[发明专利]基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法

权利要求书

1.一种基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述预测控制方法包括以下步骤：

S1、以一定的时间间隔采集直流侧的电流I_dc、直流侧的两个电容电压U₁、U₂，交流侧电压e_abc和电流i_abc，并通过滑模控制计算出有功功率参考值P_ref，同时采用模型预测方法预测出下一个时刻各扇区中心矢量对应的有功和无功功率；

S2、根据扇区中心矢量的代价函数J找出最优虚拟开关矢量所在的小扇区；

S3、根据平衡中点电压的代价函数J_c确定三个开关矢量的作用顺序及对应的作用时间；

S4、根据找出的最优开关状态对T型三电平整流器的各个开关器件进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过滑模控制计算有功功率参考值，其中，滑模面表达式如下：

式中，s为滑模面，U_ref是输出电压的给定值，U_dc是输出电压的值，k₁、k₂为实现输出电压跟随输出电压的给定值功能的第一、第二滑模系数；

有功功率参考值表达式如下：

其中，P_ref是有功功率参考值，C为直流侧的电容值。

3.根据权利要求2所述的基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S1中用模型预测方法预测出下一个时刻各扇区中心矢量对应的有功和无功功率的过程如下：

有功功率预测和无功功率预测的表达式如下：

式中，P_i(k+1)、Q_i(k+1)分别是第i个扇区中心矢量的有功功率和无功功率的预测值，P(k)、Q(k)分别是有功功率和无功功率k时刻的实际值，P_i′(k)、Q_i′(k)分别是第i个扇区中心矢量的有功功率和无功功率的功率变化率，T_s是采样时间。

4.根据权利要求1所述的基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，

所述扇区中心矢量的代价函数J的表达式如下：

式中，u_iα、u_iβ是第i个扇区中心矢量u在α、β轴上的分量，u_αref、u_βref是电压参考值U_ref在α、β轴上的分量，e_α、e_β是电网电压在α、β轴上的分量，L是电网侧滤波电感的值，T_s是采样时间。

5.根据权利要求1所述的基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，

所述开关矢量对应的作用时间的计算表达式如下：

式中，t₁、t₂、t₃分别为三个矢量的作用时间，Q′_1pre、Q′_2pre、Q′_3pre分别为三个矢量在k-1时刻的无功功率的变化率，P′_1pre、P′_2pre、P′_3pre分别为三个矢量在k-1时刻的有功功率的变化率，ΔP＝P_ref-P(k)、ΔQ＝Q_ref-Q(k)，P(k)、Q(k)分别是有功功率和无功功率k时刻的实际值，T_s是采样时间，P_ref、Q_ref分别是有功功率和无功功率的参考值。