[发明专利]一种应用于ANPC型三电平逆变器的反向载波移相调制方法

说明书

本发明的技术方案是提供了一种应用于ANPC型三电平逆变器的反向载波移相调制方法。本发明提出了一种应用于ANPC型三电平逆变器的反向载波移相调制算法的设计，通过改变调制波脉宽电平的触发方式，达到载波移相的效果，解决了分布式光伏并网发电场合的应用问题，同时，本发明对系统过零点换向信号的处理可有效解决系统过零点电流畸变的问题。与常规设计方法相比，通过本发明的设计方法获得SPWM驱动可大大减小逆变器输出电流纹波，无需设置载波移相角度，增加DSP驱动设计的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种应用于ANPC型三电平逆变器的反向载波移相调制算法，属于电力电子技术领域。

背景技术

为了解决传统三电平逆变器开关元器件热分布不均的问题，大功率光伏并网逆变器一般采用ANPC(Active Neutral-point-clamped，有源中点钳位)型三电平逆变器结构。ANPC型逆变器每个桥臂包含6个开关元件，只需合理控制各个开关元件间的开关时序，便可有效避免开关元器件过压损坏，具有平衡开关损耗、控制自由度高、灵活性强等优点。但此ANPC三电平逆变器一般采用常规的双极性调制方法，逆变器的输出并网电流开关频率次纹波较大，进而导致所需的滤波电感量体积较大，增加产品设计成本，不适用于大功率光伏发电应用场合。多电平载波移相控制通过对载波进行移相，使得逆变器输出波形的等效开关频率变为原来的2倍及其以上，便可大大减小ANPC型三电平逆变器输出电流的开关频率次纹波。在实际的数字化应用中，载波移相控制很少是由一个调制波和一组经过相移的载波比较生成，其通常是由一个调制波和一个载波比较之后再经过一定的延迟生成。但此载波移相控制通过逻辑运算模块实现移相延迟，增加了开关元件时序控制的复杂程度，而且其延迟时间无法精确控制，具有抗干扰能力弱、DSP资源的利用率低等缺点。

过零点的开关时序对ANPC型三电平逆变器的输出电流稳定至关重要。若开关元件过零点驱动处理不当，ANPC下桥臂工频管在换向时续流管仍未开通，逆变器输出电压的过零点时刻将会出现多余的负电平脉冲，使得输出电压无法在过零点始终保持零电平，最终导致逆变电流畸变的情况。

发明内容

本发明的目的是：提供一种应用于ANPC型三电平逆变器的抗干扰能力强、简单易行、成本较低的调制方案，且能够有效减小大功率光伏并网逆变器输出电流开关频率次纹波较大，同时解决系统过零点电流畸变的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种应用于ANPC型三电平逆变器的反向载波移相调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据控制算法获得正弦调制波u_r0；

S2.将正弦调制波u_r0与载波u_tri比较：

通过将正弦调制波u_r0一个周期或多个周期内，正半周及负半周各相位电压信号与载波u_tri分别进行比较，根据比较值，三电平逆变器的控制模块输出不同的EPWM IGBT管驱动参考信号，分别定义为上桥臂EPWM IGBT管驱动参考信号R1以及下桥臂EPWM IGBT管驱动参考信号R2，且正半周与负半周的EPWM IGBT管驱动参考信号输出电平触发条件相反；

S3.根据上、下桥臂短续流回路先流通后断开的开关元件换向时序原则，软件编程处理三电平逆变器中开关元件的过零点换向信号，三电平逆变器的控制模块输出换向参考信号R3；

S4.控制模块输出EPWM IGBT管驱动参考信号R1、下桥臂EPWM IGBT管驱动参考信号R2以及换向参考信号R3，经过逻辑运算生成三电平逆变器中组成上、下桥臂的开关元件的驱动。