一种多模块并联SVPWM控制方法、装置、系统及设备与流程

本发明涉及电力电子与电力传动技术领域，特别是涉及一种多模块并联svpwm控制方法、装置、系统及设备。

背景技术：

二极管箝位型(npc)三电平拓扑非常适合于如电力机车牵引、海上风电、冶金轧机、矿井提升机、船舶推进器等中压大功率工业变流传动领域。结合现有商用高压大功率半导体器件可实现变流器的高耐压、强过流性能。空间矢量脉宽调制(svpwm)因其直流电压利用率高、在大范围调制比内具有良好性能等优势在中压大功率变流场合得到广泛的研究并投入应用。

在实际应用中，随着工业变流传动领域内的技术的发展，迫切需要更大输出容量的多电平变流器。例如，在海上风电中，多电平变流设备作为风力发电与电网的接口，作用非常重要，既要对风力发电机进行控制，又要向电网输送优质电能。随着风力发电的快速发展和风电机组单机容量的不断增大，变流器的容量也要随之增大。

综上所述，如何有效地解决增大多电平变流设备输出容量等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多模块并联svpwm控制方法、装置、系统及设备，可增大多电平变流设备的输出容量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种多模块并联svpwm控制方法，包括：

根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；其中，所述n大于1；

在αβ坐标系中确定所述目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据所述目标电压矢量与三个所述分矢量的空间合成关系，分别确定三个所述分矢量的作用时间；

分别对三个所述分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将所述比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果；

根据所述各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。

优选地，所述根据预设规则和n个所述多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量，包括：

通过计算出三相坐标系下各相的总电流；其中，所述ii为下标i对应的电流，所述下标i为相序号；

通过dq变换得到dq坐标系下的电流反馈值；

根据所述dq坐标系下的电流控制环，获得所述电流反馈值对应的参考指令；

对所述参考指令进行clark变换，获得αβ坐标系中目标电压矢量。

优选地，所述在αβ坐标系中确定所述目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据所述目标电压矢量与三个所述分矢量的空间合成关系，分别确定三个所述分矢量的作用时间，包括：

在所述αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的空间矢量分区；

根据预设选取规则，在所述空间矢量分区确定三个分矢量；

通过确定矢量比例；其中，所述uα^*、uβ^*分别为所述目标电压矢量在α轴的坐标值、β轴的坐标值，所述x1、x2、x3分别代表三个电压矢量的α轴的分量，所述y1、y2、y3代表三个矢量β轴的分量，所述u1、u2、u3分别为三个所述分矢量的作用时间比例；

通过分别确定作用时间；其中，所述t1、t2、t3、t4分别对应三个所述矢量对应的四个开关状态各自占用的时间，所述ts为开关周期。

优选地，所述分别对三个所述分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，包括：

通过分别确定各相比较值；其中，所述pt为三角载波的计数峰值，所述ua、ub、uc分别为所述pt对应的多电平变流器模块的各相的比较值。

优选地，所述多电平变流器模块为npc三电平变流器模块。

优选地，在所述根据预设规则和n个所述多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量之前，还包括：

根据预先确定的各路载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应的每个多电平变流器模块的三角载波。

优选地，在所述根据预先确定的各路载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应的每个多电平变流器模块的三角载波之前，包括：

将第1路三角载波的峰值时刻作为计数起始点，初始计数方向设置为减计数，则第k路三角载波的初始计数方向均为加计数，利用确定各路三角载波对应的计数初值；其中，所述k为小于或等于所述n的正整数，所述pt为三角载波的计数峰值，所述u0(k)为所述第k路三角载波的计数初值。

一种多模块并联svpwm控制装置，包括：

目标电压矢量获得模块，用于根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；所述n大于1；

作用时间确定模块，用于在αβ坐标系中确定所述目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据所述目标电压矢量与三个所述分矢量的空间合成关系，分别确定三个所述分矢量的作用时间；

比较结果确定模块，用于分别对三个所述分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将所述比较值与对应的所述三角载波进行比较，得到各相的比较结果；

逻辑处理模块，用于根据所述各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。

一种多模块并联svpwm控制系统，包括：

三相电网、多绕组变压器和n个三相npc三电平变流器模块，其中，所述多绕组变压器的原边与所述三相电网相连接，n个所述三相npc三电平变流器模块共直流母线电压连接，每个所述npc三电平变流器模块通过各自的滤波电感分别与所述多绕组变压器的副边绕组，其中，所述n大于1。

一种多模块并联svpwm控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述多模块并联svpwm控制方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的方法，根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；其中，n大于1；在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间；分别对三个分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果；根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。首先基于n个并联的多电平变流器模块各相总电流进行计算，获得目标电压矢量。针对目标电压矢量进行进一步处理，可以获得每个多电平变流器模块中的每一相的比较结果，将该比较结果与对应的三角载波进行逻辑处理，最终输出目标svpwm脉冲。利用并联的n个多电平变流器模块分别处理对应的三角载波，最终得到的目标svpwm脉冲。即，输出容量的最大值为n个多电平变流器模块的输出容量的叠加之和。也就是说，可以在无需改变现有的多电平变流器模块的拓扑结构的基础上，通过增加多电平变流器模块的数量，达到增加输出容量的目的。

相应地，本发明实施例还提供了一种多模块并联svpwm控制装置、系统及设备，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种多模块并联svpwm控制方法的实施流程图；

图2为本发明实施例中一种多模块并联svpwm控制系统的拓扑图；

图3(a)为本发明实施例中一种三角载波相位关系图；

图3(b)为本发明实施例中一种三角载波计数示意图；

图4为本发明实施例中多模块并联svpwm控制原理示意图；

图5为本发明实施例中npc型三电平变流器输出电平空间矢量示意图；

图6为图5中的i区子扇区分布示意图；

图7为本发明实施例中矢量序列与开关状态对应关系图；

图8(a)本发明实施例中基于载波比较的svpwm脉冲生成原理中为各相电平特性比对示意图；

图8(b)为本发明实施例中基于载波比较的svpwm脉冲生成原理中逻辑处理示意图；

图9(a)为本发明实施例中一种npc三电平并联系统中a相输出电流波形输出电流示意图；

图9(b)为单个模块电流总电流的thd；

图9(c)为本发明实施例中一种npc三电平并联系统并联总电流的thd；

图10为本发明实施例中一种多模块并联svpwm控制装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中一种多模块并联svpwm控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种多模块并联svpwm控制方法，基于n个多电平变流器模块并联的基础上，分别对每一个进行多电平变流器模块对应的三角载波进行调制，最终输出多路合成最终输出的目标svpwm脉冲。可以在不改变现有的多电平变流器模块的输出容量的情况下，多电平变流设备的输出容量可以为并联的多电平变流器模块各自输出容量的总和。

相应地，本发明还提供了一种多模块并联svpwm控制系统，该系统为共直流母线的三相npc三电平多模块并联系统，在单个三相npc三电平多模块容量不变的情况下增加系统总的输出容量。同时，本发明还提供了一种多模块并联svpwm控制装置及设备，具有上述技术效果，在此不再赘述。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例中一种多模块并联svpwm控制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

s101、根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量。

其中，n大于1，即多电平变流器模块的数目至少为2。因本发明实施例中涉及到n个多电平变流器模块，在进行svpwm脉冲控制时，需考虑n个多电平变流器模块的作用。具体的，先根据预先设置的工作，对n个多电平变流器模块对应的各相总电流进行计算，获得目标电压矢量。

需要说明的是，本发明实施例中的多电平变流器模块具体可以为两电平变流器模块、三电平变流器模块或更多电平变流器模块。下面以三电平变流器模块为例对本发明提供的技术方案进行说明，其他多电平变流器模块可进行参照。

即，可根据实际的并联电路的电流计算规则，对n个三电平变流器模块的三相分别对应的总电流进行计算，以基于各相总电流计算目标电压矢量。

在本发明的一个实施例中，步骤s101可以包括以下步骤：

步骤一、通过计算出三相坐标系下各相的总电流；其中，ii为下标i对应的电流，下标i为相序号；

步骤二、通过dq变换得到dq坐标系下的电流反馈值；

步骤三、根据dq坐标系下的电流控制环，获得电流反馈值对应的参考指令；

步骤四、对参考指令进行clark变换，获得αβ坐标系中目标电压矢量。

为便于描述，下面将上述四个步骤结合起来进行说明。

请参照图2，将n个三电平变流器模块共直流母线电压连接。电压-电流跟踪控制采用dq坐标系下的电压外环、电流内环双环控制策略。其中，udc*为直流母线电压参考值，udc＝ud1+ud2为直流母线电压实际值，ud1和ud2分别为po两点之间的电压差，on两点之间的电压差。通过有功指令计算得到有功电流指令id*(即d轴电流指令)。

三相坐标系下总电流其中ii中的下标i为相序号可为图4所示的a、b、c。通过dq变换得到dq坐标系下的电流反馈值id、iq，再经过dq坐标系下的电流控制环可得d轴、q轴参考指令分别为ud*、uq*，将ud*、uq*作clark变换从abc坐标系变换到αβ坐标系中并作处理后可得α轴、β轴参考指令，分别记为uα*、uβ*，uα*、uβ*也即αβ坐标系中目标电压矢量vref的横、纵坐标值。即，得到目标电压矢量。

在本发明的一个实施例中，在执行步骤s101之前，还可以根据预先确定的各路载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应每个多电平变流器模块的三角载波。即，可以预先确定各路载波的计数初值及初始计数方向。其中，初始计数方向包括加计数和减计数。然后，可以根据计数初值及初始计数方向确定n路三角载波的移相关系以及其对应的每个多电平变流器模块的三角载波。也就是令每一个多电平变流器的输入三角载波的相位不同。

在本发明的一个实施例中，在执行根据预先确定的各路载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应每个多电平变流器模块的三角载波的步骤之前，还可以执行：将第1路三角载波的峰值时刻作为计数起始点，初始计数方向设置为减计数，则第k路三角载波的初始计数方向均为加计数，利用确定各路三角载波对应的计数初值；其中，k为小于或等于n的正整数，pt为三角载波的计数峰值，u0(k)为第k路三角载波的计数初值。

具体的，请参考图3(a)和图3(b)，每个计数时钟脉冲tclk计数值增加或减少1，三角载波的计数峰值记为pt，三角载波的周期即为开关周期ts，ts＝2×tclk×pt。n路三角载波的移相关系可通过设置各级载波的计数初值及初始计数方向实现。具体的，选择第1路三角载波ut(1)的峰值时刻t0作为计数起始点，则该级载波的初始计数方向为减计数(箭头向下)，第k路(1<k≤n)三角载波ut(k)的初始计数方向均为加计数(箭头向上)，各路载波对应的计数初值u0(k)可利用确定；其中，k为小于或等于n的正整数，u0(k)为第k路三角载波的计数初值。这里描述了减计数确定计数初值，加计数参照于此。

在本实施例中，可以根据多电平变流器模块的数量，确定计数初值，进一步确定n个多电平变流器模块分别对应的移相后的三角载波。也就是说，每一个多电平电流器模块的三角载波的相位均不相同，可以在后续合成最终的目标svpwm脉冲时，可以令低次谐波电流相互抵消，从而降低总电流的谐波含量。即，可以在无需改变现有的多电平变流器模块的拓扑结构的基础上，且，兼顾抵消低次谐波的情况下，通过增加多电平变流器模块的数量，达到增加输出容量的目的。

s102、在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间。请参考图5，在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间。

在本发明的一个实施例中，步骤s103可以包括以下步骤：

步骤一、在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的空间矢量分区；

步骤二、根据预设选取规则，在空间矢量分区确定三个分矢量；

步骤三、通过确定矢量比例；其中，uα^*、uβ^*分别为目标电压矢量在α轴的坐标值、β轴的坐标值，x1、x2、x3分别代表三个电压矢量的α轴的分量，y1、y2、y3代表三个矢量β轴的分量，u1、u2、u3分别为三个分矢量的作用时间比例；

步骤四、通过分别确定作用时间；其中，t1、t2、t3、t4分别对应三个矢量对应的四个开关状态各自占用的时间，ts为开关周期。

为便于描述，下面将上述四个步骤结合起来进行说明。

请参考图2，三相npc型三电平变流器由三个半桥组成，每个半桥输出电平有p、o、n三种状态。npc型三电平变流器的开关组合如图5所示在αβ坐标系中有19个不同的输出电压矢量(图5中带箭头实线所示，每个矢量从原点开始，箭头指示其终点)，对应27个开关状态矢量，其中有一些开关状态矢量对应了同一个输出电压矢量，比如：poo和onn为两种开关状态矢量，但是表示的是同一种输出电压矢量。在采用svpwm调制方式时，根据对应的电压矢量幅值将27个开关状态矢量分为四类：零矢量、小矢量、中矢量、大矢量。零矢量对应的电压矢量幅值为0，小矢量对应的电压矢量幅值为1/3udc，中矢量对应的电压幅值为√2/3udc，大矢量对应的电压矢量幅值为2/3udc。

四种开关矢量类型与开关矢量的对应关系如表1所示。

表1

svpwm调制方式是在目标电压矢量坐标系中利用不同开关状态对输出三相电平的空间矢量进行模拟从而确定实时的开关状态。基本实现步骤总结如下：

确定交流矢量信号所处的空间矢量分区。可以按照逆时针方向将目标电压矢量vref可能经过的区域等分为图5所示的i到vi共六个扇形区域。首先需要根据目标电压矢量vref的α、β轴分量判断其所处于的区域。

以i区域为例，可以通过图6看到，又将其分为4个子区域。其中整体分为1、2、3、4四区，同时将1、3两区域根据位于虚线的上下细分为1-0、1-1、3-0、3-1四个区域。根据目标电压矢量vref的具体幅值和角度判断其落在6个子区域中的哪一个。

然后选取矢量对信号进行表示并生成矢量序列。判定出目标电压矢量vref所处的区域后，可以看到每一个三角区域都由三个电压矢量端点构成，每一个端点电压矢量又有不同的电平构成方式，需要选取相应的电平矢量对目标电压矢量vref进行表示。选取邻近三电平组合方式来生成矢量序列，观察图5可以看到无论电压参考信号落在哪个子区域，都被包含在一个三角形中，三角形三个顶点对应的输出电压矢量就是邻近的三个矢量。考虑到零矢量和小矢量都有不止一种的开关状态与之对应，因此需要在确定三个邻近的电压矢量后对开关矢量进行筛选保留其中的四个组成矢量序列。当矢量信号落在区域2和区域4中时，邻近的3个电压矢量恰好有4个开关状态，因此不需要筛选(采用输出谐波较小的七段式svpwm，每个开关周期需4个开关状态进行组合)。当落在区域1和区域3时，两个电压小矢量都各自对应了两个开关状态矢量，因此需要去除其中的一个开关状态矢量。在图6中，将区域1和区域3分为两个子区域，规定在其中的-0和-1区域中选择去除与其较远的电压矢量中的一个开关状态，这样做的目的是防止在生成pwm波形时产生很窄的脉冲尖峰。具体举例说明：如当电压指令矢量落在3-1中时，选择的四个矢量为poo、pon、oon、onn，忽略的开关状态矢量为ppo。其他子区域采取相同规则。

观察图6中所示目标电压矢量，可以由所在三角区域的三个开关状态矢量进行表示。由图6可知4区域三角形区域的左下角的矢量有ppo和oon两种表示方式。如图6所示选取矢量序列为oon、pon、ppn、ppo。

确定矢量比例及生成开关状态：确定了矢量序列后，需要根据目标电压矢量vref与所在区域三个矢量的空间合成关系确定每个矢量的比例。假设三个电压矢量的作用时间比例分别为u1、u2、u3，则根据合成规则得出下式，

计算出作用时间比例。

方程组中的x1、x2、x3分别代表三个分矢量的α轴的分量，y1、y2、y3代表三个分矢量β轴的分量，求解方程组得到u1、u2、u3。然后根据不同开关状态矢量的比例来确定在每一个开关周期内其所占的时间。设oon、pon、ppn、ppo四个开关状态各自作用时间为t1、t2、t3、t4，它们与开关周期ts之间的关系如所示，在一个开关周期内的具体时间分配如图7所示。计算相应的作业时间。

计算出作用时间之后，可以执行步骤s103的操作。

s103、分别对三个分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果。

其中，比较值为可用于与实时的三角载波进行比较，然后获得每一相对应的比较结果。

需要说明的是，对于每一个模块的每一相均与对应的三角载波进行比较，因每一个多电平变流器模块对应的三角载波的相位不同，进行比较所获得的各个多电平变流器模块之间的相应相的比较结果是不同的。例如，均为a相，但因处于不同的多电平变流器模块中，所以各个a相对应的比较结果不同。

在本发明的一个实施例中，在步骤s103可以包括通过分别确定各相比较值；其中，pt为三角载波的计数峰值，ua、ub、uc分别为pt对应的多电平变流器模块的各相的比较值。也就是说，对应n个npc三电平变流器模块，将每一相的作用时间与三角板的计数峰值进行乘积，可获得相的比较值。

s104、根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。

需要说明的是，因n个多电平变流器模块的相应相的比较结果不同，所以对于多电平变流器模块相应相的对应的逻辑处理的开关状态变化也是不同的。也就是说，每一个多电平变流器模块经过逻辑处理之后，输出的svpwm脉冲，而最终将n个svpwm脉冲合成获得目标svpwm脉冲。具体的，各个多电平变流器模块输出的svpwm脉冲可参照图4中svpwm移相调制部分的svpwm1、svpwm2，svpwm3…svpwmn，其中svpwm1、svpwm2，svpwm3…svpwmn分别代表1-n多电平变流器模块输出的svpwm脉冲。

为便于理解，下面请参考图8(a)和图5，将涉及步骤s103和步骤s104的相应计算结合起来进行举例说明。

图8(a)中li标记各相输出电平的特性，当该相输出电平在o、p间切换时li＝2；当该相输出电平在o、n间切换时li＝0。七段式svpwm第i相桥臂自上而下四个开关器件si1、si2、si3、si4的驱动脉冲gi1、gi2、gi3、gi4生成原理如图8(b)所示。具体步骤如下：

步骤一、各相比较值ui分别与三角载波utk进行比较，具体的，当ui≥ut则sgi＝1；当ui<ut，则sgi＝0，得到比较结果sgi；

步骤二、sgi与gi相加，即swi＝(sgi+gi)∈{0,1,2,3}，得到逻辑处理参数swi；

步骤三、选择模块sw根据逻辑处理参数swi的取值为gi1、gi2、gi3、gi4赋值(下标i可为a,b,c，表示各相序号)。

通过执行上述三个步骤可获得比较结果，以及根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，最终获得目标svpwm脉冲。

应用本发明实施例所提供的方法，根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；其中，n大于1；在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间；分别对三个分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果；根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。首先基于n个并联的多电平变流器模块各相总电流进行计算，获得目标电压矢量。针对目标电压矢量进行进一步处理，可以获得每个多电平变流器模块中的每一相的比较结果，将该比较结果与对应的三角载波进行逻辑处理，最终输出目标svpwm脉冲。利用并联的n个多电平变流器模块分别处理对应的三角载波，最终得到的目标svpwm脉冲。即，输出容量的最大值为n个多电平变流器模块的输出容量的叠加之和。也就是说，可以在无需改变现有的多电平变流器模块的拓扑结构的基础上，通过增加多电平变流器模块的数量，达到增加输出容量的目的。

为便于理解，下面以利用本发明实施例所提供的多模块并联svpwm控制方法进行的生成目标svpwm脉冲的实验。

搭建如图2所示的npc三电平变流器模块的三相并网变流器，其中，npc三电平变流器模块的数量为2，即n＝2。该并联系统额定容量15mva，电网额定电压us＝35kv，变压器副边电压3.3kv，基波频率fo＝50hz，变流器直流侧电压udc＝5100v，各模块采用单电感滤波(1.5mh)，三角载波频率1100hz。

请参考图9(a)、图9(b)和图9(c)，可见采用本发明实施例所提供的方法后，电流thd由4.35％下降到2.60％，且1100hz以内低次谐波含量明显降低。从实验数据中可以看出本发明实施例提供的技术方案的有效性、优越性。

在本实验中，并联两个三电平变流器模块。可以不改变现有三电平变流器模块的拓扑结构，也就是不改变现有的三电平变流器模块的输出容量的情况下，将两个三电平变流器模块，可增大输出容量。另外，调整并联三电平变流器模块的相位，可使两个三电平变流器模块的低次谐波电流相互抵消，从而降低并联系统总电流的谐波含量。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种多模块并联svpwm控制装置，下文描述的多模块并联svpwm控制装置与上文描述的多模块并联svpwm控制方法可相互对应参照。

参见图10所示，该装置包括以下模块：

目标电压矢量获得模块201，用于根据预设规则和n个多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；其中，n大于1；

作用时间确定模块202，用于在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间；

比较结果确定模块203，用于基于移相svpwm脉冲生成原理分别对三个分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果；

逻辑处理模块204，用于根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。

应用本发明实施例所提供的装置，根据预设规则和n个并联的多电平变流器模块对应的各相总电流，计算出目标电压矢量；其中，n大于1；在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的三个分矢量，并根据目标电压矢量与三个分矢量的空间合成关系，分别确定三个分矢量的作用时间；分别对三个分矢量的作用时间进行处理，获得各相分别对应的比较值，并将比较值与对应的三角载波进行比较，得到各相的比较结果；根据各相的比较结果，对每一相进行对应的逻辑处理，以便产生目标svpwm脉冲。首先基于n个并联的多电平变流器模块各相总电流进行计算，获得目标电压矢量。针对目标电压矢量进行进一步处理，可以获得每个多电平变流器模块中的每一相的比较结果，将该比较结果与对应的三角载波进行逻辑处理，最终输出目标svpwm脉冲。利用并联的n个多电平变流器模块分别处理对应的三角载波，最终得到的目标svpwm脉冲。即，输出容量的最大值为n个多电平变流器模块的输出容量的叠加之和。也就是说，可以在无需改变现有的多电平变流器模块的拓扑结构的基础上，通过增加多电平变流器模块的数量，达到增加输出容量的目的。

在本发明的一种具体实施方式中，目标电压矢量获得模块201，包括：

总电流计算单元，用于通过计算出三相坐标系下各相的总电流；其中，ii为下标i对应的电流，下标i为相序号；

电量反馈值获得单元，用于通过dq变换得到dq坐标系下的电流反馈值；

参考指令获得单元，用于根据dq坐标系下的电流控制环，获得电流反馈值对应的参考指令；

目标电压矢量获得单元，用于对参考指令进行clark变换，获得αβ坐标系中目标电压矢量。

在本发明的一种具体实施方式中，作用时间确定模块202，包括：

空间矢量分区确定单元，用于在αβ坐标系中确定目标电压矢量对应的空间矢量分区；

分矢量确定单元，用于根据预设选取规则，在空间矢量分区确定三个分矢量；

作用时间比例计算单元，用于通过确定矢量比例；其中，uα^*、uβ^*分别为目标电压矢量在α轴的坐标值、β轴的坐标值，x1、x2、x3分别代表三个电压矢量的α轴的分量，y1、y2、y3代表三个矢量β轴的分量，u1、u2、u3分别为三个分矢量的作用时间比例；

作用时间计算单元，用于通过分别确定作用时间；其中，t1、t2、t3、t4分别对应三个矢量对应的四个开关状态各自占用的时间，ts为开关周期。

在本发明的一种具体实施方式中，比较结果确定模块203，具体用于通过分别确定各相比较值；其中，pt为三角载波的计数峰值，ua、ub、uc分别为pt对应的多电平变流器模块的各相的比较值。

在本发明的一种具体实施方式中，多电平变流器模块为npc三电平变流器模块。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

三角载波确定模块，用于根据预先确定的各路载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应每个多电平变流器模块的三角载波。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

计数初值确定模块，用于在根据预先确定的各级载波的计数初值及初始计数方向，确定n路三角载波的移相关系及其对应每个多电平变流器模块的三角载波之前，将第1路三角载波的峰值时刻作为计数起始点，初始计数方向设置为减计数，则第k路三角载波的初始计数方向均为加计数，利用确定各路三角载波对应的计数初值；其中，k为小于或等于n的正整数，pt为三角载波的计数峰值，u0(k)为第k路三角载波的计数初值。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种多模块并联svpwm控制系统，下文描述的一种多模块并联svpwm控制系统与上文描述的一种多模块并联svpwm控制方法可相互对应参照。

参见图2所示，该系统包括：

三相电网、多绕组变压器和n个三相npc三电平变流器模块，其中，多绕组变压器的原边与三相电网相连接，n个三相npc三电平变流器模块共直流母线电压连接，每个npc三电平变流器模块通过各自的滤波电感分别与多绕组变压器的副边绕组，其中，n大于1。

将n个三相npc三电平变流器模块并联起来，可以在无需改变三相npc三电平变流器模块的拓扑结构的基础上增大输出容量，另外结合本发明的方法实施例所描述的多模块并联svpwm控制方法还可以通过移相将低次谐波相互抵消，并获得目标svpwm脉冲。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种多模块并联svpwm控制设备，下文描述的一种多模块并联svpwm控制设备与上文描述的一种多模块并联svpwm控制方法可相互对应参照。

参见图11所示，该多模块并联svpwm控制设备包括：

存储器d1，用于存储计算机程序；

处理器d2，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的多模块并联svpwm控制方法的步骤。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，下文描述的一种计算机可读存储介质与上文描述的一种多模块并联svpwm控制方法可相互对应参照。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的多模块并联svpwm控制方法的步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。