【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，尤其涉及一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法及装置。
技术介绍
1、随着国家经济的快速发展和产业结构的不断升级，电力系统特别是配电网络正面临着日益增长的用电需求和不均衡的网架设计带来的挑战。当前配电网络在结构合理性和调度手段方面存在诸多限制，这影响了其运行的灵活性和可靠性。在此背景下，柔性互联装置的应用成为优化配电网络拓扑结构的重要技术手段，显著提升了网络的运行灵活性和控制能力。该技术的引入为配电网实现闭环运行和提高整体效率提供了有效支撑。
2、有限控制集模型预测控制（fcs-mpc）由于其设计和实现简便、无需复杂的调制过程，并能直接实现最优控制输入，因此在逆变器和驱动控制中得到了广泛应用。尽管fcs-mpc方法展现了明显的优势，但其性能依旧受到多种因素的制约。首先，在系统运行时，负载参数往往会围绕其标称值发生波动，且在某些情况下，缺乏对实际负载状态的精确信息。为了解决这些问题，无模型预测控制（mfpc）方法提供了新的解决方案。然而，尽管mfpc方法能够应对部分挑战，它并未解决由过高开关频率（sf）引起的系统损耗问题。为了平衡开关频率与控制性能之间的矛盾，一些研究提出了多步预测控制方法。然而，多步预测控制的固有特性使得控制周期变长，导致这一方法本身面临较大的矛盾。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法及装置，解决
技术介绍
中现有技术存在的缺陷，从而提高系统的稳定性与鲁棒性，同时
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，包括：
4、经过克拉克变换构建所述三电平逆变器的超局限方程；
5、基于神经网络对所述超局限方程进行估计，构建关于近似欧拉公式离散的时间模型；
6、基于所述时间模型进行两步预测，并构建评价函数；
7、根据所述评价函数对交流侧电压的候选量进行遍历，取评价函数取值最小的候选量对应的开关状态作为下一时刻所述三电平逆变器的控制信号。
8、可选的，所述三电平逆变器包括三个并联连接的桥臂，所述桥臂包括串联于直流侧母线正负极之间的开关管、开关管、开关管以及开关管；三个所述桥臂的开关管和开关管的公共端分别连接至交流侧母线的三相。
9、可选的，所述直流侧母线正负极之间还串联有分压电容和分压电容；所述桥臂还包括串联于所述开关管和所述开关管的公共端与所述开关管和所述开关管的公共端之间的二极管和二极管，所述分压电容和所述分压电容的公共端和所述二极管和所述二极管的公共端相连并作为中点电位。
10、可选的，所述桥臂的开关管和开关管的公共端与所述交流侧母线之间还串联有滤波电感l和线路电阻r。
11、可选的，所述三电平逆变器的超局限方程为：
12、；
13、；
14、式中，为未知方程，为三电平逆变器的交流侧电流的轴分量，为三电平逆变器的交流侧电压的轴分量，为滤波电感的取值。
15、可选的，所述基于神经网络对所述超局限方程进行估计，构建关于近似欧拉公式离散的时间模型包括：
16、对所述未知方程采用神经网络进行估计：
17、；
18、式中，为激活函数，，为输出权重矩阵，为估计误差；
19、构建状态预测器：
20、；
21、式中，为的估计值，为的变化率，为正常数；
22、的更新规律为：
23、；
24、式中，为正常数；
25、构建近似欧拉公式离散的时间模型：
26、；
27、；
28、；
29、；
30、式中，为采样时刻，为采样周期。
31、可选的，所述基于所述时间模型进行两步预测，并构建评价函数包括：
32、在所述时间模型上进行两步预测：
33、；
34、；
35、；
36、；
37、基于两步预测结果计算交流侧参考电压矢量：
38、；
39、；
40、基于所述参考电压矢量构建评价函数：
41、；
42、式中，、为第个采样时刻的交流侧电压。
43、第二方面，本专利技术提供了一种三电平逆变器的两步无模型预测控制装置，包括：
44、超局限方程构建模块，被配置为经过克拉克变换构建所述三电平逆变器的超局限方程；
45、时间模型构建模块，被配置为基于神经网络对所述超局限方程进行估计，构建关于近似欧拉公式离散的时间模型；
46、评价函数构建模块，被配置为基于所述时间模型进行两步预测，并构建评价函数；
47、控制信号获取模块，被配置为根据所述评价函数对交流侧电压的候选量进行遍历，取评价函数取值最小的候选量对应的开关状态作为下一时刻所述三电平逆变器的控制信号。
48、第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；
49、所述存储介质用于存储指令；
50、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述方法的步骤。
51、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
52、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
53、本专利技术提供的一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法及装置，采用了神经网络预测器，一种无模型预测方法。该方法不依赖于精确的数学模型和系统参数，从而有效提升了电流跟踪的准确性，并增强了系统的鲁棒性。此外，采用两步预测结构将优化范围扩展至两个控制周期，这一策略提高了连续控制周期中应用相同电压矢量的概率，从而有助于显著降低开关频率，减小系统损耗。
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1.一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述三电平逆变器包括三个并联连接的桥臂，所述桥臂包括串联于直流侧母线正负极之间的开关管、开关管、开关管以及开关管；三个所述桥臂的开关管和开关管的公共端分别连接至交流侧母线的三相。
3.根据权利要求2所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述直流侧母线正负极之间还串联有分压电容和分压电容；所述桥臂还包括串联于所述开关管和所述开关管的公共端与所述开关管和所述开关管的公共端之间的二极管和二极管，所述分压电容和所述分压电容的公共端和所述二极管和所述二极管的公共端相连并作为中点电位。
4.根据权利要求2所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述桥臂的开关管和开关管的公共端与所述交流侧母线之间还串联有滤波电感L和线路电阻R。
5.根据权利要求4所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述三电平逆变器的超局限方程为：
6.根据权利要求5所述的三电
7.根据权利要求6所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述基于所述时间模型进行两步预测，并构建评价函数包括：
8.一种三电平逆变器的两步无模型预测控制装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述三电平逆变器包括三个并联连接的桥臂，所述桥臂包括串联于直流侧母线正负极之间的开关管、开关管、开关管以及开关管；三个所述桥臂的开关管和开关管的公共端分别连接至交流侧母线的三相。
3.根据权利要求2所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述直流侧母线正负极之间还串联有分压电容和分压电容；所述桥臂还包括串联于所述开关管和所述开关管的公共端与所述开关管和所述开关管的公共端之间的二极管和二极管，所述分压电容和所述分压电容的公共端和所述二极管和所述二极管的公共端相连并作为中点电位。
4.根据权利要求2所述的三电平逆变器的两步无模型预测控制方法，其特征在于，所述桥臂的开关管和开关管的...
【专利技术属性】
技术研发人员：史明明，刘瑞煌，袁宇波，刘建，杨毅，张宸宇，周琦，王鑫达，葛雪峰，彭湃，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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