[发明专利]SHEPWM控制电路、两台T型三电平SHEPWM逆变器并联系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于逆变器领域，尤其涉及一种SHEPWM控制电路、两台T型三电平SHEPWM逆变器并联系统及其方法。

背景技术

伴随着光伏发电系统在内的分布式能源大规模接入低压配电网，电网对并网逆变器输出电流波形质量提出更高的要求，传统两电平并网逆变器很难满足大电网高电能质量要求。T型三电平并网逆变器的出现解决了上述问题，如图2所示，和传统两电平相比，该逆变器具有谐波小、开关损耗低、电磁干扰小等优点；和传统二极管钳位型三电平逆变器相比，该逆变器具有开关数目少、导通损耗小和功率损耗均匀等优点；且T型三电平逆变器开关频率在4kHZ到30kHZ之间效率最高。因此T型三电平逆变器已经广泛应用到光伏发电和微电网等分布式发电场合，但是容量一直是制约其快速发展的瓶颈。

多机T型三电平并网逆变器的并联能够增加系统容量、可靠性和效率，已经成为大功率分布式发电的重要选择，但是模块之间硬件不匹配、死区时间以及控制算法执行时间等差别会产生环流。环流会增加系统损耗和引起并网电流畸变，严重影响IGBT开关管的寿命，因此研究并联T型三电平逆变器的环流抑制意义重大。

特定谐波消除脉宽调制(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation，SHEPWM)，通过开关时刻的优化选择，产生PWM来消除选定的低次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等显著优点，越来越受到人们的青睐。相比于正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制，特定谐波消除法(SHEPWM)具有开关频率低、开关损耗小、输出电压质量好及损耗小等一系列优点，适用于大功率场合，是一种电力电子领域中经常用来消除低次谐波的调制方法。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种SHEPWM控制电路、两台T型三电平SHEPWM逆变器并联系统及其方法。本发明在传统三相SHEPWM的调制后增加了一个小矢量控制器，通过测量每台逆变器中点电压和输出电流来确定是否替换该台逆变器中小矢量的开关状态，用于有效抑制环流，保障T型三电平逆变器并联系统稳定高效运行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种SHEPWM控制电路，包括两个SHEPWM信号发生器，每个SHEPWM信号发生器均与一个小矢量控制器相连；每个SHEPWM信号发生器产生三相SHEPWM信号，分别传送至相应的小矢量控制器；

其中，一个小矢量控制器与电流检测模块相连，该小矢量控制器根据接收的三相SHEPWM信号进行判断相应三电平逆变器的开关状态，若出现小电压矢量开关状态，则根据电流检测模块检测到的零序环流信号与零序环流阈值的大小比较结果，进行改变相应三电平逆变器的开关状态改变；否则，该小矢量控制器处于闭锁状态；

另一个小矢量控制器与电压检测模块相连，该小矢量控制器根据接收的三相SHEPWM信号进行判断相应三电平逆变器的开关状态，若出现小电压矢量开关状态，则根据电压检测模块检测到的直流侧中点电压信号与直流侧中点电压阈值的大小比较结果，进行改变相应三电平逆变器的开关状态改变；否则，该小矢量控制器处于闭锁状态。

所述三电平逆变器为T型三电平逆变器。

所述T型三电平逆变器包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联的IGBT管，各相桥臂的中点一侧还串联两个方向不同的IGBT管，另一侧与滤波器连接；每台T型三电平逆变器的直流侧并联两个电容，两个电容的连接点还与各相桥臂的两个方向不同IGBT管的一端相连。

一种基于SHEPWM控制电路的工作方法，包括：

步骤(1)：电流检测模块和电压检测模块分别将检测到的相应三电平逆变器的零序环流信号和直流侧中点电压信号分别传送至相应小矢量控制器；小矢量控制器根据接收的三相SHEPWM信号进行判断相应三电平逆变器的开关状态；

步骤(2)：若出现小电压矢量开关状态，则与电流检测模块相连的小矢量控制器，根据获取的零序环流信号与零序环流阈值的大小比较结果，进行改变相应三电平逆变器的开关状态改变；否则，该小矢量控制器处于闭锁状态；

步骤(3)：若出现小电压矢量开关状态，则与电压检测模块相连的小矢量控制器，根据获取的直流侧中点电压信号与直流侧中点电压阈值的大小比较结果，进行改变相应三电平逆变器的开关状态改变；否则，该小矢量控制器处于闭锁状态。

所述步骤(2)中，与电流检测模块相连的小矢量控制器的工作状态包括：