[發明專利]單相二極管鉗位三電平中點電位不平衡精確控制方法

有效

• 申請號: 201210224768.8
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102761284A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 何英杰;林繼亮;杜思行;劉進軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.單相對稱二極管鉗位三電平中點電位不平衡精確控制方法，其中電網和負載之間并聯連接變流器，變流器由N個級聯的二極管鉗位三電平并網變流器模塊組成，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：總的直流側電壓控制

步驟1.1，檢測每個變流器模塊直流側電壓u_{dc_i}，i=1，2…N，每個直流側上下電容電壓u_{dc_iP}、u_{dc_in}（i＝1，2…N）及補償器輸出電流i_c，求出所有直流側電壓和u_sum及平均值u_ave；

步驟1.2，將所有模塊直流側電壓的和與總直流側電壓給定值u_ref經過單路減法器相比較，其輸出經過單路比例積分調節器調整，單路比例積分器的輸出值與電網電壓鎖相得到的標準基波正序值的正弦量sin?ωt相乘，得到級聯二極管鉗位三電平并網變流器用于總的直流側電壓調節的基波有功電流指令Δi_p；

步驟1.3，將步驟1.2得到的基波有功電流指令Δi_p與總的負載形成的指令電流指令相加作為總的指令電流i_ref，i_ref與反饋電流i_c經過單路減法器相比較后，其輸出經過單路比例積分調節器調整，單路比例積分調節器的輸出值作為總的指令電壓u_diode；

步驟2每個二極管鉗位三電平并網變流器模塊間的均壓控制

步驟2.1，將每個模塊直流側電壓的平均值u_{a_ave}和與每個模塊直流側電壓給定值u_ref經過單路減法器相比較，其輸出經過單路比例積分調節器調整，單路比例積分調節器的輸出值與變流器輸出的實際電流i_c相乘，得到用于各個變流器直流側電壓調節的微調電壓指令Δu_{diode_1}；

步驟2.2，按照步驟2.1要求，分別求出級聯第二到第N-1個模塊的微調指令Δu_{diode_2}，…Δu_{diode_N}；

步驟2.3，將總的調制波指令電壓u_diode與步驟2.2得到的各個模塊的微調指令電壓Δu_{diode_1}，Δu_{diode_2}…Δu_{diode_N}相加后作為每個模塊的PWM調制波指令u_{diode_1}，…u_{diode_N}；

步驟3基于中點電位不平衡控制的指令電壓形成

步驟3.1為了保證變流器出口的輸出波形保持不變，這里采用兩個對稱調制波的調制方式進行中點不平衡的控制，對于步驟2.3形成的各個模塊的指令電壓u_{diode_1}，…u_{diode_N}，在進行PWM調制前把其分別除以2，把作為每個模塊左半橋調制波指令,把作為每個模塊右半橋調制波指令；

步驟3.2，在調制波中加入直流量改變零電平作用的時間，根據每個模塊左半橋調制波指令與補償器輸出電流i_c的方向分成四個區間分別計算加入調制波中的直流分量大小：

當Sdiode_ai>0ic<0]]>時，左半橋調制波指令注入的直流分量大小為x=（1-Msinωt）；

當Sdiode_ai>0ic>0]]>時，左半橋調制波指令注入的直流分量大小為x=-（1-Msinωt）；

當Sdiode_ai<0ic>0]]>時，左半橋調制波指令注入的直流分量大小為x=（1-Msinωt）；

當Sdiode_ai<0ic<0]]>時，左半橋調制波指令注入的直流分量大小為x=-（1-Msinωt）；

步驟3.3，根據步驟3.2得到的直流分量X的值，使右半橋調制波指令分量也等于X以保證變流器模塊出口波形保持不變；而總的每個模塊調制波指令u_{diode_i}=S_{diode_ai}+x-(S_{diode_bi}+x)=S_{diode_ai}+S_{diode_bi}保持不變；

步驟3.4，根據步驟3.2得到的加入支流分量后的每個模塊左右半橋最終調制波指令電壓S_{diode_ai}±x(S_{diode_bi}±x)與移相三角波進行PWM調制，生成每個模塊的開關信號去驅動變流器模塊。