[发明专利]三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法

说明书

本发明公开了一种三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法。采样三相原始调制波，根据其位置，计算中间零序分量和过度零序分量，根据中间零序分量和过度零序分量的大小，确定三相原始调制波所需叠加的零序分量。将三相原始调制波和零序分量相加得到三相中间调制波。由三相中间调制波和零序分量计算分裂零序分量。由三相中间调制波和分裂零序分量得到三相修正调制波和三相分裂调制波。最后将三相修正调制波和三相分裂调制波与三相载波比较，生成PWM波控制五电平逆变器。本发明可以实现共模电压低，飞跨电容电压波动小，漏电流小等优点；由于采用载波实现，实现简单，控制便捷，易于推广到实际工程中。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，具有分布广泛、可持续、无污染的优点。光伏发电技术是有效利用太阳能资源的基本途径之一。目前，包括光伏并网在内的各种光伏发电技术已经受到了各国政府的大力支持。

在光伏发电系统中，五电平逆变器相对于常用的三电平逆变器来说具有更低的开关损耗和电流纹波。在滤波元件相同的情况下具有更低的电流谐波畸变率。

漏电流一直是多电平逆变器研究与设计过程中的重点与难点，由于光伏阵列存在对地电容，高频共模电压作用在寄生电容上，滤波器、电网阻抗和寄生电容组成的谐振电路阻抗很小，因此在不隔离系统回路中将产生高频的共模电流，即漏电流。漏电流的存在将降低系统的安全性、可靠性，易引起电击以及火灾。而到目前为止，鲜有专利和文献提出此问题的有效解决方法。

漏电流的大小与共模电压幅值与变化频率密切相关，幅值越大，变化频率越高，漏电流越大，反之，漏电流越小。

传统的五电平调制策略采用空间矢量调制(SVPWM)，需要对空间矢量图先进行区域划分，再计算基本矢量的作用时间，最后将作用时间分配给对应的矢量状态，过程复杂，工程实现难度大。

文献“A Novel SVPWM Algorithm for Five-Level Active Neutral-Neutral-point-Clamped Converter”,Zhan Liu,Yu Wang,Guojun Tan,Member IEEE,Hao Li,andYunfeng Zhang,《IEEE Transactions on Power Electronics》,2016,31(5)3859-3866(“一种基于有源中点箝位五电平逆变器的新型SVPWM控制算法的研究”，《IEEE学报-电力电子期刊》，2016年第31卷第5期3859～3866页)给出了一种简化的SVPWM算法，虽然大大减少了计算量，但仍旧过于繁琐，有一定的实现难度，同时该调制策略的共模电压幅值较大，达到总直流母线电压1/6，一个载波周期内变化次数为6次；另一方面，文中也没有给出漏电流抑制和飞跨电容平衡的具体控制方案；

文献“Capacitor Voltage Balancing of a Five-Level ANPC ConverterUsingPhase-Shifted PWM”，Kui Wang,Member,IEEE,Lie Xu,Member,IEEE,Zedong Zheng,Member,IEEE,and Yongdong Li,Member,IEEE《IEEE Transactions onPowerElectronics》,2015，30(3)，1147-1156(“基于载波移相调制方法的五电平ANPC电容电压平衡控制”，《IEEE学报-电力电子期刊》，2015年第30卷第3期1147～1156页)提出了一种基于载波移相的飞跨电容电压平衡的控制方法，有效的实现了飞跨电容电压的平衡控制，但共模电压幅值和SVPWM相同，达到总直流母线电压的1/6，变化次数为6次，文中也没有给出漏电流抑制的具体控制方案；