本发明属于三电平变流器控制策略领域，具体涉及一种基于模型预测控制改进的三电平变流器中性点电位平衡控制策略。
背景技术：
：：1、目前通过采取控制策略的方式来解决此问题方法主要有两种：一是基于空间矢量调制（space vector pulse width modulation，svpwm）控制的矢量调节，二是基于载波调制（sine pulse width modulation，spwm）控制的零序电压注入。其本质都是改变冗余小矢量的作用时间实现中点电位的平衡控制。基于 svpwm 的中点电压平衡控制策略，控制复杂，计算量大，不便于控制。基于载波调制 spwm 控制的零序电压注入易于实现。传统的有限集模型预测控制（finite control set model predictive control，fcs-mpc）策略中，电压矢量枚举会导致高且冗余的计算负荷，增加了微处理器的计算负担；权重因子的繁琐整定增加了控制器设计的复杂性，且权重因子仅适用于特定工况，难以处理不同复杂工况；单矢量输出模式不能充分考虑电流跟踪和 np 电位平衡，导致电流纹波和 np 电位偏差。2、本专利改进 fsc-mpc 的加入，解决了传统电压矢量枚举算法的冗余的计算负荷，降低了处理器的计算负担；消除了权重因子的繁琐整定过程，在不考虑权重因子的情况下确定 np 电位平衡的最优矢量，降低了控制器的复杂度；充分考虑了 np 电位平衡性能，在解决中性点电位平衡的同时，可以提高系统整体的稳定性，提前对不稳定状况做出响应，以应对各种波动。技术实现思路1、为了解决上述的一系列问题，本发明提供了一种基于模型预测控制改进的三电平变流器中性点电位平衡控制策略，用来提升三电平变流器np电位平衡能力。2、本发明涉及的三电平变流器系统结构如附图1所示。3、本发明的特征在于，当系统运行时，三电平变流器的np电位由于不同电压矢量、不同开关状态的组合会对直流母线的两组串联电容电压造成不同的影响而产生电势差，这就产生了np电位的不平衡，故使用基于零序注入的中点电压控制方法来平衡中性点电压，在调制波中注入零序分量不会影响逆变器的输出电流。通过注入一个经过计算的零序分量，可以实现等效对称七段式svpwm。4、（1）首先基于 fsc-mpc 预测直流侧上下两电容电压差，通过该电压差计算出完全平衡中点电位所需要的理想平均充电电流和中性点电流偏差。通过理想平均充电电流计算得出需要注入的理想零序电压。5、三相对称调制电压、、表示如下：6、7、式中：为基波角频率；为相电压幅值。8、以三相三线制对称系统为例，系统输出电压即指令值不会因为调制波的改变而产生变化，令零序电压注入后的三相调制电压、、表示为：9、 10、三相电流、、可以表示为：11、 12、式中：为功率因数角；为电流幅值。13、三电平变流器的每相桥臂输出如图 1 的 a 对于中点 n 有 3 种输出状态：14、15、对于三相桥臂中的任何一相桥臂，当时，也就是说当该相输出零电平时，则输出电流会从中点 n 流经钳位二极管和功率管流向网侧。由此可知，中点电流的值可以用下式来表示：16、17、因为系统是三相对称的，而三相对称电流的和恒为零，即恒成立。整理后中点电流瞬时值表示如下：18、19、对于 pwm 控制来说，本质上开关状态的输出与三相调制电压是等效的。20、根据式 (6) 可知，中点电流表达式如下：21、22、定义符号函数的表达式如下：23、24、将式 (2) 代入式 (7) ，于是得到中点电流为：25、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>np</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>ra</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>ra1</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>a</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rb</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rb1</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>b</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rc</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rc1</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>c</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>0</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>ra</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>a</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rb</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>b</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>rc</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>·</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>c</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle></mtd></mtr></mtable></mstyle>26、分析可知，导致中点电位波动的根本原因是中点电流对直流侧电容的充放电。因此要抑制中点电位波动关键在于能否控制中点电流。根据式 (9) 令中点电流为 0，那么零序注入电压为：27、28、由式 (10) 可知，零序电压受a、b、c相的电流、调制电压以及调制电压的正负符号的影响。29、（2）其次，根据电流误差从三相电流中确定最接近理想平均充电电流的最优实际平均充电电流。30、传统的fcs-mpc控制策略流程如下：31、基于图1所示的主电路结构。其在坐标系下的系统方程表示为：32、33、34、式中：是逆变器输出电压矢量；是逆变器输出电流矢量；是电网电压矢量。、为交流侧电感及其内阻，、 ()为直流侧上下电容, 为电容电压偏差, 为电容 np电流。35、假设控制器的采样时间是，利用前向欧拉公式对公式(11)、（12）进行离散化，可得时刻的电流预测表达式为：36、37、38、其中，为预测电流的轴、轴分量，为电压矢量的轴、轴分量，为预测电容电压偏差，为采样周期。39、其次，由预测电容电压偏差的平方值与预测电流与目标电流的绝对误差值构造代价函数，表示为：40、41、第三，采用向量枚举算法，从27个基本向量中搜索最优向量，通过最小化代价函数(15)确定最优向量，表示为：42、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>o</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>∈</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>…</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>7</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle></mstyle>43、其中为最优电压矢量，<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>min</mi><mi>g</mi><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>(</mi><msub><mi>v</mi><mi>m</mi></msub><mi>)]</mi></mstyle>为最小代价函数对应的电压矢量下标函数。44、在静止坐标系下，由变换器开关状态决定的电压矢量表示为：45、46、式中分别为a、b、c相的开关状态，为直流侧电压。27个基本电压矢量的位置和开关状态如图2所示，其中为大矢量，为中矢量，为小矢量，为零矢量。47、针对传统 fcs-mpc 的电压矢量枚举会导致高且冗余的计算负荷，增加了微处理器的计算负担；权重因子的繁琐整定增加了控制器设计的复杂性，且权重因子仅适用于特定工况，难以处理不同工况；单矢量输出模式不能充分考虑电流跟踪和 np 电位平衡等缺陷，对传统的fcs-mpc进行了以下改进。首先，基于有效矢量辐射范围，提出了一种无需矢量枚举的扇形优化方法来确定电流跟踪的最优矢量；其次，基于直流侧电容电荷偏差，提出了一种新的电容电荷平衡算法，在不考虑权重因素的情况下确定np电位平衡的最优矢量；第三，在解决中性点电位平衡的同时，还可以提高系统整体的稳定性，提前对不稳定状况做出响应，以应对各种波动。48、改进的fcs-mpc控制策略流程如下：49、1）该方法可以直接确定电流跟踪的最优矢量，无需矢量枚举，降低了微处理器的计算负担。具体步骤如下：首先，根据有效矢量辐射范围划分扇区和子扇区；其次，根据当前目标计算参考向量，并根据其矢量角度和边界条件确定其扇区和子扇区位置；第三，根据参考矢量的扇区和子扇区位置以及有效矢量辐射范围确定电流跟踪的最优矢量。50、每个基本矢量的有效辐射范围如图3所示，其中六边形内的虚线为两个矢量连接线的垂直平分线。例如，零矢量的有效辐射范围是区域w。当参考矢量在区域w中时，从参考矢量到零矢量的线性距离最短，这表示参考矢量与零矢量之间的误差最小。51、因此，在图4中，整个矢量复平面分为6个扇区(i -vi)，每个扇区按有效矢量辐射范围分为a至f六个扇区。以扇区i为例，各子扇区的最优向量分别列于表1。52、53、为了确定电流跟踪的最优矢量，计算一个完全跟踪目标电流的参考矢量()，并根据其矢量角度和边界条件确定其扇区和子扇区位置。54、系统当前电流、表示为：55、56、将(18)代入(13)后，、表示为：57、58、其中是的轴和轴分量。59、极坐标系统中的表示为：60、61、其中和是的振幅和角度。62、当)位于不同扇区时，满足：63、64、其中n为扇区号。65、因此，参照图4，与扇区位置的关系列于表2中。66、67、此外，为了降低子扇区确定的计算复杂度，当位于其他扇区时，将均匀地旋转到扇区i ：68、69、其中是它旋转到扇形i后的矢量角。70、旋转到扇形i后，其轴和轴分量()表示为：71、72、根据和，确定的子扇区位置如图5所示。73、假设位于图5中的扇区i中，则子扇区b的边界函数表示为：74、75、当在子扇区b中，介于0和π/6之间。则子扇区b的边界条件为：76、77、其他子扇区的边界条件也同样确定，列于表3。78、79、因此，基于边界条件的的子扇区位置识别流程图如图6所示。80、电流跟踪的最优向量是根据的扇区和子扇区位置和有效向量辐射范围直接确定的。81、与传统的fcs-mpc在代价函数中加入带有权重因子的np电位平衡项，以及一些改进的mpc算法通过调整中矢量和冗余小矢量的运算时间不同，新型电容器电荷平衡算法实现了不需要权重因子和复杂计算的np电位平衡。首先，根据电容器的电荷偏差，计算出能完全平衡np电位的理想平均充电电流；其次，根据电流误差从三相电流中确定最接近理想平均充电电流的最优实际平均充电电流。将最优平均充电电流代入（10）经过计算得出所需最优零序电压，将计算得到最优零序电压注入到电流环输出得到新的调制波，新的调制波与载波比较之后得到相应的驱动波，驱动相对应的开关管通断进而控制每相桥臂对应的零电平作用时间，从而控制了中点电流的大小。82、初始电容电荷偏差()表示为 ：83、84、一个周期的理想平均充电电流() 表示 ：85、86、实际充电电流为电容器np电流，可为正相电流()，负相电流()，或0，这与转换器开关状态有关，见表487、88、为从三相电流中确定最佳实际平均充电电流，则绝对电流误差为 ：89、90、根据、和三相电流确定，表示为 ：91、92、其中，sign为符号函数，为最小对应的当前下标函数。93、因此，根据表4中不同开关状态下的，直接确定可产生电容器np电流为的基本向量，实现np电位平衡。然而，这些矢量的电流跟踪效果不同，因此这些矢量需要进一步改进，以尽量减少对电流跟踪的负面影响。94、向量代价函数()由与能产生电容器np电流的基本向量之间的绝对误差构成，表示为 ：95、96、为了充分考虑电流跟踪和np电位性能，根据电流和电容电压偏差设计模式切换条件。97、建立直流侧电容电压微分方程，如式(31) 所示 ：98、99、式中：和分别是电容和的电压; 和分别是流过电容和的电流。对式(32)采用前向欧拉公式可得 ：100、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>[</mo><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtable><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><munderover><mi/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>1</mi></mstyle></mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle></munderover></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><munderover><mi/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle></mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle></munderover></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr></mtable></mstyle><mo>]</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>[</mo><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtable><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>1</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr></mtable></mstyle><mo>]</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>[</mo><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtable><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mfrac><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle></msub></mstyle></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>l</mi></mstyle></msub></mstyle></mstyle></mfrac></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>1</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mfrac><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle></msub></mstyle></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle></msub></mstyle></mstyle></mfrac></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>k</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle></mtd></mtr></mtable></mstyle><mo>]</mo></mstyle></mstyle>101、式中：和是时刻的预测电容电压; 、是时刻的直流侧电容电压；和是时刻的电容电流，可以由式(34) 给出 ：102、103、式中：是时刻电压源所产生的电流；和是开关状态决定变量，并且可以通过式(34)进行定义 ：104、105、当电容电压差为正时p小矢量作用，反之，n小矢量作用。p矢量包括：，n矢量包括：。106、本发明的有益效果在于：107、(1)解决了传统电压矢量枚举算法不必要的冗余计算负荷，降低了处理器的计算负担。108、(2)消除了权重因子的繁琐整定过程，在不考虑权重因子的情况下确定 np 电位平衡的最优矢量，降低了控制器的复杂度。109、(3)充分考虑了 np 电位平衡性能，在解决中性点电位平衡的同时，还可以提高系统整体的稳定性，提前对不稳定状况做出响应，以应对各种波动。当前第1页12当前第1页12