(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211396230.5 (22)申请日 2022.11.09 (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成 都市武侯区一环路 南一段24号 (72)发明人 冷敏瑞　赵忠涛　周群　印月　 刘雪山　 (74)专利代理 机构 成都禾创知家知识产权代理 有限公司 51284 专利代理师 刘凯 (51)Int.Cl. H02J 3/36(2006.01) H02M 7/48(2007.01) H02M 7/5387(2007.01) G05B 13/04(2006.01)G06F 17/12(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种提高直流微电网稳定性的逆变器模型 预测控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种提高直流微电网稳定性 的逆变器模 型预测控制方法， 属于电力电子变换 器模型预测控制技术领域。 提出了一种无电流传 感器的改进预测模型， 将目标函数进行分离， 并 对目标函数的每个部分进行顺序评估， 避免使用 权重因子， 最终得到最优开关管状态。 本发明提 出的控制方法减小了系统尺寸和成本， 该方法通 过简单、 经济的方式， 可 以有效地镇定直流微电 网， 同时满足交流侧电压小过冲、 快速、 平稳响应 的动态性能； 解决了传统直流微电网稳定方案系 统体积大、 硬件成本高、 系统控制精度和可控性 不高、 权重因子计算量大的问题。 权利要求书4页 说明书11页 附图15页 CN 115459335 A 2022.12.09 CN 115459335 A 1.一种提高直流微电网稳定性的逆变器模型预测控制方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 采样 k时刻逆变器交流侧的三相电容电压 vCa，vCb，vCc和直流电压 vdc， 对交流侧三 相电容电压 vCa，vCb和vCc进行Clark坐标变换， 得到 α β坐标系下的三相电容电压 ； 同 时， 设置k时刻的直 流电压参 考值 和α β坐标系下的三相电容电压参 考值 ； 步骤2： 通过交流侧电容电流观察器估计电容电流， 完成电容电流预测； 步骤3： 通过交流侧电容电压预测模块完成电容电压的预测； 步骤4： 通过直 流电压预测模块完成直 流电压的预测； 步骤5： 避免使用权重因子， 将目标函数进行分离， 并对分离后目标函数的每个部分进 行顺序评估， 评估得到最优电压 矢量； 步骤6： 将最优电压 矢量通过脉冲生成模块 转化为相应的脉冲信号， 驱动开关管。 2.根据权利要求1所述的一种提高直流微电网稳定性的逆变器模型预测控制方法， 其 特征在于， 所述 步骤2的具体步骤如下： 引入全阶观测器估算电容电流 值 ， 观测器的离 散时间方程式为： （1） 式中， 和 分别为k+1时刻和 k时刻的电容器电压估计值； 和 分别为k+1时刻和 k时刻的电容电流估计值； 为逆 变器k时刻的输出电压； 为k时刻的三相电容电压采样值； 为k时刻的 三相电容电流 值； ， ， 其中，N为观察器的增益矩阵， Φ为状态空间方程的状态转移矩阵； Ts为采样周期， C为交 流侧电容 值；L为交流侧电感值； Γ为中间量； k+1时刻的电容电流估计值 为： （2） 采用两步预测策略， 补偿下一个采样瞬间的一步控制延迟， 得到 k+2时刻的电容电流估 计值 为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115459335 A 2（3） 其中， 为k+1时刻逆变器的输出电压， 为k+1时刻的三相 电容电压预测值。 3.根据权利要求2所述的一种提高直流微电网稳定性的逆变器模型预测控制方法， 其 特征在于， 所述 步骤3的具体步骤如下： 通过零阶保持离 散化方法， 得到交流侧的离 散时间模型： （4） 式中， 为k+1时刻交流侧电感电流预测值， 为k时刻的交流侧 电感电流 值； 为k时刻的交流侧输出电流 值； ， ， ， ； 其中，A、B、A1、B1、a11、a12、a21、a22、b11、 b12、b21、b22为中间变量， 无特殊意义， 将 A1和B1代入 公式能够计算得到 A和B，A和B的公式取自状态空间方程的解； τ 为表示时间的积分变量；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115459335 A 3