[发明专利]T型三电平电压型的逆变器的输出控制方法及相关设备

说明书

本申请公开了一种T型三电平电压型的逆变器的输出控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，该方法包括：针对逆变器中开关管的各种开关组合状态，确定出每种开关组合状态下的逆变器输出电压和中性点钳位电流；基于逆变器输出电压计算负载电压预测值；基于中性点钳位电流计算逆变器中直流分压电容器间的电压偏差；基于负载电压给定值与负载电压预测值的误差以及电压偏差，计算代价函数的取值；代价函数分别与误差和电压偏差成正相关；将令代价函数取值最小的开关组合状态确定为当前的目标状态，根据目标状态调控逆变器中的开关管。本申请有效提高了逆变器系统输出电压的稳定性、动态性能和动态跟踪能力，提高了对输出电压的控制质量。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种T型三电平电压型的逆变器的输出控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着新能源发电的发展，分布式发电系统越来越受到各国的重视。小型发电机组，如微型涡轮机、屋顶安装的光伏和风力发电系统，以及商业上可用的燃料电池，正在配电层面得到广泛应用。

电压型逆变器是这些发电系统中常会用到的电能变换设备，它既可以运行在并网模式下，也可以运行在独立模式下，而电压型逆变器最根本的控制要求就是有效控制系统电压的幅值、频率等参数，使其具有快速的动态响应和零稳态误差。

与两电平逆变器相比，三电平逆变器具有更高的电能质量、更高的输出效率和更低的共模电压，所以当前电压型逆变器多采用三电平逆变器，其中应用最广泛的三电平拓扑结构是中点钳位型三电平拓扑结构。而为了使逆变器在电力电子开关频率为5kHz-30kHz时获得更高的效率，一般会采用T型三电平拓扑结构。

在针对T型三电平电压型逆变器的众多控制算法中，应用最广泛的为基于PI控制器的双闭环控制算法。但在常规的双闭环控制控制方法下，常常会因为逆变器直流侧上下分压电容器的不对称充放电而导致中心点电位不平衡。此外，由于常规双闭环控制将逆变器输出的负载电压的偏差信号处理后引入比例放大器和积分器进行控制，导致电压容易超调，稳定性、快速性以及动态跟踪性较差，因此，逆变器输出的负载电压很容易受到外部负载阻抗或者相关控制参数的影响。

鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种T型三电平电压型的逆变器的输出控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以便有效解决中性点电位不平衡问题，并有效提高系统的稳定性和动态跟踪性能。

为解决上述技术问题，一方面，本申请公开了一种T型三电平电压型的逆变器的输出控制方法，所述逆变器的输出端经LC滤波器与负载连接；所述方法包括：

针对所述逆变器中开关管的各种开关组合状态，确定出每种开关组合状态下的逆变器输出电压和中性点钳位电流；

基于所述逆变器输出电压计算负载电压预测值；

基于所述中性点钳位电流计算逆变器中直流分压电容器间的电压偏差；

基于负载电压给定值与所述负载电压预测值的误差，以及直流分压电容器间的所述电压偏差，计算代价函数的取值；所述代价函数分别与所述误差和所述电压偏差成正相关；

将令所述代价函数取值最小的开关组合状态确定为当前的目标状态，以便根据所述目标状态调控所述逆变器中的开关管。

可选地，所述确定出每种开关组合状态下的逆变器输出电压和中性点钳位电流，包括：

根据V_I(k)＝(S_A-S_B)·U_dc/2确定逆变器输出电压；