一种三电平逆变器制造技术

本申请公开了一种三电平逆变器

【技术实现步骤摘要】
一种三电平逆变器、控制方法及系统
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请号是
202080024643.3
，原申请日是
2020
年9月8日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中
。


[0002]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种三电平逆变器
、
控制方法及系统
。

技术介绍

[0003]光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能转变为电能的一种技术，一直以来得到快速发展
。
光伏逆变器作为光伏发电系统中的核心部件，用于将光伏组件产生的直流电转换为交流电
。
[0004]三电平逆变器作为光伏逆变器的一种，其桥臂电压为三电平，较两电平逆变器多，因其可有效降低如滤波电感等无源器件的体积而被广泛应用
。
但是，三电平逆变器由于存在母线中点，而母线中点电位的平衡涉及到逆变器功率器件的耐压
、
并网电流的谐波等诸多指标，因此三电平逆变器的中点电位的均衡控制至关重要
。
[0005]光伏发电系统应用于并网场景时，光伏发电系统与电网连接，而电网中会存在较大的电压背景谐波的扰动，电压背景的谐波会造成并网电流含有同频次的电流谐波，进而导致正
、
负直流母线的电压不均衡，使得直流母线中点的点位产生偏移，威胁逆变器的正常运行
。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本申请提供了一种三电平逆变器
、
控制方法及系统，该三电平逆变器正
、
负直流母线的电压能够实现均衡
。
[0007]第一方面，本申请提供了一种三电平逆变器，该三电平逆变器包括第一母线电容
、
第二母线电容
、
功率变换电路和控制器
。
其中，第一母线电容的第一端连接正直流母线和功率变换电路的第一输入端，第一母线电容的第二端通过第二母线电容连接负直流母线和功率变换电路的第二输入端，第一母线电容的第二端还连接功率变换电路的第三输入端；功率变换电路用于将直流电转换为三相交流电后输出；控制器用于利用正
、
负直流母线电压的绝对值的差值，以及并网电流中的偶次谐波电流确定均衡指令，均衡指令用于使三电平逆变器产生均衡正
、
负直流母线电压的电流信号
。
[0008]本申请提供的技术方案充分考虑到了并网电流中的偶次谐波电流对于三电平逆变器的母线中点电位的影响
。
该三电平逆变器的控制器利用三电平逆变器的正
、
负直流母线电压的绝对值的差值，表征当前的母线中点电位的偏离情况，并且结合并网电流中的偶次谐波电流确定均衡指令，利用该电流均衡指令调节并网电流
。
即根据该电流均衡指令产生的电流信号与并网电流中的偶次谐波电流叠加后能够削弱该偶次谐波电流，因此该三电平逆变器的正
、
负母线电压能够实现均衡，此外同时还抑制了并网电流的谐波，提升了三电平逆变器对电网的适应能力，使得该三电平逆变器兼顾了在恶劣电网环境下的母线均衡控
制与并网电流谐波抑制
。
[0009]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，控制器利用差值确定谐波幅值系数，再确定并网电流中的偶次谐波电流的型次，以及各型次的偶次谐波电流对应的权重系数，权重系数与偶次谐波对并网电流的影响程度正相关，然后利用谐波幅值系数
、
各偶次谐波电流对应的型次与权重系数，确定均衡指令
。
[0010]该均衡指令结合了各偶次谐波电流对应的型次与权重系数，能够抑制偶次谐波电流
。
[0011]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，控制器具体用于获取各偶次谐波电流对应的均衡指令分量，均衡指令分量为所述幅值系数
、
偶次谐波电流的权重系数与型次的乘积；将各偶次谐波电流对应的均衡指令分量进行叠加以获得均衡指令
。
[0012]结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，控制器具体用于将均衡指令与并网电流叠加获取并网电流指令；利用并网电流指令获取第一均衡电压指令；利用第一均衡电压指令调节三电平逆变器的驱动指令，即将获取的第一均衡电压指令与三电平逆变器原有的控制信号进行叠加以产生用于驱动三电平逆变器的驱动信号，以使三电平逆变器的输出电流中产生用于降低偶次谐波电流的电流信号
。
[0013]结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，控制器将均衡指令与并网电流叠加获取并网电流指令；利用并网电流指令获取第一均衡电压指令；利用差值获取第二均衡电压指令；利用第一均衡电压指令和第二均衡电压指令调节三电平逆变器的驱动指令，以使三电平逆变器的输出电流中产生用于降低所述偶次谐波电流的电流信号
。
[0014]其中，第二均衡电压指令为三电平逆变器的共模电压量
。
将第一均衡电压指令以及第二均衡电压指令进行叠加，生成均衡电压复合控制指令，并将获取的与三电平逆变器原有的控制信号进行叠加以产生用于驱动三电平逆变器的驱动信号
。
[0015]结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，各偶次谐波电流对应的权重系数的比值为各偶次谐波电流的幅值的比值
。
即权重系数与幅值成正相关，幅值越高，表明对应的偶次谐波电流越大，对于并网电流的影响程度也越大
。
[0016]结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，控制器当并网电流中的偶次谐波电流小于预设电流阈值，和
/
或当差值小于预设电压阈值时，利用差值获取所述均衡指令
。
[0017]当并网电流中的偶次谐波电流小于预设电流阈值时，表征此时偶次谐波电流对母线中点的电位影响程度较小，可以忽略不计；当正
、
负直流母线电压的绝对值的差值小于预设电压阈值时，表征此时母线中点的电位受偶次谐波电流的影响程度较小
。
因此当满足以上两个条件中的至少一项时，表征此时电网的条件较优，并网电流中的偶次谐波电流的影响较小
。
因此可以利用该差值获取均衡指令，此时该均衡指令为三相共模电压母线均衡控制量
[0018]结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，控制器具体用于利用均衡指令调节三电平逆变器的驱动指令
。
[0019]结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，电流信号与偶次谐波电流的相位相反，进而在均衡母线电位的同时，尽量减小并网电流中的偶次谐波电流
。
[0020]第二方面，本申请还提供了一种逆变器的控制方法，该方法包括：利用三电平逆变器的正
、
负直流母线电压的绝对值的差值，以及并网电流中的偶次谐波电流确定均衡指令，
均衡指令用于使三电平逆变器产生均衡正
、
负直流母线电压的电流信号；利用均衡指令调节并网电流
。
[0021]该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种逆变器，其特征在于，包括：第一母线电容
、
第二母线电容
、
功率变换电路和控制器；所述第一母线电容的第一端连接正直流母线和所述功率变换电路的第一输入端，所述第一母线电容的第二端通过所述第二母线电容连接负直流母线和所述功率变换电路的第二输入端；所述功率变换电路用于将直流电转换为三相交流电后输出；所述控制器，用于利用所述正
、
负直流母线电压的绝对值的差值以及并网电流中的至少一个偶次谐波电流生成均衡指令，所述均衡指令用于使所述逆变器产生均衡所述正
、
负直流母线电压的电流信号，且当所述正
、
负直流母线电压的绝对值的差值大于预设值时，调整所述均衡指令以调整所述电流信号使所述逆变器输出至少一个均衡电流分量，以使所述正
、
负直流母线电压的绝对值的差值减小
。2.
根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述均衡电流分量的频率与并网点中其对应的所述偶次谐波电流的频率相同，以输出用于抵消对应频率的所述其中一个偶次谐波电流的电流
。3.
根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述均衡电流分量的相位与所述并网点中其对应的所述偶次谐波电流的相位相反
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的逆变器，其特征在于，所述均衡电流分量的电流值与所述正
、
负直流母线电压的绝对值的差值成正比，并且与所述并网点中其对应的所述偶次谐波电流的电流幅值成正比，以使与所述均衡电流分量对应的所述偶次谐波电流的幅值减小
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：将所述均衡指令与所述并网电流叠加生成并网电流指令，以使所述逆变器的输出电流中产...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞，于心宇，辛凯，徐志武，李琳，郭海滨，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：