[发明专利]载波调制方法、装置及多电平变流器

说明书

本发明公开了一种载波调制方法、装置及多电平变流器，用以在采用感值较小的电感代替超导线圈实现超导线圈电流源特性的同时，降低变流器中的电感电流纹波和输出电流谐波。载波调制方法，包括：以每个电流源变换器电路单元中包括的两个开关组件为一组，将直流变换电路中的开关组件分为n组；配置生成n个载波组，其中，每个载波组中包括两个层叠设置的载波，任意两个载波组之间的相位之差为2π/n的整数倍，且每个载波组至少与n个载波组中一个载波组之间的相位相差2π/n；利用同一调制波对所述多电平变流器中每个开关组件的载波进行调制，生成驱动直流变换电路中每个开关组件的驱动控制信号。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种载波调制方法、装置及多电平变流器。

背景技术

随着科学技术的进步，尤其是高温超导技术突破性的发展并进入实用化，超导技术解决了电流型变流器中储能电感的储能效率问题，同时由于超导储能系统中储能线圈具有电流源的特性，因此，电流型变流器将成为超导技术应用的最佳选择之一。

在将超导技术应用在电流型变流器中时，由于超导技术的成本及实现超导技术的条件较为苛刻，实际应用中，一般采用电感代替超导线圈以实现超导线圈的电流源特性。

但是，在使用电感代替超导线圈实现超导线圈的电流源特性时，若采用感值较小的电感代替超导线圈，则在使用传统的载波调制方式(例如，载波同相层叠调制策略、载波反相层叠调制策略、载波交替反相调制策略)调制时，将会出现电感电流纹波大和输出电流谐波大的问题；而若采用感值较大的电感代替超导线圈，则电感的体积较大且成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种载波调制方法、装置及多电平变流器，用以在采用感值较小的电感代替超导线圈实现超导线圈电流源特性的同时，降低变流器中的电感电流纹波和输出电流谐波。

第一方面，本发明实施例提供一种载波调制方法，应用于多电平变流器，多电平变流器包括直流变换电路和极性反转电路，直流变换电路包括一个或者多个并联连接的电流源变换器电路单元，电流源变换器电路单元包括一个电感组件和两个开关组件，且电感组件的一端分别与两个开关组件的一端连接，极性反转电路包括四个桥式连接的开关组件，载波调制方法包括：

以每个电流源变换器电路单元中包括的两个开关组件为一组，将直流变换电路中的开关组件分为n组；

配置生成n个载波组，其中，每个载波组中包括两个层叠设置的载波，任意两个载波组之间的相位之差为2π/n的整数倍，且每个载波组至少与n个载波组中一个载波组之间的相位相差2π/n；

利用同一调制波对多电平变流器中每个开关组件的载波进行调制，生成驱动直流变换电路中每个开关组件的驱动控制信号。

在第一方面的一些实施例中，调制波的周期为T，驱动所述直流变换电路中每个开关组件的驱动控制信号在T/2时间内获得相同的平均占空比。

在第一方面的一些实施例中，驱动直流变换电路中每个开关组件的驱动控制信号周期为T/2。

在第一方面的一些实施例中，载波调制方法还包括：根据调制波与预设参考电压的关系，生成驱动极性反转电路中每个开关组件的驱动控制信号。

在第一方面的一些实施例中，载波调制方法还包括：利用生成的驱动直流变换电路中每个开关组件的驱动控制信号，控制直流变换电路中每个开关组件的状态；

利用生成的驱动极性反转电路中每个开关组件的驱动控制信号，控制极性反转电路中每个开关组件的状态。

在第一方面的一些实施例中，每个载波组中包括的两个载波同相层叠设置或者反相层叠设置，并且，n个载波组中包括的载波，频率和幅值均相同。