技術(shù)特征：

1.一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：采集電壓型三電平中點鉗位拓撲電路交流側(cè)三相電壓u_a、u_b、u_c和電流i_a、i_b、i_c的瞬時值，計算得到系統(tǒng)瞬時有功功率p和瞬時無功功率q；

步驟2：確定有功功率偏差變量S_p和無功功率偏差變量S_q；

步驟3：采集兩個直流電容電壓情況，確定中點電壓偏差變量S_n；

步驟4，根據(jù)S_p、S_q和S_n，確定DPC策略的候選矢量，根據(jù)各矢量對系統(tǒng)瞬時功率的影響，對系統(tǒng)中點電壓平衡的影響，采用目標函數(shù)優(yōu)化法確定DPC策略的最終開關(guān)狀態(tài)；

步驟5，根據(jù)步驟4中的開關(guān)狀態(tài)，控制每相各開關(guān)器件的打開和關(guān)閉，使系統(tǒng)實際輸出功率達到設(shè)定要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述步驟1中系統(tǒng)瞬時有功功率p和瞬時無功功率q的公式為：

$\left\{\begin{array}{c}p=u_a{i}_a+u_b{i}_b+u_c{i}_c\\ q=\frac{1}{\sqrt{3}}\[(u_b-u_c)i_a+(u_c-u_a)i_b+(u_a-u_b)i_c\]\end{array}\right.---\left(1\right).$

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述步驟2中根據(jù)公式(2)確定有功功率偏差變量S_p和無功功率偏差變量S_q：

其中，x＝p,q，p^*由直流側(cè)給定電壓U_dc^*與直流側(cè)總電壓U_dc的差值經(jīng)過PI控制器得到，q^*由系統(tǒng)設(shè)定，H_p為瞬時有功功率的滯環(huán)寬度，H_q為瞬時無功功率的滯環(huán)寬度，H_p和H_q由系統(tǒng)設(shè)定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述步驟3中根據(jù)公式(3)確定中點電壓偏差變量S_n：

$S_n=\left\{\begin{array}{c}1,u_{c1}-u_{c2}\>H_n\\ 0,u_{c1}-u_{c2}\<-H_n\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中，u_c1和u_c2分別為上下電容電壓，H_n為中點電壓的波動幅值，由系統(tǒng)設(shè)定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述步驟4具體為：

步驟4.1：根據(jù)S_p、S_q，進行候選矢量初選

①若

則要求矢量滿足

$\left\{\begin{array}{c}3U^2-\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rd}-{\mathrm{\ωL}}_{s}q\>0\\ {\mathrm{\ωL}}_{s}p+\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rq}\>0\end{array}\right.---\left(4\right)$

②若

則要求矢量滿足

$\left\{\begin{array}{c}3U^2-\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rd}-{\mathrm{\ωL}}_{s}q\>0\\ {\mathrm{\ωL}}_{s}p+\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rq}\<0\end{array}\right.---\left(5\right)$

③若

則要求矢量滿足

$\left\{\begin{array}{c}3U^2-\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rd}-{\mathrm{\ωL}}_{s}q\<0\\ {\mathrm{\ωL}}_{s}p+\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rq}\>0\end{array}\right.---\left(6\right)$

④若

則要求矢量滿足

$\left\{\begin{array}{c}3U^2-\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rd}-{\mathrm{\ωL}}_{s}q\<0\\ {\mathrm{\ωL}}_{s}p+\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rq}\<0\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，U為三相電源相電壓有效值，u_rd和u_rq分別為各矢量在d軸和q軸上的投影值，d軸對應(yīng)有功電壓，q軸對應(yīng)無功電壓；

步驟4.2：根據(jù)S_n的情況，對步驟4.1初選的候選矢量進行二次篩選

步驟4.2.1：根據(jù)公式(8)和(9)確定不同矢量對應(yīng)的中點電流i_o，以流出為正：

i_o＝S_ao×i_a+S_bo×i_b+S_co×i_c (8)

步驟4.2.2：根據(jù)各矢量對應(yīng)的i_o的符號和實際的S_n值對初選的候選矢量進行二次篩選

若S_n＝1，保留i_o<0對應(yīng)的矢量，刪除i_o>0對應(yīng)的矢量；

若S_n＝0，保留i_o>0對應(yīng)的矢量，刪除i_o<0對應(yīng)的矢量；

步驟4.3：采用公式(10)所示的誤差目標函數(shù)f，對步驟4.2得到的矢量進行最終篩選，保留使得f最小的矢量對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)

$f={\mathrm{\&Delta;E}}_P^2+{\mathrm{\&Delta;E}}_Q^2+{\mathrm{\&Delta;E}}_N^2---\left(10\right)$

其中，ΔE_P、ΔE_Q和ΔE_N分別表示在某個開關(guān)周期開始時，若選擇步驟4.2得到的矢量，到該開關(guān)周期結(jié)束時，系統(tǒng)瞬時有功功率誤差、瞬時無功功率誤差和中點電壓誤差。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)瞬時有功功率誤差ΔE_P的計算公式如下：

ΔE_P＝ΔP_k-ΔP (11)

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;P}}_k=P^{*}-P\left(k\right)\\ \mathrm{\&Delta;}P=P(k+1)-P\left(k\right)=T_s(3U^2-\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rd}-{\mathrm{\&omega;L}}_{s}Q)/L_s\end{array}\right.---\left(12\right)$

其中，ΔP_k表示第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)瞬時有功功率誤差，P^*為系統(tǒng)的瞬時有功功率給定；P(k)為第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)的瞬時有功功率，其值等于此時將電壓電流采樣值代入式(1)計算得到的瞬時有功功率，ΔP為在第k個開關(guān)周期應(yīng)用步驟4.2得到的矢量后系統(tǒng)瞬時有功功率誤差變化值。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)瞬時無功功率誤差ΔE_Q的計算公式如下：

ΔE_Q＝ΔQ_k-ΔQ (13)

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;Q}}_k=Q^{*}-Q\left(k\right)\\ \mathrm{\&Delta;}Q=Q(k+1)-Q\left(k\right)=T_s({\mathrm{\&omega;L}}_{s}p+\sqrt{3}{\mathrm{Uu}}_{rq})/L_s\end{array}\right.---\left(14\right)$

其中，ΔQ_k表示第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)瞬時無功功率誤差，Q^*為系統(tǒng)的瞬時無功功率給定；Q(k)為第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)的瞬時無功功率，其值等于此時將電壓電流采樣值代入式(1)計算得到的瞬時無功功率，ΔQ為在第k個開關(guān)周期應(yīng)用步驟4.2得到的矢量后系統(tǒng)瞬時無功功率誤差變化值。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)中點電壓誤差ΔE_N的計算公式如下：

ΔE_N＝ΔU_nk-ΔU_n (15)

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;U}}_{nk}=U_{dc}/2-U_n\left(k\right)\\ {\mathrm{\&Delta;U}}_n=U_n(k+1)-U_n\left(k\right)=T_s{i}_o(k+1)/C-U_n\left(k\right)\end{array}\right.---\left(16\right)$

其中，ΔU_nk表示第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)中點電壓誤差，U_dc為直流側(cè)總電壓；U_n(k)為第k個開關(guān)周期初始時系統(tǒng)的中點電壓，其值等于此時采樣得到的下電容電壓，ΔU_n為在第k個開關(guān)周期應(yīng)用步驟4.2得到的矢量后系統(tǒng)中點電壓誤差變化值，i_o(k+1)為將步驟4.2得到的矢量代入式(8)、(9)得到的中點電流值，C為直流側(cè)單個電容的容值。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓型三電平SVG直接功率控制方法，其特征在于，所述步驟5中控制每相各開關(guān)器件的打開和關(guān)閉具體為：

輸出矢量表中包含三相的開關(guān)狀態(tài)，若某相輸出P狀態(tài)，則該相的自上而下的第一、第二開關(guān)管開通，第三、第四開關(guān)管關(guān)斷；若某相輸出O狀態(tài),則該相的自上而下的第二、第三開關(guān)管開通，第一、第四開關(guān)管關(guān)斷；若某相輸出N狀態(tài),則該相的自上而下的第三、第四開關(guān)管開通，第一、第二開關(guān)管關(guān)斷。