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弃用大矢量SVPWM在级联多电平中的应用

2018-02-05谭风雷张兆君李义峰

电力科学与工程 2018年1期

谭风雷, 张兆君, 杭 峰, 李义峰, 朱 超

(国网江苏省电力公司 检修分公司,江苏 南京 211102)

0 引言

H桥级联多电平换流器可以模块化设计,易于扩展,冗余配置简单,当要求多电平输出时,只需要在每相中串联多个H桥模块即可。当每相串联N个H桥模块时,可以实现2N+1电平输出,且由于不存在串联分压的问题,使其在多电平换流器的技术领域有着广阔的应用前景[1-2]。

空间矢量调制技术(SVPWM)控制效果好,开关损耗低,直流电压利用率高、输出电压谐波含量低等优点,在两电平和三电平领域有着广泛的应用。但是,随着电平数的增加,电压矢量空间越发复杂,冗余电压矢量急剧增加,从而使传统的SVPWM难以实现理想的控制效果[3]。本文针对三电平SVPWM调制技术,重点研究中点电压平衡。文献[4]提出合理分配成对小矢量作用时间的均压方法,即将直流侧上下电容电压的差值经过PI调节器后,平均分配到成对小矢量的作用时间中。文献[5]提出一种基于平衡因子的均压控制方法,该方法基于能量平衡原则,推导得到平衡因子,利用平衡因子重新分配成对小矢量的作用时间。文献[6-8]考虑到零矢量和大矢量不会影响直流侧中点电压的平衡,以及小矢量和中矢量将会影响中点电压平衡,提出弃用中矢量三电平SVPWM,通过调制算法自身来实现中点电压平衡。

1 弃用大矢量三电平SVPWM

图1是二极管钳位型三电平换流器的拓扑结构,设直流侧上、下电容电压均为Udc且电容中性点电位为零,其工作原理以a相为例进行说明,当功率器件Sa1和Sa2导通时,输出电压为+Udc;……

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