1.一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)首先确定多电平变换装置可输出的电平数及冗余开关状态;
S2)利用坐标变换矩阵对传统坐标系下的多电平电压空间矢量和参考电压矢量进行变换;
S3)利用新坐标系下的参考电压矢量的三个坐标及新坐标系下的多电平电压空间矢量下参考电压矢量的三个坐标进行比较,确定参考电压矢量所在最小三角形的位置,并得到最小三角形三个顶点矢量的坐标;
S4)计算利用最小三角形三个顶点矢量等效输出参考电压矢量时,最小三角形三个顶点矢量的作用时间;
S5)利用最小三角形三个顶点矢量的坐标采用反推计算出每个顶点的全部冗余开关状态,并对所计算出的三个顶点的所有冗余开关状态进行排序;
S6)对排完序后的冗余开关状态进行分组,以相邻的三个矢量为一组,确定冗余开关状态的组数;
S7)对控制目标进行优先级排序,并列出各控制目标与各组冗余开关状态间的定量关系式;
S8)确定各组的目标函数值即:目标函数值等于各控制目标与其对应的权值系数相乘后累加之和;
S9)得出目标函数值最小所对应的组数即为最优组,进而确定该组的三个最优开关状态;
S10)根据S4)所确定的最小三角形三个顶点矢量的作用时间及S9)所确定的最小三角形三个顶点所对应的三个冗余开关状态最终作用于多电平变换装置开关器件的导通与关断,实现对多电平变换装置的最优化控制。
2.根据权利要求1所述的一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于:所述步骤S2)中坐标变换的矩阵为 其中,ua、ub、uc为传统坐标系下的三个电压值,uac、ucb、uba为新标系下的三个电压值。
3.根据权利要求1所述的一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于:所述步骤S3)中确定参考电压矢量所在最小三角形位置的方法包含两个步骤:步骤S3-1)对参考电压矢量三个坐标值中的任意两个坐标值进行取整运算,确定参考电压矢量所在最小平行四边形的位置,其中,平行四边形由正反两个最小三角形组成;
步骤S3-2)根据参考电压矢量未用到的第三个坐标值确定参考电压矢量所在的最小三角形位置。
4.根据权利要求1所述的一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于:所述步骤S4)中最小三角形三个顶点矢量的作用时间之比等于参考电压矢量到所在最小三角形三条边的距离之比。
5.根据权利要求1所述的一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于:所述步骤S5)利用最小三角形三个顶点矢量的坐标采用反推计算出每个顶点的全部冗余开关状态并对所计算出的三个顶点的所有冗余开关状态进行排序的方法为:S5-1)选取顶点矢量的三个坐标值(uac,ucb,uba)中最小的坐标值,如果第一个坐标值uac最小,则可令ua_1为0,则uc_1为-uac,则ub_1为uba;
S5-2)计算其他冗余开关状态时存在以下规律,ux_k+1-uxk=1(其中,x=(a,b,c),1≤k≤N,N为多电平变换器相电压的电平数),依此规律计算该顶点矢量的其他冗余开关状态;
S5-3)排序前先对顶点矢量的冗余开关状态进行如下量化处理,量化值等于100×ua_k+
10×ub_k+uc_k;
S5-4)对所有冗余开关状态进行排序是基于对其量化值的排序。
6.根据权利要求1所述的一种多电平变换装置电压空间矢量预测控制方法,其特征在于:所述步骤S8)计算目标函数值所用的权值系数由步骤S7)中控制目标的优先级计算得到,其所有权值系数之和为100%。