并网逆变器三矢量模型预测直接功率控制方法与流程

技术特征：
1.一种并网逆变器三矢量模型预测直接功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、先确定并网逆变器在两相静止坐标系下的离散功率预测模型：式中：p(k 1)、q(k 1)为有功功率与无功功率的下一时刻的预测值；p(k)、q(k)为当前时刻的有功功率与无功功率；t
s
为控制周期，l、r分别为电压源型pwm并网逆变器的滤波电感和线路电阻，e
α
、e
β
、i
α
、i
β
分别为电网电压与网侧电流在两相静止坐标系下的分量；u
α
、u
β
为逆变器输出电压在两相静止坐标系下的分量；p为有功功率，q为无功功率；s2、确定第一个电压矢量：对于每一个有效电压矢量，分别根据两相静止坐标系下的当前时刻电压和电流计算出当前时刻功率，通过上述离散功率预测模型预测下一时刻的功率预测值；根据价值函数计算下一时刻的功率预测值与功率给定值之间的差值g，选取差值g最小的有效电压矢量作为第一个电压矢量；其中，价值函数为：g＝|p*-p(k 1)| |q*-q(k 1)|式中，p*、q*为有功功率与无功功率的给定值；s3、确定各矢量的作用时间：将其他五种有效电压矢量作为第二个电压矢量的备选矢量，并分别与第一个电压矢量和零电压矢量组合，得到五组期望电压矢量；对于每组期望电压矢量，确定各矢量的作用时间为：式中：s
q1
、s
q2
、s
qz
分别为在第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用下的无功功率斜率；s
p1
、s
p2
、s
pz
分别为在第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用下有功功率的斜率；t1、t2、t
z
分别为第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量的作用时间；s4、计算每组期望电压矢量在两相静止坐标系下的分量：s4、计算每组期望电压矢量在两相静止坐标系下的分量：式中：u
α1
、u
β1
、u
α2
、u
β2
、u
αz
、u
βz
分别为第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量在两相静止坐标系下的分量；并通过离散功率预测模型计算有功功率和无功功率的下一时刻的功率预测值；s5、对于每组期望电压矢量，通过价值函数分别计算下一时刻的功率预测值与功率给定值之间的差值g，选取差值g最小的期望电压矢量所对应的备选矢量和零电压矢量作为第
二个电压矢量和零电压矢量；将第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量分别按照对应的作用时间进行空间矢量脉宽调制。2.如权利要求1所述的并网逆变器三矢量模型预测直接功率控制方法，其特征在于，步骤s3中，判断t1、t2和t
z
是否在0～t
s
范围内：若t1、t2和t
z
均在0～t
s
范围内，则直接将第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用于当前控制周期；若t1和t2均在0～t
s
范围内，且t
z
未在0～t
s
范围内，则令t
z
＝0后，将第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用于当前控制周期；若t1和t2中仅一个在0～t
s
范围内，且t
z
在0～t
s
范围内，则令未在0～t
s
范围内的t1或t2为0后，将第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用于当前控制周期；若t1和t2中仅一个在0～t
s
范围内，且t
z
未在0～t
s
范围内，则令未在0～t
s
范围内的t1或t2为0，且t
z
＝0后，将第一个电压矢量、第二个电压矢量和零电压矢量作用于当前控制周期。

技术总结
本发明公开了一种并网逆变器三矢量模型预测直接功率控制方法，先确定并网逆变器的离散功率预测模型，对于每一个有效电压矢量，通过上述离散功率预测模型预测下一时刻的功率预测值；根据价值函数选取差值g最小的有效电压矢量作为第一个电压矢量；将其他五种有效电压矢量作为备选矢量，并与第一个电压矢量和零电压矢量组合，得到五组期望电压矢量；对于每组期望电压矢量，确定各矢量的作用时间；计算每组期望电压矢量在两相静止坐标系下的分量，并通过离散功率预测模型计算有功功率和无功功率的功率预测值；根据价值函数选取差值g最小的期望电压矢量进行空间矢量脉宽调制。本发明具有电流谐波含量低，功率脉动较小，鲁棒性强等优点。强等优点。强等优点。


技术研发人员：冯波 刘述喜 贾勇 钟加勇 杨佳 郭强 陈艳
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：2021.12.11
技术公布日：2022/3/3