多电平光伏逆变器研究.ppt

多电平逆变器研究 主要内容： 多电平拓扑 电压矢量合成方法 电容电压平衡方法 多电平优点 输出波形更接近正弦波，谐波含量少 Du/dt小 开关频率可降低，降低开关损耗，提高效率。 三相系统中共模电压小 基本多电平拓扑 二极管箝位式 飞跨电容式 级联式 多电平基本单元 从电路角度，实现多电平需要两个条件： 1）输入侧有基本的直流电平 2）需要有源和无源开关器件组成的基本单元，将基本电平进行合成。 基本直流电平的获得有三种方式： 1）引入一组直流母线，用电容进行分压 2）引入一组直流母线，用悬浮电容与之组合 3）用多组相互独立的直流电源 三种方式比较 二极管箝位式器件较少，存在电容电压平衡问题 飞跨电容式容易扩展，k电平组合方式有 H桥级联无需电容和二极管，但需要多级直流电源，但功率器件多 多电平电压调制方式 载波PWM 空间矢量PWM 载波PWM调制方法 载波层叠法 适用于二极管箝位式 载波移相法 适用于级联、电容箝位式 对N电平，用N-1个依次移相360/(N-1)的载波与调制波进行比较，获得N-1组PWM信号分别驱动N-1个功率单元 空间矢量PWM方法 作用时间的求取 二极管箝位式多电平逆变器电容电压平衡方法 三电平矢量图 零矢量不会影响电容电压（电流为零） 长矢量不会影响电容电压 短矢量通过冗余矢量的组合也可以不影响电容电压 中矢量会影响电容电压 基于虚拟矢量的电容电压平衡方法 思路：虚构一个矢量来取代中矢量，在其作用时间内，使电容平均电流为零。 基于电荷刷新的电容电压平衡方法 对于电容量相同的箝位电容，当电压不相等时，意味着电容上的电荷量也不相等，电压高的电容电荷量大。如果能够及时对电容电荷进行刷新，将电压高的电容上多余的电荷补充到电压低的电容上，动态维持箝位电容电荷量的相等，将会保证电容电压的平衡。 中矢量没有充足的冗余矢量的组合来使电容电流为零，因而其电压会产生波动 * * 电气及自动化工程学院 钟黎萍 种，有大量冗余，为控制提供了方便 1.空间矢量定义 式中 ?????、 ????、 ????为三相对地电平值，作归一化处理，则 ??????????????????????????????????? （x=a，b，c）。 在 ????????????平面上，空间电压矢量 与归一化后的三相电平值的关系如图1所示。 共有N^3个基本矢量，其中有大量冗余。 空间矢量法的基本思路是利用基本矢量来合成 任意矢量。原理是秒伏平衡。 需要解决两个问题 1）基本矢量的选择 2）所选基本矢量的作用时间 对第一个问题，采用最近三矢量（nearest three Vector,NTV)法。 对第二个问题，采用虚拟作用时间变换法 60度非正交变换 NTV矢量确定 Ts为开关周期，也就是每个矢量的作用时间 三个矢量位于三角形顶点，故上述矩阵非奇异， 逆阵存在。 电容电压不平衡的原因在于每个电容的工作 状态不相同 *