一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法技术

本发明专利技术涉及一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法。该三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，是基于载波调制即CBPWM调制实现的，在拓扑自平衡分析的基础上，首先采集变流器直流侧上下电容电压，根据上下电容电压差值计算出中点电压不平衡度，依据输出不同方向直流电流与中点电压不平衡度存在的比例关系，按照设计的PI控制器计算得出平衡中点电压所需的指令电流，在电流控制的并网变流器的电流指令中叠加上得到的指令电流，并通过三相四线制下改进的DBC电流控制方法获得所需调制电压，基于CBPWM调制将调制电压与载波进行比较，用生成的PWM序列控制对应功率器件的开关，实现中点电压平衡控制；该方法控制简单，基于改进DBC的平衡响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法
本专利技术属于三电平并网变流器中点电压平衡
，具体涉及一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，三电平变流器受到了广泛地关注，尤其在大容量、高电压场合。相比于传统的两电平变流器，三电平变流器具有较低的总谐波畸变率、较低的器件电压应力和较高的能量转换效率。为了使三电平逆变器安全可靠运行，必须确保直流侧上下电容电压相等，即中点电压平衡。常见的平衡中点电压的方法主要有以下3种：1)用额外的变流器向电容中点注入或抽取电流；2)上下电容电压取自两路独立的直流电源；3)通过调整脉宽调制脉冲序列来平衡中点电位。其中，增加硬件会增加系统成本；改变算法不会增加成本，因而最有吸引力。目前常用的中点电位平衡的算法主要有两种：基于零序分量注入的载波脉宽调制(CBPWM)方法和基于冗余矢量调整的空间矢量调制(SVPWM)方法。载波调制方法中零序电压的计算、空间矢量调制方法中矢量合成规则的复杂性等均导致控制算法的计算复杂度大大提升。此外，上述两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，采集三相四线制三电平并网变流器直流侧的上下电容电压值、电网电压值与输出电流值，并计算中点电压不平衡度；/n步骤S2，计算中点电压不平衡度与输出直流电流方向的关系，根据对应关系，通过PI控制器获得指令电流；/n步骤S3，基于三相四线制的改进DBC电流控制方法，将采样数据、指令电流通过迭代计算获得三相调制电压；其中，采样数据包括输出电流与电网电压；/n步骤S4，将调制电压与载波进行比较，获得特定序列的PWM序列，利用PWM序列驱动功率器件，实现中点电压平衡控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，采集三相四线制三电平并网变流器直流侧的上下电容电压值、电网电压值与输出电流值，并计算中点电压不平衡度；
步骤S2，计算中点电压不平衡度与输出直流电流方向的关系，根据对应关系，通过PI控制器获得指令电流；
步骤S3，基于三相四线制的改进DBC电流控制方法，将采样数据、指令电流通过迭代计算获得三相调制电压；其中，采样数据包括输出电流与电网电压；
步骤S4，将调制电压与载波进行比较，获得特定序列的PWM序列，利用PWM序列驱动功率器件，实现中点电压平衡控制。


2.根据权利要求1所述的一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，其特征在于：所述步骤S1中，电网电压和输出电流分别表示为：






其中，z＝A、B、C，ω是工频角频率，ωt∈[0,2π]是电压电流的相角，Em是电网电压的峰值，iz是并网变流器z相输出电流，输出变流器为该电流正方向，Imz,n是z相输出电流n次谐波含量的峰值，是对应电流的初相。


3.根据权利要求2所述的一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述的中点电压不平衡度表示为：



uC1+uC2＝udc
其中，uC1、uC2为直流侧上、下电容电压，udc是直流侧母线电压。


4.根据权利要求3所述的一种三相四线制三电平变流器中点电压平衡方法，其特征在于：所述步骤S2中，基于CBPWM调制策略，根据伏秒平衡原理，一个载波周期内各电平占空比与调制电压的关系为：

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娟，石雷，史永方，许志刚，周龙，马兆星，钟李翔，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34