[发明专利]一种分立电感式并联交错逆变器的模型预测控制策略

权利要求书

1.一种分立电感式并联交错逆变器的模型预测控制策略，其特征在于：采用两级控制架构；

第一级架构通过建立价值函数，基于t时刻系统状态对输出电平进行滚动寻优，确定t+T_s，T_s为采样周期，时刻相电压最优输出电平，用于实现分立电感式PII的交流侧输出电流控制；

第二级架构通过设计一种桥臂电流均衡算法，基于桥臂电流排序结果及第一级架构所得t+T_s时刻相电压最优输出电平，产生各桥臂功率器件的开关脉冲信号，用于在不影响交流侧输出电流控制效果的前提下实现分立电感式PII的桥臂电流均衡控制；具体包括以下步骤：

(1)获取实施控制策略必需的电气量：首先对t时刻的j相交流侧电流i_j(t)、各桥臂输出电流i_ji(t)及网侧电压e_j(t)进行采样，同时读取t+T_s时刻系统控制所要求的j相交流侧电流参考值i_j^*(t+T_s)；

(2)限定参与滚动寻优计算的t+T_s时刻相电压输出电平的范围：选取与t时刻j相相电压最优输出电平u_jopt(t)及与其相邻的输出电平，作为t+T_s时刻可能的j相相电压输出电平u_j(t+T_s)；

(3)对t+T_s时刻可能的相电压输出电平进行滚动寻优计算：首先，计算t+T_s时刻交流侧电流预测值，分别计算步骤(2)中限定的t+T_s时刻各个可能的j相相电压输出电平u_j(t+T_s)所对应的t+T_s时刻j相交流侧电流值i_j(t+T_s)，计算公式为：

然后，根据步骤(1)所获取的t+T_s时刻j相交流侧电流参考值i_j^*(t+T_s)及步骤(3)计算得到的j相交流侧电流预测值i_j(t+T_s)，分别计算t+T_s时刻各个可能的j相相电压输出电平u_j(t+T_s)所对应的j相各价值函数值g_j，其计算公式为：

(4)确定t+T_s时刻相电压最优输出电平：将步骤(3)中计算出的最小的g_j值所对应的j相相电压输出电平作为t+T_s时刻j相相电压最优输出电平u_optj(t+T_s)；

(5)计算t+T_s时刻处于各个工作状态的桥臂数量：根据步骤(4)中获取的t+T_s时刻j相相电压最优输出电平u_jopt(t+T_s)，计算t+T_s时刻j相处于“投入”状态的桥臂数量N_onj(t+T_s)和处于“切除”状态的桥臂数量N_offj(t+T_s)，计算公式为：

(6)执行基于排序的桥臂输出电流均衡算法，分配t+T_s时刻各桥臂的工作状态：对步骤(1)采样得到的j相各桥臂输出电流i_ji(t)由小到大进行排序；分配桥臂输出电流较小的N_onj(t+T_s)个桥臂在t+T_s时刻处于“投入”状态；分配桥臂输出电流较大的N_offj(t+T_s)个桥臂在t+T_s时刻处于“切除”状态；

(7)产生功率开关器件的控制信号并应用：为步骤(6)中分配处于“投入”状态的所有桥臂产生上功率开关器件导通、下功率开关器件关断的控制信号；为步骤(6)中分配处于“切除”状态的所有桥臂产生上功率开关器件关断、下功率开关器件导通的控制信号；

(8)判断系统是否要求控制策略继续执行：若系统要求控制策略继续执行，则等待下一个采样周期T_s，循环重复步骤(1)到步骤(7)；若系统要求控制策略停止，则封锁所有功率开关器件的控制信号，控制策略结束。