[發明專利]一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法

有效

• 申請號: 201710272268.4
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106887964B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 汪小東;董振華;張剛;鄭宏;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法，基于六個中矢量和一個零矢量，根據前一拍的選定開關矢量和電流扇區選擇特定的開關矢量組，以所選的開關矢量組中的開關矢量來計算和比較成本函數值，從而得到最優開關控制信號,進而控制T型三電平逆變器各個IGBT的通斷；具有良好的電流跟蹤效果，并且能消除T型三電平逆變器運行時產生的共模電壓。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，更為具體地講，涉及一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法。

背景技術

T型三電平逆變器因其同時具有兩電平逆變器低導通損耗、少功率開關器件等優點，以及三電平逆變器低開關損耗、低輸出諧波等優點在新能源領域得到了大量的應用。傳統的逆變器大部分都是通過PI控制和PWM調制實現逆變器輸出電流可控幅值及頻率。這種方式由于死區效應以及不合適的矢量切換會導致很大的共模電壓產生。共模電壓的存在會導致過壓、電磁兼容以及共模電流等一些列嚴重問題，嚴重影響設備安全性。

國內外學者對共模電壓抑制已經進行了大量的研究，并提出了很多抑制方法，但是這些方法大部分都需要一個很復雜的PWM調制模塊，并且對于三電平逆變器，還會存在共模電壓抑制和三電平逆變器的中點平衡控制以及電流跟蹤控制發生沖突的問題。

模型預測算法因其具有直觀、簡單有效和動態響應速度較快等優點在逆變器中得到了大量的研究和應用，并且已經有很多基于模型預測算法的共模電壓抑制方法被提出，但是這些方法大多都是針對兩電平逆變器，而且都是主要通過避免使用零矢量來減小共模電壓。三電平逆變器電壓矢量更多，拓撲更復雜，而且還有中點平衡控制的問題，同時，考慮死區效應同樣可能影響共模電壓波動，目前還沒有基于模型預測算法且考慮死區效應的三電平逆變器共模電壓抑制方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法，通過六個中矢量和一個零矢量的不同組合來消除三電平逆變器運行時產生的共模電壓，且具有良好的電流跟蹤效果。

為實現上述發明目的，本發明一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、采集電網電流i_a、i_b、i_c和電網電壓e_a、e_b、e_c，分別對電網電流和電網電壓進行abc-αβ坐標變換，得到αβ坐標系下電網電流i_α、i_β和電網電壓e_α、e_β；

(2)、采集直流側電流i_dc和直流正負電容電壓V_c1、V_c2，將直流正負電容電壓相加得到直流總電壓U_dc；

(3)、根據電網電流i_a、i_b、i_c的方向計算電流扇區I_sec，計算表達式為：

(4)、設前一拍的選定開關矢量為V_old，根據電流扇區I_sec和前一拍的選定開關矢量V_old，選擇當前拍要使用的開關矢量組V_now；

(5)、在模型預測模塊中計算預測電流值和預測直流正負電容電壓值：

(5.1)、根據當前拍要使用的開關矢量組V_now中對應的M個開關矢量和步驟(1)中所得到的電網電流i_α、i_β以及電網電壓e_α、e_β，計算得到M個預測電流值；