[0033] 步骤1:在每一个控制周期中,采样直流侧输出电压udc,将参考电压ud*c与实际电压udc的差值eu输入电压PI控制器,根据公式(1)获得网侧电流参考值id1*/id2*:
[0035] 式中,kp和ki分别为电压PI控制器的比例增益和积分增益,s为复变量,K为电流分配系数,且0
[0036] 步骤2:采样网侧三相电压eabc,通过锁相环模块得到相位角θ与整流器网侧d/q轴电压ed/eq,采样VSR1与VSR2交流侧输入电流iabc1与iabc2,通过PARK变换计算电流dq轴分量id1/iq1与id2/iq2。
[0037] 步骤3:将7个虚拟矢量分别代入预测模型,在线计算下一时刻输入电流dq轴分量id1(k+1)/iq1(k+1)与id2(k+1)/iq2(k+1)。
[0038] 其中,7个虚拟矢量包括一个虚拟零矢量[0.5 0.5 0.5]和6个虚拟非零矢量[1 0.5 0],[0.5 1 0],[0 1 0.5],[0 0.5 1],[0.5 0 1],[1 0 0.5]。如图2所示,虚拟零矢量[0.5 0.5 0.5]由两个零电压矢量[0 0 0]和[1 1 1]合成得到,虚拟非零矢量[1 0.5 0]由两个非零电压矢量[1 0 0]和[1 1 0]合成得到,虚拟非零矢量[0.5 1 0]由两个非零电压矢量[1 1 0]和[0 1 0]合成得到,虚拟非零矢量[0 1 0.5]由两个非零电压矢量[0 1 0]和[0 1 1]合成得到,虚拟非零矢量[0 0.5 1]由两个非零电压矢量[0 1 1]和[0 0 1]合成得到,虚拟非零矢量[0.5 0 1]由两个非零电压矢量[0 0 1]和[1 0 1]合成得到,虚拟非零矢量[1 0 0.5]由两个非零电压矢量[1 0 1]和[1 0 0]合成得到。上述用于合成虚拟矢量的两个电压矢量在一个控制周期Ts中各作用0.5Ts,并且,1,0.5与0即代表占空比为100%,
50%与0%。
[0039] 下一时刻输入电流dq轴分量id1(k+1)/iq1(k+1)与id2(k+1)/iq2(k+1)计算方法为:将ed/eq,id1/iq1、id2/iq2输入如式(2)所示的预测模型得到;
[0040]
[0041] 式中,Ts为采样周期,ω为网侧电压相角频率,L1为VSR1滤波电感值,R1为VSR1滤波电感内阻,L2为VSR2滤波电感值,R2为VSR2滤波电感内阻,ud1(k)/uq1(k)为应用于VSR1的虚拟电压矢量在dq坐标系下分量,ud2(k)/uq2(k)为应用于VSR2的虚拟矢量在dq坐标系下分量。
[0042] 步骤4:根据控制目标构建价值函数g1与g2:
[0043]
[0044]
[0045] 通过价值函数最小化模块优化价值函数g1与g2,将使得价值函数最小的虚拟矢量对应的三相桥臂占空比送入VSR1与VSR2的三相桥臂,进而获得期望的开关序列,控制并联PWM整流器网侧电流跟踪参考值。
[0046] 本发明采用基于虚拟矢量的模型预测控制方法可以有效抑制由于并联模块之间硬件参数或是控制效果差异而产生的零序环流。具体的:
[0047] 定义环流正方向为由VSR1流向VSR2,根据基尔霍夫电压定律列写环流回路基本电压方程:
[0048]
[0049] 式中,iz为零序环流,dj1与dj2(j=a,b,c)分别为VSR1与VSR2三相桥臂的占空比。
[0050] 根据本发明中对虚拟矢量的定义,dj1与dj2仅有100%,50%与0%三种情况,并且任意两个虚拟矢量的组合皆满足如下关系:
[0051]
[0052] 再结合式(3)所示环流的数学模型,显然可以得到如下结论:采用基于虚拟矢量的模型预测控制可以在任意控制周期内保证零序环流的平均值为0,进而有效抑制零序环流。
[0053] 当L1=2mH,L2=5mH,且电流分配系数K=0.5时,实施本发明公开的基于虚拟矢量的并联PWM整流器环流抑制方法,网侧A相电压电网,VSR1交流电流ia1,VSR1交流电流ia2,网侧输入电流ia以及环流iz波形如图3所示,可以看出,当硬件参数存在不平衡时,网侧电压与电流基本同相位,系统运行于单位功率因数状态,并且,零序环流基本为0,得到了良好的抑制。
[0054] 当L1=L2=5mH,且电流分配系数K=0.3时,实施本发明公开的基于虚拟矢量的并联PWM整流器环流抑制方法,网侧A相电压电网,VSR1交流电流ia1,VSR1交流电流ia2,网侧输入电流ia以及环流iz波形如图4所示,可以看出,当并联整流器功率要求不平衡时,网侧电压与电流仍然同相位,系统运行于单位功率因数状态,零序环流获得了良好的抑制效果。
[0055] 当L1=2mH,L2=5mH,且电流分配系数K=0.3时,实施本发明公开的基于虚拟矢量的并联PWM整流器环流抑制方法,网侧A相电压电网,VSR1交流电流ia1,VSR1交流电流ia2,网侧输入电流ia以及环流iz波形如图5所示,可以看出,即使硬件参数与并联整流器功率要求都存在不平衡,系统同样可以运行于单位功率因数状态且零序环流抑制为0,验证了所公开的环流抑制方法的有效性。
[0056] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。