技术问题：本专利技术的目的是为并网逆变器提供一种无参预测电流控制方法，用于解决传统模型预测控制对参数敏感的缺陷，提升系统的鲁棒性。
[0004]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下一种并网逆变器无参预测电流控制方法，包括如下步骤：步骤1.采集逆变器母线电压、网侧电流、网侧电压信息，并计算网侧电压相位角；步骤2.计算网侧电压的dq轴分量、网侧电流的dq轴分量；步骤3.根据并网有功功率与无功功率参考值，计算网侧电流dq轴分量参考值；步骤4.计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间的误差；步骤5.计算8个电压矢量对应的网侧电流dq轴分量的误差变化；步骤6.利用价值函数选取最优电压矢量，将最优电压矢量对应的开关状态作用至逆变器，进而提高系统鲁棒性。
[0005]所述计算网侧电压相位角的具体方法为：计算网侧电压的αβ轴分量： (1)式中，e
a
、e
b
与e
c
表示网侧三相电压值，e
α
与e
β
为网侧电压的αβ轴分量；利用反正切函数计算网侧电压相位角θ：(2)。
[0006]所述计算网侧电压的dq轴分量的具体方法为：
通过下式计算网侧电压的dq轴分量：(3)式中，e
d
与e
q
为网侧电压的dq轴分量。
[0007]所述计算网侧电流的dq轴分量的具体方法为：通过下式计算网侧电流的dq轴分量：(4)式中，i
a
、i
b
与i
c
表示网侧三相电流值，i
d
与i
q
为网侧电流的dq轴分量。
[0008]所述计算网侧电流dq轴分量参考值的具体方法为：通过下式计算网侧电流的dq轴分量参考值： (5)式中，P
*
与Q
*
为并网有功功率与无功功率参考值，与分别为网侧电流的d、q轴分量参考值。
[0009]所述计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间误差的具体方法为：通过下式计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间误差：(6)式中，i
de
与i
qe
为网侧电流的dq轴分量误差。
[0010]所述计算8个电压矢量对应的网侧电流dq轴分量的误差变化的具体方法为：通过下式计算网侧电流dq轴分量的误差变化： (7)式中，d
c
与q
c
为网侧电流的dq轴分量误差变化，V
id
与V
iq
分别为电压矢量V
i
的dq轴分量，。
[0011]所述电压矢量与逆变器开关状态，对应关系具体为： V0对应的逆变器开关状态为[0 0 0]，V1对应的逆变器开关状态为[1 0 0]，V2对应的逆变器开关状态为[1 1 0]，V3对应的逆变器开关状态为[0 1 0]，V4对应的逆变器开关状态为[0 1 1]，V5对应的逆变器开关状态为[0 0 1]，V6对应的逆变器开关状态为[1 0 1]，V7对应的逆变器开关状态为[1 1 1]。
[0012]所述的逆变器开关状态由三位二进制数[S
a S
b S
c
]表示，S
k = 1表示逆变器k相上桥臂开关导通且下桥臂开关关断，S
k = 0表示逆变器k相上桥臂开关关断且下桥臂开关导通；k = a, b, c，表示逆变器的abc三相。
[0013]所述选取最优电压矢量，具体包含以下步骤：计算8个电压矢量对应的价值函数： (8)
比较价值函数值，选取最优电压矢量： (9)式中，V
opt
为最优电压矢量。
[0014]有益效果：本专利技术提供一种并网逆变器无参预测电流控制方法，通过计算并比较网侧电流dq轴分量的误差变化选取最优电压矢量，无需对逆变器进行建模，不考虑逆变器参数，克服了传统模型预测电流控制对参数敏感的缺陷，能够显著提高系统鲁棒性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的实施流程图；图2为本专利技术的网侧A相电压与相位角波形；图3为本专利技术的网侧电流dq轴分量波形；图4为本专利技术的网侧电压与A相、B相电流波形；图5为本专利技术的变电感感值条件下网侧电流dq轴分量波形。
具体实施方式
[0016]结合图1所示，本专利技术提供了一种并网逆变器无参预测电流控制方法，包含以下步骤：S1：采集逆变器母线电压、网侧电流、网侧电压等信息，并计算网侧电压相位角，计算网侧电压相位角的具体方法为：计算网侧电压的αβ轴分量： (1)式中，e
a
、e
b
与e
c
表示网侧三相电压值，e
α
与e
β
为网侧电压的αβ轴分量；利用反正切函数计算网侧电压相位角： (2)式中，θ为网侧电压相位角。
[0017]S2：计算网侧电压、网侧电流的dq轴分量，计算网侧电压、网侧电流的dq轴分量的具体方法为：通过下式计算网侧电压的dq轴分量： (3)式中，e
d
与e
q
为网侧电压的dq轴分量；通过下式计算网侧电流的dq轴分量： (4)式中，i
a
、i
b
与i
c
表示网侧三相电流值，i
d
与i
q
为网侧电流的dq轴分量。
[0018]S3：根据并网有功功率与无功功率参考值，计算网侧电流dq轴分量参考值，具体方法为：
通过下式计算网侧电流的dq轴分量参考值： (5)式中，P
*
与Q
*
为并网有功功率与无功功率参考值，与为网侧电流的dq轴分量参考值。
[0019]S4：计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间的误差，具体方法为：通过下式计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间误差： (6)式中，i
de
与i
qe
为网侧电流的dq轴分量误差。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器无参预测电流控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：步骤1.采集逆变器母线电压、网侧电流、网侧电压信息，并计算网侧电压相位角；步骤2.计算网侧电压的dq轴分量、网侧电流的dq轴分量；步骤3.根据并网有功功率与无功功率参考值，计算网侧电流dq轴分量参考值；步骤4.计算网侧电流dq轴分量参考值与实际值之间的误差；步骤5.计算8个电压矢量对应的网侧电流dq轴分量的误差变化；步骤6.利用价值函数选取最优电压矢量，将最优电压矢量对应的开关状态作用至逆变器，进而提高系统鲁棒性。2.根据权利要求1所述的一种并网逆变器无参预测电流控制方法，其特征在于，所述计算网侧电压相位角的具体方法为：计算网侧电压的αβ轴分量：
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，e
a
、e
b
与e
c
表示网侧三相电压值，e
α
与e
β
为网侧电压的αβ轴分量；利用反正切函数计算网侧电压相位角θ：
ꢀꢀꢀꢀ
（2）。3.根据权利要求1或2所述的一种并网逆变器无参预测电流控制方法，其特征在于，所述计算网侧电压的dq轴分量的具体方法为：通过下式计算网侧电压的dq轴分量： (3)式中，e
d
与e
q
为网侧电压的dq轴分量。4.根据权利要求1或2所述的一种并网逆变器无参预测电流控制方法，其特征在于，所述计算网侧电流的dq轴分量的具体方法为：通过下式计算网侧电流的dq轴分量： (4)式中，i
a
、i
b
与i
c
表示网侧三相电流值，i
d
与i
q
为网侧电流的dq轴分量。5.根据权利要求1所述的一种并网逆变器无参预测电流控制方法，其特征在于，所述计算网侧电流dq轴分量参考值的具体方法为：通过下式计算网侧电流的dq轴分量参考值：(5)
式中，P
*
与Q
*
为并网有功功率与无功功率参考值，与分别为网侧电流的d、q轴分量参考值，e
d
为网侧电压的d轴分量。6.根据权利要求1或5所述的一种并网...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳辉，刘兴，全相军，林鹤云，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：