一种基于功率器件开关分配的级联型逆变器电压平衡控制方法

摘要

本发明公开了一种基于功率器件开关分配的级联型逆变器电压平衡控制方法，根据指令电流信号瞬时值ic*和并网电流瞬时值ic，由电流跟踪控制决定逆变器输出电压的升降，生成开关动作指令Ucup；根据并网电流瞬时值ic和开关动作指令Ucup，预测开关动作对级联单元直流侧输入功率的影响，生成直流侧输入功率预测信息Udcup；对直流侧电压Udc[n]进行采样，根据各级联单元直流侧电压的大小和直流侧输入功率预测信息，决定开关动作分配的优先权，将开关动作优先分配至直流侧电压最大或最小的级联单元，最终形成开关状态PWM[2n]；本发明能够消除各级联单元间直流侧电压不平衡现象，可提高装置可靠性，改善并网电流的电能质量。

主权项

一种基于功率器件开关分配的级联型逆变器电压平衡控制方法，包括级联型逆变器，级联型逆变器分为单相级联型逆变器和三相级联型逆变器，单相级联型逆变器包括若干个级联单元组成的逆变模块，相邻的级联单元之间两两连接，第一个级联单元通过电感接入交流电源，最后一个级联单元接入交流电源；三相级联型逆变器包括三个并联的逆变模块，三个逆变模块分别通过电感接入三相电源；所述级联单元包括左右两个并联桥臂和一个直流侧电容支路，直流侧电容支路与桥臂并联；所述桥臂包括两个串联的功率器件，其特征在于，该方法的步骤如下：1）根据指令电流信号瞬时值ic*和并网电流瞬时值ic，由电流跟踪控制方法决定逆变器输出电压的升降，生成开关动作指令Ucup，Ucup的判定依据如下：如果 ic>ic*，那么 Ucup=1；如果ic≤ic*，那么 Ucup=0，其中ic、ic*为本次采样时刻的逆变器并网电流和指令电流瞬时值；2）对将执行开关动作的级联单元直流侧输入功率进行预测，生成预测信息Udcup，Udcup的判定依据如下：如果sign（ic）=1 且Ucup=1，那么Udcup=1；如果sign（ic）=0 且 Ucup=1，那么Udcup=0；如果sign（ic）=1 且 Ucup=0，那么Udcup=0；如果sign（ic）=0且 Ucup=0，那么Udcup=1；sign（）为符号函数。3）若直流侧输入功率预测信息Udcup为1，则级联单元按直流侧电压Udc[n]的升序排列；若直流侧输入功率预测信息Udcup为0，则级联单元按直流侧电压Udc[n]的降序排列；4）由各级联单元动作标志位RorL[n]决定同一级联单元中左、右桥臂的排 序，若第i个级联单元动作标志位RorL[i]为1，则该级联单元右桥臂排序先于左桥臂；若第i个级联单元动作标志位RorL[n]为0，则该级联单元左桥臂排序先于右桥臂，其中，i=1,2…n；5）级联型逆变器各桥臂按上述排列顺序依次判定，若开关动作指令Ucup为1，则第一个开关状态为0的桥臂翻转为1，其余开关状态不变；若开关动作指令Ucup为0，则第一个开关状态为1的桥臂翻转为0，其余开关状态不变；若翻转的开关状态对应右桥臂，则该级联单元的动作标志位RorL[n]设置为0；若翻转的开关状态对应左桥臂，则该级联单元的动作标志位RorL[n]设置为1。