[發(fā)明專利]基于工頻固定開關頻率模塊化多電平變流器的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410067306.9
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103825478A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉進軍;杜思行;劉騰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于工頻固定開關頻率模塊化多電平變流器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、編制脈沖波形初始參數(shù)表：

1.1、根據(jù)一個工頻周期內(nèi)脈沖波形的特征，設定表示該脈沖波形的一組參數(shù)為(γ_k,w_k)，其中，γ_k為脈沖波形中心點位置，w_k為半脈沖波形寬度；

1.2、將模塊化多電平變流器每個橋臂的子模塊分成若干組，每組中含有四個子模塊，且設每組中的脈沖波形包括s_k1，s_k2，s_k3，s_k4，其參數(shù)分別為(γ_k,w_k)，(-γ_k,π-w_k)，(-γ_k,w_k)，(γ_k,π-w_k)；

1.3、設定調(diào)制比m，將所設定的調(diào)制比m代入下列關系式，得到所設定的調(diào)制比m下的脈沖波形初始參數(shù)γ_k'、w_k'：

swi=arccos[1m-2N·m(i-0.5)]---(1)]]>

rk′=swk+swk+N/4+π2---(2)]]>

wk′=swk+π-swk+N/42---(3)]]>

其中i=1，2……，（N/2），N為每個橋臂子模塊個數(shù)，k=1,2,……,N/4，sw_i為脈沖波形起始時刻值；

1.4、根據(jù)步驟1.3中公式（1）（2）（3），令調(diào)制比m取不同的值，得到相應調(diào)制比下每組脈沖波形的初始參數(shù)(r_k',w_k')，將調(diào)制比m與相應調(diào)制比下每組脈沖波形的初始參數(shù)(r_k',w_k')編制成脈沖波形初始參數(shù)表；

2）、脈沖波形初始參數(shù)表微調(diào)：

2.1、建立二維坐標平面圖，將脈沖波形初始參數(shù)表中每組脈沖波形的初始參數(shù)(r_k',w_k')以矢量的形式映射到二維坐標平面上；

2.2、根據(jù)模塊化多電平變流器級聯(lián)子模塊的數(shù)目，對脈沖波形初始參數(shù)(r_k',w_k')進行微調(diào)，得到脈沖波形參數(shù)(r_k,w_k)；

2.3、將經(jīng)過步驟2.2微調(diào)后所得到的脈沖波形參數(shù)(r_k,w_k)，編制成脈沖波形參數(shù)表；

3）、無電容電壓控制時子模塊開關信號的確定：

3.1、檢測模塊化多電平變流器交流側的三相電流i_a,i_b,i_c，將三相電流i_a,i_b,i_c進行三相靜止坐標系到兩相旋轉坐標系的運算，運算后得到有功電流實際值i_d和無功電流實際值i_q；

3.2、將有功電流指令值i_d^*和有功電流實際值i_d以及無功電流指令i_q^*和無功電流實際值i_q分別輸入到基于dq解耦控制的電流內(nèi)環(huán)的d軸和q軸上；3.3、獲取基于dq解耦控制的電流內(nèi)環(huán)輸出的有功電壓指令v_id^*和無功電壓指令v_iq^*，并根據(jù)有功電壓指令v_id^*和無功電壓指令v_iq^*得到調(diào)制比m以及電網(wǎng)電壓和變流器交流輸出電壓的相位差δ；

3.4、根據(jù)步驟3.3中生成的調(diào)制比m，通過查詢脈沖波形參數(shù)表得到該調(diào)制比下的一組脈沖波形參數(shù)(r_k,w_k)；

3.5、利用鎖相環(huán)檢測出當前時刻電網(wǎng)電壓相位θ_PLL，將其與步驟3.3中所得到的相位差δ相加，得到當前時刻變流器輸出交流電壓相位θ_ph,x；

3.6、根據(jù)步驟3.4和步驟3.5所得脈沖波形參數(shù)和變流器輸出交流電壓相位θ_ph,x，得到進行移位前的子模塊脈沖波形信號

其中，ph=a,b,c;x=u,l;i=1,2,...,N，a，b，c為檢測模塊化多電平變流器交流側的三相，u為模塊化多電平變流器的上橋臂，l為模塊化多電平變流器的下橋臂；

3.7、將步驟3.6中生成的脈沖波形信號進行周期性移位，生成無電容電壓控制時各子模塊開關信號。