[发明专利]一种基于电流极性的中点电位平衡控制方法和装置

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种基于电流极性的中点电位平衡控制方法和装置，包括：采集三电平逆变器交流侧的三相电流极性，划分三电平矢量空间；根据大扇区的位置，获得中点电流值；获取直流侧上下两个电容的电压差值；根据电压差值和中点电流值，获得平衡因子的极性；调节电压差值，获得平衡因子的大小；根据平衡因子的极性和平衡因子的大小，获得平衡因子；将平衡因子引入七段式SVPWM算法中，调节正负小矢量的作用时间，以对三电平逆变器的中点电位进行平衡控制。本发明仅需采集三电平逆变器交流侧三相电流和直流侧上下电容电压信号，无需额外采集三相电压，且无需再对参考电压所属小扇区进行讨论，以解决中点电位平衡控制较为复杂的问题。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及逆变器平衡控制技术领域，尤其涉及一种基于电流极性的中点电位平衡控制方法和装置。

背景技术

三电平拓扑具有较高的电压输出能力，相同开关频率下对电流的谐波抑制能力更好，在同样输出谐波指标前提下，三电平拓扑的每个电力电子器件开关频率可以适当降低，进而提升了系统的可靠性。但三电平变流器拓扑结构由于中点电流对于上下电容充电不均，导致中点电位不平衡问题出现。而中点电位不平衡则会增大交流侧谐波成分，使输出电压畸变；也会影响直流侧电容和功率开关器件使用寿命，严重时甚至直接造成损坏，因此必须改善中点电位不平衡问题。

目前，对三电平的中点电位平衡控制，主要有(1)滞环控制法；(2)虚拟矢量合成法；(3)电荷守恒法；(4)平衡因子调节正负冗余小矢量作用时间法。就方法(4)来说，需要通过电压、电流传感器采集交流侧三相电压、三相电流和直流侧上下电容电压量，增加了系统的设备成本；且在判别平衡因子极性时，需要对矢量空间的大、小扇区均进行判断，进而分析所属小扇区内作用的是哪一对冗余小矢量，在方法实现上较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种基于电流极性的中点电位平衡控制方法和装置，以解决中点电位平衡控制较为复杂的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例的一个方面，提供了一种基于电流极性的中点电位平衡控制方法，包括：

采集三电平逆变器交流侧的三相电流极性，根据所述三相电流极性划分三电平矢量空间，所述三电平矢量空间包括六个大扇区；

根据所述大扇区的位置，令中点电流值等于其所在大扇区内小矢量产生的中点电流值；获取所述三电平逆变器直流侧上下两个电容的电压差值；

根据所述电压差值和所述中点电流值，获得平衡因子的极性；

调节所述电压差值，对所述调节后的电压差值取其绝对值，获得平衡因子的大小；

根据所述平衡因子的极性和所述平衡因子的大小，获得平衡因子；将所述平衡因子引入七段式SVPWM算法中，调节正负小矢量的作用时间，以对三电平逆变器的中点电位进行平衡控制。

标记所述六个大扇区N分别为1、2、3、4、5、6，若所述大扇区N＝1、3、5，令所述中点电流值等于其所在大扇区内负小矢量产生的中点电流值；若所述大扇区N＝2、4、6，令所述中点电流值等于其所在大扇区内正小矢量产生的中点电流值。

所述根据所述电压差值和所述中点电流值，获得平衡因子的极性，包括：

计算所述电压差值和所述中点电流值的乘积，若所述乘积大于零，则所述平衡因子的极性为正；若所述乘积小于零，则所述平衡因子的极性为负。

所述调节所述电压差值，对所述调节后的电压差值取其绝对值，包括：将所述电压差值通过PI调节器进行调节，对调节后获得的数值取其绝对值，得到平衡因子的大小。

所述根据所述平衡因子的极性和所述平衡因子的大小，获得平衡因子，包括：计算所述平衡因子的极性和所述平衡因子的大小二者的乘积，得到平衡因子。