[發(fā)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710272268.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106887964B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪小東;董振華;張剛;鄭宏;鄒見(jiàn)效;徐紅兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開(kāi)了一種T型三電平逆變器共模電壓消除方法，基于六個(gè)中矢量和一個(gè)零矢量，根據(jù)前一拍的選定開(kāi)關(guān)矢量和電流扇區(qū)選擇特定的開(kāi)關(guān)矢量組，以所選的開(kāi)關(guān)矢量組中的開(kāi)關(guān)矢量來(lái)計(jì)算和比較成本函數(shù)值，從而得到最優(yōu)開(kāi)關(guān)控制信號(hào),進(jìn)而控制T型三電平逆變器各個(gè)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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的共模電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)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(shù)

T型三電平逆變器因其同時(shí)具有兩電平逆變器低導(dǎo)通損耗、少功率開(kāi)關(guān)器件等優(yōu)點(diǎn)，以及三電平逆變器低開(kāi)關(guān)損耗、低輸出諧波等優(yōu)點(diǎn)在新能源領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用。傳統(tǒng)的逆變器大部分都是通過(guò)PI控制和PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)逆變器輸出電流可控幅值及頻率。這種方式由于死區(qū)效應(yīng)以及不合適的矢量切換會(huì)導(dǎo)致很大的共模電壓產(chǎn)生。共模電壓的存在會(huì)導(dǎo)致過(guò)壓、電磁兼容以及共模電流等一些列嚴(yán)重問(wèn)題，嚴(yán)重影響設(shè)備安全性。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)共模電壓抑制已經(jīng)進(jìn)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(gè)很復(fù)雜的PWM調(diào)制模塊，并且對(duì)于三電平逆變器，還會(huì)存在共模電壓抑制和三電平逆變器的中點(diǎn)平衡控制以及電流跟蹤控制發(fā)生沖突的問(wèn)題。

模型預(yù)測(cè)算法因其具有直觀、簡(jiǎn)單有效和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)在逆變器中得到了大量的研究和應(yīng)用，并且已經(jīng)有很多基于模型預(yù)測(cè)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(duì)兩電平逆變器，而且都是主要通過(guò)避免使用零矢量來(lái)減小共模電壓。三電平逆變器電壓矢量更多，拓?fù)涓鼜?fù)雜，而且還有中點(diǎn)平衡控制的問(wèn)題，同時(shí)，考慮死區(qū)效應(yīng)同樣可能影響共模電壓波動(dòng)，目前還沒(méi)有基于模型預(yù)測(cè)算法且考慮死區(qū)效應(yīng)的三電平逆變器共模電壓抑制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(guò)六個(gè)中矢量和一個(gè)零矢量的不同組合來(lái)消除三電平逆變器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的共模電壓，且具有良好的電流跟蹤效果。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)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(wǎng)電流i_a、i_b、i_c和電網(wǎng)電壓e_a、e_b、e_c，分別對(duì)電網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓進(jìn)行abc-αβ坐標(biāo)變換，得到αβ坐標(biāo)系下電網(wǎng)電流i_α、i_β和電網(wǎng)電壓e_α、e_β；

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

(3)、根據(jù)電網(wǎng)電流i_a、i_b、i_c的方向計(jì)算電流扇區(qū)I_sec，計(jì)算表達(dá)式為：

(4)、設(shè)前一拍的選定開(kāi)關(guān)矢量為V_old，根據(jù)電流扇區(qū)I_sec和前一拍的選定開(kāi)關(guān)矢量V_old，選擇當(dāng)前拍要使用的開(kāi)關(guān)矢量組V_now；

(5)、在模型預(yù)測(cè)模塊中計(jì)算預(yù)測(cè)電流值和預(yù)測(cè)直流正負(fù)電容電壓值：

(5.1)、根據(jù)當(dāng)前拍要使用的開(kāi)關(guān)矢量組V_now中對(duì)應(yīng)的M個(gè)開(kāi)關(guān)矢量和步驟(1)中所得到的電網(wǎng)電流i_α、i_β以及電網(wǎng)電壓e_α、e_β，計(jì)算得到M個(gè)預(yù)測(cè)電流值；