[发明专利]一种三相二极管钳位三电平的双采样单立即刷新方法

说明书

本发明公开了一种三相二极管钳位三电平的双采样单立即刷新方法，应用在具有三相二极管钳位三电平拓扑结构的电压质量调节装置上，所述三相二极管钳位三电平拓扑结构包括进出线断路器、三相全控逆变/整流桥、直流侧电解滤波电容、整流侧与逆变侧的LCL滤波电路、耦合串联变压器、逆变侧的电子加机械旁路部分，控制器DSP经运算生成调制波，经PWM调制后生成脉宽调制信号，脉宽调制信号经由硬件驱动电路，转换控制三相整流/逆变器的开关状态。该方法可实现一个开关周期内调制波与载波相交之前完成调制波幅值的更新，消除调制波更新延时，提高控制系统的鲁棒性，改善并网电流的稳态和动态性能。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三相二极管钳位三电平的双采样单立即刷新方法。

背景技术

三相二极管钳位三电平并网逆变器具有器件承受电压低，效率高,输出畸变率低，适用于大功率应用的优点，在新能源并网、牵引负载和工业输配电领域应用广泛。随着经济发展，各种电力终端的大量接入，造成电网系统的寄生参数增加，电网系统对并网逆变器的安全性、经济性及适应性提出更高要求。三相三电平并网逆变器采用的是小延时的数字控制，但是控制环的采样计算延时会改变有源阻尼的特性，降低控制系统在弱电网下的鲁棒性，并会使并网电流环中引入相位滞后因素，使系统跟踪效果变差。

三相二极管钳位三电平并网逆变器通常有“波峰波谷双采样”，“采样时刻靠近刷新时刻”和“多次刷新时刻”三种采样刷新方式实现数字控制。具体而言，“波峰波谷双采样刷新”方式是并网逆变器在载波的波峰波谷处实施两次采样，运算得到调制信号，但该调制信号的装载时刻与电流信号的采样时刻存在1拍的计算延时。“采样时刻靠近刷新时刻”方式可以有效减小控制延时，但是并网逆变器的主功率管的工作状态是硬开关状态，在开关时刻有很高的di/dt和dv/dt，容易通过寄生参数耦合到电压或者电流传感器的输出信号中，形成高频噪声，造成采用信号畸变，影响系统稳定性。“多次刷新时刻”与“采样靠近刷新时刻”方式类似，也存在的采用信号畸变问题，此外“多次刷新时刻”方式中还存在开关纹波，使控制系统无法准确获得每个周期内的电流平均值，引入低次谐波成分，进一步降低系统稳定性。

如何解决上述存在的技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种三相二极管钳位三电平的双采样单立即刷新方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三相二极管钳位三电平的双采样单立即刷新方法，应用在具有三相二极管钳位三电平拓扑结构的电压质量调节装置上，所述三相二极管钳位三电平拓扑结构包括进出线断路器、三相全控逆变/整流桥、直流侧电解滤波电容、整流侧与逆变侧的LCL滤波电路、耦合串联变压器、逆变侧的电子和机械旁路部分，控制器DSP经运算生成调制波，经PWM调制后生成脉宽调制信号，脉宽调制信号经由硬件驱动电路，转换控制三相整流/逆变器的开关状态，具体的，

控制器DSP采用电压电流双闭环控制，电压瞬时环加入PR谐振器或者重复控制器，调制波采样计算的时间小于1/4个开关周期，调制波在载波的波峰与波谷处都进行采样，单极性调制方式下，控制器DSP内设置阈值，通过判断调制波幅值是否大于阈值，来确定刷新装载的时刻。

作为一种具体的实施方式，控制器DSP内设置的阈值为±0.5，当调制波幅值为正值时，调制波幅值在0～0.5之间，在三角波的波峰采样并立即刷新调制波，调制波幅值在0.5～1之间，在三角波的波谷处采样并立即刷新调制波；

当调制波负值为负值时，调制波幅值在0～-0.5之间，在三角波波峰采样并立即刷新调制波，调制波幅值在-0.5～-1之间，在三角波的波谷处采样并立即刷新调制波。

作为一种具体的实施方式，调制波的采样频率为载波频率的2倍。

作为一种具体的实施方式，所述控制器DSP采用了数字处理器TMS320F2812。