[发明专利]一种应用于APF的SVPWM调制方法

说明书

本发明公开了一种应用于APF的SVPWM调制方法，包括：APF装置确定开关状态，开关状态对应电压空间矢量；将全部矢量空间划分为二十四个扇区，定义其中每四个扇区组成一个区间；根据电压空间矢量幅值大小将电压矢量分成四类；选择三个符合与指令电压矢量最近的要求的矢量，通过三个矢量合成指令电压矢量；求解三个电压矢量作用时间，该作用时间对应开关管开通时间。本发明对电压利用率可达到100％，实现对三电平APF钳位二极管中点电位平衡的控制，从而实现对直流侧电压更加稳定的控制，提升了电网整体的电能质量，同时相较于SPWM方法，本方法在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个开关管，开关损耗较小，节约了资源。

技术领域

本发明涉及电力电子调制技术领域，尤其涉及一种应用于APF的SVPWM调制方法。

背景技术

随着线路中非线性负载的不断增加，电网的谐波污染问题已成为影响电能质量的主要因素之一。作为治理谐波最有效的手段，对有源电力滤波器(APF)的研究已经成为电气工程学科的热点。由于功率器件耐压水平的限制，传统两电平拓扑结构有源电力滤波器难以实现对中高压非线性负载的谐波补偿。而具有降低开关管耐压值、减小开关管电压应力、改善输出波形质量、提高系统电压和功率等级等优点的多电平技术在高电压大功率场景得到越来越广泛的应用，特别是在谐波降低和无功补偿方面有着非常好的应用前景。在所有的多电平拓扑中，三相二极管钳位型三电平变换器是当前应用较多的拓扑结构。

一直以来，常见的SPWM调制法电压利用率在调制比为1时电压利用率仅为85％左右，且调制时涉及多个开关管的切换，开关损耗也较大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于APF的SVPWM调制方法，SVPWM调制法电压利用率可达到100％，实现对三电平APF钳位二极管中点电位平衡的控制，同时相较于SPWM，SVPWM在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个开关管，开关损耗较小。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于APF的SVPWM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：APF装置确定二十七种开关状态，二十七种开关状态对应十九个电压空间矢量；

步骤2：将全部矢量空间划分为二十四个扇区，定义其中每四个扇区组成一个区间，共定义出六个区间；

步骤3：根据电压空间矢量幅值的大小，将电压矢量分成四类：零电压矢量、小电压矢量、中电压矢量、大电压矢量；

步骤4：选择三个电压矢量，该三个矢量必须符合与指令电压矢量最近的要求，通过三个矢量合成指令电压矢量；

步骤5：求解三个电压矢量作用时间，该作用时间对应开关管开通时间。

进一步地，所述步骤1中的二十七种开关状态由APF装置的十二组IGBT和六个钳位二极管产生。

进一步地，所述步骤3中的零电压矢量有三个冗余开关状态，小矢量有两个冗余开关状态。

进一步地，所述步骤4中每次选择电压矢量时，只有一个对应开关管发生变化。

进一步地，所述步骤5中三个电压矢量的作用时间分别为T_x、T_y、T_z，且满足T_x+T_y+T_z＝T_s，Ts为开关周期。

本发明的有益技术效果：本调制法电压利用率可达到100％，实现对三电平APF钳位二极管中点电位平衡的控制，从而实现对直流侧电压更加稳定的控制，提升了电网整体的电能质量，同时相较于SPWM，SVPWM在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个开关管，开关损耗较小，节约了资源。

附图说明