[发明专利]一种三电平光伏并网逆变器共模电压的空间矢量抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于三相三电平逆变器技术领域，尤其涉及一种三电平光伏并网逆变器共模电压的空间矢量抑制方法。

背景技术

为保证使用安全，VDE 4105标准对光伏(Photovoltaic，PV)并网系统共模电流(漏电流)有严格限制。采用网侧工频隔离变压器可实现PV和电网的电气隔离、抑制漏电流，但是，工频变压器体积大、重量重、成本高、系统效率低。若采用高频变压器实现PV和电网的电气隔离，可降低系统体积、重量和成本，但功率变换被分成数级，且系统效率并没有明显改善。而并网逆变器的变换效率与光伏发电系统的发电效率密切相关。因此，效率高、体积小、重量轻和成本低的非隔离光伏并网逆变器有明显优势。但变压器的消除使得PV和电网之间有了电气连接，漏电流可能会大幅增加，带来传导和辐射干扰，增加进网电流谐波以及损耗，甚至危及设备和人员安全。故低漏电流的非隔离光伏并网逆变器成为了研究热点之一。

目前对共模电流(漏电流)的抑制策略中，多数仅考虑了直流电压的利用率和共模电压的幅值，所以，现有技术中对共模电流(漏电流)的抑制策略中都是在不降低直流电压利用率的前提下，有效的降低了共模电压幅值，减小了逆变器的漏电流，在此过程中未考虑共模电压的变化频率。但是，漏电流不仅取决于共模电压的变化幅值，还取决于共模电压的变化频率。

所以，现有技术中，对共模电流(漏电流)的抑制策略中，由于未考虑共模电压的变化频率对漏电流的影响，从而影响了漏电流的抑制效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种三电平光伏并网逆变器共模电压的空间矢量抑制方法，以解决现有技术中，对漏电流的抑制由于未考虑共模电压的变化频率对漏电流的影响从而影响了漏电流的抑制效果的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

在一些可选的实施例中，所述空间矢量抑制方法包括以下步骤：在合成逆变器的输出电压空间矢量的过程中，选取共模电压模长不大于六分之一输入电压值的电压空间矢量合成参考矢量；在每个所述参考矢量的合成过程中，选取零矢量作为首发矢量；将所述参考矢量作为逆变器的输出电压空间矢量。

在一些可选的实施例中，该空间矢量抑制方法中在每个参考矢量的合成过程中，按照以下方式确定首发矢量之外的其它两个电压空间矢量的发送顺序：确定所述其它两个电压空间矢量的不同发送顺序产生的共模电压的变化频率；采用共模电压的变化频率最低时对应的电压空间矢量的发送顺序作为首发矢量之外的其它两个电压空间矢量的发送顺序。

在一些可选的实施例中，该空间矢量抑制方法中选取共模电压模长不大于六分之一输入电压值的电压空间矢量合成参考矢量的过程包括：确定所述参考矢量的扇区分布位置；在所述参考矢量所属的扇区中，选取共模电压模长不大于六分之一输入电压值的电压空间矢量合成参考矢量。

在一些可选的实施例中，该空间矢量抑制方法中在确定参考矢量的扇区分布位置之前，先将电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分。

在一些可选的实施例中，该空间矢量抑制方法中将电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分的过程包括：将电压空间矢量对应的矢量空间的每个大扇区分别利用两条曲线划分为4个小扇区；其中，

将第一大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

将第二大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

将第三大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

将第四大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

将第五大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

将第六大扇区划分为4个小扇区的两条曲线的表达式为：

其中，V_β为电压空间矢量在β坐标轴的分量，V_α为电压空间矢量在α坐标轴的分量，V_dc为所述电压空间矢量的最大模长。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：