自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，包括以下步骤：步骤S1：三相电流i

Neutral point potential balance control strategy for adaptive NPC three level converter

【技术实现步骤摘要】
自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略
本专利技术属于电力电子变流
，具体涉及一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，特别是一种具有中线电流抑制功能的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略。
技术介绍
公开号为CN108832828A，主题名称为一种三电平npc变流器的调制策略的专利技术专利申请，其技术方案公开了“具体包括以下操作步骤：步骤1.根据双调制波载波PWM调制策略，得到各相调制波的上调制波Uxp和下调制波Uxn；步骤2.在双调制波载波PWM策略的基础上，将各相调制波的上调制波Uxp分解为Uxpl*Uxp2，将下调制波Uxn分解为Uxnl和Uxn2，然后确定出该调制策略的解析形式；步骤3.将所得到的两组调制波分别和载波比较后，输出最终的PWM脉冲给三电平NPC变流器”。以上述专利技术专利申请为例，传统的SPWM调制四线制NPC三电平变流器一般采用在输出电压中加入零序电压的方法平衡中点电位，其效果是在电容中点或中性线上注入了零序电流。所以在平衡的过程中零线电流会有较大波动，该波动叠加在较大的零线电流上使得零线发热严重，降低了变流器的工作效率且有发生火灾的隐患。为了防止零线电流过大，传统的中点电位平衡控制器通常会对输出限幅，然而在零线电流较小但上、下直流母线波动较大时其调节能力会有不足。参见附图的图1，即传统的零序电压注入的中点电位平衡控制策略，图中Udp—上半母线电压，Udn—下半母线电压，K—补偿系数，iN—零线电流，iN0—零线电流的低频分量，e'abc—三相电压给定，eabc—三相电压调制给定，e0—中点电位平衡零序电压补偿量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略。本专利技术专利申请公开的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其主要目的在于，通过将零线电流低频分量反馈于中点电位平衡控制器，在控制中点电位平衡的同时自适应调节零线电流，实现零线电流和中点电位平衡的最优控制(将零线电流低频分量反馈于中点电位平衡控制器，以在满足中点电位平衡的前提下，自适应调节零零线电流以达到最优控制，达到中点电位平衡和中线电流最小的折中效果)。本专利技术专利申请公开的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其另一目的在于，具有中线电流抑制功能。本专利技术采用以下技术方案，所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略包括以下步骤：步骤S1：三相电流iabc经过求和、低通滤波后得到零线电流的低频分量iN0；步骤S2：根据Udp和Udn计算得到△Ud，△Ud计算式为：△Ud＝Udp-Udn；根据S3：根据△Ud和低频分量iN0，依据预置的最优K值计算方式，自适应地输出iN_ref，iN_ref计算式为：iN_ref＝K△Ud；步骤S4：将iN_ref与低频分量iN0作差后输入PI控制器，经由PI控制器输出中点电位平衡零序电压补偿量e0。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略还包括步骤S5：步骤S5：将中点电位平衡零序电压补偿量e0与三相电压给定e'abc叠加(作和)，以综合输出三相电压调制给定eabc。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S5中，三相电压给定e'abc由以下步骤得到：步骤S5.1：输出电流经过dq变换后得到id、iq；步骤S5.2：id、iq分别和给定id_ref、iq_ref作差后，分别经过PI控制器输出电压给定信号Ud_ref、Uq_ref；步骤S5.3：电压给定信号Ud_ref、Uq_ref经过dq反变换后得到三相电压给定e’abc。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S3中，预置的最优K值计算方式具体实施为以下步骤：步骤S3.1：设定△Ud的阈值△Udmax和iN0的阈值iN0max；步骤S3.2：实时采样△Ud和iN0；步骤S3.3：判断实时采样得到的△Ud是否满足△Ud>△Udmax，如果判断成功则执行步骤S3.5，否则执行步骤S3.4；步骤S3.4：减少K值：步骤S3.5：判断实时采样得到的iN0是否满足iN0>iN0max，如果判断成功则结束本计算方法，否则执行步骤S3.6；步骤S3.6：加大K值。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S3中，预置的最优K值计算方式具体实施为以下步骤：步骤S3.1：设定△Ud的阈值△Udmax和iN0的阈值iN0max；步骤S3.2：实时采样△Ud和iN0；步骤S3.3：判断实时采样得到的△Ud是否满足△Ud>△Udmax，如果判断成功则执行步骤S3.5，否则执行步骤S3.4；步骤S3.4：减少K值，同时返回执行步骤S3.3：步骤S3.5：判断实时采样得到的iN0是否满足iN0>iN0max，如果判断成功则返回执行步骤S3.3，否则执行步骤S3.6；步骤S3.6：加大K值，同时返回执行步骤S3.3。本专利技术公开的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其有益效果在于，具有中线电流抑制功能，将零线电流低频分量反馈于中点电位平衡控制器，以在满足中点电位平衡的前提下，自适应调节零零线电流以达到最优控制，达到中点电位平衡和中线电流最小的折中效果。附图说明图1是传统的零序电压注入的中点电位平衡控制的控制框图。图2是本专利技术的平衡控制策略的控制框图。图3是本专利技术的最优K值的计算流程图。图4是本专利技术的加入自适应中点电位平衡控制的变流器控制框图。具体实施方式本专利技术公开了一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，下面结合优选实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。参见附图的图1，图1示出了传统平衡控制策略的控制框图，图2示出了所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略的具体实施方式，图3示出了所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略的最优K值的计算流程，图4示出了所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略的变流器控制方式。优选实施例。优选地，所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略包括以下步骤：步骤S1：三相电流iabc经过求和、低通滤波后得到零线电流的低频分量iN0；步骤S2：根据Udp和Udn计算得到△Ud，△Ud计算式为：△Ud＝Udp-Udn；根据S3：根据△Ud和低频分量iN0，依据预置的最优K值计算方式，自适应地输出iN_ref，iN_ref计算式为：iN_ref＝K△Ud；步骤S4：将iN_ref与低频分量iN0作差后输入PI控制器，经由PI控制器输出中点电位平衡零序电压补偿量e0。进一步地，步骤S3中，预置的最优K值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：三相电流i

【技术特征摘要】
1.一种自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：三相电流iabc经过求和、低通滤波后得到零线电流的低频分量iN0；
步骤S2：根据Udp和Udn计算得到△Ud，△Ud计算式为：△Ud＝Udp-Udn；
根据S3：根据△Ud和低频分量iN0，依据预置的最优K值计算方式，自适应地输出iN_ref，iN_ref计算式为：iN_ref＝K△Ud；
步骤S4：将iN_ref与低频分量iN0作差后输入PI控制器，经由PI控制器输出中点电位平衡零序电压补偿量e0。


2.根据权利要求1所述的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其特征在于，所述自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略还包括步骤S5：
步骤S5：将中点电位平衡零序电压补偿量e0与三相电压给定e'abc叠加，以综合输出三相电压调制给定eabc。


3.根据权利要求2所述的自适应NPC三电平变流器中点电位平衡控制策略，其特征在于，步骤S5中，三相电压给定e'abc由以下步骤得到：
步骤S5.1：输出电流经过dq变换后得到id、iq；
步骤S5.2：id、iq分别和给定id_ref、iq_ref作差后，分别经过PI控制器输出电压给定信号Ud_ref、Uq_ref；
步骤S5.3：电压给定信号Ud_ref、Uq_ref经过dq反变换后得到三相电压给定e'abc。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁光耀，刘梦花，宋加旺，刘红伟，
申请(专利权)人：上海宝准电源科技有限公司，嘉兴伏尔电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31