[发明专利]一种单极性调制的单相并网逆变器电流预测控制方法

摘要

本发明公开了一种单极性调制的单相并网逆变器电流预测控制方法，先根据输出交流电压值Vg正、负判断D0(n)，产生第一开关管S1的占空比DS1(n)和第二开关管S2占空比DS2(n)，同时根据(n‑1)TS阶段的电感电流iL(n‑1)和占空比D1(n‑1)对nTS阶段的电感电流iL(n)预测，再根据电感电流的给定计算nTS阶段D1(n)，最后通过“收敛运算”进行中值处理计算第三开关管S3占空比DS3(n)和第四开关管S4的占空比DS4(n)，分别产生PWM波来控制四个开关管。本发明单极性调制的单相并网逆变器电流预测控制方法，结合单极性调制和预测控制算法，能够减小系统功率管开关损耗和电磁干扰。

主权项

一种单极性调制的单相并网逆变器电流预测控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、在单相并网逆变器的电路中的(n‑1)TS时刻采样中断，得到(n‑1)TS时刻的电感电流值iL(n‑1)、输入直流电压值Vdc、输出交流电压值Vg、(n‑1)TS周期内第一开关管S1的占空比D1(n‑1)，其中，TS为开关周期；步骤2、判断输出交流电压值Vg≥0是否成立，如果不成立，则转到步骤3；如果成立，则转到步骤8；步骤3、则D0(n)＝0，(n1‑1)n0TS周期内第一开关管S1的占空比DS1(n)＝0，n0是单极性调制高频与低频的倍数，其中，第一开关管S1和第二开关管S2为低频，第三开关管S3、第四开关管S4为高频，第二开关管S2的占空比DS2(n)与第一开关管S1的占空比互补为DS2(n)＝1，通过公式(1)计算nTS时刻的电感电流预测值i^L(n)=iL(n-1)+TsL[Vdc·D1(n-1)-Vg]---(1)]]>其中，步骤4、判断是否成立，如果成立，则nTS周期内第四开关管S4的占空比DS4(n)为DS4(n)＝1，nTS周期内第三开关管S3的占空比DS3(n)与第四开关管S4的占空比互补为DS3(n)＝0，转到步骤13；如果不成立，则转到步骤5；步骤5、判断是否成立，如果成立，则nTS周期内第四开关管S4的占空比DS4(n)为DS4(n)＝0，nTS周期内第三开关管S3的占空比DS3(n)与第四开关管S4的占空比互补为DS3(n)＝1，转到步骤13；如果不成立，则转到步骤6；步骤6、将nTS时刻电感上的电流给定值iLref(n)赋值给nTS周期内电感电流的平均值即：i‾L(n)=iLref(n)---(2)]]>通过公式(1)中得到的电感电流预测值计算nTS周期内第四开关管S4的占空比的预测值D1(n)为：D1(n)=1-1-(TsVg+2L[i‾L(n)-i^L(n)]TsVdc)---(3)]]>步骤7、根据公式(4)计算经过中值处理后的第四开关管S4的占空比DS4(n)：DS4(n)=D1(n)+D2(n)2---(4)]]>其中，为nTS周期内稳态时第四开关管S4的占空比；经过中值处理后的第三开关管S3的占空比DS3(n)＝1‑DS4(n)；步骤8、则D0(n)＝1，(n1‑1)n0TS周期内第一开关管S1的占空比DS1(n)＝1，第二开关管S2的占空比DS2(n)与第一开关管S1的占空比互补为DS2(n)＝0，通过公式(5)计算nTS时刻的电感电流预测值i^L(n)=iL(n-1)+TsL[Vdc·D1(n-1)-(Vdc+Vg)]---(5)]]>步骤9、判断是否成立，如果成立，nTS周期内第四开关管S4的占空比DS4(n)为DS4(n)＝1，nTS周期内第三开关管S3的占空比DS3(n)与第四开关管S4的占空比互补为DS3(n)＝0，转到步骤13；如果不成立，则转到步骤10；步骤10、判断是否成立，如果成立，则nTS周期内第四开关管S4的占空比DS4(n)为DS4(n)＝0，nTS周期内第三开关管S3的占空比DS3(n)与第四开关管S4的占空比互补为DS3(n)＝1，转到步骤13；如果不成立，则转到步骤11；步骤11、将nTS时刻电感上的电流给定值iLref(n)赋值给nTS周期内电感电流的平均值即：i‾L(n)=iLref(n)---(6)]]>通过公式(5)中得到的电感电流预测值计算nTS周期内第四开关管S4的占空比的预测值D1(n)为：D1(n)=1-1-(Ts(Vdc+Vg)+2L[i‾L(n)-i^L(n)]TsVdc)---(7)]]>步骤12、根据公式(8)计算经过中值处理后的第四开关管S4的占空比DS4(n)：DS4(n)=D1(n)+D2(n)2---(8)]]>其中，为nTS周期内稳态时第四开关管S4的占空比；经过中值处理后的第三开关管S3的占空比DS3(n)＝1‑DS4(n)；步骤13、产生占空比为DS1(n)的PWM波来控制第一开关管S1，产生占空比为DS2(n)的PWM波来控制第二开关管S2，产生占空比为DS3(n)的PWM波来控制第三开关管S3，产生占空比为DS4(n)的PWM波来控制第四开关管S4。