[发明专利]T型NNPC五电平变换器及其飞跨电容电压控制方法

权利要求书

1.一种T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，建立T型NNPC五电平变换器的数学模型，采样当前时刻变换器的三相输出电流值和三相输出电压值；

分别将当前时刻变换器的三相输出电流值和三相输出电压值进行αβ坐标变换，采用拉格朗日外推法计算下一时刻的所需矢量；

将得到的所需矢量与多个零共模矢量位置进行比较，选取最优矢量；

将得到的最优矢量转换为最优开关状态，选择相近电平的开关状态控制飞跨电容电压；

所述T型NNPC五电平变换器，包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括四个串联的IGBT管，每相桥臂的输入端接电压源，每相桥臂中点的一侧串联两个方向不同的IGBT管，串联的两个方向不同的IGBT管的另一端分别与两个飞跨电容Ca1、Ca2连接，飞跨电容Ca1的另一端连接到四个串联的IGBT管的上连接处，飞跨电容Ca2的另一端连接到四个串联的IGBT管的下连接处，每相桥臂中点的另一侧经滤波器与负载或电网连接；各个IGBT管均与控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，所述控制电路包括保护电路、驱动电路、采样调理电路和DSP，所述采样调理电路连接DSP，用于采集电压源的直流电压、直流电流、飞跨电容电压以及滤波器输出的三相电压值大小；所述DSP与保护电路双向通信连接，所述DSP连接驱动电路，通过驱动电路输出PWM信号驱动每相桥臂中IGBT管的开通与关断。

3.根据权利要求2所述的T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，所述采样调理电路包括霍尔传感器、信号调理电路和AD转换器，所述信号调理电路将霍尔传感器采集的信号进行调理，得到模拟信号，并传输至AD转换器；所述AD转换器将调理好的模拟信号转换为数字信号，并输出至DSP。

4.根据权利要求1所述的T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，所述采用拉格朗日外推法计算下一时刻的所需矢量的步骤包括：

将当前时刻变换器的三相输出电流值经αβ坐标变换后转化为两相信号，采用拉格朗日外推法计算下一时刻变换器的电流值；将当前时刻变换器的三相输出电压值经αβ坐标变换后转化为两相信号，采用拉格朗日外推法计算下一时刻变换器的电压值；

将得到的下一时刻的电压值和电流值分别与相应的元件参数和采样时间进行离散化处理，得到下一时刻在αβ坐标系中的所需矢量。

5.根据权利要求1所述的T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，所述最优矢量的选取方法为：

将得到的下一时刻在αβ坐标系中的所需矢量与在αβ坐标系下的多个零共模矢量位置进行比较；

选取与所有零共模矢量位置中距离最近的矢量，作为最优矢量。

6.根据权利要求1所述的T型五电平NNPC变换器飞跨电容电压控制方法，其特征是，所述选择相近电平的开关状态控制飞跨电容电压的步骤包括：

将得到的最优矢量转换为最优开关状态；

测量飞跨电容电压和输出电流，判断该最优开关状态的电平是否对飞跨电容电压有益；

若有益，则保持最优开关状态的电平；若无益，则对开关状态进行补偿，将其电平转换为对飞跨电容电压有益的电平。