[發明專利]一種改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法

有效

• 申請號: 201811323157.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109600066B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 曾維波;蔣峰;徐亞飛;周曉斌;徐南;黃敏;方剛;盧進軍
• 申請（專利權）人: 固德威技術股份有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395;H02J3/38
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本發明涉及一種改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法，應用于采用SVPWM調制方式的三相光伏逆變器中，該改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法為：在三相光伏逆變器輸出的初始調制電壓中，注入零序載波U_on而改變初始調制電壓的波形，得到實際輸出的調制電壓。本發明可以減少逆變器中開關管的高頻開關動作，從而降低開關損耗，提高逆變器的轉換效率。

技術領域

本發明屬于光伏發電應用領域，具體涉及一種改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法。

背景技術

目前的三相組串式光伏并網逆變器常用拓撲結構為T型三電平拓撲，系統結構如圖1所示。該系統由DC輸入源E_dc，T型三電平拓撲(逆變器)，LC濾波器，電網構成。U_an，U_bn，U_cn為逆變器輸出電壓(也稱調制電壓)，i_a，i_b，i_c為逆變器輸出電流，L和C1構成輸出濾波器。其中，為了抑制光伏逆變器的共模電流，將輸出濾波器的濾波電容C1的中性點連接至直流母線的中點。

可用的調制方式有載波正弦SPWM調制和空間矢量合成SVPWM調制。其中SPWM調制方式因為直流母線電壓利用率低，存在直流母線電壓高，輸出電感電流紋波大，損耗大，系統效率低的問題，目前較少采用。常用的基本是SVPWM調制方式。

以圖1為例說明SVPWM的工作方式。圖1中，每個橋臂有共4個功率管，即A相對應的橋臂包括功率管Sa1～Sa4，B相對應的橋臂包括功率管Sb1～Sb4，C相對應的橋臂包括功率管Sc1～Sc4。其中的Sx1管和Sx3管互補，Sx2管和Sx4管互補，x為a、b或c。每個橋臂共具有三種輸出狀態，分別為P、O、N。P狀態表示上兩管Sx1、Sx2導通，O狀態表示中間兩管Sx2、Sx3導通，N狀態表示下面兩管Sx3、Sx4導通，對應如下表1。

表1三電平三相逆變器開關管狀態和輸出電壓的關系(以A相為例)

T型三電平三相逆變器的三相對應的三組開關變量S_A、S_B、S_C可以分別取值為P、O、N，故共具有3³＝27組開關組合狀態。又由于一個電壓矢量可以對應多個開關狀態組合，所以這27個開關狀態組合，一共只對應了19個輸出電壓矢量，這19個電壓矢量稱為基本電壓矢量。如圖2為三電平逆變器的電壓矢量分布圖，19個基本電壓矢量都在圖2中表示了出來。

上述常規SVPWM調制算法可以滿足系統運行要求，但在每個開關管動作周期內，始終有6個開關管在高頻開關切換，導致產生相應的開關損耗，降低系統效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠使開關管不進行高頻開關切換，從而降低開關損耗、提高三相光伏并網逆變器轉換效率的PWM調制方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法，應用于采用SVPWM調制方式的三相光伏逆變器中，所述三相光伏逆變器為T型三電平逆變器，所述改善三相光伏逆變器轉換效率的PWM調制方法為：在所述三相光伏逆變器輸出的初始調制電壓中，注入零序載波U_on而改變所述初始調制電壓的波形，得到實際輸出的調制電壓。

優選的，所注入的零序載波U_on為：

其中，