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专利号: 2019100224170
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特种在于,包括以下步骤:步骤一,在k时刻,由控制系统对所需信号进行采样,具体包括:三组直流母线电压、电网侧输入三相电压eA,B,C以及三相电流iA,B,C;

步骤二,令q轴给定电流为零,根据电压外环给定值与反馈值之间的差值,经过比例积分控制器得到d轴电流给定值idref;

步骤三,将采样得到的电压eA,B,C经过锁相环运算,得到位置信息θ,并将交流输入电压信号(采样得到)与电流信号(采样与计算得到)通过坐标变换理论,变换为α-β轴系下电压、电流分量;

步骤四,利用k时刻电流、电压采样值,根据系统离散化数学模型,计算模型预测电流控制的延时补偿值,即k+1时刻电流值iα,β(k+1);

步骤五,将延时补偿值iα,β(k+1)代替k时刻电流值iα,β(k),代入系统离散化数学模型,p当采用模型预测电流控制时,求解α-β轴系下,模型预测电流控制输出给定电压矢量uα、uβp;

步骤六,根据系统离散化数学模型经PR控制器,得到采用PR控制时,输出给定电压矢量为uαpr、uβpr;

步骤七,根据钟型曲线中高斯分布函数,构造时变函数m,从而实现模型预测电流控制与PR控制的平滑转换,其中m的值在0到1之间。

步骤八,根据k时刻所获得的位置信息θ、三组母线电压,将最终获得的参考电压矢量uαend(k)、uβend(k)除以2,分别由三个SVPWM计算单元进行PWM波占空比计算,在k+1时刻进行占空比更新,同时在k+1时刻重复步骤一至步骤七,以此进行循环。

2.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤二计算公式为:式中idref、iqref分别为电网侧d-q轴给定电流值,Kp为电压外环PI控制器比例系数,Ki为电压外环PI控制器积分系数,Ueqref为电压给定值,Ueq为两倍的反馈电压均值。

3.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤三中各信号坐标变换的计算公式分别为:式中eα、eβ为电网电压在α-β轴系的电压分量,eA、eB、eC分别为电网三相电压。

式中iα、iβ为电网侧输入三相电流在α-β轴系的电流分量,iA、iB、iC分别为电网输入三相电流。

式中iαref、iβref分别为给定电流在α-β轴系下电流分量。

4.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤四中延时补偿值按下式计算:式中iα,β(k+1)为k+1时刻电流在α-β轴系的电流值,即延时补偿值,uα,β(k-1)为k-1时刻,给定电压矢量在α-β轴系的分量,Lgx为等效后的交流侧电感。

5.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤五中模型预测电流控制输出电压矢量可以根据下式计算:式中uαp(k),uβp(k)为模型预测电流控制输出,Ts为系统控制周期。

6.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤六中PR控制器输出根据下式计算:式中uαpr(k),uβpr(k)为PR控制器输出,GPR(s)为PR控制器。

7.根据权利要求1所述的一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法,其特征在于,步骤七中新型定频模型预测电流控制根据下式计算:式中uαend(k)、uβend(k)为最终参考电压矢量,m为时变占比函数,其表达式为:式中Δid为d轴电流误差值,σ为标准差,恒大于0。同时,可以根据实际运行工况的需求,选择合适的σ来构造函数m,由于不同的σ可能使m大于1,因此需对m最大值为1进行限幅。