本公开的实施例提供了三相多电平逆变器的控制方法以及逆变器系统。三相多电平逆变器的控制方法包括：基于三相多电平逆变器的输出来确定调制比，调制比表示脉宽调制中的正弦调制波的幅值与载波的幅值的比值；基于调制比与调制比阈值，生成用于对三相多电平逆变器的相电压中的共模电压进行调节的共模电压调节信号；将共模电压调节信号与用于对三相多电平逆变器的各相电压中的差模电压进行调节的差模电压调节信号相加，来获得复合调节信号，复合调节信号呈现为不连续脉宽调制的调制波；以及基于复合调节信号，生成用于控制三相多电平逆变器的各个相的开关的驱动信号。在本公开中，可以兼顾减小开关损耗和抑制母线电容纹波电流，从而提升了逆变器效率并且降低了成本。从而提升了逆变器效率并且降低了成本。从而提升了逆变器效率并且降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
三相多电平逆变器的控制方法以及逆变器系统
[0001]本公开主要涉及电力电子领域。更具体地，本公开涉及用于控制三相多电平逆变器的方法以及逆变器系统。
技术介绍
[0002]三相多电平逆变器可以实现直流电功率到交流电功率的变换，并且被广泛应用于电力系统中。例如，光伏三相多电平逆变器可以将光伏组串发出的直流电转换为交流电，从而将电能输入电网或离网系统。
[0003]通常可以采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)技术来对三相多电平逆变器进行控制，以获得高质量的正弦交流输出电压。SPWM技术利用了采样控制理论中的冲量等效原理，即，大小、波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量或面积(即变量对时间的积分)相等，其作用效果相同。根据SPWM技术，通过对三相逆变器中的半导体开关器件施加脉宽变化的高频脉冲驱动信号，可以使得逆变器输出期望的交流电。
[0004]然而，半导体开关器件的高频开关动作会导致过高的开关损耗。为了降低这种损耗，进一步出现了不连续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)的调制方式。在DPWM调制方式中，由于三相多电平逆变器的各个相可以分别在一段时间内不存在高频开关动作，因此开关损耗由此得以降低。与SPWM调制方式相比，虽然采用DPWM调制方式控制逆变器可以获得上述优点，但是却增加了逆变器直流侧的母线电容中的纹波电流。为了抑制这种增大的纹波电流，通常需要增大母线电容的大小、或者使用更多的母线电容来分担这些纹波电流，这导致了逆变器成本的增加。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本公开的实施例提供了控制三相多电平逆变器的新方案。
[0006]在本公开的第一方面，提供了一种三相多电平逆变器的控制方法，该方法包括：基于三相多电平逆变器的输出来确定调制比，调制比表示脉宽调制中的正弦调制波的幅值与载波的幅值的比值；基于调制比与调制比阈值，生成用于对三相多电平逆变器的相电压中的共模电压进行调节的共模电压调节信号；将共模电压调节信号与用于对三相多电平逆变器的各相电压中的差模电压进行调节的差模电压调节信号相加，来获得复合调节信号，复合调节信号呈现为不连续脉宽调制的调制波；以及基于复合调节信号，生成用于控制三相多电平逆变器的各个相的开关的驱动信号。
[0007]DPWM调制下的共模电压调节信号并不是总是会增大母线电容的纹波电流。当调制比超过一定阈值时，共模电压调节信号反而会有利于减小母线电容的纹波电流。在本公开的实施例中，可以根据调制比和调制比阈值来自适应调整共模电压调节信号，以使所确定的共模电压调节信号能够兼顾减小开关损耗和抑制纹波电流两者，而不是简单去除或减小共模电压调节信号，从而优化了DPWM调制方式。
[0008]在第一方面的一种实现方式中，方法还包括：接收与三相多电平逆变器有关的感测值；以及基于感测值，确定调制比阈值。调制比阈值在不同的工况下会发生变化，并且受到多种电气量的影响。因此，通过接收感测的电气量并且实时确定调制比阈值，可以准确地确定不同工况下的临界点，从而实现更加优化的控制。
[0009]在第一方面的一种实现方式中，感测值包括三相多电平逆变器的功率因数，以及基于感测值确定调制比阈值包括基于功率因数确定调制比阈值。由于调制比阈值与功率因数存在很强的相关性，因此基于功率因数可以相对准确地确定调制比阈值。
[0010]在第一方面的一种实现方式中，基于调制比与调制比阈值生成共模电压调节信号包括：在调制比不低于调制比阈值时，按照第一模式生成共模电压调节信号；或在调制比低于调制比阈值时，按照第二模式生成共模电压调节信号，其中相比于第一模式下的共模电压，第二模式下的共模电压在至少部分时段被减小。在这种实现方式中，可以基于调制比和调制比阈值的比较结果来自适应调整共模电压调节信号，以有效抑制母线电容的纹波电流的增加。
[0011]在第一方面的一种实现方式中，在调制比低于调制比阈值时按照第二模式生成共模电压调节信号包括：在非钳位时段期间，相比于第一模式，以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号，该非钳位时段采用不连续脉宽调制并且有开关动作。在这种实现方式中，在较低调制比的工况下，仅对非钳位时段的共模电压调节信号进行抑制。由此，可以将母线电容的纹波电流抑制在足够低的水平，而无需增加逆变器的开关损耗。
[0012]在第一方面的一种实现方式中，在非钳位时段期间相比于第一模式以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号包括：在非钳位时段期间，生成用于将共模电压设置为零的共模电压调节信号。通过这种实现方式，可以最大程度地避免由共模电压调节信号引起的纹波电流，而无需减少钳位时段。
[0013]在第一方面的一种实现方式中，在非钳位时段期间相比于第一模式以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号包括：在非钳位时段期间，生成用于将共模电压设置为渐变阶跃电压的共模电压调节信号，该渐变阶跃电压随时间从第一电压值渐变为零并且从零渐变为第二电压值，第一电压值与第二电压值不同。在这种实现方式中，可以对非钳位时段的共模电压调节信号的抑制实现缓变处理，从而消除信号阶跃并且避免可能产生的共模振荡。
[0014]在本公开的第二方面，提供一种逆变器系统，包括：三相多电平逆变器；以及控制装置，用于控制三相多电平逆变器，该控制装置被配置为：基于三相多电平逆变器的输出来确定调制比，该调制比表示脉宽调制中的正弦调制波的幅值与载波的幅值的比值；基于调制比与调制比阈值，生成用于对三相多电平逆变器的相电压中的共模电压进行调节的共模电压调节信号；将共模电压调节信号与用于对三相多电平逆变器的各相电压中的差模电压进行调节的差模电压调节信号相加，来获得复合调节信号，该复合调节信号呈现为不连续脉宽调制的调制波；以及基于复合调节信号，生成用于控制三相多电平逆变器的三个相的开关的驱动信号。
[0015]在第二方面的一种实现方式中，控制装置还被配置为：接收与三相多电平逆变器有关的感测值；以及基于感测值，确定调制比阈值。
[0016]在第二方面的一种实现方式中，感测值包括三相多电平逆变器的功率因数，以及
基于感测值确定调制比阈值包括基于功率因数确定调制比阈值。
[0017]在第二方面的一种实现方式中，基于调制比与调制比阈值生成共模电压调节信号包括：在调制比不低于调制比阈值时，按照第一模式生成共模电压调节信号；或在调制比低于调制比阈值时，按照第二模式生成共模电压调节信号，其中相比于第一模式下的共模电压，第二模式下的共模电压在至少部分时段被减小。
[0018]在第二方面的一种实现方式中，在调制比低于调制比阈值时按照第二模式生成共模电压调节信号包括：在非钳位时段期间，相比于第一模式，以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号，该非钳位时段采用不连续脉宽调制并且有开关动作。
[0019]在第二方面的一种实现方式中，在非钳位时段期间相比于所述第一模式以减小共模电压的方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三相多电平逆变器的控制方法，包括：基于所述三相多电平逆变器的输出来确定调制比，所述调制比表示脉宽调制中的正弦调制波的幅值与载波的幅值的比值；基于所述调制比与调制比阈值，生成用于对所述三相多电平逆变器的相电压中的共模电压进行调节的共模电压调节信号；将所述共模电压调节信号与用于对所述三相多电平逆变器的各相电压中的差模电压进行调节的差模电压调节信号相加，来获得复合调节信号，所述复合调节信号呈现为不连续脉宽调制的调制波；以及基于所述复合调节信号，生成用于控制所述三相多电平逆变器的各个相的开关的驱动信号。2.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：接收与所述三相多电平逆变器有关的感测值；以及基于所述感测值，确定所述调制比阈值。3.根据权利要求2所述的控制方法，其中所述感测值包括所述三相多电平逆变器的功率因数，以及基于所述感测值确定所述调制比阈值包括基于所述功率因数确定所述调制比阈值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其中基于所述调制比与调制比阈值生成所述共模电压调节信号包括：在所述调制比不低于所述调制比阈值时，按照第一模式生成共模电压调节信号；或在所述调制比低于所述调制比阈值时，按照第二模式生成共模电压调节信号，其中相比于所述第一模式下的共模电压，所述第二模式下的共模电压在至少部分时段被减小。5.根据权利要求4所述的控制方法，其中在所述调制比低于所述调制比阈值时按照第二模式生成共模电压调节信号包括：在非钳位时段期间，相比于所述第一模式，以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号，所述非钳位时段采用不连续脉宽调制并且有开关动作。6.根据权利要求5所述的控制方法，其中在非钳位时段期间相比于所述第一模式以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号包括：在所述非钳位时段期间，生成用于将共模电压设置为零的共模电压调节信号。7.根据权利要求5所述的控制方法，其中在非钳位时段期间相比于所述第一模式以减小共模电压的方式生成共模电压调节信号包括：在所述非钳位时段期间，生成用于将共模电压设置为渐变阶跃电压的共模电压调节信号，所述渐变阶跃电压随时间从第一电压值渐变为零并且从零渐变为第二电压值，所述第一电压值与所述第二电压值不同。8.一种逆变器系统，包括：三相多电平逆变器；以及控制装置，用于控制所述三...
【专利技术属性】
技术研发人员：季林，辛凯，郭海滨，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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