[发明专利]一种适用于MMC的零共模调制方法

说明书

本发明公开了一种适用于模块化多电平逆变器的零共模调制方法，包括：通过调节所述载波信号、PWM的上升沿比较值和PWM的下降沿比较值，使得每个开关周期内b相上桥臂PWM脉冲信号的首部和a相上桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，c相上桥臂PWM脉冲信号的首部和b相上桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，以及b相下桥臂PWM脉冲信号的首部和a相下桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，c相下桥臂PWM脉冲信号的首部和b相下桥臂PWM脉冲信号的尾部相连。采用本发明的零共模调制算法，逆变器脉冲位置进行实时控制，相对于传统调制算法，瞬时共模电压始终为零，能有效降低系统漏电流和共模噪声。

技术领域

本发明属于电力电子领域，更具体地，是一种适用于模块化多电平逆变器(modular multilevel converter，MMC)的零共模调制方法。

技术背景

模块化多电平逆变器MMC作为一种很有前景的电力电子接口，已经在中压、高压等领域得到了应用，具有诸多优点，比如：低开关频率、低谐波畸变以及较低的电磁干扰等。模块化多电平调制算法主要分为两种：(1)低开关频率算法，如：最近电平逼近、选择性谐波消除算法；(2)高开关频率算法，如：载波移相调制、载波层叠调制。

在以往的模块化多电平调制算法中，对共模电压的研究较少。然而，实际MMC系统中存在着高频共模电压如图1所示。如图1所示，共模电压幅值在一个子模块电压左右，不可忽略其存在，且不同工况下均存在。高频的共模电压能通过杂散电容产生漏电流、共模干扰，危害电机轴承和光伏系统等。

发明内容

针对于现有技术的改进需求，本发明提供了一种适用于模块化多电平逆变器的零共模调制方法，在于解决现有MMC系统中存在着高频共模电压，共模电压能通过杂散电容产生漏电流、共模干扰，危害电机轴承和光伏系统的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于MMC的零共模调制方法，所述MMC由PWM脉冲驱动，所述PWM脉冲基于MMC的载波信号比较生成，包括如下步骤：

通过调节所述载波信号、PWM的上升沿比较值和PWM的下降沿比较值，使得每个开关周期内b相上桥臂PWM脉冲信号的首部和a相上桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，c相上桥臂PWM脉冲信号的首部和b相上桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，以及b相下桥臂PWM脉冲信号的首部和a相下桥臂PWM脉冲信号的尾部相连，c相下桥臂PWM脉冲信号的首部和b相下桥臂PWM脉冲信号的尾部相连。

在一个可选的实例中，每个桥臂包括多个子模块，单个开关周期内，每个桥臂内仅有一个子模块进行动作，其他子模块处于完全投入或完全切除状态，得到动作的子模块占空比为：

上式中，d_px、d_nx(x＝a,b,c)分别代表x相上桥臂、下桥臂脉冲占空比，u^*_px、u^*_nx分别为上桥臂、下桥臂调制电压，u_dc为母线电压，floor表示向下取整。

在一个可选的实例中，调节所述载波信号、PWM的上升沿和PWM的下降沿，具体包括：

a相上桥臂的上升沿比较值为0，a相上桥臂的下降沿比较值等于a相上桥臂脉冲占空比；

b相上桥臂的上升沿比较值等于a相上桥臂的下降沿比较值，b相上桥臂的下降沿比较值等于b相上桥臂的上升沿比较值加上b相上桥臂脉冲占空比的总和，若b相上桥臂的上升沿比较值加上b相上桥臂脉冲占空比的总和大于1，则b相上桥臂的下降沿比较值等于b相上桥臂的上升沿比较值加上b相上桥臂脉冲占空比的总和减1；