[发明专利]一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法

权利要求书

1.一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：测量逆变器三相负载电流，并做Clark变换，得到两相静止αβ坐标系下的电流信号i_x(k)|_S(k-1),x∈{α,β}；

为了得到电流差分且避免检测到由于开关动作而产生的电流尖峰，在第k个控制周期中，负载电流应该在开关状态应用之前进行采样；i_x(k)|_S(k-1)表示在开关状态S(k-1)作用下k时刻的采样电流值；

步骤S2：应用最优开关状态S_opt；

步骤S3：计算上一个控制周期的最优开关状态所对应的电流差分：

式中，i_x(k-1)|_S(k-2)表示在开关状态S(k-2)作用下k-1时刻的采样电流值；

步骤S4：更新电流差分：

式中，Δi_x,pre为长度为27的数组，用于存储不同开关状态下的电流差分；

步骤S5：估计当前控制周期最优开关状态S_opt对应的电流差分矢量：

步骤S6：计算负载电流预测值：

式中，m∈{1,2,...,27}；S₁,S₂,...,S₂₇表示逆变器的27种开关状态；

步骤S7：选取工频正弦电流为参考电流，计算t_k+2时刻的参考电流矢量：

式中，i^*(k)＝I^*e^jθ(k)，I^*为参考电压幅值，θ(k)为参考电压的矢量角；ω为参考电压矢量i^*旋转的角速度；T_s为采样时间；

步骤S8：建立代价函数：

步骤S9：在逆变器27种开关状态S₁,S₂,...,S₂₇作用下，选择一个使代价函数值最小的开关状态作为S_opt1，S_opt1∈{S₁,S₂,...,S₂₇}：

步骤S10：引入开关状态更新计数因子r，若开关状态S_opt2，S_opt2∈{S₁,S₂,...,S₂₇}在连续r个采样间隔中未被使用时，在r+1时刻，将S_opt2作为逆变器的最优开关状态；否则，将步骤S9得到的S_opt1作为逆变器的最优开关状态；

步骤S11：存储最优开关状态S_opt∈{S_opt1,S_opt2}，等待下一采样时刻，返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述的一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，逆变器采用三相三电平中性点钳位(neutral point clamped,NPC)逆变拓扑结构。

3.根据权利要求1所述的一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法，其特征在于：所述步骤S10中，开关状态更新计数因子r＝60。