[发明专利]基于虚拟磁链的三相Vienna整流器预测直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟磁链的三相Vienna整流器预测直接功率控制方法，首先建立Vienna整流器在两相静止坐标系下的数学模型，并采用交叉补偿磁链观测器估算电网电压值；然后根据无差拍预测基本原理推导预测直接功率模型，另外引入拉格朗日线性插值法对k+2时刻有功、无功功率的给定值进行估算；最后，利用空间矢量调制技术对整流器开关器件进行控制。该方法无需同步旋转坐标变换和锁相环技术，直接在两相静止坐标系下实现对整流器有功、无功功率的独立控制，即使在电网不平衡、畸变、谐波含量较大的情况下，依然能达到较好的控制效果。

主权项

1.基于虚拟磁链的三相Vienna整流器预测直接功率控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤，步骤1：基于基尔霍夫定律及坐标变换技术建立αβ坐标系下三相Vienna整流器的数学模型；步骤2：通过电流表及电压表测量交流侧输入电流i_{x(x＝a、b、c)}、直流侧上下电容电压V_cp、V_cn以及负载电压V_dc；并将所测得的abc坐标系下的交流侧电感电流经坐标变换得到αβ坐标系下的电流i_α、i_β；步骤3：采用交叉补偿磁链观测器，建立三相Vienna整流器在两相静止坐标系下的功率模型；步骤4：在三相电路瞬时有功和无功功率原理的基础上，建立无差拍预测直接功率控制模型，并结合拉格朗日线性插值法对第k+2时刻有功功率进行估算，给出αβ坐标系下控制电压矢量的表达式；步骤5：将直流侧上下电容电压差值V_cp‑V_cn导入PI控制器中得到中位点平衡信号r，并将负载电压V_dc(k)＝V_cp+V_cn导入到外环电压PI控制器得到有功功率给定值p_ref；步骤6：将步骤3中计算得到的两相静止坐标系下的瞬时功率导入到步骤4所建立的预测直接功率模型，计算出控制电压矢量v_α、v_β；步骤7：将步骤5中的中位点平衡信号r及步骤6计算所得的控制电压矢量v_α、v_β导入到SVPWM中，得到三相Vienna整流器功率开关管控制信息，控制开关管动作。