[发明专利]一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法

说明书

本发明公开了一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法，基于a‑b‑c坐标系下的简化3D‑SVPWM方法给出多相控制的中点电位平衡算法，补偿能力因子反映每一相对中点电位偏移量的补偿能力，根据中点电位偏移情况将电位偏移量按补偿能力分配到具有中点电位平衡能力的相，使多相共同参与中点电位平衡控制，通过偏移量数学模型计算得到补偿该偏移量所需要的时间量，然后作用于三电平变流器的输出状态，从而达到平衡中点电位的目的。本发明是一种简化的，并能对直流侧电容电压进行精确控制的适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相四线制三电平变流器优化调制方法。

背景技术

随着用户对电力需求的不断提高，三相四线制三电平中点钳位型变流器以其对零序分量具有控制能力被广泛应用于电力设备中，但是其调制策略复杂和中点电位平衡的问题仍然有待完善。

传统的三电平3D-SVPWM调制策略由于电压利用率高、矢量选择灵活，得到广泛应用，但是其本身并不具有中点电位平衡能力。基于传统3D-SVPWM的中点电位平衡算法通过对空间进行划分、扩展以实现控制直流侧中点电位，但是该方法算法复杂，计算量大，不利于数字化实现。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术的不足，提供一种简化的、能对直流侧电容电压进行精确控制的适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、根据3D-SVPWM方法，将参考电压U_ref在a-b-c坐标轴上的投影u_aref、u_bref和u_cref由式(1)进行归一化，并由式(2)计算获得j值：

j＝int(u_j) (2),

其中j＝a,b,c，u_j为归一化的三相电压，U_dc为直流侧电压的一半；

步骤2、按如下方式对3D-SVPWM方法进行简化

根据j值确定参考电压U_ref所处的小四面体，并确定合成参考电压所需要的4个基本空间矢量；根据伏秒平衡定律，在子立方体空间进行矢量合成得到式(3)：

式(3)中，(s_a¹,s_b¹,s_c¹),(s_a²,s_b²,s_c²),(s_a³,s_b³,s_c³),(s_a⁴,s_b⁴,s_c⁴)为4个基本矢量，d₁,d₂,d₃,d₄一一对应为各基本矢量作用的占空比；

在状态a＝0、b＝0、c＝0下，参考电压U_ref落在小四面体I中，确定合成参考电压U_ref所需要的基本矢量为(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)，根据式(3)获得式(4)所示的矩阵形式：