[发明专利]一种共直流母线双三电平逆变器的零序电流抑制方法

权利要求书

1.一种共直流母线双三电平逆变器的零序电流抑制方法，共直流母线双三电平逆变器包括直流电压源S_dc、第一直流电容C_dc1、第二直流电容C_dc2、第一三相三电平逆变器INV1、第二三相三电平逆变器INV2、三相滤波电感L和三相开绕组变压器T；第一直流电容C_dc1和第二直流电容C_dc2串联后接在直流电压源S_dc的正极P与负极N之间，对应的连接点记为中点n，中点n与第一三相三电平逆变器INV1的中点O₁以及第二三相三电平逆变器INV2的中点O₂相连接，第一三相三电平逆变器INV1和第二三相三电平逆变器INV2的直流侧均与直流电压源S_dc并联；三相开绕组变压器T的原边绕组为拆开状态，三相开绕组变压器T的原边绕组中位于同一侧的三个不同相的端子共同作为三相开绕组变压器T原边绕组的输入端子，三相开绕组变压器T的原边绕组中位于另一侧的三个不同相的端子共同作为三相开绕组变压器T原边绕组的输出端子；三相滤波电感L的每相两个端子，在三相滤波电感L的同一侧的三个不同相的端子作为三相滤波电感L的输入端子，并连接至第一三相三电平逆变器INV1的交流输出侧；在三相滤波电感L的另一侧的三个不同相端子作为三相滤波电感L的输出端子，分别与三相开绕组变压器T原边绕组的同一侧的三个不同相的端子对应连接；三相开绕组变压器T原边绕组的位于另一侧的三个不同相的端子对应连接至第二三相三电平逆变器INV2的交流输出侧；三相开绕组变压器T的副边通过星形连接或三角形连接并入电网G；其特征在于：零序电流抑制方法包括以下步骤：

步骤1，采集直流电压源S_dc的电压并记为直流电压v_dc，采集三相开绕组变压器T的原边绕组相电压并记为三相交流电压v_ta、v_tb、v_tc，采集三相滤波电感L输入侧的电流并记为电感电流i_a、i_b、i_c；

步骤2，基于三相交流电压v_ta、v_tb、v_tc经锁相环得到三相交流电压的相角θ和三相交流电压的dq分量v_td、v_tq；

步骤3，结合电感电流i_a、i_b、i_c和三相交流电压的相角θ经单同步旋转坐标变换方程得到电感电流的dq分量i_d、i_q和零序电流i₀；

步骤4，先设定有功电流指令i_{d_ref}和无功电流指令i_{q_ref}，然后三相交流电压的dq分量v_td、v_tq和电感电流的dq分量i_d、i_q，通过电流闭环控制方程得到双三电平逆变器的总控制信号的dq分量电流闭环控制方程为:

式中，K_{p_i}为电流环比例积分调节器的比例系数，K_{i_i}为电流环比例积分调节器的积分系数，ω为基波角频率，L为滤波电感值；

步骤5，将双三电平逆变器总控制信号的dq分量分别乘以2/v_dc后得到双三电平逆变器总控制信号的标幺化dq分量再经控制信号解耦方程得到第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的标幺化dq分量和第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的标幺化dq分量控制信号解耦方程为：

步骤6，根据第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的标幺化dq分量第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的标幺化dq分量和三相交流电压的相角θ，经单同步旋转坐标反变换方程得到第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的标幺化三相控制分量和第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的标幺化三相控制分量

步骤7，先设定零序电流的参考指令i_{0_ref}，将零序电流i₀经零序电流闭环控制方程得到零序调节信号Δk；零序电流闭环控制方程为：

式中，K_{p_0}为零序电流环比例准谐振调节器的的比例系数，K_{r_0}为零序电流环比例准谐振调节器的的谐振系数，ω_c为比例准谐振调节器的带宽，ω_r为比例准谐振调节器的谐振频率；

步骤8，将第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的标幺化三相控制分量和第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的标幺化三相控制分量经计算得到第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的修正分量和第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的修正分量修正分量和的计算公式分别如下：

步骤9，取第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的修正分量三者中的最大值和最小值并分别记为和取第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的修正分量三者中的最大值和最小值并分别记为和然后将零序调节信号Δk经零序注入分量计算方程后分别得到第一三相三电平逆变器INV1的零序注入分量和第二三相三电平逆变器INV2的零序注入分量零序注入分量计算方程分别为：

步骤10，将第一三相三电平逆变器INV1的零序注入分量分别与第一三相三电平逆变器INV1的控制信号的标幺化三相控制分量相加得到第一三相三电平逆变器INV1的调制波信号m_a1、m_b1、m_c1，将第二三相三电平逆变器INV2的零序注入分量分别与第二三相三电平逆变器INV2的控制信号的标幺化三相控制分量相加得到第二三相三电平逆变器INV2的调制波信号m_a2、m_b2、m_c2，然后再分别与同向层叠三角载波比较生成驱动第一三相三电平逆变器INV1和第二三相三电平逆变器INV2开关管的PWM控制信号PWM1和PWM2。