基于dq0的新型双闭环SVG控制方法研究 - 电源学报.DOC

DOI：10.13234/j.issn.2095-2805. 中图分类号：TM 464 文献标志码：A 基于载波SPWM与SVPWM混合控制的三电平逆变器中点电位平衡策略Carrier SPWM and SVPWM Hybrid Control of Three Level Inverter Neutral Voltage Balancing Strategy WANG Yufeng1,ZHU Qiuming1,XU De2,ZHAO Dong2 Faculty of Electrical and Control Engineering , Liaoning Technical University, Huludao 125105,China; 2.Fuxin Power Supply Company of Liaoning Electric Power Co., Ltd, Fuxin 123000, China） Abstract：For traditional space vector pulse width modulation(SVPWMlost on neutral point clamped three-level inverter dc bus neutral point voltage fluctuation control effect under the condition of the low power factor.The nature between carrier PWM and SVPWM is studied.Through the principle of SVPWM modulation ,the zero-sequence component of control neutral voltage fluctuation is deduced,which can construct the corresponding modulation wave,a novel kind based on carrier SPWM and SVPWM hybrid control of neutral voltage balancing strategy is proposed.The validity of this hybrid control strategy by experiment results. Keywords: clamped three-level inverter; neutral point potential;zero-sequence component;hybrid control 引言 直流母线中点电位漂移是钳位型三电平逆变器的一个固有问题[1~3]。如果直流母线中点电位不平衡，会使逆变器输出电压的谐波含量增加，开关管承受电压应力增大，严重时使逆变器损害而不能正常工作。因此，直流侧中点电位平衡是三电平逆变器研究的关键技术之一。 截止目前，控制三电平逆变器中点电位平衡的方法主要有两大类：一是基于增设硬件电路的方法[4~5]，二是基于SPWM或SVPWM调制的方法[6~10]。文献[4]在直流母线增设平衡电路，通过平衡电路电感的充放电来平衡直流侧电容中点电压，增加了成本和控制的复杂程度。现在研究关于中点电压波动抑制的文献普遍采用基于SPWM或SVPWM调制的方法。文献[6]提出基于载波并结合一个闭环控制器，利用连续可变的偏移电压调节直流母线上的中点电位，从而平衡直流侧中点电位的波动，但是该策略从直流侧和交流侧两个方面出发，不仅要进行复杂的坐标变换，而且引入两个PI调节器，增加了控制的复杂度。文献[7]从三电平逆变器中点电位不平衡机理出发，通过向调制波注入能控制中点电位的零序分量，并且引入反馈结构，中点电位得到有效控制，但是此种控制策略在随着功率因数角增大情况下，线性调制区明显变窄。文献[8]提出一种基于虚拟矢量的控制策略，将矢量作用时间映射到同一扇区，调整正负小矢量作用时间使中点电位趋于平衡，但是该策略在功率因数较低的情况下失去了对中点电位平衡作用。 综上所述，为了适应不同负载功率因数变化的要求，本文提出一种基于载波SPWM与SVPWM混合控制的中点电位平衡策略，通过调节正负小矢量作用时间因子调节零序电压大小，从而将SVPWM和SPWM联系起来，且能实现平滑切换，从而有效地抑制钳位型三电平逆变器直流侧中点电位的波动。 1 三电平逆变器中点电位漂移分析 图1二极管为钳位型三电平逆变器的主电路拓扑结构。 图1 钳位型三电平逆变器主电路拓扑结构 Fig.1 Three-level clamped inverter main circuit topology