了 T型三電 平單相并網(wǎng)逆變器的控制過程,從而提高了控制靈活度。
[0116] 最后,還需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將 一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作 之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體 意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括 那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或 者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句"包括一個……"限定的要素,并 不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0117] 以上對本發(fā)明所提供的一種T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法及系統(tǒng)進(jìn)行 了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述,以上實施例 的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想;同時,對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員, 依據(jù)本發(fā)明的思想,在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi) 容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征在于,應(yīng)用于T型三電平單相并 網(wǎng)逆變器,所述逆變器包括功率開關(guān)管集,所述功率開關(guān)管集包括位于a相橋臂的第一功 率開關(guān)管組和位于b相橋臂的第二功率開關(guān)管組,每一功率開關(guān)管組均包括四個功率開關(guān) 管;其中,所述功率開關(guān)管集可形成九種開關(guān)狀態(tài);所述方法包括: 獲取當(dāng)前時刻的電網(wǎng)電壓、逆變器輸出電流和直流母線電壓,其中,所述逆變器輸出電 流為所述a相橋臂或所述b相橋臂的輸出電流,所述直流母線電壓包括正母線電壓和負(fù)母 線電壓; 利用所述電網(wǎng)電壓和所述逆變器輸出電流,計算當(dāng)前時刻下所述逆變器的參考輸出電 壓; 利用所述參考輸出電壓、所述逆變器輸出電流、當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種 開關(guān)狀態(tài),分別計算每一種開關(guān)狀態(tài)下預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,相應(yīng)的得到九個目標(biāo) 函數(shù)值;所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)為預(yù)先確定的用于計算中性點(diǎn)電壓偏離程度的函數(shù); 將所述九個目標(biāo)函數(shù)值中數(shù)值最小的一個目標(biāo)函數(shù)值作為最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,并根據(jù)該 最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,確定下一時刻最優(yōu)的直流母線電壓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征在于,所述利 用所述電網(wǎng)電壓和所述逆變器輸出電流,計算當(dāng)前時刻下所述逆變器的參考輸出電壓的過 程具體包括: 利用線性插值法,對當(dāng)前時刻和歷史時刻下所述逆變器的參考輸出電流進(jìn)行插值運(yùn) 算,得到下一時刻所述逆變器的參考輸出電流,其中,所述逆變器的參考輸出電流為所述a 相橋臂或所述b相橋臂的參考輸出電流; 利用所述電網(wǎng)電壓、所述逆變器輸出電流和下一時刻所述逆變器的參考輸出電流,計 算得到所述參考輸出電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征在于,所述利 用所述參考輸出電壓、所述逆變器輸出電流、當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種開關(guān)狀 態(tài),分別計算每一種開關(guān)狀態(tài)下預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,相應(yīng)的得到九個目標(biāo)函數(shù)值 的過程包括: 利用當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種開關(guān)狀態(tài),分別計算當(dāng)前時刻下所述逆變器 每一種開關(guān)狀態(tài)所對應(yīng)的輸出電壓,相應(yīng)地得到九個輸出電壓值; 利用所述逆變器輸出電流、當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種開關(guān)狀態(tài),分別計算 下一時刻所述逆變器每一種開關(guān)狀態(tài)所對應(yīng)的直流母線電壓,相應(yīng)地得到九組直流母線電 壓值,其中,一組直流母線電壓值包括一個正母線電壓值和一個負(fù)母線電壓值; 利用所述參考輸出電壓、所述九個輸出電壓值和所述九組直流母線電壓值,分別計算 每一種開關(guān)狀態(tài)下所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,相應(yīng)的得到所述九個目標(biāo)函數(shù)值;其 中所述九個目標(biāo)函數(shù)值與所述九組直流母線電壓值一一對應(yīng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征在于,所述根 據(jù)該最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,確定下一時刻最優(yōu)的直流母線電壓的過程包括: 將與該最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值所對應(yīng)的一組直流母線電壓值確定為下一時刻最優(yōu)的直流母 線電壓的電壓值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征 在于,所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)為:其中,=?綱為所述參考輸出電壓,uab(k)表不所述輸出電壓值、Vp(k+1)表不下一時刻 的正母線電壓值,Vn(k+1)表示下一時刻的負(fù)母線電壓值,入為中性點(diǎn)電壓平衡權(quán)重系數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法,其特征在于,入』勺 取值為0.3。7. -種T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng),其特征在于,應(yīng)用于T型三電平單相并 網(wǎng)逆變器,所述逆變器包括功率開關(guān)管集,所述功率開關(guān)管集包括位于a相橋臂的第一功 率開關(guān)管組和位于b相橋臂的第二功率開關(guān)管組,每一功率開關(guān)管組均包括四個功率開關(guān) 管;其中,所述功率開關(guān)管集可形成九種開關(guān)狀態(tài);所述系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)獲取模塊,用于獲取當(dāng)前時刻的電網(wǎng)電壓、逆變器輸出電流和直流母線電壓,其 中,所述逆變器輸出電流為所述a相橋臂或所述b相橋臂的輸出電流; 第一計算模塊,用于利用所述電網(wǎng)電壓和所述逆變器輸出電流,計算當(dāng)前時刻下所述 逆變器的參考輸出電壓; 第二計算模塊,用于利用所述參考輸出電壓、所述逆變器輸出電流、當(dāng)前時刻的直流母 線電壓和所述九種開關(guān)狀態(tài),分別計算每一種開關(guān)狀態(tài)下預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,相 應(yīng)的得到九個目標(biāo)函數(shù)值;所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)為預(yù)先確定的用于計算中性點(diǎn)電壓偏離 程度的函數(shù); 電壓確定模塊,用于將所述九個目標(biāo)函數(shù)值中數(shù)值最小的一個目標(biāo)函數(shù)值作為最優(yōu)目 標(biāo)函數(shù)值,并根據(jù)該最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,確定下一時刻最優(yōu)的直流母線電壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng),其特征在于,所述第 一計算模塊包括: 第一計算單元,用于利用線性插值法,對當(dāng)前時刻和歷史時刻下所述逆變器的參考輸 出電流進(jìn)行插值運(yùn)算,得到下一時刻所述逆變器的參考輸出電流,其中,所述逆變器的參考 輸出電流為所述a相橋臂或所述b相橋臂的參考輸出電流; 第二計算單元,用于利用所述電網(wǎng)電壓、所述逆變器輸出電流和下一時刻所述逆變器 的參考輸出電流,計算得到所述參考輸出電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng),其特征在于,所述第 二計算模塊包括: 第三計算單元,用于利用當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種開關(guān)狀態(tài),分別計算當(dāng) 前時刻下所述逆變器每一種開關(guān)狀態(tài)所對應(yīng)的輸出電壓,相應(yīng)地得到九個輸出電壓值; 第四計算單元,用于利用所述逆變器輸出電流、當(dāng)前時刻的直流母線電壓和所述九種 開關(guān)狀態(tài),分別計算下一時刻所述逆變器每一種開關(guān)狀態(tài)所對應(yīng)的直流母線電壓,相應(yīng)地 得到九組直流母線電壓值; 第五計算單元,用于利用所述參考輸出電壓、所述九個輸出電壓值和所述九組直流母 線電壓值,分別計算每一種開關(guān)狀態(tài)下所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,相應(yīng)的得到所述 九個目標(biāo)函數(shù)值;其中所述九個目標(biāo)函數(shù)值與所述九組直流母線電壓值一一對應(yīng)。10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項所述的T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng),其特征 在于,所述預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)為:其中,⑷為所述參考輸出電壓,uab(k)表不所述輸出電壓值、Vp(k+1)表不下一時刻 的正母線電壓值,Vn(k+1)表示下一時刻的負(fù)母線電壓值,入為中性點(diǎn)電壓平衡權(quán)重系數(shù)。
【專利摘要】本申請公開了一種T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制方法及系統(tǒng),該方法包括:獲取當(dāng)前時刻的電網(wǎng)電壓、逆變器輸出電流和直流母線電壓;計算當(dāng)前時刻下逆變器的參考輸出電壓;計算每一種開關(guān)狀態(tài)下預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值,將得到的九個目標(biāo)函數(shù)值中數(shù)值最小的一個目標(biāo)函數(shù)值作為最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,并根據(jù)該最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值,確定下一時刻最優(yōu)的直流母線電壓。本申請在構(gòu)建了預(yù)設(shè)控制目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上,通過有限的開關(guān)狀態(tài)模型,進(jìn)而實現(xiàn)了對下一時刻直流母線電壓的預(yù)測控制,由此便可實現(xiàn)對逆變器有功功率、無功功率和中性點(diǎn)電壓平衡控制,而無需利用復(fù)雜的PWM控制和電流閉內(nèi)環(huán),從而簡化了T型三電平單相并網(wǎng)逆變器的控制過程。
【IPC分類】H02J3/38
【公開號】CN105048508
【申請?zhí)枴緾N201510566210
【發(fā)明人】楊勇, 樊明迪, 何立群, 謝門喜, 朱忠奎
【申請人】蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年9月8日