[发明专利]一种抑制模块化多电平变流器输出电流谐波的控制方法

摘要

本发明公开了一种抑制模块化多电平变流器输出电流谐波的控制方法。首先检测模块化多电平输出的电流，采用傅里叶分析方法获取其二次谐波分量、三次谐波分量、四次及以上谐波分量，分别与0比较后，经过广义分频PI调节器得到抑制谐波的调制电压分量，然后与稳压控制的调制分量和输出电压的调制分量相加得到总的调制电压。求得总的调制分量后采用最近电平逼近方式进行调制，得到模块化多电平变流器触发脉冲。本发明的谐波补偿方案，由于输出电流的谐波分量检测出后，通过负反馈叠加到控制系统中，能够直接有效抑制模块化多电平变流器输出谐波。

主权项

一种抑制模块化多电平变流器输出电流谐波的控制方法，其特征在于，所述模块化多电平变流器采用三相六桥臂拓扑结构，每相包括上、下两个桥臂，每个桥臂由N个SM子模块和1个电感L串联而成，上桥臂和下桥臂连接点引出相线；三条相线接入公共电网；每相上桥臂的N个SM子模块依次记为SM_p1,SM_p2,…,SM_pN；每相下桥臂的N个SM子模块依次记为SM_n1,SM_n2,…,SM_nN；每个SM子模块是一个半桥变流器，由两个IGBT管T1和T2、两个二极管D1和D2和一个电容C构成；其中，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极相连并构成SM的正端，IGBT管T1的集电极与电容C的正极相连，IGBT管T2的发射极与电容的负极相连并构成SM的负端；D1与T1反向并联，D2与T2反向并联；IGBT管T1和T2的门极均接收控制脉冲信号；每相上桥臂的N个SM子模块和1个电感L依次串联，即SM_p1的正端与直流侧正极相连，SM_p1的负端与SM_p2正端相连；处于中间的SM_pi的正端与SM_p(i‑1)的负端相连，SM_pi的负端与SM_p(i+1)的正端相连，i＝2，3，…，N‑1；SM_pN负端与电感L一端相连，电感L另一端引出相线；每相下桥臂的电感L和N个SM子模块依次串联，即电感L一端引出相线，电感L另一端与SM_n1正端相连；处于中间的SM_ni的正端与SM_n(i‑1)的负端相连，SM_ni的负端与SM_n(i+1)的正端相连，i＝2，3，…，N‑1；SM_nN负端与直流侧负极相连；直流侧电源中点接地；对于三相(A相、B相和C相)中的任一相，所述控制方法包括以下步骤：步骤1：检测模块化多电平变流器该相输出电流I_a，采用傅里叶分析方法获取其二次谐波分量I_a2oh、三次谐波分量I_a3oh、四次及以上谐波分量I_aoh；步骤2：将I_a2oh、I_a3oh和I_aoh分别与0比较后，分别经过广义分频PI调节器得到该相抑制谐波的调制电压分量U_aref1、U_aref2和U_aref3；步骤3：检测该相所有SM子模块的电容电压，然后求其电容电压值之和U_ac，将U_ac与电容总电压的参考值U_acref作差后经过第四个PI调节器得到该相环流参考值I_acirref；检测该相上桥臂电流值I_p，下桥臂电流值I_n，计算得到该相实际环流值I_acir＝I_p+I_n；将I_acirref与该相实际环流值I_acir作差后经过第五个PI调节器得到该相稳压控制的输出量U_aref4；步骤4：设模块化多电平变流器该相输出电压参考值为U_aref5，则该相总的调制电压U_aref为：U_aref＝U_aref1+U_aref2+U_aref3+U_aref4+U_aref5；步骤5：采用最近电平逼近方式对U_aref进行调制，得到该相各个SM子模块控制信号。