【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，更具体地说，涉及一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法。
技术介绍
1、三电平逆变器相较于两电平逆变器具有功率器件承受电压低、器件损耗较少以及输出谐波含量少等优点，已广泛应用于大功率、高电压场合。但是三电平逆变器系统在实际运行过程中，由于直流侧分压电容本身参数差异以及工艺加工的缺陷等问题，导致两个电容的电压不均衡，从而引发中点电位不平衡问题。中点电位不平衡会导致两个分压电容上的电压波动严重，不仅会影响分压电容的使用寿命，还会使输出电压电流的波形质量变差，输出谐波含量增加
2、现有三电平逆变器中点电位平衡控制方法，主要是通过硬件和软件两种方法使得直流侧中点电位达到平衡，其中，硬件处理方式主要是通过在逆变器外部增加独立直流电压源代替直流侧电容来解决中点电位不平衡问题。然而，增加独立电压源会极大地增加了系统的成本和体积。软件处理方式主要是通过空间矢量脉宽调制或载波脉宽调制的方法。其中，空间矢量脉宽调制方法是通过重新分配正负小矢量的作用时间来减小中点电位的偏移。这种方法需要划分扇区，且需要计算矢量作用时间，实现起来比较复杂。载波脉宽调制是向调制波中叠加合适的零序电压分量，来实现中点电位平衡。这种方法需要精度较高采样值，在某一相调制电压发生符号变换后，需要重新计算零序电压。上述两种软件实现方法均能抑制中点电位的波动，但计算内容较多，计算过程复杂。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法，用于解决现有三电平逆变器中点电位平衡控
2、为实现上述目的，现提出的方案如下：
3、一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法，包括：
4、采集三相负载电流、直流侧两个电容的第一电压和第二电压；
5、计算一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量、初始中点电荷量；
6、向调制波中加入零序电压分量，得到更新后的调制波；
7、基于更新后的调制波，确定目标中点电荷量；
8、使单位开关周期中点的电荷量为0，得到所述初始中点电荷量、所述目标中点电荷量、所述初始平均电荷值之间的第一关联关系；
9、基于所述第一关联关系、所述三相负载电流、所述第一电压、所述第二电压，计算得到所述零序电压分量；
10、将双闭环系统中的参考电压及参考电流进行解耦和坐标变换，得到目标调制波；
11、向所述目标调制波中叠加所述零序电压分量。
12、优选地，计算一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量，包括：
13、基于逆变器的电路拓扑结构，确定中点电流与开关状态的第二关联关系，所述第二关联关系为：
14、inp＝(1-|sa|ia)+(1-|sb|ib)+(1-|sc|ic)，
15、其中，inp为中点电流，sa、sb、sc为三电平逆变器三相桥臂上开关管的开关状态，ix为三相负载电流，x＝a,b,c)；
16、基于同相载波开关时序和三角形相似原理，确定调制波、载波的第三关联关系，所述第三关联关系为：
17、t0/ts＝1-|vx|/1，
18、其中，t0为一个载波周期内0电平的作用时间，ts为一个载波周期，vx为三相调制波，x＝a,b,c)；
19、根据所述第二关联关系、所述第三关联关系，进行计算得到：
20、δq1＝(1-|va|)tsia+(1-|vb|)tsib+(1-|vc|)tsic＝inp1ts，
21、其中，inp1＝(1-|va|)ia+(1-|vb|)ib+(1-|vc|)ic，δq1为一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量，inp1为一个载波周期的平均电流。
22、优选地，计算一个载波周期内流入中点的初始中点电荷量，包括：
23、根据所述第一电压和所述第二电压，进行计算得到：
24、q0＝c(uc1-uc2)，
25、其中，q0为初始中点电荷量，c为直流侧电容容值，uc1为第一电压，uc2为所述第二电压。
26、优选地，基于更新后的调制波，确定目标中点电荷量，包括：
27、基于更新后的调制波，进行计算得到目标平均电荷量：
28、δq2＝δq1+[-sign(va)ia-sign(vb)ib-sign(vc)ic]v0ts，
29、其中，vx′＝vx+v0为更新后的调制波，x＝a,b,c)，δq2为目标平均电荷量；
30、根据所述目标平均电荷量，进行计算可以得到，目标中点电荷量：
31、δq＝[-sign(va)ia-sign(vb)ib-sign(vc)ic]v0ts＝inp0v0ts，
32、其中，δq为目标中点电荷量，inp0为调制波更新后一个载波周期的平均电流，inp0＝[-sign(va)ia-sign(vb)ib-sign(vc)ic]v0。
33、优选地，使单位开关周期中点的电荷量为0，得到所述初始中点电荷量、所述目标中点电荷量、所述初始平均电荷值之间的第一关联关系，包括：
34、使单位开关周期中点的电荷量为0，得到所述初始中点电荷量、所述目标中点电荷量、所述初始平均电荷值之间的第一关联关系：
35、q0+δq1+δq＝0。
36、优选地，所述基于所述第一关联关系、所述三相负载电流、所述第一电压、所述第二电压，计算得到所述零序电压分量，包括：
37、所述基于所述第一关联关系、所述三相负载电流、所述第一电压、所述第二电压，计算得到所述零序电压分量为：
38、v0＝[-c(uc1-uc2)-inp1]/inp0。
39、从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，通过采集三相负载电流、直流侧两个电容的第一电压和第二电压；计算一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量、初始中点电荷量；向初始调制波中加入零序电压分量，得到更新后的调制波；基于更新后的调制波，确定目标中点电荷量；使单位开关周期中点的电荷量为0，得到初始中点电荷量、目标中点电荷量、初始平均电荷值之间的第一关联关系；基于第一关联关系、三相负载电流、第一电压、第二电压，计算得到零序电压分量；将双闭环系统中的参考电压及参考电流进行解耦和坐标变换，得到目标调制波；向目标调制波中叠加零序电压分量。本申请提供的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，在分析调制波及零序电压分量对中点电位影响的基础上，计算出一个载波周期内实现中点平衡所叠加到调制波中的零序电压分量，通过计算出的零序电压分量使中点电位达到平衡，而零序电压分量只与直流侧上下两电容的电压以及三相电流有关。因此只需要采集电容两端电压值以及三相电流值，就可以得到相应的零序电压分量，向调制波中叠加零序电压分量不需要相应的扇区划分以及矢量作用时间计算，调制方式更加简单，提高了控制系统的灵活本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，计算一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量，包括：
3.根据权利要求2所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，计算一个载波周期内流入中点的初始中点电荷量，包括：
4.根据权利要求3所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，基于更新后的调制波，确定目标中点电荷量，包括：
5.根据权利要求4所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，使单位开关周期中点的电荷量为0，得到所述初始中点电荷量、所述目标中点电荷量、所述初始平均电荷值之间的第一关联关系，包括：
6.根据权利要求5所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，所述基于所述第一关联关系、所述三相负载电流、所述第一电压、所述第二电压，计算得到所述零序电压分量，包括：
【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，计算一个载波周期内流入中点的初始平均电荷量，包括：
3.根据权利要求2所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，计算一个载波周期内流入中点的初始中点电荷量，包括：
4.根据权利要求3所述的三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，基于更新后的调...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强松，郑传富，高燕，温盛军，喻俊，王瑷珲，王燕，王辉，孙腾飞，王启帆，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：
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