三电平逆变器控制技术研究现状.pdfVIP

· 电气技术与 自动化 · 郭虎成 ·三电平逆变器控制技术研究现状 三电平逆变器控制技术研究现状 郭虎成 (河海大学 能源与电气学院，江苏 南京211100) 摘 要：阐述 了三电平逆变器的结构和原理 ，综述了三 电平逆变器控制技术的研究现状．对三 电平逆变器控制策略进行 了展望。 关键词 ：三 电平；逆变器；控制 中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：1671．5276(2013)O1．0179．02 DevelopmentofControlTechnologyforThree-levelInventer GUO Hu-cheng (CollegeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing211100，China) Abstract：Thispaperdescribestheconstructionandprincipleofthethree-levelinventersummarizesthepresentresearchsituation ， ofcontrolstrategiesandtheprospectsforthethree-levelinverter． KeyWOrds：three-level；inverter：control 输 出电压控制和电流控制两种方式。采用电压控制方式， 0 引言[i-3] 则要求控制输出电压的大小和相位与电网同步 ；而采用电 流控制方式，只需设定输出电流的大小、跟踪电网电压的 在电压型逆变器 (VSI)中，最早广泛应用的是两电平 相位，就可达到与电网并联运行 ，实现起来要比电压控制 逆变器。传统两电平逆变器受功率器件耐压水平和载流 方式容易。电流控制方式：直接电流控制和间接电流控 能力的限制难以满足高压大功率电能变换的要求。相 比 制。直接电流型并网方式一般采用电流负反馈的方式来 之下 ，多电平逆变器及其相关技术有着诸多显著优点，已 控制逆变器输出电流的大小及相位。间接电流型并网方 被公认为在高压大容量电能变换领域 中有着广阔的应用 式是将采集的并网电流值进行相关转换后，变为电压控制 前景，具有较高的研究价值。随着新型电力电子器件的研 值，使系统控制方式变为电压控制。 制成功，促进了逆变技术在提高电能的利用率、降低损耗、 提高中高压大容量等方面有了长足的发展与进步。利用 2 三电平逆变器拓扑结构 ] 增加主电路电平数来减小du／dt和输出电压中的谐波，并 使逆变器的开关管工作在电压低频 (或工频)状态，以减 1981年日本学者 NbaeA．等人提出了三电平的拓扑 小开关损耗及电磁干扰 EMI。由于增加了逆变器的主电 结构，并提出了多电平逆变器的思想 ，即由几个电平台阶 路电平数，电路结构必然要发生改变 ，逆变器的开关管数 合成阶梯波以逼近正弦输出电压。目前三电平逆变器的 目必然要增多，但增多的是低频开关器件，这种器件货源 电路拓扑结构种类较多 ，主要有三种基本 的拓扑结 充足、价格便宜 ，虽然多了开关器件 ，却使逆变器的造价降 构 ：1)全桥级联式；2)电容箝位式；3)二极管箝位式。 低 ，从提高逆变器性能价格 比的角度来看还是合适的。这 种逆变器更适合用于高压大功率应用 ，它和两电平逆变器 3 三电平逆变器PWM 控制策略 8] 相比，不存在开关管串联的静态和动态均压问题 ，du／dt 小，EMI小 ，逆变效率高。