[发明专利]风力发电机组中压三电平全功率变流器中点电位控制方法

权利要求书

1.风力发电机组中压三电平全功率变流器中点电位控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)采用同相载波层叠法调制，得到三相输出脉冲的时间和在一个载波周期内三相电压的零电平作用时间，再建立三相调制电压和三相输出电流的数学模型；

(2)建立中点电位控制模型，分析从电容中点抽取的平均电流、注入零序电压后的平均电流和零序电压之间的关系；

(3)根据中点电位控制模型，预测注入相应的零序电压来控制电容电压偏差值，实现中点电位的平衡。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组中压三电平全功率变流器中点电位控制方法，其特征在于：采用同相载波层叠法调制，得到三相输出脉冲的时间具体包括：

三电平逆变器各相有4个功率管，分别为第一功率管S₁、第二功率管S₂、第三功率管S₃、第四功率管S₄，当输出与正母线连接时，输出p电平；当输出与中点连接时，输出0电平；当输出与负母线连接时，输出n电平；

三电平网侧变流器dq坐标系下数学模型为：

其中p＝d/dt，Vd、Vq为dq坐标系下有功输入电压和无功输入电压，即输入电压被分解为有功和无功分量：

将同步旋转坐标系的d轴定向于电网电压矢量u_s的方向上，则d轴表示有功分量参考轴，而q轴表示无功分量参考轴；

式中：

式中：u′_d,u′_q为输出控制量与各自的电流分量具有一阶微分关系，用电流闭环PI调节器计算得到；Δu_d,Δu_q为消除定子电压、电流交叉耦合的补偿项；电网电压u_sd,u_sq作为前馈补偿；L、R分别代表输入电感和线路交流等效电阻；ω为逆变器输出角频率；i_d、i_q分别对应网侧电流的有功分量和无功分量；

采用同相载波层叠法，在一个载波周期内采用对称规则采样时，U_DC为母线电压；T_s为载波周期；u_a、u_b、u_c为三相调制电压；在一个载波周期内，三相输出p、0和n电平时，脉冲时间分别为T_xp、T_x0、T_xn(x＝a,b,c)；令三相调制波在三角载波负峰值处的值分别为u_sa、u_sb、u_sc，由几何关系求得三相输出脉冲的时间；

其中，上下同相三角载波u₁、u₂，用正弦波与三角载波进行比较，在正弦波大于载波部分产生输出电压的PWM序列，小于部分产生输出电压的零脉冲。