[发明专利]适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法和系统

权利要求书

1.一种适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，包括：

获取采样值和参数值，其中，所述采样值包括变流器的桥臂内子模块指令值和桥臂内子模块实时值；

根据所述桥臂内子模块指令值和所述桥臂内子模块实时值的差值得到差值排序结果，并预测下一时刻的输出电压指令值；

所述预测下一时刻的输出电压指令值的方法包括：

将所述桥臂内子模块指令值和所述桥臂内子模块实时值做差得到第一差值；

将所述第一差值通过排序算法比较大小得到所述排序结果；

根据当前时刻的所述采样值和所述参数值预测下一采样时刻的所述变流器的所述输出电压指令值，其中，所述当前时刻采样值还包括电网电压采样值、变流器输出电流采样值；

将所述桥臂内子模块实时值根据所述排序结果构建阶梯扇区，并划分桥臂内子模块的工作状态，所述工作状态包括正向投入、反向投入和斩波状态；

根据所述输出电压指令值和所述阶梯扇区得到斩波状态子模块电容电压指令值，并根据所述斩波状态子模块电容电压指令值选择所述斩波状态子模块的最终开关状态。

2.根据权利要求1所述的适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，所述桥臂内子模块指令值根据不同的系统环境进行获取，其中，所述系统环境包括光伏发电系统。

3.根据权利要求1所述的适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，根据下式计算变流器的所述输出电压指令值：

其中，U^*(k)为所述输出电压指令值，r为变流器并网侧等效电阻，L为变流器并网侧等效电感，T_s为采样周期，e(k)为所述电网电压采样值，i(k)为所述变流器输出电流采样值，i^*(k+1)为所述下一采样时刻变流器输出电流指令值。

4.根据权利要求3所述的适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，所述下一采样时刻变流器输出电流指令值根据电压外环控制器获得当前时刻桥臂输出电流指令值进行推算得出。

5.根据权利要求1所述的适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，所述阶梯扇区包括阶梯电压值，所述将所述桥臂内子模块实时值根据所述排序结果构建阶梯扇区，并划分桥臂内子模块的工作状态包括：

将所述桥臂内子模块实时值按照所述排序结果构建所述阶梯电压值；

在所述阶梯电压值和所述输出电压指令值进行比较后，将桥臂内子模块的所述工作状态划分为所述正向投入、所述反向投入和所述斩波状态。

6.根据权利要求5所述的适用于级联H桥变流器的模型预测控制策略方法，其特征在于，当变流器输出电流方向由所述变流器中性点指向网侧时，根据下式计算所述阶梯扇区：

U_step1＝KU_{c1_sort}-U_{c2_sort}-U_{c3_sort}-…-U_{cN_sort}；

U_step2＝U_{c1_sort}+KU_{c2_sort}-U_{c3_sort}-…-U_{cN_sort}；

U_step3＝U_{c1_sort}+U_{c2_sort}+KU_{c3_sort}-…-U_{cN_sort}；

U_stepn＝U_{c1_sort}+U_{c2_sort}+U_{c3_sort}+…+KU_{cN_sort}；

其中，U_stepn为对应的各个所述阶梯扇区，U_{cn_sort}为经过排序得到的各个子模块的电压值，±K为子模块处于斩波状态，输出电压与开关为未知状态，+K为所述子模块的所述工作状态为正向投入，输出电压为正向方波信号，-K为所述子模块的所述工作状态为反向投入，输出电压为反向方波信号。