[发明专利]用于使多相电力转换器的共模电流的谐振分量衰减的方法

说明书

本公开内容涉及用于使多相电力转换器的共模电流的谐振分量衰减的方法。本公开内容描述了用于使多相电力转换器的共模电流的谐振分量衰减的方法和设备，其中电力转换器包括具有至电力转换器的虚地连接的输出滤波器。在方法和设备中，确定共模电流，基于共模电流形成反馈信号，以及将反馈信号引入到共模电流基准中以抑制谐振频率分量。将延迟添加至反馈信号，使得反馈信号具有相对于共模电流的谐振频率分量的随后的周期而言的足够的相位裕度。

技术领域

本公开内容涉及具有虚地连接(virtual ground connection)的电力转换器，以及更特别地涉及使虚地连接中的共模谐振衰减。

背景技术

本公开内容的上下文中的电力转换器通常包括逆变器。逆变器可以包括被配置成逆变桥的半导体开关。逆变器通过将半导体开关调制成导通或非导通状态来生成输出电压或电流。

电力转换器可以与输出滤波器耦接以提高由电力转换器产生的电力的质量。滤波器可以是例如LC或LCL滤波器。在一些应用中，LCL滤波器可以具有从滤波器的电容器的星点至电力转换器的直流总线的直接连接。在本公开内容中，这样的配置被称为具有虚地(VG)连接的电力转换器。虚地连接可以用于限制逆变器直流总线相对于地电势的高频波动。

输出滤波器中的一部分可以形成共模谐振(CMR)电路，该共模谐振电路在虚地连接上携带循环谐振电流。例如，如果电力转换器包括具有虚地连接的高性能(即低损耗)的LCL滤波器，则因为电路的自然衰减(即在谐振频率处的损耗)会由于高性能、低损耗材料的使用而非常低，所以强的谐振可以经由共模LC电路而出现。即使当逆变器的共模电压控制基准未激起共模谐振时，共模电压的宽的分散谱(由于逆变器调制)仍可以在逆变器的几乎每一操作点处引起该谐振。

因为共模谐振会引起额外的损耗和逆变器的性能退化(例如效率、电磁兼容(EMC)和电网电流控制性能的退化)，所以减轻谐振频率处的共模电压影响会是期望的。例如，CMR的不利影响可以存在于光伏(PV)逆变器中，在光伏逆变器中CMR会经由PV模块的杂散电容而引起增加的泄露电流。泄露电流会具有由标准决定的某些限值，因此使逆变器直流总线上的任意的额外高频成分最小化会是期望的。

可以通过例如使用被动或主动衰减方法来减小共模电压的谐振分量的不利影响。例如，可以用辅助电路系统例如用于减轻共模分量的电阻元件来实现被动共模衰减。然而，这样的额外元件会增加系统的成本并且降低其性能。主动共模衰减方法可能同样要求使用额外的传感器以及/或者在非理想的操作条件下可能不会按照预期的进行操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和用于实现方法的设备以减轻上述缺点。本发明的目的通过根据本发明的实施方式的方法和设备进行实现。

本公开内容描述了用于使多相电力转换器的共模电流的谐振分量衰减的方法，其中，转换器包括具有至电力转换器的虚地连接的输出滤波器，以及其中，转换器的共模分量被基于共模分量基准进行控制。

在方法中，通过例如估计或测量来确定共模电流。然后，可以通过例如使用带通滤波器来确定共模电流在虚地谐振电路的谐振频率处的频率分量。

可以假设所确定的谐振频率分量为(正弦)周期信号。因此，可以认为相距整个周期被采样的信号的样本彼此无法区分。换言之，彼此之间具有360°(＝2π)相移的样本具有(近似)相同的值。

因而，可以通过使所确定的频率分量延迟使得其相移相对于实际的共模电流基本为360°来形成稳定的反馈回路。在确定要诱导至所测量/所估计的谐振频率分量的期望的延迟时可以考虑反馈回路中的其他延迟例如电流测量的模数转换延迟以及/或者电力转换器的调制的切换延迟。

使用经滤波和延迟的反馈信号，可以使共模电流的谐振频率分量可靠地衰减。反馈信号可以为例如被引入到共模电压基准中的相反电压基准的形式。