考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法，包括以下步骤：1)根据三电平逆变器工作状态构建三电平逆变器的数学模型；2)计算电平逆变器输出谐波畸变率；3)计算三电平逆变器中点电位波动；4)采用罚函数法建立约束条件，根据谐波畸变率和中点电位波动构建多目标优化模型；5)采用PSO算法对多目标优化模型进行求解，最终获得最优开关角序列。与现有技术相比，本发明专利技术具有适用性、实用性和安全性强等优点。

Control Method of Three-level Traction Inverter Considering Potential Balance and Harmonic Suppression

【技术实现步骤摘要】
考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法
本专利技术涉及三电平牵引逆变器控制领域，尤其是涉及一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法。
技术介绍
相比于两电平拓扑结构，二极管钳位型三电平牵引逆变器凭借其控制灵活、输出电压等级高、输出谐波含量低等优势已被广泛应用于高速动车组中，并逐步在地铁车辆应用中得到关注。然而由于其自身拓扑结构的特点，该类逆变器工作时会出现直流侧上下分压电容电压不平衡情况，导致中点电位产生波动，从而引起输出电压发生畸变、谐波含量增大，严重影响逆变器工作性能。因此，三电平牵引逆变器的中点电位平衡控制和谐波抑制一直都是国内外学者的关注的问题，如何兼顾中点电位平衡控制和谐波抑制也是逆变器优化控制研究的难点。对于三电平牵引逆变器而言，中点电位平衡控制目标是降低直流侧分压电容电压的偏移，减小中点电位波动幅值；谐波抑制的主要目标则是提高输出波形质量，减小其总谐波畸变率。现有方法主要实现了对中点电位平衡控制或谐波抑制的单目标控制，兼顾两者的控制方法还未见文献报道。目前，效果较好的中点电位平衡控制策略多为基于空间矢量的控制方法。ChoiUM、BhatA等学者提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据三电平逆变器工作状态构建三电平逆变器的数学模型；2)计算电平逆变器输出谐波畸变率；3)计算三电平逆变器中点电位波动；4)采用罚函数法建立约束条件，根据谐波畸变率和中点电位波动构建多目标优化模型；5)采用PSO算法对多目标优化模型进行求解，最终获得最优开关角序列。

【技术特征摘要】
1.一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据三电平逆变器工作状态构建三电平逆变器的数学模型；2)计算电平逆变器输出谐波畸变率；3)计算三电平逆变器中点电位波动；4)采用罚函数法建立约束条件，根据谐波畸变率和中点电位波动构建多目标优化模型；5)采用PSO算法对多目标优化模型进行求解，最终获得最优开关角序列。2.根据权利要求1所述的一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法，其特征在于，所述的步骤2)中，电平逆变器输出谐波畸变率fTHD的计算式为：其中，Udc为三电平逆变器直流侧电压，UL1分别为负载线电压的基波有效值，αi(i＝1,...,N)为1/4周期内可独立优化控制的第i个开关时刻角，N为1/4周期内可独立优化控制的开关时刻角的数量，k为谐波次数，K为谐波总次数。3.根据权利要求2所述的一种考虑电位平衡和谐波抑制的三电平牵引逆变器控制方法，其特征在于，所述的步骤3)中，不同矢量作用下中点电位波动Δuc的计算式为：其中，Udc为三电平逆变器直流侧电压，kj为中间参量，Sm、Sj分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琴跃，戴维，谭喜堂，解大波，李朝阳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31