[发明专利]多电平直流链路逆变器的谐波抑制方法

说明书

本发明提供了一种多电平直流链路逆变器及其谐波抑制方法，包括：第一半桥模块；第二半桥模块，所述第二半桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第一端电连接；第三半桥模块，所述第三半桥模块的第一端与所述第二半桥模块的第二端电连接；第四半桥模块，所述第四半桥模块的第一端与所述第三半桥模块的第二端电连接；H桥模块，所述H桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第二端电连接，所述H桥模块的第二端与所述第四半桥模块的第二端电连接。本发明结构灵活，可操作性强，操作简单，可以在减少开关数量的情况下产生更多的电平，降低输出电压和输出电流的谐波失真，增加输出电压和输出电流的有效值，提高输出功率。

技术领域

本发明涉及电力变换装置及控制方法技术领域，特别涉及一种多电平直流链路逆变器的谐波抑制方法。

背景技术

多电平直流链路逆变器(MLI)是功率半导体开关和直流电压源的组合，以阶梯波的形式产生交流输出电压，最常见和最传统的多电平直流链路逆变器拓扑是中点箝位逆变器(NPC)、电容箝位逆变器(FC)和级联H桥逆变器(CHB)，近年来，许多新的拓扑结构不断发展，与传统的逆变器拓扑结构相比，这种拓扑结构可以在减少开关数量的情况下产生更多的电平，模块化多电平变换器(MMC)是多电平直流链路逆变器(MLI)的一种变体，具有模块化和可重构的结构，多电平直流链路逆变器(MLDLI)是现有MMC中一种非常重要的拓扑结构，MLDCLI是级联半桥单元和全桥逆变器的组合，级联半桥单元工作以提高MMC的输出电平，而全桥逆变器则起到产生交流输出负极性的作用。

尽管许多专家和学者对MLI拓扑进行了大量的研究，但MLI的有效运行还是取决于开关的运行方式。因此，许多调制方案被使用和开发以使MLI有效运行。为简单起见，调制方案可以分为高开关频率(HSF)和低开关频率(LSF)调制方案。在HSF方案中，开关以几kHz的频率工作，以减少输出的谐波。LSF调制方案中的开关在小于1kHz的情况下工作。功率半导体开关的开关损耗是中压大功率应用中的一个重要参数。在降低开关损耗的同时，也降低了变换器的制造和运行成本。它还有助于提高设备利用率、提高变换器效率和降低冷却要求。因此，LSF调制方案通常比HSF调制方案更为优选。

等相法(EPM)和半等相法(HEPM)具有相同的占空比，因此，它们产生非常高的电压和电流谐波失真。由于谐波失真很高，降低了输出电压和电流的有效值，提供了低功率转换效率。选择性谐波消除(SHE)是消除低阶谐波的一个有效方案，但它以增加高阶谐波为代价。SHE方案的任何改进都需要增加开关频率，这是不可取的。同时，SHE方案也高度依赖于调制系数。空间矢量控制(SVC)对于电平等级较少的MLI，SVC和最近电平调制(NearestLevel Modulation，NLM)的工作原理几乎相同。然而，当MLI电平等级增加时，SVC会变得越来越复杂。

发明内容

本发明提供了一种多电平直流链路逆变器的谐波抑制方法，其目的是为了解决传统的控制方法的输出电压和输出电流的谐波失真高，降低了输出电压和输出电流的有效值的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种多电平直流链路逆变器的谐波抑制方法，所述多电平直流链路逆变器包括：

第一半桥模块；

第二半桥模块，所述第二半桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第二端电连接；

第三半桥模块，所述第三半桥模块的第一端与所述第二半桥模块的第二端电连接；

第四半桥模块，所述第四半桥模块的第一端与所述第三半桥模块的第二端电连接；

H桥模块，所述H桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第一端电连接，所述H桥模块的第二端与所述第四半桥模块的第二端电连接。

所述第一半桥模块、所述第二半桥模块、所述第三半桥模块和所述第四半桥模块均包括：

直流电压源；