[发明专利]一种T型三电平逆变器共模电压消除方法

说明书

本发明公开了一种T型三电平逆变器共模电压消除方法，基于六个中矢量和一个零矢量，根据前一拍的选定开关矢量和电流扇区选择特定的开关矢量组，以所选的开关矢量组中的开关矢量来计算和比较成本函数值，从而得到最优开关控制信号,进而控制T型三电平逆变器各个IGBT的通断；具有良好的电流跟踪效果，并且能消除T型三电平逆变器运行时产生的共模电压。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更为具体地讲，涉及一种T型三电平逆变器共模电压消除方法。

背景技术

T型三电平逆变器因其同时具有两电平逆变器低导通损耗、少功率开关器件等优点，以及三电平逆变器低开关损耗、低输出谐波等优点在新能源领域得到了大量的应用。传统的逆变器大部分都是通过PI控制和PWM调制实现逆变器输出电流可控幅值及频率。这种方式由于死区效应以及不合适的矢量切换会导致很大的共模电压产生。共模电压的存在会导致过压、电磁兼容以及共模电流等一些列严重问题，严重影响设备安全性。

国内外学者对共模电压抑制已经进行了大量的研究，并提出了很多抑制方法，但是这些方法大部分都需要一个很复杂的PWM调制模块，并且对于三电平逆变器，还会存在共模电压抑制和三电平逆变器的中点平衡控制以及电流跟踪控制发生冲突的问题。

模型预测算法因其具有直观、简单有效和动态响应速度较快等优点在逆变器中得到了大量的研究和应用，并且已经有很多基于模型预测算法的共模电压抑制方法被提出，但是这些方法大多都是针对两电平逆变器，而且都是主要通过避免使用零矢量来减小共模电压。三电平逆变器电压矢量更多，拓扑更复杂，而且还有中点平衡控制的问题，同时，考虑死区效应同样可能影响共模电压波动，目前还没有基于模型预测算法且考虑死区效应的三电平逆变器共模电压抑制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种T型三电平逆变器共模电压消除方法，通过六个中矢量和一个零矢量的不同组合来消除三电平逆变器运行时产生的共模电压，且具有良好的电流跟踪效果。

为实现上述发明目的，本发明一种T型三电平逆变器共模电压消除方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集电网电流i_a、i_b、i_c和电网电压e_a、e_b、e_c，分别对电网电流和电网电压进行abc-αβ坐标变换，得到αβ坐标系下电网电流i_α、i_β和电网电压e_α、e_β；

(2)、采集直流侧电流i_dc和直流正负电容电压V_c1、V_c2，将直流正负电容电压相加得到直流总电压U_dc；

(3)、根据电网电流i_a、i_b、i_c的方向计算电流扇区I_sec，计算表达式为：

(4)、设前一拍的选定开关矢量为V_old，根据电流扇区I_sec和前一拍的选定开关矢量V_old，选择当前拍要使用的开关矢量组V_now；

(5)、在模型预测模块中计算预测电流值和预测直流正负电容电压值：

(5.1)、根据当前拍要使用的开关矢量组V_now中对应的M个开关矢量和步骤(1)中所得到的电网电流i_α、i_β以及电网电压e_α、e_β，计算得到M个预测电流值；