[发明专利]一种电压源逆变器共模电压抑制方法

说明书

本发明公开了一种电压源逆变器共模电压抑制方法，属于电力电子技术领域。本发明每个控制周期根据上一周期所使用的电压矢量和本周期电流矢量所在的扇区来选择备选电压矢量，然后根据备选电压矢量进行目标函数优化，从而得到本周期的最优电压矢量，并将其作用于逆变器。由于本发明在选择备选电压矢量时充分考虑了死区对共模电压的影响，从而可以完全克服死区的影响。因此，本发明可应用于光伏并网逆变器或电机驱动控制器中，以减小共模电压的影响。

技术领域

本发明涉及模型预测控制在电压源逆变器控制领域的应用，如模型预测控制在光伏并网逆变器和电机驱动控制中的应用，具体涉及一种电压源逆变器共模电压抑制方法。

背景技术

在光伏并网逆变器系统中，较大的共模电压会对地产生漏电流，影响光伏并网逆变器的工作效率，严重时还会给人身安全造成危害。在电机驱动控制领域，较大的共模电压会对电机产生轴电压和轴电流，进而会损坏电机轴承，降低电机的使用寿命。如何实现共模电压抑制是光伏并网发电系统和电机驱动系统领域的研究热点和难点。虽然文献“闫雪丽,郝本昂,夏自田,等.基于预测控制的共模电压抑制策略分析[J].煤矿机电,2014,(5):58-64.”、文献“Sung-ki Mun,Sangshin Kwak.Reducing Common-Mode Voltage of Three-Phase VSIs using the Predictive Current Control Method based on ReferenceVoltage[J].Journal of Power Electronics,2015,15(3):712-720.Sung-ki Mun,Sangshin Kwak.采用基于参考电压的预测电流控制减小三相电压源型逆变器共模电压的方法[J].电力电子杂志,2015,15(3):712-720.”、中国专利“一种永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法(201510724306.6)”研究了基于模型预测控制的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法，但这些方法均没有考虑死区对共模电压的影响，这导致共模电压依然存在较大的电压尖峰。

发明内容

本发明提出了一种改进的电压源逆变器共模电压抑制方法。该方法在预选电压矢量的同时，考虑了死区对共模电压的影响，从而消除了因死区而产生的共模电压尖峰。

本发明采用的技术方案为：一种电压源逆变器共模电压抑制方法，包括以下步骤：

步骤1、采样电压源逆变器的三相电流i_a、i_b、i_c，并通过坐标变换得到电流i_α、i_β，满足下式：

步骤2、根据逆变器的驱动信号得到当前时刻的开关状态S_a、S_b、S_c，并根据当前时刻逆变器的开关状态S_a、S_b、S_c和直流侧电压U_dc，计算电压u_α、u_β，满足下式：

其中，开关状态S_a、S_b、S_c等于0或1；

S_a＝1表示两电平逆变器a相桥臂上管导通，下管关断；

S_a＝0表示两电平逆变器a相桥臂上管关断，下管导通；

S_b＝1表示两电平逆变器b相桥臂上管导通，下管关断；

S_b＝0表示两电平逆变器b相桥臂上管关断，下管导通；

S_c＝1表示两电平逆变器c相桥臂上管导通，下管关断；