[發(fā)明專利]一種基于電流極性的中點(diǎn)電位平衡控制方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010063333.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111224573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海朋;蒲廷燕;李言華;王喜蓮;程艷;于芃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京瑞盈同創(chuàng)智能技術(shù)研究院有限公司;北京交通大學(xué);國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/32;H02M1/12;H02J3/38
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李倩

本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供一種基于電流極性的中點(diǎn)電位平衡控制方法和裝置，包括：采集三電平逆變器交流側(cè)的三相電流極性，劃分三電平矢量空間；根據(jù)大扇區(qū)的位置，獲得中點(diǎn)電流值；獲取直流側(cè)上下兩個(gè)電容的電壓差值；根據(jù)電壓差值和中點(diǎn)電流值，獲得平衡因子的極性；調(diào)節(jié)電壓差值，獲得平衡因子的大小；根據(jù)平衡因子的極性和平衡因子的大小，獲得平衡因子；將平衡因子引入七段式SVPWM算法中，調(diào)節(jié)正負(fù)小矢量的作用時(shí)間，以對(duì)三電平逆變器的中點(diǎn)電位進(jìn)行平衡控制。本發(fā)明僅需采集三電平逆變器交流側(cè)三相電流和直流側(cè)上下電容電壓信號(hào)，無(wú)需額外采集三相電壓，且無(wú)需再對(duì)參考電壓所屬小扇區(qū)進(jìn)行討論，以解決中點(diǎn)電位平衡控制較為復(fù)雜的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及逆變器平衡控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電流極性的中點(diǎn)電位平衡控制方法和裝置。

背景技術(shù)

三電平拓?fù)渚哂休^高的電壓輸出能力，相同開(kāi)關(guān)頻率下對(duì)電流的諧波抑制能力更好，在同樣輸出諧波指標(biāo)前提下，三電平拓?fù)涞拿總€(gè)電力電子器件開(kāi)關(guān)頻率可以適當(dāng)降低，進(jìn)而提升了系統(tǒng)的可靠性。但三電平變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于中點(diǎn)電流對(duì)于上下電容充電不均，導(dǎo)致中點(diǎn)電位不平衡問(wèn)題出現(xiàn)。而中點(diǎn)電位不平衡則會(huì)增大交流側(cè)諧波成分，使輸出電壓畸變；也會(huì)影響直流側(cè)電容和功率開(kāi)關(guān)器件使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至直接造成損壞，因此必須改善中點(diǎn)電位不平衡問(wèn)題。

目前，對(duì)三電平的中點(diǎn)電位平衡控制，主要有(1)滯環(huán)控制法；(2)虛擬矢量合成法；(3)電荷守恒法；(4)平衡因子調(diào)節(jié)正負(fù)冗余小矢量作用時(shí)間法。就方法(4)來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)電壓、電流傳感器采集交流側(cè)三相電壓、三相電流和直流側(cè)上下電容電壓量，增加了系統(tǒng)的設(shè)備成本；且在判別平衡因子極性時(shí)，需要對(duì)矢量空間的大、小扇區(qū)均進(jìn)行判斷，進(jìn)而分析所屬小扇區(qū)內(nèi)作用的是哪一對(duì)冗余小矢量，在方法實(shí)現(xiàn)上較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的目的在于提出一種基于電流極性的中點(diǎn)電位平衡控制方法和裝置，以解決中點(diǎn)電位平衡控制較為復(fù)雜的問(wèn)題。

基于上述目的，本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種基于電流極性的中點(diǎn)電位平衡控制方法，包括：

采集三電平逆變器交流側(cè)的三相電流極性，根據(jù)所述三相電流極性劃分三電平矢量空間，所述三電平矢量空間包括六個(gè)大扇區(qū)；

根據(jù)所述大扇區(qū)的位置，令中點(diǎn)電流值等于其所在大扇區(qū)內(nèi)小矢量產(chǎn)生的中點(diǎn)電流值；獲取所述三電平逆變器直流側(cè)上下兩個(gè)電容的電壓差值；

根據(jù)所述電壓差值和所述中點(diǎn)電流值，獲得平衡因子的極性；

調(diào)節(jié)所述電壓差值，對(duì)所述調(diào)節(jié)后的電壓差值取其絕對(duì)值，獲得平衡因子的大小；

根據(jù)所述平衡因子的極性和所述平衡因子的大小，獲得平衡因子；將所述平衡因子引入七段式SVPWM算法中，調(diào)節(jié)正負(fù)小矢量的作用時(shí)間，以對(duì)三電平逆變器的中點(diǎn)電位進(jìn)行平衡控制。

標(biāo)記所述六個(gè)大扇區(qū)N分別為1、2、3、4、5、6，若所述大扇區(qū)N＝1、3、5，令所述中點(diǎn)電流值等于其所在大扇區(qū)內(nèi)負(fù)小矢量產(chǎn)生的中點(diǎn)電流值；若所述大扇區(qū)N＝2、4、6，令所述中點(diǎn)電流值等于其所在大扇區(qū)內(nèi)正小矢量產(chǎn)生的中點(diǎn)電流值。

所述根據(jù)所述電壓差值和所述中點(diǎn)電流值，獲得平衡因子的極性，包括：

計(jì)算所述電壓差值和所述中點(diǎn)電流值的乘積，若所述乘積大于零，則所述平衡因子的極性為正；若所述乘積小于零，則所述平衡因子的極性為負(fù)。

所述調(diào)節(jié)所述電壓差值，對(duì)所述調(diào)節(jié)后的電壓差值取其絕對(duì)值，包括：將所述電壓差值通過(guò)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)調(diào)節(jié)后獲得的數(shù)值取其絕對(duì)值，得到平衡因子的大小。

所述根據(jù)所述平衡因子的極性和所述平衡因子的大小，獲得平衡因子，包括：計(jì)算所述平衡因子的極性和所述平衡因子的大小二者的乘積，得到平衡因子。