[发明专利]一种五相电流源型变流器共模电压抑制方法

说明书

本发明公开一种五相电流源型变流器共模电压抑制方法，包括以下步骤：步骤S1：在每个开关周期开始时，变流器利用采样电路采集公共连接点五相独立电网电压值V_PCC，并将V_PCC经过五相克拉克坐标变换后的数字量V_PCCα和V_PCCβ发送至变流器的控制模块，将数字量V_PCCα和V_PCCβ进行极坐标变换得出合成矢量在αβ平面与α坐标轴的夹角θ(0≤θ<2π)，并将θ作为参考矢量的夹角；步骤S2：根据V_PCC，确定五相当中电压绝对值最小的一相，然后以该相桥臂上下开关管直通作为零矢量；步骤S3：根据夹角θ计算参考矢量所在的扇区，由此确定合成参考矢量所采用的四个有效矢量，并结合夹角θ的值确定所有矢量的作用时间；步骤S4：得到开关管的占空比信号，由此控制变流器开关管的开通与关断。

技术领域

本发明涉及五相独立电网中五相电流源型变流器的控制方法，特别涉及一种五相电流源型变流器共模电压抑制方法。

背景技术

近年来，能源紧缺、环境污染等问题日益严重。因此，太阳能、风能、氢能等新能源的开发利用日渐加快，新型分布式发电技术也越来越受到人们的重视。在分布式并网发电系统中，变流器在可再生能源转换装置与电网间起到了必不可少的接口作用，并成为分布式发电系统中极其重要的组成部分。在新型动力机车牵引以及舰船推进等低压大功率应用场合采用多相系统，通过增加相数来降低对每一相功率器件容量的要求是一种新型的功率变换解决方案。与传统的三相系统相比，多相系统的主要优点有：多相电机输出转矩密度更高，转矩波动更低，运行可靠性高；多相变流器直流母线电流波动较小；由于相数冗余，具备更好的容错运行能力，可以在缺相情况下继续运行。

相比于多相电压源型变流器(VSC)，多相电流源型变流器(CSC)具有拓扑简单、功率开关管数目少且直接串联方便、在开关频率较低的情况下仍然可以输出高质量的电流波形，短路特性可靠并满足四象限运行等特点，特别适合于中压大功率应用场合。在石油化工、船舶、水泥、采矿和金属和废水处理等行业中，通过对这些工业领域中应用的多相电机进行变频调速控制，可达到节能降耗的目的。

与三相变流器一样，五相电流源型变流器在运行过程中也存在着高共模电压损害系统绝缘，缩短变流器使用寿命的威胁。在五相PWM电流源型变流器中，空间矢量调制采用两个外部矢量、两个内部矢量和一个零矢量进行调制。共模电压是由于开关管斩波交流侧滤波器上电容电压产生。过高的共模电压会导致负载侧中性点与地之间的绝缘损坏，缩短系统运行寿命。如果系统存在共模通路，共模电流会产生电磁干扰，影响系统当中其他电子电路的运行。传统抑制共模电压的策略是在系统中引入工频变压器，但这同时也增加了系统的成本，增大了体积和重量，降低了运行效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种五相电流源型变流器共模电压抑制方法，该方法基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)，省去额外的工频隔离变压器，节省了系统的成本与体积，提高了功率密度和运行效率，并且由测试可知变流器共模电压抑制效果显著，同时输出电流电能质量较好，可以保证对网侧电流的控制精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种五相电流源型变流器共模电压抑制方法，基于五相电流源型变流器并网整流器，五相电流源型变流器通过滤波器连接至公共连接点后与五相独立电网交换功率；其中，变流器由十个功率开关模块组成五相全桥拓扑，变流器的直流侧串联公用的直流侧母线电感用于抑制直流侧的电流波动；该共模电压抑制方法包括以下步骤：