[發(fā)明專利]一種級(jí)聯(lián)型變流器載波頻率優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610098419.4
• 申請(qǐng)日: 2016-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105553315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李尚盛;楊澤洲;宮金武;王毅;孫建軍;查曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科力源電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/49
• 分類號(hào): H02M7/49
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種級(jí)聯(lián)型變流器載波 頻率優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

H橋級(jí)聯(lián)型變流器是中高壓大功率電力電子裝置的主要拓?fù)渲唬湫? 應(yīng)用有：中高壓靜止無(wú)功發(fā)生器(StaticVarGenerator,SVG)，有源電力 濾波器(Activepowerfilter,APF)以及變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)等。載波移相調(diào)制是H橋級(jí)聯(lián)型變流器使用最廣泛的調(diào)制方式。 由于H橋級(jí)聯(lián)型變流器各個(gè)單元的直流側(cè)電氣獨(dú)立，直流電壓(直壓)不 均衡問(wèn)題是H橋級(jí)聯(lián)型變流器的應(yīng)用和研究過(guò)程中普遍存在也亟待解決的 問(wèn)題。

針對(duì)直壓不均衡問(wèn)題，目前主要的解決方法是獨(dú)立調(diào)整各單元調(diào)制波， 實(shí)現(xiàn)對(duì)直壓不平衡的補(bǔ)償。這種均壓控制方法將任何原因的直壓不平衡問(wèn) 題都統(tǒng)一對(duì)待，并用基波有功功率來(lái)補(bǔ)償，會(huì)導(dǎo)致各單元調(diào)制波的差異， 使得輸出諧波特性變差。而且當(dāng)基波電流輸出減小時(shí)，上述均壓方法的均 壓能力減弱甚至消失，從而引起直流側(cè)電壓發(fā)散，導(dǎo)致設(shè)備保護(hù)動(dòng)作。

在載波移相調(diào)制下，級(jí)聯(lián)鏈中的各個(gè)H橋單元輸出的開(kāi)關(guān)諧波相角不 同，使得總輸出等效開(kāi)關(guān)頻率提高，但單個(gè)單元輸出電壓中仍含有很大的 低頻開(kāi)關(guān)諧波分量。當(dāng)電網(wǎng)中存在開(kāi)關(guān)諧波頻率附近的背景諧波或者級(jí)聯(lián) 鏈需要輸出開(kāi)關(guān)諧波頻段的諧波時(shí)，級(jí)聯(lián)鏈中就會(huì)有對(duì)應(yīng)頻率的電流。此 時(shí)，各個(gè)單元上將產(chǎn)生開(kāi)關(guān)諧波頻段的電壓電流耦合，形成不等的有功功 率吞吐。這將導(dǎo)致單元直流側(cè)能量的持續(xù)積累或者流失，各單元直流側(cè)電 壓成發(fā)散趨勢(shì)，影響輸出效果和設(shè)備安全，此現(xiàn)象稱為源性諧波能量不均 問(wèn)題。對(duì)于上述源性諧波能量不均問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外均缺乏相應(yīng)的研究，沒(méi)有 針對(duì)性的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種級(jí)聯(lián)型變 流器載波頻率優(yōu)化方法。在不調(diào)節(jié)調(diào)制波的情況下，讓級(jí)聯(lián)鏈中各單元開(kāi) 關(guān)諧波頻譜與系統(tǒng)背景諧波頻率或級(jí)聯(lián)鏈發(fā)出的諧波電流頻率錯(cuò)開(kāi)，從源 頭解決級(jí)聯(lián)型變流器中的源性諧波能量不均問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種級(jí)聯(lián)型變流器載波頻率優(yōu)化方法，其特征在于，所述級(jí)聯(lián)型變流器由多個(gè)單元級(jí)聯(lián)得到，每一個(gè)單元由基本的H橋逆變電路組成。H橋逆變電路由四個(gè)全控型電力電子開(kāi)關(guān)器件組成，并定義每一個(gè)單元直流側(cè)電壓為U_dc，調(diào)制比為M，變流器的設(shè)計(jì)載波頻率為f_c，優(yōu)化后實(shí)際載波頻率為載波偏移頻率為Δf_c，單元直流電壓波動(dòng)最大幅值為ΔU_dcmax，ΔU_dcmax＝U_dcmax-U_dcmin，U_dcmax是單元直流電容電壓的最大值，U_dcmin是單元直流電容電壓的最小值，i_h為級(jí)聯(lián)鏈需要輸出電流i_h＝I_hcos(ω_ht+θ_h)。

具體方法是：

步驟1，選取設(shè)計(jì)載波頻率為f_c，載波頻率的偏移量為Δf_c，檢測(cè)級(jí)聯(lián) 鏈的輸出電流，提取其中在頻段(2f_c-200Hz,2f_c+200Hz)的電流諧波分量 I_h1,I_h2,I_h3…；

步驟2，針對(duì)步驟1中提取的各個(gè)諧波電流分量I_h1,I_h2,I_h3…，分別按照下式計(jì)算各個(gè)諧波分量下的曲線。曲線中Δf_c的范圍限制在(-50Hz,50Hz)之間。