一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統，其通過檢測變換器母線電壓、電容中點電壓偏移量、三相電流，并根據母線電壓計算基準電平，同時記錄三相調制電壓指令值并排序，根據該排序結果、結合所述基準電平和電容中點電壓偏移量計算零序分量，在不改變三相輸出調制電壓符號的前提下，將該零序分量分別與所述三相調制電壓指令值進行疊加，得到修正后的三相輸出調制電壓指令值，從而達到了消除所述電容中點電壓偏移量的目的，使得電容電壓達到平衡。本申請通過精確計算確定零序分量，不僅簡單易實現，還保證了變換器電容電壓平衡控制的準確度，解決了現有技術的問題。
【專利說明】—種三相五電平變換器電容電位平衡控制方法及系統
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及電力控制【技術領域】，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。
【背景技術】
[0002]在光伏發電、風力發電等新能源領域，多電平變換器因具有輸出功率大、動態響應快、電磁兼容性好等特性而越來越受重視，其中研究較多的為二極管鉗位式多電平變換器。然而，常規的五電平電路因直流側各電容輸出有功的不一致，易出現五電平向三電平退化的現象。為此，現有技術提出了一系列直流側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，直流側配有升降壓裝置后，雖解決了五電平向三電平退化的問題，但是，當系統參數不對稱時，或者系統輸出有無功功率時，則會像所有的多電平逆變器一樣，面臨中點N電位波動的問題，甚者，會出現嚴重的中點電位偏置，輸出電流諧波增大，從而影響到五電平逆變器的正常工作。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本申請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，實現直流側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]為實現上述目的，本申請提供如下技術方案:
[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制電壓指令值\、Vb和V。，并按大小對其進行排序；
[0008]檢測所述變換器的三相電流iA、iB和ic ；
[0009]檢測所述變換器的母線電壓VD。，并根據所述VD。計算所述變換器的基準電平E ；
[0010]檢測所述變換器的電容中點電壓偏移量AVrc ；
[0011]根據所述E、AVrc和所述排序結果計算零序分量V' z；
[0012]若所述零序分量V' z在預設范圍內，則將所述V' z分別與所述VA、VB和V。疊加，得到第一修正調制電壓V' k、r B、r。；所述預設范圍表示疊加前后各相調制電壓的符號均不改變的零序分量的大小范圍；
[0013]將所述第一修正調制電壓V' A、V' B和V c作為所述變換器修正后的三相輸出調制電壓指令值。
[0014]優選地，E=Vdc/4，五種電平分別為-2E、-E、0、+E和+2E。
[0015]優選地，所述零序分量V' z的計算公式為:0016
【權利要求】
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制電壓指令值\、Vb和V。，并按大小對其進行排序； 檢測所述變換器的三相電流iA、iB和; 檢測所述變換器的母線電壓VD。，并根據所述VD。計算所述變換器的基準電平E ； 檢測所述變換器的電容中點電壓偏移量&\c' 根據所述Ε、Δ Vdc和所述排序結果計算零序分量V' z ； 若所述零序分量V, z在預設范圍內，則將所述V, z分別與所述疊加，得到第一修正調制電壓V' A、V' Β、Ψ。；所述預設范圍表示疊加前后各相調制電壓的符號均不改變的零序分量的大小范圍； 將所述第一修正調制電壓V' A、V' B和V'。作為所述變換器修正后的三相輸出調制電壓指令值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述零序分量V'z的計算公式為:
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預設范圍包括:
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述修正調制電壓還包括所述第二修正調制電壓V" A、V" B和V"。；所述方法還包括: 若所述零序分量V' 2不在預設范圍內，則對所述零序分量V' z進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制電壓V" A、V〃 B、V" C。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對所述零序分量V'ζ進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，所述三相五電平變換器的直流側配有升降壓裝置，其特征在于，包括: 三相調制電壓存儲模塊，用于記錄所述變換器的三相輸出調制電壓指令值\、Vb和\ ； 三相電流檢測模塊，用于檢測所述變換器的三相電流iA、iB和; 電壓排序模塊，用于按大小對所述\、Vb和V。進行排序； 母線電壓檢測模塊，用于檢測所述變換器的母線電壓VD。； 基準電平計算模塊，用于根據所述計算所述變換器的基準電平E ； 電壓偏移量檢測模塊，用于檢測所述變換器的電容中點電壓偏移量AVdc ； 零序分量計算模塊，用于根據所述E、△ VD。和所述電壓排序模塊的排序結果計算零序分量V' z ； 修正判斷模塊，用于判斷所述零序分量V' Z是否在預設范圍內；所述預設范圍表示疊加前后各相調制電壓的符號均不改變的零序分量的大小范圍； 第一修正調制電壓生成模塊，用于在所述修正判斷模塊的判斷結果為是時，將所述V' z分別與所述VA、Vb和V。疊加，得到第一修正調制電壓V' Α、Ψ B、V'。，并將所述第一修正調制電壓V' A、V' B和V'。作為所述變換器修正后的三相輸出調制電壓指令值。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述零序分量計算模塊通過如下公式計算零序分量V, ζ:
8.根據權利要求6或7所述的系統，其特征在于，所述預設范圍包括:
9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述修正調制電壓還包括所述第二修正調制電壓V" A、V" B和V"。；所述系統還包括: 零序分量修正模塊，用于在所述修正判斷模塊的判斷結果為否時，對所述零序分量V, z進行修正得到修正零序分量V" z； 第二修正計算模塊，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制電壓V" A、V" B、V" c。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述零序分量修正模塊通過如下方法對所述零序分量t z進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】H02M7/49GK103427694SQ201310390724
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】鄒海晏, 陶磊, 張建, 王艾, 胡勇 申請人:陽光電源股份有限公司