單極性調(diào)制的 單相并網(wǎng)逆變器電流預(yù)測控制方法，在單極性調(diào)制下，采用并網(wǎng)電流預(yù)測控制算法，有效抑 制了采樣誤差帶來的并網(wǎng)電流低次諧波；③本發(fā)明單極性調(diào)制的單相并網(wǎng)逆變器電流預(yù)測 控制方法，采用電流預(yù)測直接計(jì)算占空比方法有效減小了單極性調(diào)制電流過零點(diǎn)的失真。
【附圖說明】
[0075] 圖1是本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器的電路圖；
[0076] 圖2是本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的PWM波生成 圖；
[0077] 圖3是本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器的電感電流正半周變化趨勢圖和第三開關(guān)管S3 和第四開關(guān)管S4的PWM波生成圖；
[0078]圖4是本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器的電感電流負(fù)半周變化趨勢圖和第三開關(guān)管S3 和第四開關(guān)管S4的PWM波生成圖；
[0079] 圖5是本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器單極性調(diào)制的電流預(yù)測控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0080] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0081] 本發(fā)明中單相并網(wǎng)逆變器的電路，如圖1所示，包括輸入直流電壓vd。，輸入直流電 壓Vd。的正極分別連接有第一開關(guān)管S1的集電極、第三開關(guān)管S3的集電極，輸入直流電壓 Vd。的負(fù)極分別連接有第二開關(guān)管S2的發(fā)射極、第四開關(guān)管S4的發(fā)射極，第一開關(guān)管S1的 發(fā)射極分別連接第二開關(guān)管S2的集電極、電感L的一端，電感L的另一端連接輸出交流電 壓\的一端，輸出交流電SVg的另一端與分別連接第三開關(guān)管S3的發(fā)射極、第四開關(guān)管S4 的集電極。
[0082] 其中，第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4均為攜帶反并 聯(lián)二極管或具有反并聯(lián)二極管特性的可關(guān)斷功率開關(guān)器件。
[0083] 圖2是單相并網(wǎng)逆變器單極性調(diào)制的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的PWM波生 成圖，其中：圖2(a)是輸出電壓Vg，圖2 (b)是第一開關(guān)管S1的驅(qū)動信號GS1的波形，（nrl) nJjPnin(lTs周期內(nèi)的第一開關(guān)管S1的占空比作用時間均為;圖2(c)是第二開關(guān) 管S2的驅(qū)動信號GS2的波形，其與GS1的驅(qū)動波形互補(bǔ)，n^是單極性調(diào)制高頻與低頻的倍數(shù) (其中，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2為低頻，第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4為高頻）。
[0084] 圖3是單相并網(wǎng)逆變器單極性調(diào)制的電流控制電感電流正半周變化趨勢圖和第 三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4的PWM波生成圖，其中：圖3(a)是電感電流正半周相鄰兩個 周期的變化趨勢圖，Ts為采樣周期，U(n-l)、i?、ijn+l)分別為（n-l)Ts、nTs、（n+l)T^ 刻電感電流的采樣值；圖3(b)為通過"預(yù)測值"得到的第四開關(guān)管S4的驅(qū)動信號GS4的波 形，（n_l)Ts階段的第四開關(guān)管S4的占空比為D>-1)1，nTs階段的第四開關(guān)管S4驅(qū)動的 占空比為Di(n)Ts;圖3 (c)為第三開關(guān)管S3的驅(qū)動信號GS3的波形，其與驅(qū)動信號GS4的波 形互補(bǔ)。
[0085] 下面對（n-l)TjPnT^個周期的電感電流正半周關(guān)系以及預(yù)測控制進(jìn)行以下分 析：
[0086] 印周期內(nèi)，nT3時刻的電感電流込(n)增加到電感電流在nTs階段內(nèi)峰值的增量 AiL+ (n)為：
[0087]
(9)
[0088] 1^時刻的電感電流ijn)增加到電感電流在nTsM段內(nèi)峰值的平均值為乙+(?) 為：
[0089]
( 10)
[0090] 電感電流在nTs階段內(nèi)峰值減小到（n+l)Tjt刻的電感電流iJn+1)的變化量 AiL- (n)為：
[0091]
(11)
[0092] 電感電流在nTs階段內(nèi)峰值減小到（n+l)Tjt刻的電感電流ijn+l)的平均值 U")為：
[0093]
( 12)
[0094] 電感電流在nTsM段內(nèi)平均值為（（"）為：
[0095]
(13)
[0096] 得：
[0097]
3 (14)
[0098] 在保證式（14)中Djn)有實(shí)數(shù)解，且Djn)G[0，1]，可以得到如下關(guān)系式：
[0099]
(15)
[0100] 在式（15)的條件下，根據(jù)式（14)得到Djn)在吒階段的值，解即為：
[0101]
(16)〇
[0102]圖4是單相并網(wǎng)逆變器單極性調(diào)制的電流控制電感電流負(fù)半周變化趨勢圖和第 三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4的PWM波生成圖，其中：圖4(a)是電感電流負(fù)半周相鄰兩個 周期的變化趨勢圖，Ts為采樣周期，U(n-l)、i?、ijn+l)分別為（n-l)Ts、nTs、（n+l)T^ 刻電感電流的采樣值；圖4(b)為通過"預(yù)測值"得到的第四開關(guān)管S4的驅(qū)動信號GS4的波 形，（n_l)Ts階段的第四開關(guān)管S4的占空比為D>-1)1，nTs階段的第四開關(guān)管S4驅(qū)動的 占空比為Di(n)Ts;圖4 (c)為第三開關(guān)管S3的驅(qū)動信號GS3的波形，其與驅(qū)動信號GS4的驅(qū) 動波形互補(bǔ)。
[0103] 下面對（n-l)TjPnT^個周期的電感電流負(fù)半周關(guān)系以及預(yù)測控制進(jìn)行以下分 析：
[0104] 在（n-l)T$nTs兩個周期內(nèi)，電感電流負(fù)半周時：
[0105] 期內(nèi)，nTJt刻的電感電流U(n)增加到電感電流在nTs階段內(nèi)峰值的增量 AiL+ (n)為：
[0106]
(17)
[0107]nTjt刻的電感電流ijn)增加到電感電流在nTsM段內(nèi)峰值的平均值為[+(?) 為：
[0108]
(18)
[0109]電感電流在nTs階段內(nèi)峰值減小到（n+l)TJt刻的電感電流iJn+1)的變化量AiL_ (n)為：
[oho]
(19)
[0111] 電感電流在nTs階段內(nèi)峰值減小到（n+l)TJt刻的電感電流ijn+l)的平均值 U")為：
[0112]
(20)
[0114]
[0113] 電感電流在nTsM段內(nèi)平均值為（（》)為：
[0118]
(23)
[0115]
[0116]
[0117] 在保證式（22)中0?有實(shí)數(shù)解，且Djn)e[0，1]，可以得到如下關(guān)系式：
[0119] 在式（23)的條件下，根據(jù)式（22)得到Djn)在印階段的值，解即為：
[0120](24)。 V
" J
[0121] 一種單極性調(diào)制的單相并網(wǎng)逆變器電流預(yù)測控制方法，流程圖如圖5所示，具體 按照以下步驟實(shí)施：
[0122] 步驟1、在單相并網(wǎng)逆變器的電路中的（n_l)Ts時刻采樣中斷，得到（n_l)Ts時刻 的電感電流值ijn-l)、輸入直流電壓值Vd。、輸出交流電壓值Vg、(n-1)TS周期內(nèi)第一開關(guān)管 S1 的占空KDjn-l)，
[0123] 其中，Ts為開關(guān)周期；
[0124] 步驟2、判斷輸出交流電壓值Vg> 0是否成立，如果不成立，則轉(zhuǎn)到步驟3;如果成 立，則轉(zhuǎn)到步驟8;
[0125] 步驟3、則DQ(n) = 0, 0^-1)]!。!^期內(nèi)第一開關(guān)管S1的占空比Dsl(n) = 0,第二 開關(guān)管S2的占空比DS2(n)與第一開關(guān)管S1的占空比互補(bǔ)為DS2(n) = 1，通過公式⑴計(jì) 算111時刻的電感電流預(yù)測值:
[0126]
(1) _n
[0127]其中，=
[0128] 步驟4、判斷/",,(/?) 4 (/?)匕是否成立，如果成立，則nTs周期內(nèi)第四開關(guān)管 S4的占空比Ds4(n)為Ds4(n) =l，nTs周期內(nèi)第三開關(guān)管S3的占空比DS3(n)與第四開關(guān)管S4的占空比互補(bǔ)為DS3 (n) = 0,轉(zhuǎn)到步驟13;如果不成立，則轉(zhuǎn)到步驟5;
[0129] 步驟5、判斷吾化+匕)是否成立，如果成立，則nTs周期內(nèi)第四開 關(guān)管S4的占空比Ds4(n)為Ds4(n) =0，nTs周期內(nèi)第三開關(guān)管S3的占空比DS3(n)與第四開 關(guān)管S4的占空比互補(bǔ)為DS3(n) = 1，轉(zhuǎn)到步驟13;如果不成立，則轉(zhuǎn)到步驟6;
[0130] 步驟6、將nTs時刻電感上的電流給定值i(n)賦值給nTs周期內(nèi)電感電流的平 均值（（"），即：
[0131]
(2)
[0132] 通過公式⑴中得到的電感電流預(yù)測值U")代入公式（16)計(jì)算nTs周期內(nèi)第四 開關(guān)管S4的占空比的預(yù)測值Djn)為：
[0133]
C3)
[0134] 步驟7、由于并網(wǎng)電感電流是正、負(fù)正弦變化的一個值，通過式（3)預(yù)測計(jì)算出 的口"!!）作為驅(qū)動開關(guān)管的占空比，得到的電感電流瞬時值存在階段性的跳變，其與給定 的平均值存在一定的差值，故不能直接驅(qū)動開關(guān)管，需要通過收斂運(yùn)算處理，當(dāng)AU(n) =-AKn)時，可以保證ijn)和ijn+l)在nT^段內(nèi)是相等的，此條件可以得到nTj 期內(nèi)穩(wěn)態(tài)時第四開關(guān)管S4的占空比4 (" )=^，
[0135] 實(shí)際中，ijn)和ijn+l)是不相等的，通過"收斂運(yùn)算"處理可以得到第四開關(guān)管 S4的占空比Ds4(n):
[0136]
(4)
[0137] 經(jīng)過中值處理后的第三開關(guān)管S3的占空比DS3(n)=l_Ds4(n);
[0138] 步驟8、則DQ(n) =1，0^-1)]!。!^期內(nèi)第一開關(guān)管S1的占空比Dsl(n) =1，第二 開關(guān)管S2的占空比DS2(n)與第一開關(guān)管S1的占空比互補(bǔ)為DS2(n) =0,通過公式（5)計(jì) 算nTs時刻的電感電流預(yù)測值人（w):
[0139]
(5)
[0140] 步驟9、判斷//.,,/(啦/,.(")+ ^^'(1。-匕)是否成立