[发明专利]二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制方法

说明书

本发明提供了一种二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制方法，包括：根据对称三相输出参考电压的瞬时值获取原始调制信号；将获取到的原始调制信号叠加第一零序分量后，获取最大修正调制信号、中值修正调制信号和最小修正调制信号；根据所述原始调制信号在每个采样周期内的瞬时值，获取所述原始调制信号瞬时值最小相对应的电流瞬时值；根据所述原始调制信号瞬时值最小相对应的电流值和由上下直流母线电压值之差计算出的中性点电位偏移量，根据所述中性点电位偏移量和中性点电位补偿策略获取第二零序分量。本发明对于二极管箝位型三电平逆变器的采样信息要求较低，控制方法简单有效，可以快速地实现中点电位平衡控制。

技术领域

本发明涉及电力技术变换领域，特别涉及一种二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制方法

背景技术

三电平逆变器因具有较好的输出波形质量被广泛应用。三电平逆变器相较于传统的两电平逆变器，其输出电压多了一个电平，更加接近于正弦波，可以降低输出电压的谐波含量，减小功率开关器件的电压应力，提升直流母线电压的容量，因此在高压大功率场合得到了广泛的应用。

三电平逆变器可细分为二极管箝位型、飞跨电容型和级联H桥型等，其中二极管箝位型三电平逆变器因为不需要额外的箝位电容和大体积的移相变压器，在中高压领域获得了大量的应用。但是二极管箝位型三电平逆变器具有中性点电位不平衡这一固有问题，会导致输出波形畸变，直流电容分压不均匀和功率开关器件承受的应力过大等问题，对于逆变器的稳定安全运行造成巨大的影响。因此，对于二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制是必不可少的。

现有技术中，针对二极管箝位型三电平逆变器中性点电位不平衡问题的解决方法主要采取以下几种：方法一，增加直流母线电容容值，通过中性点电位偏差大小与电容容值成反比这一规律来抑制中性点电位不平衡；方法二，采用额外的硬件辅助电路为中性点电流提供通路，例如，单相半桥桥臂主动平衡中性点电位；方法三，通过调制策略来主动削弱或消除中性点电位不平衡。

上述方法中，都存在明显的缺点。方法一对于系统的成本的体积要求都有所增加，且对于硬件性能的考验巨大；方法二需要增设额外的硬件，对于成本和控制的复杂程度都有所增加；方法三在直流母线上下直流电压时变和不相等的逆变器上无法适用，且无法让逆变器在所有工况下都实现中性点电位平衡。

发明内容

本发明提供了一种二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制方法，其目的是为了使逆变器在直流母线上下电压时变、不等的情况和所有工况下都能实现中性点电位平衡。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种二极管箝位型三电平逆变器的中性点电位平衡控制方法，包括：

步骤1，根据对称三相输出参考电压的瞬时值获取原始调制信号；

步骤2，将获取到的原始调制信号叠加第一零序分量后，获取最大修正调制信号、中值修正调制信号和最小修正调制信号；

步骤3，根据所述原始调制信号在每个采样周期内的瞬时值，获取所述原始调制信号瞬时值最小相对应的电流瞬时值；

步骤4，根据所述原始调制信号瞬时值最小相对应的电流值和由上下直流母线电压值之差计算出的中性点电位偏移量，根据所述中性点电位偏移量和中性点电位补偿策略获取第二零序分量；

步骤5，将最大修正调制信号、中值修正调制信号和最小修正调制信号叠加第二零序分量后，获取最大最终调制信号、中值最终调制信号和最小最终调制信号；

步骤6，将所述最大最终调制信号、所述中值最终调制信号和所述最小最终调制信号进行归一化处理，获取归一化调制信号和占空比，将归一化调制信号与载波进行比较，得到二极管箝位型三电平逆变器所有功率开关管的开关序列。

本发明的上述方案有如下的有益效果：