[发明专利]一种三电平SVG不连续SVPWM调制方法

摘要

本发明属于电网电能质量研究领域，特别涉及一种三电平SVG不连续SVPWM调制方法。该方法其特征在于结合大功率SVG自身控制的要求与特点，基于不连续SVPWM方法，提出了一种通过直流侧两个电容的电压差值和SVG交流侧瞬时三相电流的方向来切换矢量序列方式，从而控制中点电位平衡的策略，该方法可较大程度的降低开关损耗，并且不需增加SVG系统的检测电路。

主权项

1.一种三电平SVG不连续SVPWM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，检测三电平SVG的两个直流侧电容电压值，对这2个值做差，得到直流侧电容电压偏差Δu；步骤2，检测三电平SVG的A、B、C三相电流，得到三相交流侧电流i_a、i_b、i_c；步骤3，根据直流侧电容电压偏差Δu、三相电流i_a、i_b、i_c的方向以及三电平SVG电压空间矢量图选择合适的矢量调制序列来进行切换，从而控制中点电位平衡；其具体是：构建三电平SVG电压空间矢量图，其包括6个大扇区，19个基本矢量，分别是：6个大矢量、6个中矢量、6个小矢量以及一个零矢量；6个大矢量分别是：V₁₃，V₁₄，V₁₅，V₁₆，V₁₇，V₁₈其分别各自对应一个开关状态，记为200；220；020；022；002；202；6个中矢量分别是：V₇，V₈，V₉，V₁₀，V₁₁，V₁₂其分别各自对应一个开关状态，记为210；120；021；012；102；201；6个小矢量分别是：V₁，V₂，V₃，V₄，V₅，V₆其分别各自对应一对的开关状态，记为100,211；110，221；121,010；122,011；112，001；212,101；一个零矢量是：V₀；其中，第一大扇区对应D₁，D₇，D₁₃，D₁₄四个小扇区，第二大扇区对应D₂，D₈，D₁₅，D₁₆四个小扇区，第三大扇区对应D₃，D₉，D₁₇，D₁₈四个小扇区，第四大扇区对应D₄，D₁₀，D₁₉，D₂₀四个小扇区，第五大扇区对应D₅，D₁₁，D₂₁，D₂₂四个小扇区，第六大扇区对应D₆，D₁₂，D₂₃，D₂₁四个小扇区；所述D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆为内部扇区，所述D₇、D₈、D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂为中间扇区，所述D₁₃、D₁₄、D₁₅、D₁₆、D₁₇、D₁₈、D₁₉、D₂₀、D₂₁、D₂₂、D₂₃、D₂₄为外部扇区；调制时，根据只需两相开关动作，其中一相开关不动作，并且大矢量以及零矢量对中点电位无影响，小矢量和中矢量至少有一相有影响的原则，建立第一大扇区至第六大扇区的矢量调制序列；第一大扇区的矢量调制序列为： 方式0方式1D₁(111)→(110)→(100)→(100)→(110)→(111)(111)→(211)→(221)→(221)→(211)→(111)D₇(210)→(110)→(100)→(100)→(110)→(210)(210)→(211)→(221)→(221)→(211)→(210)D₁₃(210)→(200)→(100)→(100)→(200)→(210)(200)→(210)→(211)→(211)→(210)→(200)D₁₄(210)→(220)→(221)→(221)→(220)→(210)(220)→(210)→(110)→(110)→(210)→(220)第二大扇区的矢量调制序列为：第三大扇区的矢量调制序列为： 方式0方式1D₃(111)→(011)→(010)→(010)→(011)→(111)(111)→(121)→(122)→(122)→(121)→(111)D₉(021)→(011)→(010)→(010)→(011)→(021)(021)→(121)→(122)→(122)→(121)→(021)D₁₇(021)→(020)→(010)→(010)→(020)→(021)(020)→(021)→(121)→(121)→(021)→(020)D₁₈(021)→(022)→(122)→(122)→(022)→(021)(022)→(021)→(011)→(011)→(021)→(022)第四大扇区的矢量调制序列为：第五大扇区的矢量调制序列为： 方式0方式1D₅(111)→(101)→(001)→(001)→(101)→(111)(111)→(112)→(212)→(212)→(112)→(111)D₁₁(102)→(101)→(001)→(001)→(101)→(102)(102)→(112)→(212)→(212)→(112)→(102)D₂₁(102)→(002)→(001)→(001)→(002)→(102)(002)→(102)→(112)→(112)→(102)→(002)D₂₂(102)→(202)→(212)→(212)→(202)→(102)(202)→(102)→(101)→(101)→(102)→(202)第六大扇区的矢量调制序列为： 方式0方式1D₆(111)→(101)→(100)→(100)→(101)→(111)(111)→(211)→(212)→(212)→(211)→(111)D₁₂(201)→(101)→(100)→(100)→(101)→(201)(201)→(211)→(212)→(212)→(211)→(201)D₂₃(201)→(202)→(212)→(212)→(202)→(201)(202)→(201)→(101)→(101)→(201)→(202)D₂₄(201)→(200)→(100)→(100)→(200)→(201)(200)→(201)→(211)→(211)→(201)→(200)其中，第一大扇区的调制方式是：a)在内部扇区D₁中，只需要判断i_a‑i_c的符号和中点电位波动的方向，就可以对矢量序列进行选择；若此时Δu≥0，则中点电位过高，若此时i_a‑i_c≥0，则应选取矢量方式0从中点抽取电流以降低中点电位；反之，若i_a‑i_c<0，则应选取矢量方式1；用同样的方法进行分析，可知当Δu<0时，矢量调制序列的选取与电流的关系恰好相反；b)在中间扇区D₇中，其中，矢量方式0中的小矢量211和221引入的电流分别为‑i_a和i_c；矢量方式1中的小矢量100和110引入的电流分别为i_a和‑i_c；通过分析可知矢量方式0和1对中点电位的影响是相反的，因此可以选取矢量方式0和1来实现中点电位平衡控制；按照内部扇区D₁中的分析方法，当Δu≥0时：若i_a‑i_c≥0，选择矢量方式1将从中点抽取能量，降低中点电位，减小中点误差；若i_a‑i_c<0，选择矢量方式0；当Δu<0时，矢量调制序列的选取与电流的关系正好相反；c)在外部扇区D₁₃中，按照内部扇区D₁中的分析方法，小矢量冗余开关状态100和211引入的中点电流分别为i_a和‑i_a；如果此时的中点电位Δu≥0，若i_a≥0，100引入的电流i_a从中点抽取能量，抑制中点偏移，因此选择矢量方式1；若i_a<0，211引入的电流‑i_a从中点抽取能量，抑制中点偏移，因此选取矢量方式0；当Δu<0时，矢量调制序列的选取与电流的关系正好相反；每个大扇区调制方式与第一大扇区的方式原理是相同的：对于第二大扇区至第六大扇区的内部扇区D₂、D₃、D₄、D₅、D₆均按照a方式进行相应的调制；对于第二大扇区至第六大扇区的中部扇区D₈、D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂均按照b方式进行相应的调制；对于第二大扇区至第六大扇区的外部扇区D₁₄、D₁₅、D₁₆、D₁₇、D₁₈、D₁₉、D₂₀、D₂₁、D₂₂、D₂₃、D₂₄均按照c方式进行相应的调制。