一种基于混合脉宽调制的电力电子变压器控制方法

摘要

一种基于混合脉宽调制的电力电子变压器控制方法，包括CHB输入级电路控制方法和IBDC输出级电路控制方法。本发明将HPWM应用于级联式电力电子变压器，利用后级IBDC对中间直流电压进行控制，输入级级联H桥整流器只进行简单的功率均衡，从而简化控制复杂程度。为解决功率均衡问题，本发明提出一种开关模式循环算法，以使各模块在循环周期内参与不同开关模式机会均等，从而实现功率在一定时间内的平均分配。采用循环策略时，HPWM调制算法也得以简化，不需要判断电流方向，只需要电压指令即可确定各模块的开关模式。

主权项

一种基于混合脉宽调制的电力电子变压器控制方法，所述电力电子变压器包括由N个H桥模块HB₁‑HB_N串联组成的CHB输入级电路、N个中间直流电容C₁‑C_N、由N个输出侧并联的IBDC模块IBDC₁‑IBDC_N组成的IBDC输出级电路、用于输出各H桥第二开关模式H₁‑H_N的CHB控制器和用于输出各IBDC移相比D₁‑D_N的IBDC控制器；N个H桥模块分别经N个中间直流电容与N个IBDC模块的输入侧相应端口连接；CHB控制器的输出端连接CHB输入级电路的控制输入端，其输入端分别输入电网电压u_s和电网电流i_s；IBDC控制器的输出端接IBDC输出级电路的控制输入端，其输入端输入所述各中间直流电容的电压u_d1‑u_dN；所述H桥模块由第一桥臂上下两个电力电子开关S₁、S₂和第二桥臂上下两个电力电子开关S₃、S₄组成；其特征在于，包括CHB输入级电路控制方法和IBDC输出级电路控制方法；所述CHB输入级电路控制方法包括以下步骤：步骤1：根据输入的电网电压u_s和电网电流i_s计算并网功率；步骤2：将所述并网功率与参考功率进行比较，输出功率差值；步骤3：将所述功率差值进行PI调节，输出参考电流幅值；步骤4：将所述参考电流幅值乘以电网电压相位，输出并网电流参考值；步骤5：将所述并网电流参考值与所述电网电流进行比较，输出电流差值；步骤6：将所述电流差值进行PR调节输出电感电压参考值；步骤7：将所述电网电压减去所述电感电压参考值，输出基波电压指令u_ac(t)；步骤8：在所述基波电压指令u_ac(t)控制下，使用HPWM调制方法确定所述各H桥模块的第一开关模式；步骤9：在所述各H桥模块的第一开关模式控制下，进行循环功率均衡，输出所述各H桥模块的第二开关模式；步骤10：所述各H桥模块根据其第二开关模式进行工作，输出相应电平，合 成多电平电压波形。IBDC输出级电路控制方法包括以下步骤：步骤1：将所述中间电容的电压u_d1‑u_dN与参考值进行比较，输出电压差值；步骤2：将所述电压差值分别进行PI调节，输出各IBDC模块的移相比。