專利名稱：：Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法及實(shí)現(xiàn)裝置，屬于電能變換領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：在全球能源緊缺問題日益凸顯的今天，以風(fēng)電、太陽能發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電成為當(dāng)前解決這一問題的有效途徑。在可再生能源的利用方面，并網(wǎng)發(fā)電因其具有發(fā)電形式靈活、電能傳輸方便、便于二次轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)成為發(fā)電利用的主流。在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器采用DC-DC-AC的兩級式電能變換結(jié)構(gòu)，造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率相對較低，同時體積較大，成本較高。圍繞著適應(yīng)可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的先進(jìn)電能變換技術(shù)的研究成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。Z源逆變器是近幾年提出的一種新型逆變器拓?fù)?，它采用單級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了直流電壓和交流逆變電壓的同時控制，相對于傳統(tǒng)逆變器，顯著提高了系統(tǒng)效率；另外，逆變器上下橋臂功率器件能夠工作于直通狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的安全性。上述優(yōu)良特性使得Z源逆變器在風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等可再生發(fā)電領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。由于Z源逆變器的工作特點(diǎn)，要求調(diào)制(P麗)方法能夠產(chǎn)生直通狀態(tài)，進(jìn)而對直流電壓進(jìn)行控制。在目前應(yīng)用于Z源逆變器的P麗方法中，對于三相電路結(jié)構(gòu)，基于電壓空間矢量P麗(SVP麗)方法，通過在零矢量作用區(qū)間施加直通零矢量，只需在傳統(tǒng)SVP麗實(shí)現(xiàn)方法基礎(chǔ)上，增加相應(yīng)的軟件程序，在不影響有效輸出電壓矢量的前提下能夠同時實(shí)現(xiàn)直流電壓的控制，相對于SP麗等方法，具有明顯的優(yōu)勢。對于單相系統(tǒng)，近幾年提出的單相SVP麗(SinglePhaseSVP麗，SPSVM)方法的靈活性較高，通過合理地分割和分配各個基本電壓空間矢量的作用時間可以得到不同的調(diào)制方式，有利于開關(guān)優(yōu)化，減小開關(guān)損耗；此外，簡單的算法使其更易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)單相SVP麗方法沒有直通狀態(tài)，無法直接應(yīng)用于Z源逆變器中。在并網(wǎng)電流的控制策略方面，主要包括比例-積分控制、滯環(huán)控制以及無差拍控制策略。比例-積分控制中的積分環(huán)節(jié)會帶來相移以及穩(wěn)態(tài)誤差等問題，滯環(huán)控制具有較快的動態(tài)響應(yīng)，但傳統(tǒng)方法工作頻率不固定，為濾波器的設(shè)計(jì)帶來困難?；跓o差拍控制的電流算法是在每個開關(guān)周期末采樣逆變器輸出電流，計(jì)算逆變器調(diào)制系數(shù)，從而達(dá)到實(shí)時跟蹤參考電流的目的，特別適合于并網(wǎng)電流的瞬時控制，但傳統(tǒng)方法存在采樣延遲，因此通常結(jié)合電流、電網(wǎng)電壓的預(yù)測算法，以提高系統(tǒng)的控制性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法及其控制裝置，以克服現(xiàn)有的控制方法存在采樣延遲的缺陷。它的控制方法包括下述步驟一、在每個采樣周期的采樣時間點(diǎn)分別采集并網(wǎng)電3流和電網(wǎng)電壓信號；二、采集電網(wǎng)電壓相位，計(jì)算其正弦值，再與給定的并網(wǎng)電流幅值相乘得到與電網(wǎng)電壓同步的該采樣時間點(diǎn)并網(wǎng)電流給定信號的瞬時值；三、根據(jù)步驟一獲得的電壓、電流信號估算出下一個采樣時間點(diǎn)的并網(wǎng)電流瞬時值；四、將步驟二、步驟三的計(jì)算結(jié)果帶入并網(wǎng)逆變器的電壓方程計(jì)算出當(dāng)前采樣時間點(diǎn)的Z源逆變器輸出電壓給定值；五、采集直流電容電壓，并與直流電容電壓給定值進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器輸出為Z源逆變器直通占空比；六、將步驟四、步驟五的計(jì)算結(jié)果作為具有"直通零矢量"單相電壓空間矢量調(diào)制方法的輸入量，計(jì)算出Z源逆變器各個開關(guān)管的占空比，從而控制Z源逆變器的電壓輸出Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制裝置由并網(wǎng)電流檢測電路1、電網(wǎng)電壓檢測電路2、同步信號產(chǎn)生電路3、隔離驅(qū)動電路4、中央處理單元5和電容電壓檢測電路6組成，并網(wǎng)電流檢測電路1的信號輸出端連接中央處理單元5的一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)對并網(wǎng)電流值的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路2的輸出端連接中央處理單元5的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓信號的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路2的輸出端還與同步信號產(chǎn)生電路3的信號輸入端相連以獲得電網(wǎng)電壓同步信號，同步信號產(chǎn)生電路3的信號輸出端連接中央處理單元5的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓相位檢測，中央處理單元5的信號輸出端連接隔離驅(qū)動電路4的信號輸入端以實(shí)現(xiàn)在中央處理單元5中運(yùn)算處理后得到的調(diào)制信號通過隔離驅(qū)動電路4作用到Z源型逆變器的開關(guān)管上，電容電壓檢測電路6的信號輸出端連接中央處理單元5的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)Z源網(wǎng)絡(luò)電容兩端電壓信號的提取。本發(fā)明的方法和裝置在每個采樣周期內(nèi)，采用魯棒預(yù)測算法預(yù)測下一個周期的并網(wǎng)電流，并根據(jù)逆變器的電壓方程計(jì)算出所需的逆變電壓，從而實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)電流的無差拍控制。本發(fā)明的方法和裝置采用預(yù)測下一周期電流變化的策略來產(chǎn)生逆變器的脈寬調(diào)制信號，因此克服了現(xiàn)有的控制方法存在采樣延遲，對濾波器件參數(shù)變化的魯棒性差等缺陷。圖1為Z源并網(wǎng)逆變器電流預(yù)測無差拍控制方法的原理示意圖。圖2為Z源逆變器主電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為SPSVM各電壓矢量分布圖。圖4(a)和圖4(b)為具有直通零矢量的SPSVM優(yōu)化開關(guān)模式示意圖。圖5為本發(fā)明方法步驟一中采樣與控制時序原理圖。圖6(a)為魯棒電流預(yù)測無差拍控制算法原理框圖。圖6(b)為魯棒電流預(yù)測無差拍控制算法的簡化框圖。圖7為Z源逆變器與本發(fā)明控制裝置的連接結(jié)構(gòu)原理圖。圖8(a)和圖8(b)為Z源并網(wǎng)逆變器的控制裝置中的軟件流程圖。具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式一下面結(jié)合圖1至圖6具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式的控制方法包括下述步驟它的控制方法包括下述步驟一、在每個采樣周期的采樣時間點(diǎn)分別采集并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓信號；二、采集電網(wǎng)電壓相位，計(jì)算其正弦值，再與給定的并網(wǎng)電流幅值相乘得到與電網(wǎng)電壓同步的該采樣時間點(diǎn)并網(wǎng)電流給定信號的瞬時值；三、根據(jù)步驟一獲得的電壓、電流信號估算出下一個采樣時間點(diǎn)的并網(wǎng)電流瞬時值；四、將步驟二、步驟三的計(jì)算結(jié)果帶入并網(wǎng)逆變器的電壓方程計(jì)算出當(dāng)前采樣時間點(diǎn)的Z源逆變器輸出電壓給定值；五、采集直流電容電壓，并與直流電容電壓給定值進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器輸出為4Z源逆變器直通占空比；六、將步驟四、步驟五的計(jì)算結(jié)果作為具有"直通零矢量"單相電壓空間矢量調(diào)制方法的輸入量，計(jì)算出Z源逆變器各個開關(guān)管的占空比，從而控制Z源逆變器的電壓輸出量。Z源并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法的算法原理圖如圖1所示，Z源逆變器采用直流電容電壓和并網(wǎng)逆變電流的獨(dú)立閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。圖中Uc*為直流電容電壓給定，d'右為直通占空比，包括具有直通零矢量的SPSVM算法，直流電容電壓閉環(huán)控制算法，并網(wǎng)電賴的預(yù)測及無差拍控制算法。(—)下面分析SPSVM原理及"直通零矢量"產(chǎn)生方法按照三相電壓空間矢量的思想，逆變器輸出電壓可以看作是左、右橋臂輸出電壓的合成電壓矢量，艮卩^=["。A，R"]T(1)在圖2所示的逆變器中共有4個開關(guān)管，定義開關(guān)函數(shù)〖1導(dǎo)通關(guān)斷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，p代表上管，n代表下管。與一般單相逆變器的開關(guān)狀態(tài)不同的是，Z源逆變器多出了3個直通狀態(tài)用于升壓，其開關(guān)狀態(tài)如表1所示，其中Ue為直流電容電壓。各個狀態(tài)形成了不同的離散電壓矢量，定義如表l所示。上面兩個開關(guān)全部閉合或下面兩個開關(guān)全部閉合的非直通零矢量^、^，任一橋臂上下直通狀態(tài)的直通零矢量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>輸出電壓均不產(chǎn)生影響。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>圖3給出了各個電壓矢量的位置分布圖，定義單相逆變器的調(diào)制比為期望輸出電壓幅值Um與逆變器輸出電壓矢量模的比M，從圖3可見，M的最大值為1，即M+Sl(3)在Z源逆變器中，需要產(chǎn)生直通狀態(tài)(直通零矢量)，以實(shí)現(xiàn)電容電壓的升壓控制，由于直通狀態(tài)和傳統(tǒng)零矢量狀態(tài)均不影響輸出電壓，同時為了不影響交流側(cè)輸出合成電壓矢量的大小，將直通零矢量安排在輸出零矢量的過程。通過改變零矢量的作用時間，得到開關(guān)模式如圖4所示，可以看出，任何一個采樣周期，只有兩個開關(guān)管動作，與正常工作模式相比，并不增加開關(guān)頻率。(二)直流電容電壓閉環(huán)控制策略由圖2所示的Z源逆變器的工作原理可知，直流母線電壓是脈動的，但其在一個采樣周期中的平均值與電容電壓相等，因此通過控制直流電容電壓就可以控制直流母線電壓平均值。根據(jù)直通占空比d與升壓因子之間的關(guān)系可知，通過控制直通占空比的大小即可控制直流電容電壓，本實(shí)施例采用比例-積分的調(diào)節(jié)方式，輸入為直流電容電壓采樣值，輸出為直通占空比。(三)并網(wǎng)逆變電流閉環(huán)控制策略并網(wǎng)電流控制環(huán)應(yīng)實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)同相位，并以正弦波形運(yùn)行。其工作原理是，給定電流幅值，采集電網(wǎng)電壓相位經(jīng)過軟件鎖相環(huán)生成與電網(wǎng)電壓同相位的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，再通過無差拍控制算法產(chǎn)生逆變電壓給定。下面詳細(xì)闡述無差拍控制算法原理。對于單相并網(wǎng)逆變器，交流側(cè)電壓方程為d.z、1"1將其離散化，得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中k為采樣點(diǎn)標(biāo)號，如圖5所示，ig(k)、ig(k+l)分別為第k個和第k+l個采樣點(diǎn)的逆變電流值，u。(k)，eg，(k)分別為第[k，k+l]個周期的逆變器平均輸出電壓以及電網(wǎng)平均電壓。若希望在第(k+l)個采樣點(diǎn)的逆變電流值"(k+l)等于參考電流Uk+l)，即有"(k+l)=Uk)，帶入式(10)可計(jì)算出第[k，k+l]個周期的逆變器平均輸出電壓為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>上式即為無差拍控制的基本原理。對于數(shù)字系統(tǒng)，采樣原理如圖5所示，由數(shù)字控制芯片的工作原理可知采樣時刻與控制時刻之間存在一個采樣周期的延遲，在第k個采樣點(diǎn)計(jì)算獲得的逆變器輸出電壓在第[k+l，k+2]個周期才作用。為消除這一延遲，式(6)中的電網(wǎng)電壓以及并網(wǎng)電流值應(yīng)采用下一個周期的值，同時有ig(k+2)=i^f(k)，相應(yīng)的控制方程變?yōu)?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>即需要預(yù)測第[k+l，k+2]個周期的電網(wǎng)平均電壓"，("l)以及第(k+l)個采樣點(diǎn)的并網(wǎng)電流U"1)，對于電網(wǎng)電壓，由于采樣周期遠(yuǎn)小于電網(wǎng)頻率，采用線性化估計(jì)方法，獲得第[k+l，k+2]個周期的電網(wǎng)平均電壓估計(jì)值為^+1)=垂^W—魯^(A:-1)(8)其中eg(k_l)為第(k-1)個采樣點(diǎn)的電網(wǎng)電壓值。對于電網(wǎng)逆變電流，若仍然采用線性化估計(jì)方法，由于電感飽和等原因造成實(shí)際電感值發(fā)生變化，當(dāng)實(shí)際值與模型中的值相差2倍以上時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，為此采用一種具有較高魯棒性的電流預(yù)測方法，考慮第k個采樣點(diǎn)逆變電流實(shí)際值與預(yù)測值之間的誤差，引入濾波因子L。，其預(yù)測方程為,g("l)=(l-Z0),，+Z0/g(A:)(9)其中U^為第k個采樣點(diǎn)的并網(wǎng)電流預(yù)測值，Lm為模型中計(jì)算用的電感值，保持不變，以區(qū)別于實(shí)際電路中的電感變化值Lg。將式(8)、(9)帶入式(7)得逆變電壓表達(dá)式為W。("=w。&一1)一2("+三e(A-1)+#[~re/O+1)—(1—丄o)/g—V'g("]22"對上式進(jìn)行z變換，并繪出系統(tǒng)的閉環(huán)控制框圖如圖6(a)所示，進(jìn)一步化簡得如圖6(b)所示的控制框圖。下面進(jìn)行穩(wěn)定性分析，由圖9(b)可得電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)為^,(力=^"41￡(Z+Z0)(z-1)其閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的特征方程為P(z)=z2+(L。-l)z+L。(Lm/L-l)=0(12)由Jury穩(wěn)定判據(jù)可知，若保持系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)有'IZo(ZJ丄-l)卜lP(z=1)>0尸O=-i)>o由此可求得電感值的允許變化范圍(11)(13)(14)由上式可知，由于L。<l，Lm/L的最大允許值大于2，隨著L。的減小，電感偏差允許值可以取得很大，說明實(shí)際電感值在較大范圍內(nèi)變化時該預(yù)測算法均能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。本實(shí)施方式所具有的優(yōu)點(diǎn)是(1)從直流電源端并入電網(wǎng)的電流采用無差拍控制算法，無幅值和相位誤差，控制精度高，動態(tài)響應(yīng)快；(2)對并網(wǎng)電流進(jìn)行魯棒預(yù)測，預(yù)測結(jié)果對逆變側(cè)電感變化魯棒性較強(qiáng)，具有更寬的穩(wěn)定性裕度。(3)采用具有"直通零矢量"的單相電壓空間矢量調(diào)制方法，易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)；(4)Z源型并網(wǎng)逆變器采用一級電路實(shí)現(xiàn)了直流電壓和交流并網(wǎng)電流的同時控制，結(jié)構(gòu)更加緊湊，效率和可靠性更高。本發(fā)明進(jìn)一步提高了并網(wǎng)逆變器的性能，具有較大的實(shí)用價值。具體實(shí)施方式二下面結(jié)合圖7具體說明本實(shí)施方式。Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制裝置由并網(wǎng)電流檢測電路1、電網(wǎng)電壓檢測電路2、同步信號產(chǎn)生電路3、隔7離驅(qū)動電路4、中央處理單元5和電容電壓檢測電路6組成，并網(wǎng)電流檢測電路1的信號輸出端連接中央處理單元5的一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)對并網(wǎng)電流值的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路2的輸出端連接中央處理單元5的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓信號的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路2的輸出端還與同步信號產(chǎn)生電路3的信號輸入端相連以獲得電網(wǎng)電壓的同步信號，同步信號產(chǎn)生電路3的信號輸出端連接中央處理單元5的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓相位檢測，電容電壓檢測電路6的信號輸出端連接中央處理單元5的另外一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)Z源網(wǎng)絡(luò)電容兩端電壓信號的提取，中央處理單元5的信號輸出端連接隔離驅(qū)動電路4的信號輸入端以實(shí)現(xiàn)在中央處理單元5中運(yùn)算處理后得到的調(diào)制信號通過隔離驅(qū)動電路4作用到Z源型逆變器的開關(guān)管上。本實(shí)施方式的中央處理單元5選用型號為dsPIC40F4011的芯片。電容電壓檢測電路和電網(wǎng)電壓、并網(wǎng)電流檢測電路用于將Z源型逆變器上電容兩端電壓、電網(wǎng)電壓和電流轉(zhuǎn)化為隔離的弱電信號。同步信號產(chǎn)生電路將電網(wǎng)電壓信號轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同步的方波信號，并與dsPIC40F4011的捕獲輸入接口相連。隔離驅(qū)動電路將dsPIC40F4011輸出的P麗信號轉(zhuǎn)化為全橋逆變器中各個功率器件的驅(qū)動信號。Z源網(wǎng)絡(luò)7，全橋逆變器8及輸出濾波器9組成了功率電路用于電能變換。本實(shí)施例的所有算法均在dsPIC40F4011中實(shí)現(xiàn)，包括直流電容電壓閉環(huán)控制、并網(wǎng)電流的魯棒預(yù)測算法及其無差拍控制算法，即基于逆變器數(shù)學(xué)模型的逆變器電壓輸出計(jì)算；單相電壓空間矢量調(diào)制算法及直通零矢量的產(chǎn)生算法；電網(wǎng)相位同步模塊；與電網(wǎng)電壓同步的電流給定計(jì)算模塊。其中直流電容電壓閉環(huán)控制模塊，并網(wǎng)電流的魯棒預(yù)測算法及其無差拍控制算法，單相電壓空間矢量調(diào)制算法及直通零矢量的產(chǎn)生算法以及與電網(wǎng)電壓同步的電流給定計(jì)算模塊均在定時器中斷子程序中實(shí)現(xiàn)，其軟件流程圖如圖8(a)所示。捕獲中斷子程序(圖8(b))中負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)相位的同步模塊。其工作流程是，在捕獲中斷子程序中對電網(wǎng)電壓角度進(jìn)行強(qiáng)制同步，即在上升沿中斷時角度為0度，而在下降沿中斷時角度為180度。在定時器中斷子程序中，首先對直流電容電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，進(jìn)行閉環(huán)控制獲得直通占空比，并用于更新死區(qū)寄存器，以輸出直通狀態(tài)。對電網(wǎng)角度進(jìn)行累加，并計(jì)算其正弦值已獲得與電網(wǎng)電壓同步的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，再乘以電流幅值給定值即獲得并網(wǎng)電流給定值；對并網(wǎng)電流、電網(wǎng)電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，再根據(jù)式(10)計(jì)算逆變電壓，然后經(jīng)過SPSVM算法獲得各個功率器件的占空比，由此完成了整個系統(tǒng)的控制過程。權(quán)利要求Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法，其特征在于它的控制方法包括下述步驟一、在每個采樣周期的采樣時間點(diǎn)分別采集并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓信號；二、采集電網(wǎng)電壓相位，計(jì)算其正弦值，再與給定的并網(wǎng)電流幅值相乘得到與電網(wǎng)電壓同步的該采樣時間點(diǎn)并網(wǎng)電流給定信號的瞬時值；三、根據(jù)步驟一獲得的電壓、電流信號估算出下一個采樣時間點(diǎn)的并網(wǎng)電流瞬時值；四、將步驟二、步驟三的計(jì)算結(jié)果帶入并網(wǎng)逆變器的電壓方程計(jì)算出當(dāng)前采樣時間點(diǎn)的Z源逆變器輸出電壓給定值；五、采集直流電容電壓，并與直流電容電壓給定值進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器輸出為Z源逆變器直通占空比；六、將步驟四、步驟五的計(jì)算結(jié)果作為具有“直通零矢量”單相電壓空間矢量調(diào)制方法的輸入量，計(jì)算出Z源逆變器各個開關(guān)管的占空比，從而控制Z源逆變器的電壓輸出量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法，其特征在于在步驟六SVP麗調(diào)制方法中加入使Z源逆變器的左橋臂或右橋臂直通的開關(guān)管控制策略，且同一橋臂上的兩個開關(guān)管同時導(dǎo)通的時刻發(fā)生在開關(guān)管即將關(guān)閉之前。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法，其特征在于采集Z源逆變器的Z源網(wǎng)絡(luò)電容兩端的電壓(U》，把電壓(Uc)與給定電壓值(U。進(jìn)行比較，比較后的結(jié)果來決定同一橋臂上的兩個開關(guān)管同時導(dǎo)通的時間長度。4.基于權(quán)利要求1所述的Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法的Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制裝置，其特征在于它由并網(wǎng)電流檢測電路(1)、電網(wǎng)電壓檢測電路(2)、同步信號產(chǎn)生電路(3)、隔離驅(qū)動電路(4)、中央處理單元(5)和電容電壓檢測電路(6)組成，并網(wǎng)電流檢測電路(1)的信號輸出端連接中央處理單元(5)的一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)對并網(wǎng)電流值的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路(2)的輸出端連接中央處理單元(5)的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓信號的采樣，電網(wǎng)電壓檢測電路(2)的輸出端還與同步信號產(chǎn)生電路(3)的信號輸入端相連以獲得電網(wǎng)電壓同步信號，同步信號產(chǎn)生電路(3)的信號輸出端連接中央處理單元(5)的另一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓相位檢測，電容電壓檢測電路(6)的信號輸出端連接中央處理單元(5)的另外一個信號輸入端以實(shí)現(xiàn)Z源網(wǎng)絡(luò)電容兩端電壓信號的提取，中央處理單元(5)的信號輸出端連接隔離驅(qū)動電路(4)的信號輸入端以實(shí)現(xiàn)在中央處理單元(5)中運(yùn)算處理后得到的調(diào)制信號通過隔離驅(qū)動電路(4)作用到Z源型逆變器的開關(guān)管上。全文摘要Z源型并網(wǎng)逆變器的電流預(yù)測無差拍控制方法及其控制裝置，屬于電能變換領(lǐng)域。用于并網(wǎng)發(fā)電。它克服了現(xiàn)有的控制方法存在采樣延遲的缺陷。在每個采樣周期內(nèi)，采用魯棒預(yù)測算法預(yù)測下一個周期的并網(wǎng)電流，并根據(jù)逆變器的電壓方程計(jì)算出所需的逆變電壓，以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的無差拍控制，以及具有“直通零矢量”的單相電壓空間矢量調(diào)制方法用于產(chǎn)生直通狀態(tài)和逆變電壓的脈寬調(diào)制波形，以實(shí)現(xiàn)對直流電容電壓和并網(wǎng)逆變電壓的控制。實(shí)現(xiàn)裝置包括中央處理單元，同步信號產(chǎn)生電路，電壓、電流檢測電路，隔離驅(qū)動電路。本發(fā)明具有控制精度高、易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、對逆變側(cè)電感參數(shù)變化魯棒性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號H02M7/537GK101710797SQ20091007336公開日2010年5月19日申請日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日發(fā)明者修永文,吳鳳江,孫光亞,孫力,孫立志,王有琨,趙克申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)