[发明专利]一种并网变流系统及其模型预测控制方法

权利要求书

1.一种并网变流系统的模型预测控制方法，该并网变流系统包括变流器与LCL滤波器，变流器通过LCL滤波器用于连接电网，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)获取变流器侧滤波电感的电流i_L，滤波电容上的电压u_f，入网电流i_g以及公共耦合点电压u_g；

2)将步骤1)中采集的电压值u_f、u_g和电流值i_L、i_g，代入设定的控制器预测模型，能够得到在变流器的不同开关状态信号下的下一时刻电感电流预测值i_L(k+1)、入网电流预测值i_g(k+1)；

所述的控制器预测模型包括交流侧电流预测模型，表达式如下：

x_dq(k+1)＝A_Dx_dq(k)+B_Du_dq(k)

式中，x_dq(k+1)表示k+1时刻电感电流预测值i_L(k+1)、入网电流预测值i_g(k+1)、电容电压预测值u_f(k+1)，该电容电压预测值u_f(k+1)用于确定k+1时刻电感电流给定值和入网电流给定值A_D、B_D为与变流器、滤波器拓扑结构有关的参数，x_dq(k)表示k时刻电感电流i_L、电容电压u_f、入网电流i_g的虚拟矢量，u_dq(k)表示k时刻在当前开关状态组合下变流器的输出电压u_i，以及公共耦合点电压u_g的虚拟矢量，其中，电感电流i_L、电容电压u_f、公共耦合点电压u_g的虚拟矢量是分别通过将采集的电流值i_L、电压值u_f、公共耦合点电压u_g经过二阶广义积分器处理得到的，入网电流i_g的虚拟矢量是将入网电流i_g进行电流补偿后再经过二阶广义积分器处理得到的；变流器的输出电压u_i的虚拟矢量在设定控制集合时一同设定；

所述进行电流补偿的过程为：确定公共耦合点电压u_g的虚拟矢量的高频分量u_gh，将该高频分量u_gh乘以第一设定阻尼系数，得到电流补偿量i_com，将采集的电流值i_g减去所述电流补偿量i_com；

3)设定变流器的开关状态组合的控制集合，将控制集合中每一开关状态组合下得到的电感电流预测值i_L(k+1)、入网电流预测值i_g(k+1)，以及k+1时刻电感电流给定值和入网电流给定值代入预设的代价函数中，根据代价函数值优选出一组开关状态信号，根据优选出的开关状态信号控制变流器的开关状态。

2.根据权利要求1所述的并网变流系统的模型预测控制方法，其特征在于，步骤2)中所述变流器的输出电压u_i经过二阶广义积分器处理之前，还包括对输出电压u_i进行电压补偿，补偿过程为：计算采集的电流值i_L、i_g之差，得到滤波电容电流i_c，确定该滤波电容电流i_c的高频分量，并乘以第二设定阻尼系数，得到电压补偿量u_com，将输出电压u_i中的实部减去所述电压补偿量u_com。