一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法，通过基于电压电流双环平均电流控制的分布式环流抑制方法，实现多个三相四桥臂逆变器并联拓扑的并联三相桥臂输出滤波电感电流均流，抑制相间环流；同时将逆变器共用的电压外环产生的三相输出滤波电流基准信号相加作为零序电流基准信号，将各逆变器第四桥臂电感电流与所述零序电流基准比较后经过比例积分环节生成第四桥臂调制信号，控制各逆变器第四桥臂实现第四桥臂电感电流均流。该方法有效抑制了逆变器之间三相零序环流，有助于逆变器之间的功率平衡；并且实现零序环流抑制的前馈环仅需要本单元控制电路的控制信号，不依赖并联单元之间的信号交换。
【技术实现步骤摘要】
一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制 方法
本专利技术涉及的是， 属电能变换装置中的控制技术。
技术介绍
随着新能源、航空、电动汽车等领域分布式发电对变换器功率容量和电能质量提 出越来越高的要求，多逆变器并联扩容技术得到越来越多的关注。其中采用共输入母线的 逆变器并联不同于传统的直直变换器并联，当多个逆变器并联时，除了实现功率平衡，还要 求并联逆变器同一相桥臂输出电压以及幅值相位的动态一致，以抑制共直流母线的并联逆 变器间的环流。而三相四桥臂逆变器与三相三桥臂逆变器相比，因其相间控制解耦、带不平 衡负载能力等优点得到广泛的应用。 直流电压利用率是采用PWM调制的逆变器一个固有问题，三次谐波注入是目前逆 变器提高直流电压利用率的一种普遍采用的方法。直流电压利用率的提高有助于降低逆变 器输入侧电压等级、减少开关损耗、提高输出波形质量。对于三相四桥臂逆变器可以采用三 相电流环输出误差信号合成三次谐波，并注入第四桥臂和三相桥臂的控制信号中以实现三 次谐波注入，该方法控制简单，适用于模拟电路实现。当多台逆变器并联时，由于各个逆变 器之间的主电路参数和模拟电路控制参数不可能完全一致，导致电流环输出误差信号瞬时 不平衡，从而各个逆变器所合成的三次谐波信号瞬时不一致。当各个逆变器内部产生的三 次谐波信号叠加到本逆变器控制信号后，等效于引入不平衡的扰动分量，并在逆变器之间 产生输出桥臂电压的相位和幅值差。该扰动最终表现为并联单元之间零序环流的形式，并 叠加在并联逆变器的输出电感电流上，增大了环流的峰值。虽然对于该问题可以通过将所 有并联单元独立生成的三次谐波信号叠加取平均值，并将该平均值作为公共的三次谐波信 号抵消零序分量的方法来解决，但是该方法增加了逆变器之间的信号通讯，而且若其中某 一个或几个逆变器出现故障，则需要整机停机，影响了整机的冗余性。因此有必要研究一种 不依赖并联逆变器之间信号通讯的零序环流抑制方式，同时保证并联单元间的冗余性，以 保证基于三次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器的环流得到有效抑制。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种基于三次谐波注入的并联三相四桥臂逆 变器均流控制方法，使零序环流抑制不依赖并联逆变器之间信号通讯的，同时保证并联逆 变器间的冗余性。 技术方案：，通过 基于电压电流双环平均电流控制的分布式环流抑制方法，实现多个三相四桥臂逆变器并联 拓扑的并联，三相桥臂输出滤波电感电流均流，抑制并联桥臂间环流；同时将逆变器共用的 电压外环产生的三相输出滤波电流基准信号相加作为本并联单元零序电流基准信号，将各 逆变器第四桥臂电感电流与所述零序电流基准比较后经过比例积分环节生成第四桥臂调 制信号，控制各逆变器第四桥臂实现第四桥臂电感电流均流。 作为本专利技术的改进，还包括如下步骤： 步骤1)，将共用的电压外环产生的三相输出滤波电感电流基准信号相加作为零序 电流基准信号，将一个并联逆变器内部三相输出滤波电感电流反馈值相加作为本逆变器的 零序电流反馈信号，然后将所述零序电流反馈信号与零序电流基准信号的差值通过比例环 节放大后，作为本逆变器的零序环流抑制前馈控制信号； 步骤2)，将各逆变器三相电流环输出误差信号叠加到本逆变器的所述零序环流抑 制前馈控制信号上得到电流环三相调制信号，并将各逆变器电流环三相调制信号合成对应 的三次谐波信号； 步骤3)，将所述各三次谐波信号叠加到对应逆变器的三相调制信号中，从而生成 各逆变器的三相并联桥臂调制信号；同时将各三次谐波信号叠加到对应各逆变器第四桥臂 调制信号中，最终实现整机三次谐波注入。 有益效果：各逆变器控制采用共电压外环，逆变器三相滤波电感电流通过比例积 分环节跟踪电压外环所产生的三相输出滤波电流基准信号，同时第四桥臂电感电流跟踪零 序电流基准，实现三相和中线电感并联均流，平衡各逆变器的功率。 将共用的电压外环产生的三相输出滤波电感电流基准信号相加作为零序电流基 准信号，将一个并联逆变器内部三相输出滤波电感电流反馈值相加作为零序电流反馈信 号。然后将该零序电流反馈信号与零序电流基准信号的差值通过比例环节放大，作为本逆 变器的零序环流抑制前馈控制信号。但是该零序环流抑制前馈控制信号除了包含零序环流 的谐波成分，还包含载波频率及其谐波组成的高频分量，前馈到控制环路中会引起最终调 制波与载波的多次交割，提高开关频率产生额外的损耗，所以前馈环节的比例控制器需要 增加高频极点消除高频载波谐波分量。将前馈环节获得的信号叠加到并联逆变器三相电流 环输出误差信号后，产生新的电流环三相调制信号，并用其合成三次谐波，其中前馈环的作 用等效于提高了电流环对于零序环流谐波成分的增益。将新产生的三次谐波信号叠加到三 相桥臂和第四桥臂的调制信号中实现三次谐波注入。最终调制信号与载波交结产生各个桥 臂的SPWM脉冲，控制主功率管的开关。 本方法在每个逆变器原控制方法基础上增加了 一个前馈环节。前馈环节所使用的 反馈控制量都是本逆变器控制环路内部的控制信号。所以本方法中的零序环流抑制环节不 依赖并联单元之间的通讯。该前馈环结合基于电压电流双环控制的均流控制方法，能够实 现并联逆变器间的环流抑制与冗余工作。 【附图说明】 图1是本专利技术冗余三次谐波注入三相四桥臂逆变器并联零序环流抑制方法控制 方法示意图；附图1中的标号名称：（1)并联逆变器三相分布式均流调节单元；（2)两逆变 器并联三相四桥臂逆变器主电路单元；（3)三相均流电流基准信号生成单元；（4)第四桥臂 电流基准信号生成单元；（5)第四桥臂电流基准信号；(6)第四桥臂电流均流控制单元；(7) 三次谐波生成单元；(8)前馈环节零序环流基准信号生成单元；(9)前馈环节零序环流反馈 信号生成单元；（10)零序环流增益单元；（11)前馈信号注入；（12)三相调制信号三次谐波 注入单元； 附图1中的主要符号名称：Vin--输入电压，Ci、C2--输入滤波电容，Qi、Q 2、Q3、 Q4、Q5、Q6、Q7、Q8--并联逆变单元1各桥臂主功率管开关信号，L A1、LB1、La-并联逆变 单元1三相滤波电感，ILA1、ILB1、ILa-并联逆变单元1三相滤波电感电流，L N1--并联 逆变单元1中线电感，ILN1--并联逆变单元1中线电感电流，Q9、Q 1(l、Qn、Q12、Q13、Q14、Q 15、 Q16-并联逆变单元2各桥臂主功率管开关信号，LA2、LB2、L C2-并联逆变单元2三相滤 波电感，ILA2、ILB2、IL C2--并联逆变单元2三相滤波电感电流，LN2--并联逆变单元2中 线电感，ILN2--逆变器1中线电感电流，C A、CB、Cc--三相输出滤波电容，Ra、Rb、R c--三 相负载阻抗，VA、vB、vc-三相输出电压，v aMf、vbMf、v_f-三相输出电压基准信号，IaMf、 Ibref> Icref--三相输出滤波电感电流基准信号，Mal、Mbl、Μ ε1--并联逆变单元1三相电流 环输出误差信号，Ma2、Mb2、Mc2--并联逆变单元2三相电流环输出误差信号，Vi--并联 逆变单元1零序环流抑制前馈信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法，其特征在于：通过基于电压电流双环平均电流控制的分布式环流抑制方法，实现多个三相四桥臂逆变器并联拓扑的并联三相桥臂输出滤波电感电流均流，抑制相间环流；同时将逆变器共用的电压外环产生的三相输出滤波电流基准信号相加作为零序电流基准信号，将各逆变器第四桥臂电感电流与所述零序电流基准比较后经过比例积分环节生成第四桥臂调制信号，控制各逆变器第四桥臂实现第四桥臂电感电流均流。
【技术特征摘要】
1. 一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法，其特征在于： 通过基于电压电流双环平均电流控制的分布式环流抑制方法，实现多个三相四桥臂逆 变器并联拓扑的并联三相桥臂输出滤波电感电流均流，抑制相间环流；同时将逆变器共用 的电压外环产生的三相输出滤波电流基准信号相加作为零序电流基准信号，将各逆变器第 四桥臂电感电流与所述零序电流基准比较后经过比例积分环节生成第四桥臂调制信号，控 制各逆变器第四桥臂实现第四桥臂电感电流均流。2. 根据权利要求1所述的一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制 方法，其特征在于，还包括如下步骤： 步骤1)，将共用的电压外环产生的三相输出滤波电感电...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈轶涵，龚春英，邓翔，陈杰，韦徵，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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