[发明专利]有限控制集模型预测单目标三电平有源滤波器控制方法

摘要

本发明公开了一种有限控制集模型预测单目标三电平有源滤波器控制方法，其特征是：对三电平有源滤波器谐波电流补偿、直流侧电压稳定和直流侧中点电位平衡三个控制目标的实现方法进行优化整合，在约束函数中仅以输出电流为约束项实现三个控制目标的优化控制。本发明方法简化了约束函数，省去了约束函数中权重因子的选取，减少了因权重因子整定和多约束项计算带来的计算量，提高了系统的动态响应，实现了多目标的均衡控制。

主权项

1.一种有限控制集模型预测单目标三电平APF控制方法，所述三电平APF是指三电平有源滤波器，所述三电平APF的主电路结构包括：直流侧电容C1和电容C2、十二只IGBT开关管，六只反并联二极管，三相输出电感L，三电平APF共有二十七种不同的开关状态组合；其特征是：针对三电平APF谐波电流补偿、直流侧电压稳定和直流侧中点电位平衡三个控制目标，仅以输出电流为约束项实现控制目标的优化控制；A1、按如下方式实现谐波电流补偿和直流侧电压稳定的控制根据瞬时无功功率理论计算获得谐波电流参考信号；在谐波电流参考信号的计算环节中添加直流侧电压稳定控制环节，是将直流侧电压参考值与直流侧电压反馈值经过PI调节器得到调节信号Δi_p，将所述调节信号Δi_p与瞬时有功电流的直流分量相叠加，所述的谐波电流参考信号中含有基波有功电流的调节分量，所述谐波电流参考信号即为输出电流参考值，由此实现将对直流侧电压的控制整合到对输出电流的跟踪控制中；A2、按如下方式实现直流侧中点电位平衡控制三电平APF的二十七种开关状态组合，每个开关状态组合对应相应的输出电压空间矢量，根据输出电压空间矢量的长短，分为大矢量、中矢量、小矢量和零矢量；小矢量开关状态组合成对冗余出现，每对小矢量开关状态组合对应的输出电压矢量相同，并对直流侧两个电容电压的作用是相反的；当通过约束函数计算得到的最优开关状态组合是一个小矢量开关状态组合时，根据所述小矢量开关状态组合对直流侧电容电压的作用趋势，在两个冗余开关状态组合中选择使直流侧电容电压趋于平衡的一个作为最优开关状态组合。