[发明专利]三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法及系统

权利要求书

1.一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，包括：

根据k时刻的三相电流和开关状态，预测k+1时刻的三相电流，根据k+1时刻的三相电流采用拉格朗日后推法计算k+1时刻的三相电压；

构建双矢量价值函数，根据k+1时刻的三相电压求解双矢量价值函数，根据求解结果在零共模候选矢量中筛选最优双矢量，根据最优双矢量的自适应作用时间合成参考电压；

根据构建的解耦函数对悬浮电容和直流侧电容进行解耦，根据自适应作用时间以及参考电压得到候选开关序列，并以此控制逆变器开关管的动作。

2.如权利要求1所述的一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述根据k时刻的三相电流和开关状态，预测k+1时刻的三相电流，包括：

根据多电平逆变器的三相电压、三相电流、并网侧电压以及中点电压构建多电平逆变器并网模型；

根据多电平逆变器的三相电压和中点电压，分别构建三相电压与开关管开关状态的电压关系模型；

根据电压关系模型和多电平逆变器并网模型，构建三相电流与开关管开关状态的电流关系模型；

根据电流关系模型预测k+1时刻的三相电流。

3.如权利要求1所述的一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，采用拉格朗日后推法根据k+1时刻的三相电流得到k+2时刻的三相电流，以此采用电流跟踪电压的方式计算k+1时刻的三相电压。

4.如权利要求1所述的一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述双矢量价值函数为：

g_v＝|u^*_xn(k+1)-v₁(k+1)|+|u^*_xn(k+1)-v₂(k+1)|x＝(a,b,c)

其中，v₁(k+1)、v₂(k+1)为零共模矢量，为k+1时刻的三相输出相电压，a、b、c为三相。

5.如权利要求1所述的一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述最优双矢量的自适应作用时间为：

其中，T₁为零共模矢量v₁(k+1)的作用时间，T_s为控制周期，u^*_an(k+1)、u^*_bn(k+1)、u^*_cn(k+1)是三相输出相电压在k+1时刻的计算值，u^*_α(k+1)和u^*_β(k+1)是由u^*_an(k+1)、u^*_bn(k+1)、u^*_cn(k+1)在k+1时刻，由三相坐标系变换到两相静止αβ坐标系下的值；v_1α(k+1)、v_1β(k+1)、v_2α(k+1)、v_2β(k+1)是由v₁(k+1)、v₂(k+1)在k+1时刻，由三相坐标系变换到两相静止αβ坐标系下的值；零共模矢量v₂(k+1)作用时间T₂为总采样时间减去T₁。

6.如权利要求1所述的一种三相多电平逆变器零时延多矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述解耦函数为：

(V_xf(k)-V_DC(k))²＞Con² x＝a,b,c

其中，V_xf(k)为k时刻的三相悬浮电容的采样值，V_DC(k)为k时刻的直流侧电压，Con为解耦系数，a、b、c为三相。