[发明专利]一种基于预测偏差反馈矫正的并网逆变器MPC方法

摘要

本发明公开了一种基于预测偏差反馈矫正的并网逆变器MPC方法，采用电压外环控制，电流内环MPC控制，锁相环单元获得电网电压矢量角θ以实现坐标变换；电压外环根据PWM变流器直流侧电容电压，输出并网电流给定值电流内环MPC控制单元根据k+1时刻并网电流给定值和k时刻并网电流实际值以及预测偏差反馈单元的反馈量，得到逆变器在k到k+1时刻的电压矢量u_c(α,β)(k)；将得到的电压矢量u_c(α,β)(k)转化为驱动并网逆变器功率器件的信号s_abc。本发明的预测偏差反馈单元能在系统参数不匹配时实现自适应矫正，在并网逆变器的负载突变、温升等其他原因导致并网电感和电阻发生变化时，保持良好的电流跟踪效果，提高了并网逆变器参数变动时的鲁棒性。

主权项

1.一种基于预测偏差反馈矫正的并网逆变器MPC方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采样三相电网电压u_sa、u_sb、u_sc和并网电流i_a、i_b、i_c，经过Clark变换分别得到两相静止坐标系下电网电压u_sα、u_sβ和并网电流i_α、i_β；步骤二、通过锁相环(7)获得电网电压矢量角θ，利用电压矢量角θ对两相静止坐标系下电网电压u_sα、u_sβ进行Park变换，得到同步旋转坐标系下电网电压的d、q分量u_d、u_q；步骤三、采样直流侧电容电压u_dc，通过定直流电压外环控制单元(8)得到并网电流d轴分量的给定值并且把并网电流q轴分量的给定值设为0，将他们反变换到两相静止坐标系下得到k+1时刻的并网电流给定值步骤四、将步骤三得到的k+1时刻并网电流给定值由步骤一得到的k时刻并网电流值i_α,β(k)送给电流内环MPC控制单元(9)，从而获得逆变器在k时刻的输出电压矢量u_c(α,β)(k)以及k+1时刻的并网电流预测值步骤五、将步骤四得到的并网电流预测值和输出电压矢量u_c(α,β)(k)以及步骤一得到的并网电流值i_α,β(k)，送到预测偏差反馈单元(10)，得到k+1时刻的电流预测偏差△_α,β(k+1)，并将k+1时刻的预测偏差代入到步骤四的电流内环MPC控制单元(9)中，对步骤四中的电流内环MPC控制单元(9)进行修正；步骤六、将步骤四得到的输出电压矢量u_c(α,β)(k)转化为驱动并网逆变器桥臂的功率器件控制信号s_abc；其中，所述步骤五中预测偏差的获取和反馈控制的过程为：步骤5.1将k时刻两相静止坐标系下的并网电流预测值矢量减去由步骤一得到的两相静止坐标系下的并网电流值矢量i_α,β(k)，得到k时刻的电流预测偏差△_α,β(k)；步骤5.2将k‑1时刻两相静止坐标系下的并网电流预测值矢量减去由两相静止坐标系下的并网电流值矢量i_α,β(k‑1)，得到k‑1时刻的电流预测偏差△_α,β(k‑1)；步骤5.3判断k时刻和k‑1时刻的逆变器输出电压之差u_c(α,β)(k)‑u_c(α,β)(k‑1)是否大于设置的阈值，如果确实大于阈值，则将步骤5.1和步骤5.2得到的k时刻和k‑1时刻的预测偏差作差，再除以这两个时刻的逆变器输出电压之差，得到逆变器输出电压对预测偏差的修正系数K_αβ；如果这两个时刻逆变器输出电压之差不大于阈值，则沿用上次计算得到的修正系数K_αβ；步骤5.4将k时刻逆变器输出电压与k+1时刻逆变器输出电压作差，再乘以修正系数K_αβ，得到的结果加上k时刻的电流预测偏差△_α,β(k)，得到k+1时刻的预测偏差，并将它作为预测偏差反馈单元的输出。