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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，包括以下步骤：通过滑模控制计算出功率参考值Pref，同时采用预设的方法预测出下一个时刻的功率；根据预设的代价函数找出最优虚拟开关矢量所在的小扇区；根据平衡中点电压的代价函数确定开关矢量的作用顺序及对应矢量的作用时间；最后根据找出的最优开关状态对T型三电平整流器的各个开关器件进行控制。本发明公开的预测控制方法至少具有如下有益效果：代价函数不需要权重因子，减少了计算负担；滑模控制加快了系统的动态响应速度；选择三个矢量来控制可以减小电流纹波、降低交流电流谐波、平衡中点电压，提高了维持中点电压平衡的能力，有效改善了电网侧的电能质量。

主权项：1.一种基于滑模控制的T型整流器三矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述预测控制方法包括以下步骤：S1、以一定的时间间隔采集直流侧的电流Idc、直流侧的两个电容电压U1、U2，交流侧电压eabc和电流iabc，并通过滑模控制计算出有功功率参考值Pref，同时采用模型预测方法预测出下一个时刻各扇区中心矢量对应的有功和无功功率；S2、根据扇区中心矢量的代价函数找出最优虚拟开关矢量所在的小扇区；S3、根据平衡中点电压的代价函数确定三个开关矢量的作用顺序及对应的作用时间；S4、根据找出的最优开关状态对T型三电平整流器的各个开关器件进行控制；其中，所述步骤S1中，通过滑模控制计算有功功率参考值，其中，滑模面表达式如下： 式中，s为滑模面，Uref是输出电压的给定值，Udc是输出电压的值，k1、k2为实现输出电压跟随输出电压的给定值功能的第一、第二滑模系数；有功功率参考值表达式如下： 其中，Pref是有功功率参考值，C为直流侧的电容值；所述步骤S1中用模型预测方法预测出下一个时刻各扇区中心矢量对应的有功和无功功率的过程如下：有功功率预测和无功功率预测的表达式如下： 式中，、分别是第i个扇区中心矢量的有功功率和无功功率的预测值，Pk、Qk分别是有功功率和无功功率k时刻的实际值，、分别是第i个扇区中心矢量的有功功率和无功功率的功率变化率，Ts是采样时间；所述扇区中心矢量的代价函数的表达式如下： 式中，、是第i个扇区中心矢量u在α、β轴上的分量，、是电压参考值Uref在α、β轴上的分量，、是电网电压在α、β轴上的分量，是电网侧滤波电感的值，是采样时间；所述开关矢量对应的作用时间的计算表达式如下： 式中，t1、t2、t3分别为三个矢量的作用时间，、、分别为三个矢量在k-1时刻的无功功率的变化率，、、分别为三个矢量在k-1时刻的有功功率的变化率，、，Pk、Qk分别是有功功率和无功功率k时刻的实际值，是采样时间，Pref、Qref分别是有功功率和无功功率的参考值；所述平衡中点电压的代价函数表达式如下： 式中，为每个矢量的每相开关管的状态，、、分别是第j个矢量的a、b、c三相的开关管的状态，为电网侧线电流，、、分别是a、b、c三相的线电流，tj为每个开关矢量的作用时间，C是直流侧的电容值，为k时刻的直流侧上、下电容电压的差值，。

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