[發明專利]一種定量優化的級聯型逆變器空間矢量調制方法

有效

• 申請號: 202110545809.2
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113315398B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 熊蘭;朱雨潔
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/493;H02J3/38
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種定量優化的級聯型逆變器空間矢量調制方法，所述級聯型逆變器由N個單元構成，單元的直流電源是光伏電池、或蓄電池、或超級電容能夠存儲電能的元件，所述空間矢量調制方法包括以下步驟：

步驟1、計算所有單元的直流電壓瞬時值之和U_dcsum，則所有開關矢量的輸出電平值都在[-U_dcsum,U_dcsum]范圍內；對-U_dcsum、-U_dcsum*(N-1)/N、…-U_dcsum/N、0、U_dcsum/N…、U_dcsum*(N-1)/N、U_dcsum共2N+1個數值中的任意一個，若其左右與其差距小于U_dcsum/2N的輸出電平值的數量大于0，則這些輸出電平值所對應的開關矢量劃分為一個矢量集合，最多劃分為2N+1個矢量集合；

步驟2、控制器輸出電壓指令值K將開關矢量構成的一維空間分為左右兩側，在兩側找出與K最接近的兩個輸出電平值對應的矢量，及其所屬的兩個矢量集合；

步驟3、對步驟2所得兩個矢量集合內每個開關矢量，計算在該矢量作用下各單元直流側電容電壓的預期變化量△U_ji，j為開關矢量編號，i為單元編號：

ΔU_ji＝(I_PWRi-S_jii_L)T_S/C_i

其中I_PWRi與C_i分別為第i個單元的直流電源輸出電流與直流電容容量，i_L為逆變器的并網電流，T_S為逆變器的開關周期，S_ji為第j個矢量的第i個單元輸出電平極性，其中，輸出電平極性為-1、0或1；

步驟4、應用最小二乘法構造矢量選取函數，矢量選取函數Distance_j定義為：

其中U_dcrefi為第i個單元的單元直流電壓參考值，U_dci為第i個單元的直流電壓瞬時值；計算步驟2所得兩個矢量集合內每個開關矢量的Distance_j；

步驟5、在步驟2所得兩個矢量集合內分別比較各矢量的Distance_j計算值，計算值最小的矢量作為下一個開關周期的開關矢量g_opt1和g_opt2，其中，g_opt1為左側計算值最小的矢量，g_opt2為右側計算值最小的矢量；

步驟6、根據K、g_opt1和g_opt2所對應的輸出電平值P_opt1和P_opt2，計算g_opt1和g_opt2的導通時間t_opt1、t_opt2：

步驟7、根據步驟6得到的導通時間，若K＝0，在下一個開關周期的0～t_opt1時間段逆變器按照矢量g_opt1的開關狀態輸出，而t_opt1～Ts時間段按照矢量g_opt2的開關狀態輸出；若K0，在下一個開關周期的0～t_opt2時間段按照矢量g_opt2的開關狀態輸出，而t_opt2～Ts時間段按照矢量g_opt1的開關狀態輸出。

2.如權利要求1所述的一種定量優化的級聯型逆變器空間矢量調制方法，其特征是，步驟3中，所述第j個矢量的第i個單元的輸出電平極性S_ji與第i個單元的H橋的輸出電壓相對應；第i個單元的H橋的輸出電平有三種情況，即-U_dci、0、+U_dci；相應的，S_ji的取值為-1、0、1。