基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，本发明专利技术基于两电平拓扑和SVM调制策略，对三相两电平逆变器并联控制运行的关键技术进行了研究，针对共直流母线并联逆变器产生的零序环流和开关损耗问题进行详细的分析，利用SVM策略可以抑制并联逆变器的零序环流的优点。本发明专利技术为了解决现有技术中没有控制方法能够应用于逆变器的模块化并联运行在光伏发电和微电网等分布式发电场合存在的零序环流问题，结合最近三矢量合成原则(NTV)调制方法合成SVM，仅通过调整开关导通时间便可以抑制环流。此外，应用此方法可以减小开关损耗。通过此SVM方法可以在没有附加硬件或者复杂控制器的条件下抑制环流。

【技术实现步骤摘要】
基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法
本专利技术涉及一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法。
技术介绍
随着光伏发电系统在内的分布式能源大规模接入低压配电网，电能变换向大功率方向发展，传统单台逆变器很难满足低压大电流场合对输出电流的要求。逆变器的模块化并联运行的出现解决了上述问题，如图1所示，和传统单台逆变器的方案相比，逆变器的模块化并联运行冗余度增大，可靠性增强，即使某个并联模块出现故障问题，也可切除之后降额使用；而且逆变器的模块化并联运行更适合于大电流场合，具有开关数目少、导通损耗小等优点；且限于经济或技术水平，目前电力电子开关器件所能做到的功率等级是有限制的，而且即使达到的高的功率等级，其器件的开关特性也可能也不是很好。因此逆变器的模块化并联运行已经广泛应用到光伏发电和微电网等分布式发电场合，但是存在的零序环流问题会影响逆变器并联的高效运行。而目前没有相关的控制方法能够改善存在的零序环流问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，本专利技术基于两电平拓扑和SVM调制策略，对三相两电平逆变器并联控制运行的关键技术进行了研究，针对共直流母线并联逆变器产生的零序环流和开关损耗问题进行详细的分析，利用SVM策略可以抑制并联逆变器的零序环流的优点。本专利技术为了解决现有技术中没有控制方法能够应用于逆变器的模块化并联运行在光伏发电和微电网等分布式发电场合存在的零序环流问题，本专利技术提供一种基于实时调整采用SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，该方法结合最近三矢量合成原则(NTV)调制方法合成SVM，仅通过调整开关导通时间便可以抑制环流。此外，应用此方法可以减小开关损耗。通过此SVM方法可以在没有附加硬件或者复杂控制器的条件下抑制环流。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，包括以下步骤：(1)基于最近三矢量合成原则调制方法，合成SVM调制方法，得到可用于满足指令电压的时间间隔和；(2)根据时间间隔和确定零矢量作用时间，生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号；(3)在SVM的调制后每相加上或减去三相导通时间中的最小导通时间来抑制零序环流。所述步骤(1)中，由于逆变器中电子开关的存在，在恒定的直流输入电压作用下，通过所述SVM控制输出电压并优化输出谐波。所述步骤(2)中，根据传统NTV调制方法合成SVM确定零矢量作用时间。所述步骤(2)中，零矢量作用时间填补半个开关周期间隔中剩下的时间的时间间隔，在零矢量和之间进行分配。所述步骤(2)中，根据对称的脉冲得到输出谐波最小的规律生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号。所述步骤(3)中，通过测量判断零序环流的正负来确定加上还是减去最小导通时间。所述步骤(3)中，若第一台逆变器的零序环流大于零，则通过加上三相导通时间中的最小导通时间重新简单计算得到调整后的开关导通时间，使零状态V0开关矢量的作用时间比传统增加一倍。所述步骤(3)中，若第一台逆变器的零序环流小于零，则通过减去三相导通时间中的最小导通时间重新简单计算得到调整后的开关导通时间，使零状态V7开关矢量的作用时间比传统增加一倍。所述步骤(3)中，通过将每个周期加上或减去一个最小开通时间对信SVM调制策略进行优化，若第一台逆变器的零序环流大于零，零状态V0在SVM调制策略中抑制零序环流；若第一台逆变器的零序环流小于零，零状态V7在SVM调制策略中抑制零序环流。应用上述方法的并联两电平并网逆变器的零序环流抑制系统，包括电流跟踪感应器、抑制零序电流的控制器、PWM信号发生器和用于并联的两电平并网逆变器模块，其中，所述电流跟踪感应器采集第一台逆变器的零序环流，对零序环流的正负进行判断，所述抑制零序电流的控制器通过电流跟踪感应器得到相应可调整的零矢量，将第一台逆变器的零序环流抑制到0；若第一台逆变器的零序环流大于零，零状态V0在SVM调制策略中抑制零序环流，则通过加上三相导通时间中的最小导通时间重新简单计算得到调整后的开关导通时间，使V0(000)开关矢量的作用时间比传统增加一倍；若第一台逆变器的零序环流小于零，零状态V7在SVM调制策略中抑制零序环流，则通过减去三相导通时间中的最小导通时间重新简单计算得到调整后的开关导通时间，使V7(111)开关矢量的作用时间比传统增加一倍。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术结合最近三矢量合成原则(NTV)调制方法合成SVM，仅通过调整开关导通时间便可以抑制环流。此外，应用此方法可以减小开关损耗。通过此SVM方法可以在没有附加硬件或者复杂控制器的条件下抑制环流。同时，本专利技术可以将大大提高逆变系统的灵活性，打破逆变器在功率等级上的极限；使并联模块零序环流得到抑制，相电流波形畸变得到消除；可以减小开关频率，开关损耗显著减小。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为并联逆变系统拓扑图；图2为两电平逆变器电压空间矢量图；图3为I扇区7段式SVM波形以及最小导通时间计算方法示意图；图4是零序环流大于零时得到调整后的I扇区SVM波形示意图；图5是零序环流小于零时得到调整后的I扇区SVM波形示意图；图6是所提出零序环流抑制方法的流程图；图7(a)是没有零序环流控制的实验结果；图7(b)是本专利技术的实验结果；图8(a)是不同参考电流相同滤波条件下没有零序环流控制的实验结果；图8(b)是本专利技术的实验结果。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中缺少能够抑制零序环流问题的控制方法。本申请的一种典型的实施方式中，一种基于实时调整采用SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，包括以下步骤：(1)基于最近三矢量合成原则(NTV)调制方法，合成SVM，得到可用于满足指令电压的时间间隔ta和tb；(2)根据ta和tb，得到零矢量作用时间t0，生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号；(3)采集第一台逆变器的零序环流iz1；(4)由于零序环流主要受并联逆变器每个PWM周期的零矢量作用时间影响，判断零序环流iz1的正负，实时调整零矢量V0和V7的作用时间从而控制占空比，以便控制零序环流；所述步骤(1)中，由于逆变器中电子开关的存在，在恒定的直流输入电压Vd作用下，通过所述SVM控制输出电压并优化输出谐波。所述步骤(2)中，零矢量作用时间t0是用于填补半个开关周期间隔中剩下的时间的时间间隔，它在零矢量V0和V7之间以一种适当的方式分配，根据对称的脉冲得到输出谐波最小的规律生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：包括以下步骤：(1)基于最近三矢量合成原则调制方法，合成SVM调制方法，得到可用于满足指令电压的时间间隔和；(2)根据时间间隔和确定零矢量作用时间，生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号；(3)在SVM的调制后每相加上或减去三相导通时间中的最小导通时间来抑制零序环流。

【技术特征摘要】
1.一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：包括以下步骤：(1)基于最近三矢量合成原则调制方法，合成SVM调制方法，得到可用于满足指令电压的时间间隔和；(2)根据时间间隔和确定零矢量作用时间，生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号；(3)在SVM的调制后每相加上或减去三相导通时间中的最小导通时间来抑制零序环流。2.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(1)中，由于逆变器中电子开关的存在，在恒定的直流输入电压作用下，通过所述SVM控制输出电压并优化输出谐波。3.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(2)中，根据传统NTV调制方法合成SVM确定零矢量作用时间。4.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(2)中，零矢量作用时间填补半个开关周期间隔中剩下的时间的时间间隔，在零矢量和之间进行分配。5.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(2)中，根据对称的脉冲得到输出谐波最小的规律生成相应的脉宽对称的脉宽调制信号。6.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(3)中，通过测量判断零序环流的正负来确定加上还是减去最小导通时间。7.如权利要求1所述的一种基于SVM策略的三相并联逆变系统环流抑制方法，其特征是：所述步骤(3)中，若第一台逆变器的零序环流大于零，则通过加上三相导通时间中的最小导通时间重新简单计算得到调整后的开关导...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承慧，杨梦盈，邢相洋，秦昌伟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37