不平衡电压下三相PWM整流器的模型预测控制方法

摘要

本发明公开了一种不平衡电压下三相PWM整流器的模型预测控制方法。本发明的技术方案要点为：一种不平衡电压下三相PWM整流器的模型预测控制方法，将计算得到的输入有功功率、无功功率取反，经比例谐振控制器，再通过补偿电压计算得到两相旋转坐标系下的二倍频补偿电压，然后经过反Park变换得到两相静止坐标系下的二倍频补偿电压并补偿到传统模型预测控制的输出电压中，通过价值函数选择使电流给定值与电流预测值之差的绝对值最小的电压矢量作为最优电压矢量，并作为控制功率器件的开关信号。本发明在电网电压不平衡条件下能够有效抑制整流器输入功率的二倍频波动，控制结构简单，系统延时较小，能够同时消除系统输入有功功率、无功功率的二次脉动。

主权项

一种不平衡电压下三相PWM整流器的模型预测控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、检测三相电压型PWM整流器系统三相电网电压、三相输入电流和直流母线电压，将三相电网电压信号经过软件锁相环得到电网电压位置角；(2)、将检测到的三相电网电压和三相输入电流经过3/2变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压和输入电流采样值；(3)、将直流母线电压参考值与步骤(1)得到的直流母线电压实际值做差，经过PI控制器得到同步旋转坐标系下d轴电流参考值，设q轴电流参考值为0，以电压位置角度为变换角对d、q轴电流参考值进行反Park变换，得到两相静止坐标系下的电流参考值；(4)、根据两相静止坐标下的电网电压和电网电流计算系统有功功率和无功功率的实际值，将系统有功功率和无功功率实际值取反，分别经过比例谐振控制器(1)、比例谐振控制器(2)并通过补偿电压计算得到有功功率、无功功率二倍频补偿电压；(5)、将步骤(4)得到的二倍频补偿电压以电网电压位置角度为变换角进行反Park变换，得到两相静止坐标系下的二倍频补偿电压；(6)、采用步骤(5)得到的两相静止坐标系下的二倍频补偿电压分别对各开关组合作用下整流器在两相静止坐标系下的输入电压进行补偿，得到补偿后的各开关组合作用下整流器在两相静止坐标系下的输入电压；(7)、将步骤(3)中计算得到的两相静止坐标系下的电流参考值、步骤(2)中计算得到的两相静止坐标系下的电网电压和电流采样值，以及步骤(6)中得到的补偿后的各输入电压分别作为模型预测控制器的输入；(8)、将三相电压型PWM整流器模型作为预测模型，通过预测模型获得各电压矢量作用下的预测电流，通过价值函数选择使电流给定值与电流预测值之差的绝对值最小的电压矢量作为最优电压矢量；(9)、用步骤(8)得到的最优电压矢量对应的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。