(19)中华 人民共和国 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 202111441452.X (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 广东志成冠军集团有限公司 地址 523000 广东省东莞 市塘厦镇田心工 业园 (72)发明人 周小平　邓凌峰　洪乐荣　刘一峰　 夏海涛　朱仁龙　陈宇　陈燕东　 罗安　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 代理人 王娟　马强 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06F 17/15(2006.01) G06Q 50/06(2012.01)H02J 9/06(2006.01) (54)发明名称 UPS系统电气状态量预测方法、 控制方法、 系 统 (57)摘要 本发明公开了一种UPS系统电气状态量预测 方法、 控制方法、 系统， 在UPS系统控制策略方面， 首先通过UPS系统的离散模型获得UPS系统动态 变量预测值与开关管开关变量的关系， 然后基于 MPC(模型预测控制)构造目标优化控制函数， 最 后通遍历各种开关状态下目标优化控制函数的 代价值Q获取各个时刻的最优开关变量。 本发明 所提方法解决了多变换器组合系统协同控制 复 杂， 控制优化困难等问题， 提高了大功率UPS系统 的工作效率和控制系统的稳定性。 权利要求书2页 说明书7页 附图10页 CN 114372605 A 2022.04.19 CN 114372605 A 1.一种UP S系统电气状态量预测方法， 其特 征在于， 包括： UPS系统T型三电平整流器输出交流电流预测值 ig(k+1)的计算公式为： UPS系统T型三电平整流器输出交流电压参 考值ur_ref(k)的计算公式为： UPS系统T型三电平逆变 器输出交流电压参 考值ui_ref(k)的计算公式为： ui_ref(k)＝un(k)； UPS系统交流电压预测值u(k+1)的计算公式为： UPS系统直流侧稳压电容预测值Ucn(k+1)的计算公式为： UPS系统三电平三相直 流变换器电感电流预测值 iL(k+1)的计算公式为： 其中， u(k)为T型三电平整流器输出交流电压， Ls为T型三电平整流器输出滤波电感值， Ts为采样间隔时间， RS是UPS系统输出线路电阻， ig(k)是k采样时刻的网侧电流， ug(k)为k采 样时刻电网电压； ur_ref(k)为k采样时刻T型三电平整流器交流侧输出指令电压， irg_ref(k) 是k采样时刻的网侧电流指令值； un(k)为负载额定电压在k采样时刻的采样值； ω为电网角 频率； Ucn(k+1)为k+1采样时刻T型三电平 整流器直流侧电容Cn的电压值， Ucn(k)为k采样时刻 Cn的电压值， icn(k)为k采样时刻流过Cn的电流值； UES为储能电池电压， L为UPS系统三电平三 相直流变换器电感值， T1～T4为三电平三相 直流变换器开关管输出状态， iL(k)为k时刻三 电平双向直 流变换器电感电流 值； n＝1， 2； ||表示逻辑或运 算。 2.一种UPS系统电气状态量预测系统， 其特征在于， 包括计算机设备； 所述计算机设备 被配置或编程 为用于执 行权利要求1所述方法的步骤。 3.一种UP S系统控制方法， 其特 征在于， 包括： 当UPS系统工作于UP S供电模式时， 若蓄电池SOC≥0.8， 则构造优化 函数Q＝J1+J2； 当UPS系统工作于UP S供电模式时， 若蓄电池SOC <0.8， 则构造优化 函数Q＝J1+J2+J3； 当UPS系统工作于蓄电池供电模式时， 或者UPS系 统工作于蓄电池馈电模式时， 若蓄电 池SOC＞0.2， 则构造优化 函数Q＝J2+J4； 其中， J1＝|urα _ref(k+1)‑urα(k+1)|+| urβ _ref(k+1)‑urβ(k+1)|+λ1|Uc1(k+1)‑Uc2(k+1)|； J2＝|uiα _ref(k+1)‑uiα(k+1)|+| uiβ _ref(k+1)‑uiβ(k+1)|； J3＝|Udc_ref‑Udc(k+1)|+|iL_ref‑iL(k+1)|； J4＝|Udc_ref‑Udc(k+1)|+|iL_ref‑iL(k+1)|+λ2|Uc1(k+1)‑Uc2(k+1)|； urα(k+1)为k+1采样时刻 T型三电平整流器输出交流电压ur(k+1)在α轴的投影， urα_ref(k权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114372605 A 2+1)为T型三电平整流器输出交流电压参考值ur_ref(k+1)在α轴的投影； urβ(k+1)为k+1采样 时刻T型三电平整流器输出交流电压ur(k+1)在β轴的投影， urβ_ref(k+1)为k+1采样时刻T型 三电平整 流器输出交流电压参考值ur_ref(k+1)在β 轴的投影； Uc1(k+1)， Uc2(k+1)分别表示k+ 1采样时刻T型三电平整流器直流侧电容C1， C2的电压值， uiα(k+1)为k+1采样时刻T型三电平 逆变器输 出交流电压ui(k+1)在α轴的投影， uiα_ref(k+1)为k+1采样时刻T型三电平逆变器输 出交流电压参考值ui_ref(k+1)在α轴的投影， uiβ(k+1)为k+1采样时刻T型三电平逆变器输出 交流电压参考值ui_ref(k+1)在β 轴的投影， uiβ_ref(k+1)为T型三电平逆变器输出交流电压参 考值ui_ref(k+1)在β 轴的投影， λ1为T型三电平整流器控制权重， λ2为三电平三相直流变换器 控制权重； iL_ref为T型三电平三相直流变换器电感电流值； Udc_ref为T型三电平 整流器直流侧 电压指令值， Udc(k+1)为直流侧电容电压在k+1时刻的值； 选取优化函数最小时的信号， 对应控制T型三电平整流器、 T型三电平逆变器、 三电平三 相直流变换器开关管的通断； 其中， ur_ref(k+1)、 ui_ref(k+1)根据权利要求1所述预测方法计算得到， 或者， 采用权利要 求2所述系统计算ur_ref(k+1)、 ui_ref(k+1)。 4.根据权利要求3所述的UP S系统控制方法， 其特 征在于， λ1+λ2＝1。 5.一种UPS系统， 其特征在于， 包括计算机设备； 所述计算机设备被配置或编程为用于 执行权利要求3或4所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114372605 A 3