【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变流器调制领域，具体涉及一种基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法。
技术介绍
1、随着风电光伏等新能源发电在电力系统中占比不断提高，三电平逆变器的应用也得到越来越广泛。三电平逆变器具有低谐波，高效率，低损耗，电压变化率小的特点。对三电平逆变器的脉冲宽度调制主要包含空间矢量脉宽调制、载波脉宽调制。但在实际应用中由于三电平逆变器的高频共模电压会产生高频耦合电流，加速电机绝缘老化。同时共模电压会产生漏电流，最终经过导体流入电网，产生电磁干扰。此外，高频漏电流可能会引起电流继电器保护装置的误动作，降低电力系统的稳定性。而且共模电压产生的电流流过负载时会消耗功率，对负载十分不利，影响了其长期安全运行。因此，共模电压的优化控制具有重要意义。
2、现阶段对共模电压的研究方向，一种是采用电容滤波，共模抑制比较高的放大器等硬件方式对共模电压进行抑制。另一种则是采用零共模电压矢量来实现零共模电压的软件方式。消除共模电压的软件方式目前主要采用空间矢量调制消除共模电压。软件方式可以有效降低成本，在实际应用中更具研究价值。但是，当中点电位发生偏移时，传统调控策略无法应对中点电位偏移问题，将引起电容电压分配不均匀，从而影响系统稳定运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，在实现零共模电压的同时中点电位平衡，解决现有方案在共模电压与中点电位平衡之间的折中取舍问题。
2、实现本专利技术目的的
3、一种基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，包括：
4、根据t型三电平变流器的数学模型确定各个空间矢量的共模电压；
5、选取共模电压为0的矢量，考虑中点电流的约束条件，选取3个中点电流和为0的空间矢量合成新虚拟矢量，同时引入分配系数，在中点电位发生偏移时通过改变分配系数实现中点电位再平衡；
6、由新虚拟矢量合成目标矢量，同时基于载波调制策略设计调制波表达式。
7、进一步地，所述数学模型包括kvl方程和kcl方程。
8、进一步地，所述空间矢量根据矢量长度分成零矢量、小矢量、中矢量和大矢量，各个空间矢量的共模电压为：
9、
10、其中，(sasbsc)为开关状态的矢量表示方式，sx为单相开关，x＝a、b、c，|vno|为共模电压值，vdc为直流电压。
11、进一步地，选取共模电压为0的矢量，考虑中点电流的约束条件，选取3个中点电流和为0的空间矢量合成新虚拟矢量为：
12、
13、其中，k为分配系数，v1m、v2m、v3m、v4m、v5m、v6m为新虚拟矢量，v1(10-1)、v2(01-1)、v3(-110)、v4(-101)、v5(0-11)、v6(1-10)为中矢量；对于新虚拟矢量v1m，所述分配系数k＝1/3时则中点电流为0，中点电位不变；当0<k<1/3时中点电流为(1-3k)ib/2，中点电位上升；当1/3<k<1时，中点电流为-(3k-1)ib/2，中点电位下降。
14、进一步地，由新虚拟矢量合成目标矢量具体包括：基于虚拟矢量将整个矢量平面均分为6个扇区，设计每个扇区的开关时序，通过开关时序合成目标矢量。
15、进一步地，所述6个扇区为：-30°～30°为扇区i，30°～90°为扇区ⅱ，90°～150°为扇区ⅲ，150°～210°为扇区ⅳ，210°～270°为扇区ⅴ，270°～330°为扇区ⅵ。
16、进一步地，所述每个扇区的开关时序包括：
17、扇区ⅰ的开关时序：
18、v2(01-1)|ia→v1(10-1)|ib→v0(000)|0→v5(0-11)|ia→v6(01-1)|ic
19、v6(01-1)|ic→v5(0-11)|ia→v0(000)|0→v1(10-1)|ib→v2(01-1)|ia
20、扇区ⅱ的开关时序：
21、v3(-110)|ic→v2(01-1)|ia→v0(000)|0→v6(01-1)|ic→v1(10-1)|ib
22、v1(10-1)|ib→v6(01-1)|ic→v0(000)|0→v2(01-1)|ia→v3(-110)|ic
23、扇区ⅲ的开关时序：
24、v4(-101)|ib→v3(-110)|ic→v0(000)|0→v1(10-1)|ib→v2(01-1)|ia
25、v2(01-1)|ia→v1(10-1)|ib→v0(000)|0→v3(-110)|ic→v4(-101)|ib
26、扇区ⅳ的开关时序：
27、v5(0-11)|ia→v4(-101)|ib→v0(000)|0→v2(01-1)|ia→v3(-110)|ic
28、v3(-110)|ic→v2(01-1)|ia→v0(000)|0→v4(-101)|ib→v5(0-11)|ia
29、扇区ⅴ的开关时序：
30、v6(01-1)|ic→v5(0-11)|ia→v0(000)|0→v3(-110)|ic→v4(-101)|ib
31、v4(-101)|ib→v3(-110)|ic→v0(000)|0→v5(0-11)|ia→v6(01-1)|ic
32、扇区ⅵ的开关时序：
33、v1(10-1)|ib→v6(01-1)|ic→v0(000)|0→v4(-101)|ib→v5(0-11)|ia
34、v5(0-11)|ia→v4(-101)|ib→v0(000)|0→v6(01-1)|ic→v1(10-1)|ib
35、其中，ia、ib、ic为中点电流，v1(*)～v6(*)表示对应的*矢量。
36、进一步地，所述调制波表达式为：
37、
38、其中，k为分配系数，u1-u6为调制波信号，d1、d2为矢量v1、v2对应的占空比。
39、进一步地，所述扇区i、扇区ⅲ和扇区ⅴ再均分成两个小扇区，为a扇区和b扇区，所述扇区ⅱ、扇区ⅳ和扇区ⅵ再均分成两个小扇区，为c扇区和d扇区，所述a、b、c和d扇区下的占空比与三相电压之间的关系式：
40、
41、其中umax、umid、umin为三相电压中的最大值、中间值和最小值，g1～g6为每个扇区占空比与三相电压之间的关系式参数。
42、进一步地，所述关系式参数g1～g6为：
43、 扇区s 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述数学模型包括KVL方程和KCL方程。
3.根据权利要求1所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述空间矢量根据矢量长度分成零矢量、小矢量、中矢量和大矢量，各个空间矢量的共模电压为：
4.根据权利要求3所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述新虚拟矢量为：
5.根据权利要求3所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，由新虚拟矢量合成目标矢量具体包括：基于虚拟矢量将整个矢量平面均分为6个扇区，设计每个扇区的开关时序，通过开关时序合成目标矢量。
6.根据权利要求5所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述6个扇区为：-30°～30°为扇区I，30°～90°为扇区Ⅱ，90°～150°为扇区Ⅲ，150°～210°为
7.根据权利要求6所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述每个扇区的开关时序包括：
8.根据权利要求6所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电
9.根据权利要求8所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述扇区I、扇区Ⅲ和扇区Ⅴ再均分成两个小扇区，为A扇区和B扇区，所述扇区Ⅱ、扇区Ⅳ和扇区Ⅵ再均分成两个小扇区，为C扇区和D扇区，所述A、B、C和D扇区下的占空比与三相电压之间的关系式：
10.根据权利要求9所述的基于零共模电压的T型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述关系式参数G1～G6为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述数学模型包括kvl方程和kcl方程。
3.根据权利要求1所述的基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述空间矢量根据矢量长度分成零矢量、小矢量、中矢量和大矢量，各个空间矢量的共模电压为：
4.根据权利要求3所述的基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，所述新虚拟矢量为：
5.根据权利要求3所述的基于零共模电压的t型三电平变流器中点电压及载波调控方法，其特征在于，由新虚拟矢量合成目标矢量具体包括：基于虚拟矢量将整个矢量平面均分为6个扇区，设计每个扇区的开关时序，通过开关时序合成目标矢量。
6.根据权利要求5所述的基于零共模电压的t型三电平变流器中...
【专利技术属性】
技术研发人员：金晓亮，丛应玺，曾志勇，郝思鹏，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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