[發明專利]并聯有源箝位三電平SVG系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910266592.4
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109980973B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 張承慧;邢相洋;秦昌偉;耿華;胡順全;陳阿蓮
• 申請（專利權）人: 山東大學;清華大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02J3/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種并聯有源箝位三電平SVG系統的控制方法，所述系統包括兩臺并聯的有源箝位三電平SVG，所述有源箝位三電平SVG的直流側正母線、負母線和中性點分別連接在一起，交流側通過濾波器能夠連接至三相交流電網；

所述交流側包括三相橋臂，每相橋臂包括六個功率開關管，其中四個功率開關管串聯，形成串聯組，另兩個功率開關管串聯后與串聯組中位于中間的兩個功率開關管并聯；直流側包括兩個串聯連接的濾波電容，兩個濾波電容的中間形成一個中性點，所述中性點與該相另兩個功率開關管的中間點連接，串聯組的中間連接對應的濾波器，其特征是：采用主從控制兩臺有源箝位三電平SVG，每臺有源箝位三電平SVG的控制策略為電壓-電流雙閉環控制方法，外環為直流電壓環，采用PI調節方式，以實現直流輸出電壓的穩定；內環為電流環，采用無差拍控制方式，以實現快速的動態響應；

利用兩臺有源箝位三電平SVG的d軸總電流給定值經分配因子λ，得到第一臺和第二臺有源箝位三電平SVG的d軸電流給定值，表示為：

其中，k_p,DC和k_i,DC分別為直流側電壓PI控制器的比例系數和積分系數，V_{dc_ref}表示直流側電壓的給定值，V_dc表示直流側電壓值；

根據控制要求給定兩臺有源箝位三電平SVG的q軸總電流給定值經分配因子μ，第一臺和第二臺有源箝位三電平SVG的q軸電流給定值可以表示為：

其中，i^*_q1為第一臺有源箝位三電平SVG的q軸電流給定值，i^*_q2為第二臺有源箝位三電平SVG的q軸電流給定值；采用零序環流最優控制器，零序環流的給定值設置為0，為增強零序環流抑制性能，引入兩臺有源箝位三電平SVG原始調制波的零序分量的差值作為前饋控制量；

在進行電流控制時，第二臺有源箝位三電平SVG的三角載波與第一臺有源箝位三電平SVG的三角載波之間的相位差為90度，采用相位差為90度的兩組三角載波，分別與第一臺和第二臺的三相調制波進行比較，得到第一臺和第二臺有源箝位三電平SVG中功率開關管的驅動信號，控制功率開關管工作，用于改善公共連接點處的電流波形質。

2.如權利要求1所述的控制方法，其特征是：采樣每臺有源箝位三電平SVG的直流側上、下電容的電壓，兩個電容電壓作加法運算得到直流側電壓值，兩個電容電壓作減法運算得到中點電位的值，直流側電壓的給定值與實際值作減法運算，得到直流側電壓的誤差信號，送入PI控制器，PI控制器的輸出作為兩臺有源箝位三電平SVG的d軸總電流給定值。

3.如權利要求1所述的控制方法，其特征是：采樣第一臺有源箝位三電平SVG的三相電流，通過abc/dqz坐標變換得到d軸、q軸和z軸的電流分量，在同步旋轉坐標系中實現電流控制功能，采樣第二臺有源箝位三電平SVG的三相電流，通過abc/dq坐標變換得到d軸和q軸的電流分量，在同步旋轉坐標系中實現電流控制功能。

4.如權利要求1所述的控制方法，其特征是：對于每一臺有源箝位三電平SVG，d軸電流的給定值與實際值作減法運算，得到d軸電流的誤差信號，送入無差拍控制器，q軸電流的給定值與實際值作減法運算，得到q軸電流的誤差信號，送入無差拍控制器。

5.如權利要求1所述的控制方法，其特征是：對作為主控制的有源箝位三電平SVG的z軸電流進行控制，利用零序環流最優控制器進行控制，零序環流的給定值設置為0，記錄零序環流最優控制器的輸出量；引入兩臺有源箝位三電平SVG原始調制波的零序分量的差值作為零序環流最優控制器的前饋控制量。

6.如權利要求1所述的控制方法，其特征是：將兩個電容電壓的差值經比例調節器，得到零序分量，將其和零序環流最優控制器的輸出量，注入兩臺有源箝位三電平SVG的三相調制波，以實現中點平衡控制和零序環流抑制功能。