[發(fā)明專利]三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法、電能治理設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911292484.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN111030497B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張承慧;張銳;邢相洋;李曉艷;耿華;胡順全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/537
• 分類號(hào): H02M7/537;H02M7/483
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提出了三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法、電能治理設(shè)備，將負(fù)載電流均分作為逆變器的參考電流，通過PI控制器和坐標(biāo)變換產(chǎn)生調(diào)制波，運(yùn)用載波層疊SPWM方法產(chǎn)生控制信號(hào)，使逆變器產(chǎn)生相應(yīng)補(bǔ)償電流和并網(wǎng)電流，可以有效補(bǔ)償不平衡負(fù)載所帶來得不平衡電流。并且連接中性線的第四橋臂單獨(dú)控制，均分負(fù)載中性線電流為參考電流，通過PI控制器產(chǎn)生調(diào)制波并產(chǎn)生控制信號(hào)，補(bǔ)償負(fù)載中性線電流使電網(wǎng)中性線電流為零。通過上述方法可以使得并聯(lián)的多個(gè)逆變器的對(duì)應(yīng)橋臂的輸出電流均相等；同時(shí)，其中一臺(tái)逆變器的控制中加入零序環(huán)流控制，有效抑制了并聯(lián)三相四橋臂逆變器間的零序環(huán)流。解決了直接并聯(lián)逆變器系統(tǒng)電流畸變、逆變器不均流的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及逆變器相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法、電能治理設(shè)備。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

多電平逆變器在近年來的應(yīng)用日益增多，與兩電平逆變器相比，多電平輸出端電壓波形含有較少的諧波分量，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩低；而且多電平逆變器中的開關(guān)器件所承受的電壓較低，對(duì)元件耐壓水平要求低。但隨著社會(huì)發(fā)展，越來越多的大功率應(yīng)用場(chǎng)合開始出現(xiàn)，因?yàn)樵骷拗疲瑔闻_(tái)逆變器的容量往往不能滿足需求。所以，兩組或多組逆變器并聯(lián)以擴(kuò)大容量是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。

然而，兩組或多組逆變器的直接并聯(lián)往往會(huì)帶來一系列問題，逆變器間的環(huán)流會(huì)導(dǎo)致電流畸變、逆變器不均流等問題。而且不平衡負(fù)載在實(shí)際供電系統(tǒng)中必然會(huì)存在，隨之產(chǎn)生的不平衡電流也不能忽略。而通過采用三相四線逆變器不但可以提供中性線，同時(shí)能夠產(chǎn)生補(bǔ)償電流使三相電流對(duì)稱。

因此針對(duì)三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，研究一種抑制環(huán)流、補(bǔ)償零序電流、同時(shí)使逆變器均流的有效方案意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了一種三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法、電能治理設(shè)備，解決直接并聯(lián)帶來的逆變器間的環(huán)流會(huì)導(dǎo)致電流畸變、逆變器不均流等問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了三相四橋臂逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，包括直接并聯(lián)在直流側(cè)和交流側(cè)之間的多個(gè)三相四橋臂逆變器，每個(gè)三相四橋臂逆變器包括并聯(lián)的三相四橋臂，每相橋臂包括四個(gè)IGBT管，四個(gè)橋臂的輸出端分別連接電網(wǎng)和負(fù)載的中性線和三相火線，各個(gè)IGBT管均由控制電路驅(qū)動(dòng)；

控制電路包括控制逆變器的三相火線橋臂的第一控制支路和控制中性線的橋臂的第二控制支路，第二控制支路為連接中性線的橋臂提供單獨(dú)的控制信號(hào)，根據(jù)負(fù)載電流的中性線電流值確定各個(gè)逆變器連接中性線的橋臂的輸出電流的參考值，使得各個(gè)逆變器輸出電流相等。

進(jìn)一步地，控制各個(gè)逆變器橋臂的輸出電流的參考值為負(fù)載電流的電流值與逆變器臺(tái)數(shù)的比值。

進(jìn)一步地，所述逆變器為T型三電平逆變器，每相橋臂包括四個(gè)IGBT管，其中兩個(gè)IGBT管串聯(lián)連接，兩個(gè)串聯(lián)連接的IGBT中點(diǎn)一側(cè)連接兩個(gè)反向連接的IGBT管，直流側(cè)輸入端串聯(lián)兩個(gè)電容，兩個(gè)串聯(lián)連接的IGBT中點(diǎn)作為橋臂中點(diǎn)與負(fù)載和電網(wǎng)連接，交流側(cè)通過輸出電感與交流負(fù)載相連。

進(jìn)一步地，每個(gè)控制支路包括依次連接的采樣電路、abc/dq坐標(biāo)變換模塊、比較器、PI控制器、dq/abc坐標(biāo)變換模塊以及PWM信號(hào)發(fā)生器；

采樣電路用于采集線路的電流或者電壓；

abc/dq坐標(biāo)變換模塊用于將采集的信號(hào)進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)變換，從三相靜止a-b-c坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系，獲得d-q坐標(biāo)系電壓或電流數(shù)值；

比較器用于計(jì)算輸入值與參考值的差值；PI控制器用于根據(jù)差值采用PI控制算法輸出相應(yīng)的控制信號(hào)的調(diào)制波；