[发明专利]Vienna整流器共模电压与电流畸变抑制方法、调制器及系统

说明书

本公开提供了一种Vienna整流器共模电压与电流畸变抑制方法、调制器及系统，通过建立双层矢量选择调制策略，在第一层矢量选择中，去除共模电压幅值较高的基本矢量，根据电流参考矢量和电压参考矢量所在扇区与两者之间的超前滞后关系，选择合适的基本矢量，来合成参考电压矢量，通过求解伏秒平衡方程得到各个基本矢量的作用时间，并设计对称式开关序列；在第二层矢量选择中，修正产生电流畸变的矢量，得到修正开关序列，并通过求解伏秒平衡方程得到修正后各个基本矢量作用时间。该双层矢量选择调制策略可以有效抑制Vienna整流器共模电压和电流畸变。

技术领域

本公开涉及一种Vienna整流器共模电压与电流畸变抑制方法、调制器及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，Vienna整流器在风力发电系统、功率因数校正系统等领域获得广泛应用。Vienna整流器拓扑由使用双向开关的拓扑结构衍生而来，最早由奥地利学者J.W.Kolar于1996年提出。与传统两电平整流器相比，Vienna整流器具有总谐波畸变率(Total HarmonicDistortion，THD)低、功率器件电压应力低、滤波器体积小、转换效率高等优势。

共模电压是由变换器中功率器件的开关动作产生。传统三电平空间矢量调制(Space Vector Modulation，SVM)方法采用全部基本矢量合成参考电压矢量，进而产生幅值和频率很高的共模电压。共模电压对系统会造成严重的危害，增加了系统的电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)。共模电压产生的共模电流对电机的绝缘造成损害，导致电机的轴承电流过大，进而造成电机轴承损坏。在光伏发电系统，产生共模漏电流，造成严重的电磁干扰，甚至威胁人身安全。因此，共模电压的抑制成为一个必须考虑的关键问题。

目前抑制共模电压的方法包括：基于硬件的方法和基于软件的方法。

(1)基于硬件的方法包括采用无源滤波器或改进电路拓扑结构等，然而，基于硬件的方法会增加整个系统的成本。

(2)基于软件的方法包括改进调制方法和预测控制方法。

Vienna整流器的电流畸变是由Vienna整流器输入侧三相中的某相电压和电流极性相反时，开关器件特定动作产生的，会将大量的谐波引入系统。电流谐波会对系统造成严重的危害，可能使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，严重降低了电能的生产、传输和利用的效率。此外，谐波还可能会引起系统局部谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。因此，对于Vienna整流器电流畸变的抑制也是一个必须考虑的关键问题。

目前抑制Vienna整流器电流畸变的主要方法为基于软件的方法，即对调制方式的改进，避免在输入侧电流与电压极性相反时采用特定的开关状态。

共模电压和电流畸变是共存于Vienna整流器系统中的重要问题。目前，大多数的研究在设计调制方式时，仅仅对于共模电压进行抑制，而并没有考虑到对电流畸变的抑制；在抑制电流畸变时也较少涉及到对共模电压的抑制。

综上所述，亟需一种同时抑制Vienna整流器共模电压幅值和电流畸变的方法、调制器及系统。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种共模电压与电流畸变抑制方法、调制器及系统，本公开可以有效抑制Vienna整流器共模电压和电流畸变。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种Vienna整流器共模电压与电流畸变抑制方法，包括以下步骤：

根据参考电压矢量和电流矢量的相角，分别判断电压矢量和电流矢量所在扇区编号；

根据产生共模电压的大小，去除待选基本矢量中产生共模电压大的小矢量；