[发明专利]多电平变换器中脉冲的调节方法、装置及多电平变换器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别是涉及一种多电平变换器中脉冲的调节方法、装置及多电平变换器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，多电平功率变换器在中高压大功率变换领域得到广泛应用，相应的PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)控制技术种类繁多，常用的有SPWM(正弦脉冲宽度调制，Sinusoidal PWM)控制技术、SVPWM控制技术(空间矢量脉宽调制，Space Vector Pulse Width Modulation)，在具体的PWM控制技术中，常需要对理论脉宽进行调整，以满足不同负载，不同情况下的脉宽调制。例如，在三电平逆变拓扑中为实现母线中点平衡的控制，就需要调整脉宽作用时间来保证母线平衡，常用的零序电流控制，输出电流不平衡控制等控制策略中，都需要对理论脉宽进行调整来达到相应的目的。

以母线中点平衡调节控制为例，原有控制技术多通过SVPWM矢量中微调正负小矢量的作用时间来控制，如图1所示，为三电平逆变器电路图，以三电平逆变器为例，如图2所示，为常用三电平空间矢量分布图，如图3所示，为目标矢量处于D区域时，实现选择方式示意图；在调节中，若中点电位偏高，即U_c2大于U_c1时，现有技术通过减小正矢量作用时间，增大负矢量作用时间，使电容C₁充电，C₂放电，从而减小U_c2，增大U_c1；若中点电位偏低，即U_c1大于U_c2时，现有技术通过增大正矢量作用时间，减小负矢量作用时间，使电容C₁放电，C₂充电，从而减小U_c1，增大U_c2；如此通过母线中点电位的变化 来调整正负小矢量作用时间，控制电容充放电，从而达到维持中点平衡的效果。

但是，上述技术的实现需要依赖于正负小矢量的调节，该调节方式限制了脉宽调制中对矢量的选择，且小矢量的应用也会带来诸多问题，例如共模电压共模电流较大，严重时会影响系统的稳定运行。

发明内容

本发明提供一种多电平变换器中脉冲的调节方法、装置及多电平变换器，用以解决现有技术中，在使用脉宽调制技术解决一些具体问题时，例如母线中点平衡调节中，现有的方法无法解决其存在的问题，且会带来很多弊端的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种多电平变换器中脉冲的调节方法，包括：根据正母线电压和负母线电压确定正负母线电压差值；判断所述正负母线电压差值是否超过预设平衡阈值；在所述正负母线电压差值否超过所述预设平衡阈值的情况下，根据所述正负母线电压差值的正负情况，将预设脉宽微调量叠加到每相脉宽中，以调节输出脉宽。

进一步，根据所述正负母线电压差值的正负情况，将预设脉宽微调量叠加到每相脉宽中之前，还包括：根据所述正负母线电压差值和预设转换系数确定初始的预设脉宽微调量；对所述初始的预设脉宽微调量进行限幅处理，以得到所述预设脉宽微调量。

进一步，对所述初始的预设脉宽微调量进行限幅处理包括：判断所述初始的预设脉宽微调量是否处于预设范围内，所述预设范围为大于等于预设的调节下限值且小于等于预设的调节上限值的范围；如果是，则设置所述初始的预设脉宽微调量为调节输出脉宽的所述预设脉宽微调量；如果不是，则在所述初始的预设脉宽微调量小于所述调节下限值时，设置所述调节下限值为调节输出脉宽的所述预设脉宽微调量，在所述初始的预设脉宽微调量大于所述调节上限值时，确定所述调节上限值为调节输出脉宽的所述预设脉宽微调量。

进一步，根据正母线电压和负母线电压确定正负母线电压差值之前，还包 括：按照预定时间间隔获取所述正母线电压和所述负母线电压。

另一方面，本发明还提供一种多电平变换器中脉冲的调节装置，包括：第一确定模块，用于根据正母线电压和负母线电压确定正负母线电压差值；判断模块，用于判断所述正负母线电压差值是否超过预设平衡阈值；调节模块，用于在所述正负母线电压差值否超过所述预设平衡阈值的情况下，根据所述正负母线电压差值的正负情况，将预设脉宽微调量叠加到每相脉宽中，以调节输出脉宽。

进一步，所述装置还包括：第二确定模块，用于根据所述正负母线电压差值和预设转换系数确定初始的预设脉宽微调量；处理模块，用于对所述初始的预设脉宽微调量进行限幅处理，以得到所述预设脉宽微调量。