[发明专利]三电平逆变器中性点电位自平衡开关信号获取方法及装置

说明书

本发明提供一种三电平逆变器中性点电位自平衡开关信号获取方法及装置。该方法包括：步骤1，基于对称三相输出参考电压的瞬时值，获取最大原始调制信号、中值原始调制信号和最小原始调制信号；步骤2，将所述最大修正调制信号、中值修正调制信号和最小修正调制信号累加公共零序电压后分别分解为正极性修正调制信号和负极性修正调制信号；步骤3，基于所述正极性修正调制信号、负极性修正调制信号和三角载波，获取开关信号。本发明的方法可应用于中间直流电压时变和不相等的逆变器，通用性更好；基于输出参考电压获取开关信号，考虑了中性点电位自平衡与负载的关系，从而可以让逆变器在所有工况下实现中性点平衡，效率更高。

技术领域

本发明涉及电力转换技术领域，更具体地，涉及一种三电平逆变器中性点电位自平衡开关信号获取方法及装置。

背景技术

多电平逆变器因具有较好的输出波形质量被广泛应用。多电平逆变器可以细分为中性点箝位型逆变器、飞跨电容逆变器和级联H桥逆变器等。相比于飞跨电容逆变器和级联H桥逆变器，中性点箝位型逆变器因无需数量众多的箝位电容和笨重的移相变压器，在中高压领域获得了大量的应用。但是，中性点箝位型逆变器因存在中性点电位不平衡的问题，一方面会导致输出波形畸变，另一方面会使得某些直流电容和开关器件承受的应力过大大，影响逆变器的安全运行。

现有技术中，针对中性点箝位型逆变器中性点电位不平衡的问题一般采用如下三种方法解决：方法一，根据中性点电位漂移程度与中间直流电容的容值成反比，通过较大的中间直流电容被动抑制中性点电位漂移；方法二，增加额外硬件电路来平衡中性点电位，例如增添单相半桥桥臂来主动平衡中性点电位；方法三，通过现有的调制策略来主动削弱或消除中性点电位漂移。

在上述方法中，方法一增加了对硬件性能的要求，方法二需增加额外的硬件，这两种方法均会增加成本；方法三中现有的调制策略仅适用于上下直流电压相等的逆变器，而无法应用于上下直流电压时变和不相等的逆变器上且无法让逆变器在所有工况下都实现中性点平衡。

发明内容

本发明提供一种三电平逆变器中性点电位自平衡开关信号获取方法及装置，以克服现有的调制策略仅适用于上下直流电压相等的逆变器，而无法应用于上下直流电压时变和不相等的逆变器上且无法让逆变器在所有工况下都实现中性点平衡的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种三电平逆变器中性点电位自平衡开关信号获取方法，该方法包括：步骤1，基于对称三相输出参考电压的瞬时值，获取最大原始调制信号、中值原始调制信号和最小原始调制信号；步骤2，将所述最大修正调制信号、中值修正调制信号和最小修正调制信号累加公共零序电压后分别分解为正极性修正调制信号和负极性修正调制信号；步骤3，基于所述正极性修正调制信号、负极性修正调制信号和三角载波，获取开关信号。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第二种可能实现的方式中，所述步骤1具体包括：获取所述对称三相输出参考电压每个时刻的最大值、中间值和最小值，依次作为所述最大原始调制信号、所述中值原始调制信号和所述最小原始调制信号。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第三种可能实现的方式中，在所述步骤2中，所述最大修正调制信号的正极性修正调制信号包括所述原始最大调制信号和所述公共零序电压；所述最大修正调制信号的负极性修正调制信号为零；所述中值修正调制信号的正极性修正调制信号包括所述原始中值调制信号和正极性零序电压；所述中值修正调制信号的负极性修正调制信号包括所述原始中值调制信号和负极性零序电压；所述最小修正调制信号的正极性修正调制信号为零；所述最小修正调制信号的负极性修正调制信号包括所述原始最小调制信号和所述公共零序电压。

结合本发明第一方面第三种可能实现方式，在第四种可能实现的方式中，在所述步骤2之前还包括：基于中性点电位平衡，获取所述公共零序电压、所述正极性零序电压和所述负极性零序电压。