一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統(tǒng)，其通過(guò)檢測(cè)變換器母線電壓、電容中點(diǎn)電壓偏移量、三相電流，并根據(jù)母線電壓計(jì)算基準(zhǔn)電平，同時(shí)記錄三相調(diào)制電壓指令值并排序，根據(jù)該排序結(jié)果、結(jié)合所述基準(zhǔn)電平和電容中點(diǎn)電壓偏移量計(jì)算零序分量，在不改變?nèi)噍敵稣{(diào)制電壓符號(hào)的前提下，將該零序分量分別與所述三相調(diào)制電壓指令值進(jìn)行疊加，得到修正后的三相輸出調(diào)制電壓指令值，從而達(dá)到了消除所述電容中點(diǎn)電壓偏移量的目的，使得電容電壓達(dá)到平衡。本申請(qǐng)通過(guò)精確計(jì)算確定零序分量，不僅簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，還保證了變換器電容電壓平衡控制的準(zhǔn)確度，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及電力控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源領(lǐng)域，多電平變換器因具有輸出功率大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、電磁兼容性好等特性而越來(lái)越受重視，其中研究較多的為二極管鉗位式多電平變換器。然而，常規(guī)的五電平電路因直流側(cè)各電容輸出有功的不一致，易出現(xiàn)五電平向三電平退化的現(xiàn)象。為此，現(xiàn)有技術(shù)提出了一系列直流側(cè)配有升降壓裝置的五電平逆變器，如圖1所
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[0003]不過(guò)，直流側(cè)配有升降壓裝置后，雖解決了五電平向三電平退化的問(wèn)題，但是，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)不對(duì)稱時(shí)，或者系統(tǒng)輸出有無(wú)功功率時(shí)，則會(huì)像所有的多電平逆變器一樣，面臨中點(diǎn)N電位波動(dòng)的問(wèn)題，甚者，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的中點(diǎn)電位偏置，輸出電流諧波增大，從而影響到五電平逆變器的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請(qǐng)目的在于提供一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)直流側(cè)配有升降壓裝置的三相五電平變換器電容電位平衡控制。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案:
[0006]一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法，所述三相五電平變換器的直流側(cè)配有升降壓裝置，所述方法包括:
[0007]記錄變換器的三相輸出調(diào)制電壓指令值\、Vb和V。，并按大小對(duì)其進(jìn)行排序；
[0008]檢測(cè)所述變換器的三相電流iA、iB和ic ；
[0009]檢測(cè)所述變換器的母線電壓VD。，并根據(jù)所述VD。計(jì)算所述變換器的基準(zhǔn)電平E ；
[0010]檢測(cè)所述變換器的電容中點(diǎn)電壓偏移量AVrc ；
[0011]根據(jù)所述E、AVrc和所述排序結(jié)果計(jì)算零序分量V' z；
[0012]若所述零序分量V' z在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將所述V' z分別與所述VA、VB和V。疊加，得到第一修正調(diào)制電壓V' k、r B、r。；所述預(yù)設(shè)范圍表示疊加前后各相調(diào)制電壓的符號(hào)均不改變的零序分量的大小范圍；
[0013]將所述第一修正調(diào)制電壓V' A、V' B和V c作為所述變換器修正后的三相輸出調(diào)制電壓指令值。
[0014]優(yōu)選地，E=Vdc/4，五種電平分別為-2E、-E、0、+E和+2E。
[0015]優(yōu)選地，所述零序分量V' z的計(jì)算公式為:0016
【權(quán)利要求】
1.一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法，所述三相五電平變換器的直流側(cè)配有升降壓裝置，其特征在于，包括: 記錄變換器的三相輸出調(diào)制電壓指令值\、Vb和V。，并按大小對(duì)其進(jìn)行排序； 檢測(cè)所述變換器的三相電流iA、iB和; 檢測(cè)所述變換器的母線電壓VD。，并根據(jù)所述VD。計(jì)算所述變換器的基準(zhǔn)電平E ； 檢測(cè)所述變換器的電容中點(diǎn)電壓偏移量&\c' 根據(jù)所述Ε、Δ Vdc和所述排序結(jié)果計(jì)算零序分量V' z ； 若所述零序分量V, z在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將所述V, z分別與所述疊加，得到第一修正調(diào)制電壓V' A、V' Β、Ψ。；所述預(yù)設(shè)范圍表示疊加前后各相調(diào)制電壓的符號(hào)均不改變的零序分量的大小范圍； 將所述第一修正調(diào)制電壓V' A、V' B和V'。作為所述變換器修正后的三相輸出調(diào)制電壓指令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述零序分量V'z的計(jì)算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)范圍包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述修正調(diào)制電壓還包括所述第二修正調(diào)制電壓V" A、V" B和V"。；所述方法還包括: 若所述零序分量V' 2不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則對(duì)所述零序分量V' z進(jìn)行修正得到修正零序分量V" Z ； 將所述修正零序分量V" Z分別與所述VA、νΒ和V。疊加，得到所述第二修正調(diào)制電壓V" A、V〃 B、V" C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述零序分量V'ζ進(jìn)行修正得到修正零序分量V" ζ，具體方法為:
若 Vmid ≥ O 且 V' z>min (-Vfflin, 2E_Vm J，則:
6.一種三相五電平變換器電容電位平衡控制系統(tǒng)，所述三相五電平變換器的直流側(cè)配有升降壓裝置，其特征在于，包括: 三相調(diào)制電壓存儲(chǔ)模塊，用于記錄所述變換器的三相輸出調(diào)制電壓指令值\、Vb和\ ； 三相電流檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述變換器的三相電流iA、iB和; 電壓排序模塊，用于按大小對(duì)所述\、Vb和V。進(jìn)行排序； 母線電壓檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述變換器的母線電壓VD。； 基準(zhǔn)電平計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述計(jì)算所述變換器的基準(zhǔn)電平E ； 電壓偏移量檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述變換器的電容中點(diǎn)電壓偏移量AVdc ； 零序分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述E、△ VD。和所述電壓排序模塊的排序結(jié)果計(jì)算零序分量V' z ； 修正判斷模塊，用于判斷所述零序分量V' Z是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述預(yù)設(shè)范圍表示疊加前后各相調(diào)制電壓的符號(hào)均不改變的零序分量的大小范圍； 第一修正調(diào)制電壓生成模塊，用于在所述修正判斷模塊的判斷結(jié)果為是時(shí)，將所述V' z分別與所述VA、Vb和V。疊加，得到第一修正調(diào)制電壓V' Α、Ψ B、V'。，并將所述第一修正調(diào)制電壓V' A、V' B和V'。作為所述變換器修正后的三相輸出調(diào)制電壓指令值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述零序分量計(jì)算模塊通過(guò)如下公式計(jì)算零序分量V, ζ:
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)范圍包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述修正調(diào)制電壓還包括所述第二修正調(diào)制電壓V" A、V" B和V"。；所述系統(tǒng)還包括: 零序分量修正模塊，用于在所述修正判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，對(duì)所述零序分量V, z進(jìn)行修正得到修正零序分量V" z； 第二修正計(jì)算模塊，用于將所述修正零序分量V" z分別與所述\、Vb和V。疊加，得到所述第二修正調(diào)制電壓V" A、V" B、V" c。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述零序分量修正模塊通過(guò)如下方法對(duì)所述零序分量t z進(jìn)行修正得到修正零序分量V" z:
若 Vmid 彡 O 且 V' z>min (-Vfflin, 2E_Vm J，則:
V" z=min (-Vfflin, 2E-Vfflax)；
若 Vmid 彡 O 且 V' z < max (-Vfflax, -2E_Vmin，-Vfflid)，則:
V" z=max(-Vmax,-2E-Vmin,-Vmid)；
若 Vfflid < O 且 V' z>min (-Vfflin, 2E_Vmax，-Vfflid)，則:
V" z=min (-Vfflin, 2E-Vfflax,-Vfflid)；
若 Vfflid < O 且 V' z<max (-Vmax，-2E_Vmin)，則:
V" z=max(-Vmax,-2E-Vmin)。
【文檔編號(hào)】H02M7/49GK103427694SQ201310390724
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】鄒海晏, 陶磊, 張建, 王艾, 胡勇 申請(qǐng)人:陽(yáng)光電源股份有限公司