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专利号: 2020101275295
申请人: 江苏师范大学
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:2024-03-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,包括如下步骤:S10,检测逆变器在tk时刻的实际输出值[iα(k),iβ(k)]T,向逆变器施加上周期的最优电压矢量Sx(k),x∈{a,b,c};

S20,根据预测模型,预测Sx(k),x∈{a,b,c}作用下tk+1时刻的电流值S30,在g-h坐标系下基于逻辑开关矢量优选法的优化矢量范围确定可供选择的矢量范围;

S40,在g-h坐标下,在可供选择的矢量范围内的有效电压矢量进行FCS-MPC预测寻优,选取作用于[(k+1)Ts,(k+2)Ts]周期内,使tk+2时刻电流跟随性能指标最优的矢量Sx(k+1),x∈{g,h};

S50,进行g-h坐标系到a-b-c坐标系的开关矢量映射开关映射,并选取共模电压最小的矢量作为最终的最优矢量用于下周期逆变器控制。

2.根据权利要求1所述的基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,所述逆变器为五电平逆变器;

所述预测模型包括:

式中,R表示逆变器带阻感负载的电阻,L表示逆变器带阻感负载的电感,E表示逆变器直流侧电压的一半,Ts表示系统的采样周期, 表示tk+1时刻的电流值,I表示单位矩阵,[iα(k),iβ(k)]T表示状态变量,[Sa(k),Sb(k),Sc(k)]T∈{-2,-1,0,1,2}3表示五电平逆变器开关函数组合。

3.根据权利要求2所述的基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,在g-h坐标系下基于逻辑开关矢量优选法的优化矢量范围确定可供选择的矢量范围包括:在g-h坐标系下,根据tk时刻所在周期的最优开关矢量、逻辑运算公式和逻辑条件确定tk+1时刻所在周期可供选择的矢量范围。

4.根据权利要求3所述的基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,所述逻辑运算公式包括:S(k+1)1=(Sg(k) Sh(k)),

S(k+1)2=(Sg(k)+1 Sh(k)),

S(k+1)3=(Sg(k)-1 Sh(k)),

S(k+1)4=(Sg(k) Sh(k)+1),

S(k+1)5=(Sg(k) Sh(k)-1),

S(k+1)6=(Sg(k)+1 Sh(k)-1),

S(k+1)7=(Sg(k)-1 Sh(k)+1);

所述逻辑条件包括:

Sx(k)±1∈[-4 4],x∈{g,h},

|Sg(k+1)+Sh(k+1)|≤4;

其中,S(k)=(Sg(k) Sh(k))表示tk时刻所在周期在g-h坐标系下的最优开关矢量;S(k+

1)=(Sg(k+1) Sh(k+1))表示tk+1时刻所在周期在g-h坐标系下的最优开关矢量;S(k+1)1~S(k+1)7表示tk+1时刻所在周期满足相邻矢量限制条件的g-h坐标系下的可选优化矢量,其中S(k+1)1表示保持与上周期最优矢量一致;S(k+1)2表示在上周期最优矢量基础上g轴坐标加

1;S(k+1)3表示在上周期最优矢量基础上g轴坐标减1;S(k+1)4表示在上周期最优矢量基础上h轴坐标加1;S(k+1)5表示在上周期最优矢量基础上h轴坐标减1;S(k+1)6表示在上周期最优矢量基础上g轴坐标加1,h轴坐标减1;S(k+1)7表示在上周期最优矢量基础上g轴坐标减

1,h轴坐标加1。

5.根据权利要求2所述的基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,进行g-h坐标系到a-b-c坐标系的开关矢量映射开关映射包括:根据开关矢量映射关系进行g-h坐标系到a-b-c坐标系的开关矢量映射开关映射。

6.根据权利要求5所述的基于逻辑开关矢量优化选择的逆变器共模电压抑制方法,其特征在于,所述开关矢量映射关系包括:其中,Sg(k+1)表示逆变器tk+1时刻所在周期选择的g-h坐标系下最优矢量的g轴坐标,Sh(k+1)表示逆变器tk+1时刻所在周期选择的g-h坐标系下最优矢量的h轴坐标;i表示由多电平逆变器拓扑决定的a-b-c坐标系下轴坐标取值范围,对于五电平逆变器为[-22];sa(k+1)表示逆变器tk+1时刻a-b-c坐标系下的a相坐标,sb(k+1)表示逆变器tk+1时刻a-b-c坐标系下的b相坐标,sc(k+1)表示逆变器tk+1时刻a-b-c坐标系下的c相坐标,且sa(k+1)、sb(k+1)、sc(k+1)的取值范围与i相同。