一种多电平逆变器多目标预测控制方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114285074A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111573323.6(22)申请日2021.12.21(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人张承慧刘畅邢相洋(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人董雪(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/01(2006.01)H02M7/537(2006.01)H02M1/088(2006.01)H02M1/12(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图8页(54)发明名称一种多电平逆变器多目标预测控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种多电平逆变器多目标预测控制方法及系统，包括：从多电平逆变器空间电压矢量中选取共模电压为零的矢量作为候选矢量，并按照双矢量原则重新划分，建立新的空间矢量图；构建不含有权重因子的价值函数；将所述候选矢量按照零矢量、小矢量、中矢量和大矢量进行分类，将每一个中矢量带入所述价值函数中，确定每一个中矢量对应的候选大扇区；在每一个候选大扇区中确定出候选双矢量，基于减小开关损耗的原则，对双矢量进行排序；确定所述双矢量的占空比以及每一个矢量对应的开关序列，从而实现对多电平逆变器的驱动控制。本发明可以同时实现消除漏电流，提高电能质量，固定开关频率以及降低开关损耗等多目标控制。CN114285074ACN114285074A权利要求书1/2页1.一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，包括：从多电平逆变器空间电压矢量中选取共模电压为零的矢量作为候选矢量，并按照双矢量原则重新划分，建立新的空间矢量图；构建不含有权重因子的价值函数；将所述候选矢量按照零矢量、小矢量、中矢量和大矢量进行分类，将每一个中矢量带入所述价值函数中，确定每一个中矢量对应的候选大扇区；在每一个候选大扇区中确定出候选双矢量，基于减小开关损耗的原则，对双矢量进行排序；确定所述双矢量的占空比以及每一个矢量对应的开关序列，从而实现对多电平逆变器的驱动控制。2.如权利要求1所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，所述构建不含有权重因子的价值函数，具体包括：根据当前时刻电网侧电压值和输出电流值，预测得到下一时刻的输出电压值，基于所述下一时刻的输出电压值经过坐标变换后的坐标值与候选矢量在空间矢量图中的坐标值，构建不含有权重因子的价值函数。3.如权利要求1所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，在每一个候选大扇区中确定出候选双矢量，具体包括：将每一个候选大扇区的矢量分别带入到所述价值函数中，确定出候选六边形扇区；将候选六边形扇区中的相邻矢量两两相加，确定出候选菱形扇区，每一个菱形扇区对应的两个矢量作为候选双矢量。4.如权利要求1所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，基于减小开关损耗的原则，对双矢量进行排序；具体包括：所述双矢量能够形成三段式序列；若双矢量中包含一个小矢量，则以小矢量作为三段式序列的开头和结尾；若双矢量中包含一个中矢量，则以中矢量作为三段式序列的开头和结尾；若双矢量都是小矢量，则以所在大扇区的小矢量作为三段式序列的开头与结尾。5.如权利要求1所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，确定所述双矢量中每一个矢量对应的开关序列，以控制中点电压的平衡与悬浮电容电压的平衡；具体包括：分别建立中点电压平衡方程和悬浮电容电压平衡方程；根据中点电压平衡方程或者悬浮电容电压平衡方程是否大于零，在设定的开关序列中选定其中一个开关序列。6.如权利要求5所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，先控制悬浮电容电压达到平衡，然后再控制中点电位电压的平衡。7.如权利要求1所述的一种多电平逆变器多目标预测控制方法，其特征在于，确定所述双矢量的占空比，具体包括：基于两个矢量的价值函数，确定两个矢量的占空比；所述价值函数与占空比成反比。8.一种多电平逆变器多目标预测控制系统，其特征在于，包括：空间矢量图构建模块，用于从多电平逆变器空间电压矢量中选取共模电压为零的矢量作为候选矢量，并按照双矢量原则重新划分，建立新的空间矢量图；2CN114285074A权利要求书2/2页候选大扇区确定模块，用于构建不含有权重因子的价值函数；将所述候选矢量按照零矢量、小矢量、中矢量和大矢量进行分类，将每一个中矢量带入所述价值函数中，确定每一个中矢量对应的候选大扇区；候选双矢量确定模块，用于在每一个候选大扇区中确定出候选双矢量，基于减小开关损耗的原则，对双矢量进行排序；多电平逆变器驱动控制模块，用于确定所述双矢量的占空比以及每一个矢量对应的开关序列，从而实现对多电平逆变器的驱动控