[發(fā)明專利]一種三相四線制三電平逆變器的直流側(cè)均壓控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910028219.5
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109713925B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冬冬;高婷婷;楊先花;許俊杰;王陳華;黃佳欣
• 申請（專利權(quán)）人: 閩南理工學(xué)院
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/537
• 代理公司: 泉州勁翔專利事務(wù)所(普通合伙) 35216
• 代理人: 王小明

本發(fā)明涉及插座技術(shù)領(lǐng)域,具體是涉及提供了一種可以在雙載波SPWM調(diào)制下實現(xiàn)、算法擴(kuò)展性較好的三相四線制三電平逆變器的直流側(cè)均壓控制方法，通過逆變器輸出正電壓、逆變器輸出負(fù)電壓以及逆變器輸出零電平時得出均壓因子，采用采用雙載波SPWM調(diào)制算法得到均壓因子的值，然后根據(jù)上下電容的電壓差計算各橋臂所需的均壓電流并加到系統(tǒng)電流環(huán)控制器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,具體是涉及一種三相四線制三電平逆變器的直流側(cè)均壓控制方法。

背景技術(shù)

直流側(cè)上下電容電壓不平衡是電容分裂式拓?fù)涞墓逃袉栴}，也是系統(tǒng)控制的關(guān)鍵點(diǎn)，中點(diǎn)電位的不平衡會造成輸出電壓波形畸變，開關(guān)器件承壓不均衡甚至因此損壞，降低直流側(cè)電容壽命等嚴(yán)重問題。目前已經(jīng)有很多學(xué)者對該問題做了大量研究，針對三相三線制三電平的直流側(cè)均壓控制，主要有基于零序電壓注入和基于SVPWM冗余矢量的控制策略。基于零序電壓注入的控制方式理論清晰，便于理解，但零序電壓的求解較為復(fù)雜。而基于SVPWM冗余矢量的控制策略是通過增加與中點(diǎn)電壓偏移方向相反的小矢量來抑制中點(diǎn)電壓偏移，本質(zhì)上來講，其仍是通過注入零序電壓分量來實現(xiàn)中點(diǎn)電位平衡。

而三相四線制系統(tǒng)中，由于中線的存在，通過注如零序電壓分量的方法不再適用，針對三相四線制系統(tǒng)，目前中點(diǎn)電壓平衡控制主要有基于中線電流注入的控制方式和3D-SVPWM調(diào)制方式，基于中線電流注入的控制方式，通過PI 等控制環(huán)調(diào)節(jié)誤差，并生成相應(yīng)的中點(diǎn)電位平衡電流加入系統(tǒng)指令電流的方式，調(diào)節(jié)中點(diǎn)電位，但該方法PI控制器設(shè)計較為復(fù)雜。而基于3D-SVPWM的控制策略通過擴(kuò)展3D-SVPWM的子空間實現(xiàn)中點(diǎn)電位平衡，但其算法運(yùn)算量大，且僅適用于3D-SVPWM調(diào)制方式，無法在目前常用的雙載波SPWM調(diào)制下實現(xiàn)，算法擴(kuò)展性較差

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了一種可以在雙載波SPWM調(diào)制下實現(xiàn)、算法擴(kuò)展性較好的三相四線制三電平逆變器的直流側(cè)均壓控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種三相四線制三電平逆變器的直流側(cè)均壓控制方法，包括以下步驟：

步驟一：定義三相四線制三電平逆變器上下電容電壓分別為V_dc1和V_dc2，每個橋臂輸出電流i_o，則三電平SAPF每個橋臂輸出的電壓有3種情況：+V_dc1， -V_dc2，0；

當(dāng)逆變器輸出正電壓+V_dc1時，電流通過上電容，因此電流流入橋臂時，上電容充電；而電流流出橋臂時，上電容放電，則上下電容電壓V_dc1、V_dc2與橋臂電流i_o的關(guān)系可以表示為：

當(dāng)逆變器輸出負(fù)電壓-V_dc2時，電流通過下電容，因此電流流出橋臂時，下電容充電；而電流流入橋臂時，下電容放電；因此在輸出負(fù)電平時，上下電容電壓V_dc1、V_dc2與橋臂電流i_o的關(guān)系可以表示為：

當(dāng)逆變器輸出零電平時,無論電流流入還是流出橋臂，電流皆不通過電容, 因此在輸出零電平時，上下電容電壓V_dc1、V_dc2與橋臂電流i_o的關(guān)系可以表示為：

向橋臂注入固定的均壓電流i_o，其引起的直流側(cè)電壓不平衡僅與注入電流方向和輸出正負(fù)電平總時間有關(guān)，而與橋臂輸出電壓無關(guān)；

設(shè)在一段時間T內(nèi)，逆變器輸出高電平時間占t₁，輸出低電平時間占t₂，輸出零電平的時間占t₀，控制方法向系統(tǒng)中注入固定均壓電流io，可以使直流側(cè)中點(diǎn)偏移量為