一种换流器的多段式混合调制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种换流器的多段式混合调制方法及系统，建立换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集；根据换流器控制目标、基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式；当换流器的空间矢量调制的段式不唯一时，将全部的空间矢量调制的段式归一化后，得到基本电压矢量与作用时间关系表格；在换流器运行时，根据换流器控制目标，依据基本电压矢量与作用时间关系表格，对换流器进行多段式混合调制，从而实现不同段数之间的调制算法无缝切换，混合调制算法之间切换平滑。混合调制算法之间切换平滑。混合调制算法之间切换平滑。

【技术实现步骤摘要】
一种换流器的多段式混合调制方法及系统


[0001]本专利技术涉及换流器调制
，具体涉及一种换流器的多段式混合调制方法及系统。

技术介绍

[0002]调制算法是决定电力电子变换器开关状态的直接因素，其主要研究对象是变换器的开关状态，即基本电压矢量作用的时间及在开关周期内的排布规律。空间矢量调制算法是三电平变换器普遍采用的调制算法，其主要目标是计算逆变器基本矢量的作用顺序和时间。根据每个开关周期内使用基本电压矢量数量不同，调制算法可分为五段式、七段式、九段式、十一段式和十三段式五种。
[0003]为控制三电平变换器的中点电位平衡和提高变换器输出的波形质量，混合调制策略受到越来越多的关注。混合调制策略的内涵是在一个连续工况下，使用两种以上的调制策略。现有技术中的混合调制方法多专注于以下几种切换情况：(1)混合调制策略切换时刻冗余小矢量分配因子的取值方法。(2)两种调制方法之间的切换，例如：SVPWM和VSVPWM的混合调制方法。基于此可知，现有技术中的混合调制方法并未涉及不同段数调制方法实现的细节。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的混合调制方法并未涉及不同段数调制方法实现的细节的缺陷，从而提供一种换流器的多段式混合调制方法及系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种换流器的多段式混合调制方法，包括：建立换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集；根据换流器控制目标、基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式；当换流器的空间矢量调制的段式不唯一时，将全部的空间矢量调制的段式归一化后，得到基本电压矢量与作用时间关系表格；在换流器运行时，根据换流器控制目标，依据基本电压矢量与作用时间关系表格，对换流器进行多段式混合调制。
[0007]在一实施例中，建立换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集的过程，包括：确定换流器的多个开关状态及其对应的基本电压矢量；对每相开关状态进行编码并加和后，得到相应基本电压矢量的编码；基于基本电压矢量及其编码，建立基本电压矢量集。
[0008]在一实施例中，根据换流器控制目标、基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式过程，包括：根据换流器控制目标，确定换流器的载波形式及其时间参数；根据基本电压矢量集、换流器的载波形式及其时间参数，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式。
[0009]在一实施例中，根据基本电压矢量集、换流器的载波形式及其时间参数，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式的过程，包括：基于基本电压矢量集，建立零矢量差值函数
及小矢量差值函数；根据零矢量差值函数及小矢量差值函数，确定每个扇区的调制比临界曲线；根据换流器的调制比及每个扇区的调制比临界曲线，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式。
[0010]在一实施例中，对于在下一开关周期由第一段式向第二段式切换的情况，第一段式的段数多于第二段式，将全部的空间矢量调制的段式归一化的过程，包括：将每个开关周期划分为多个空间，其中，空间个数为全部的空间矢量调制的段式中最多段式的段数；在下一开关周期，以全部空间中最中间的空间位置为中心，选取第一预设数量的空间，其中，第一预设数量为最多段式的段数与第二段式的段数之差；将第二段式的基本电压矢量按照作用顺序安插在未被选择的空间位置处；对于第二段式的基本电压矢量的作用时间进行赋值，对所选取的空间位置的作用时间赋零值。
[0011]在一实施例中，对于在下一开关周期由第三段式向第四段式切换的情况，第四段式的段数多于第三段式，将全部的空间矢量调制的段式归一化的过程，包括：在下一开关周期，对于作用时间赋零值的空间位置，对其作用时间不再赋零值；以全部空间中最中间的空间位置为中心，选取第二预设数量的空间，其中，第二预设数量为最多段式的段数与第四段式的段数之差；将第四段式的基本电压矢量按照作用顺序安插在未被选择的空间位置处；对于第四段式的基本电压矢量的作用时间进行赋值，对所选取的空间位置的作用时间赋零值。
[0012]第二方面，本专利技术实施例提供一种换流器的多段式混合调制系统，包括：矢量集建立模块，用于建立换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集；调制段式确定模块，用于根据换流器控制目标、基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式；归一化模块，用于当换流器的空间矢量调制的段式不唯一时，将全部的空间矢量调制的段式归一化后，得到基本电压矢量与作用时间关系表格；调制模块，用于在换流器运行时，根据换流器控制目标，依据基本电压矢量与作用时间关系表格，对换流器进行多段式混合调制。
[0013]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本专利技术实施例第一方面的换流器的多段式混合调制方法。
[0014]第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本专利技术实施例第一方面的换流器的多段式混合调制方法。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]本专利技术提供的换流器的多段式混合调制方法及系统，建立换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集；根据换流器控制目标、基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式；当换流器的空间矢量调制的段式不唯一时，将全部的空间矢量调制的段式归一化后，得到基本电压矢量与作用时间关系表格；在换流器运行时，根据换流器控制目标，依据基本电压矢量与作用时间关系表格，对换流器进行多段式混合调制，从而实现不同段数之间的调制算法无缝切换，混合调制算法之间切换平滑。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的多段式混合调制方法的一个具体示例的流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的三电平换流器的具体电路拓扑图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的三电平换流器的空间电压矢量及A扇区虚拟矢量图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的多段式混合调制方法的另一个具体示例的流程图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的零矢量及小矢量差值函数为零的曲线；
[0023]图6为本专利技术实施例提供的混合调制策略精细化分区及其判断逻辑；
[0024]图7～图9分别为本专利技术实施例提供的七段式、九段式及十三段式的基本电压矢量；
[0025]图10为本专利技术实施例提供的仿真验证波形图；
[0026]图11、图12分别为本专利技术实施例提供的传统调制算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流器的多段式混合调制方法，其特征在于，包括：建立所述换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集；根据所述换流器控制目标、所述基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式；当所述换流器的空间矢量调制的段式不唯一时，将全部的空间矢量调制的段式归一化后，得到基本电压矢量与作用时间关系表格；在所述换流器运行时，根据所述换流器控制目标，依据基本电压矢量与作用时间关系表格，对所述换流器进行多段式混合调制。2.根据权利要求1所述的换流器的多段式混合调制方法，其特征在于，建立所述换流器用于空间矢量调制的基本电压矢量集的过程，包括：确定所述换流器的多个开关状态及其对应的基本电压矢量；对每相开关状态进行编码并加和后，得到相应基本电压矢量的编码；基于所述基本电压矢量及其编码，建立基本电压矢量集。3.根据权利要求1所述的换流器的多段式混合调制方法，其特征在于，根据所述换流器控制目标、所述基本电压矢量集，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式过程，包括：根据所述换流器控制目标，确定换流器的载波形式及其时间参数；根据所述基本电压矢量集、所述换流器的载波形式及其时间参数，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式。4.根据权利要求1所述的换流器的多段式混合调制方法，其特征在于，根据所述基本电压矢量集、所述换流器的载波形式及其时间参数，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式的过程，包括：基于所述基本电压矢量集，建立零矢量差值函数及小矢量差值函数；根据所述零矢量差值函数及小矢量差值函数，确定每个扇区的调制比临界曲线；根据所述换流器的调制比及所述每个扇区的调制比临界曲线，确定每个开关周期内空间矢量调制的段式。5.根据权利要求1所述的换流器的多段式混合调制方法，其特征在于，对于在下一开关周期由第一段式向第二段式切换的情况，所述第一段式的段数多于第二段式，将全部的空间矢量调制的段式归一化的过程，包括：将每个开关周期划分为多个空间，其中，空间个数为全部的空间矢量调制的段式中最多段式的段数；在下一开关周期，以全部空间中最中间的空间位置为中心，选取第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文善，温旭辉，张剑，王又珑，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：