一种t型三电平逆变器及其中点平衡控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种T型=电平逆变器及其中点平衡控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球资源环境的压力不断增大，节能减排、资源节约已经成为世界经济发展 的趋势，W发展绿色经济和强化节能减排为重点，加快建设资源节约型、环境友好型社会" 的目标上。电能作为一种广泛使用的能源，其应用己深入到工业生产、社会和人民生活的方 方面面。我国电网存在着负荷率低、功率因数变化频繁、无功补偿容量不足。随着光伏产业 的不断发展，=电平逆变器由于拓扑结构成熟，输出电压谐波含量低，在高压大功率场合获 得了广泛的应用。
[0003] 如何实现中点电位平衡控制使得直流侧电容电压相等一直是人们研究的热点，而 且已具有大量的中点电位平衡控制方法被提出。但现有技术仍存在问题，特别是逆变器回 路会产生漏电流。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种T型=电平逆变器及其中点平衡控制方法，用W解决逆 变器回路漏电流的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0006] 一种T型=电平逆变器，所述=电平逆变器的直流侧上母线电容、下母线电容的连 接点与交流侧中性线短接。
[0007] 同时，本发明还提供了一种T型S电平逆变器的中点平衡控制方法，基于DQ轴解禪 控制，其特征在于，d轴控制指令、q轴控制指令、O轴控制指令分别与相应的反馈环节比较， 产生实际的d轴信号、q轴信号、O轴信号，经过化o/abc变换，W进行SPWM调节;所述上母线电 容、下母线电容电压的平均值经过PI调节输出作为0轴电流指令。
[000引所述O轴电流指令与反馈环节比较后，经过PR调节器输出到化o/abc变换环节。
[0009] 所述PR调节器传递函数为：
[0010] 由于是不隔离系统，一般直接接入配电网中，采用S相四线+PE的接法，而由于电 池板对地有寄生电容，在逆变器工作时，由于电池板对地电位的浮动，导致逆变器回路中有 漏电流。增加中间NO接线，采用该种方式，直流母线中点与N线等电位，电池板对地的电位分 别为固定的+化v/2和-Upv/2,由于电位固定，则不会有漏电流的产生。
[0011] 采用上下母线电容平均值进行PI控制可W保证中点电位平衡做到没有静差，直流 均压PI调节器输出作为O轴电流指令进行闭环控制，通过补偿零序电流进行上下母线之间 的均压控制。
[0012] 对于任一相桥臂，当此相桥臂巧位于中点时，此相负载电流会通过巧位二极管流 入到中线，而该电流会造成中点的电位波动。一般该波动为3次，在N线与分裂电容中点没有 连接时，该=次波动不会对并网电流造成影响，但当N线与分裂电容中点相连之后，由于= 次电流存在通路，该波动会在最终的并网电流中体现出来。采用常规调节器P或者PI时常常 造成零序补偿失效，本发明中采用PR调节器可W抑制S次谐波的波动。
[0013] 综上，本发明可W稳定直流母线电压，减小并网电流THD，抑制逆变器输出共模电 压。
【附图说明】
[0014] 图1是实施例的T型S电平逆变器拓扑和控制系统图；
[0015] 图2是PR调节器Bode图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0017] 本实施例是一种=电平光伏发电系统，通过控制闭环控制策略使逆变器将直流电 转换为交流电，实现并网发电的功能。系统采用=电平T型拓扑结构，可W减小逆变器元器 件的使用个数，同时T型逆变器效率相对I型=电平逆变器高。
[0018] 如同1所示，=电平逆变器的直流侧上母线电容、下母线电容的连接点与交流侧中 性线短接。由于是不隔离系统，一般直接接入配电网中，采用S相四线+阳的接法，N线与LCL 滤波器电容连接。而由于电池板对地有寄生电容，在逆变器工作时，由于电池板对地电位的 浮动，导致逆变器回路中有漏电流。增加中间NO接线，采用该种方式，直流母线中点与N线等 电位，电池板对地的电位分别为固定的+化v/2和-化v/2,由于电位固定，则不会有漏电流的 产生。
[0019] 本实施例的立电平逆变器仍然基于电压外环、电流内环和DQ轴解禪控制方法，保 证逆变器稳态运行平稳性，连贯性，平滑性，同时当电网电压异常时动态效果最佳。
[0020] 采集的=相电网线电压经过锁相算法，可得出电网的相位0。采集的交流电流经过 abc-dqo变换，可W得出电流的d、q、o轴反馈。电压外环采集直流母线上下电容电压，经过PI 运算得到d轴电流指令，与d轴反馈比较后经过PI运算后得出d轴信号，q轴指令取为0,与q轴 反馈比较后经过PI运算得到q轴信号。用母线上下电容电压之差进行PI调节，用该值作为O 轴的电流指令。电流内环经过PI运算后得出控制量，经过SPWM算法输出PWM脉冲。
[0021 ]对于任一相桥臂，当此相桥臂巧位于中点时，此相负载电流会通过巧位二极管流 入到中线，而该电流会造成中点的电位波动。一般该波动为3次，在N线与分裂电容中点没有 连接时，该=次波动不会对并网电流造成影响，但当N线与分裂电容中点相连之后，由于= 次电流存在通路，该波动会在最终的并网电流中体现出来。采用常规调节器P或者PI时常常 造成零序补偿失效，本发明中采用PR调节器可W抑制S次谐波的波动。
[0023] 为此本发明中将直流母线电压计算有效值，有效值计算周期采用20ms，可W计算3 个母线电压波动周期。
[0024] 0轴电流指令与反馈环节比较后再经过P+R调节器（即PR调节器），能够很好的抑制 由于直流=次波动引起的=次谐波。由于O轴采用P调节器的方案中=次谐波较明显，需要 进一步改善，参考P+R调节的思路，在S次处增加一个谐振，W提高150Hz处的增益，从而增 强对150Hz扰动的抑制能力。P+R调节器的传函为：
[0026] 所用P+R调节器Bode图如图2所示，可W看出PR调节器对3次谐波的抑制作用很明 显，可W保证逆变器3次谐波高增益。
[0027] W上给出了本发明设及的【具体实施方式】，但本发明不局限于所描述的实施方式。 在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技 术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现 的发明目的也基本相同，运样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，运种技术 方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种Τ型Ξ电平逆变器，其特征在于，所述Ξ电平逆变器的直流侧上母线电容、下母 线电容的连接点与交流侧中性线短接。2. 应用权利要求1所述Τ型Ξ电平逆变器的中点平衡控制方法，基于DQ轴解禪控制，其 特征在于，d轴控制指令、q轴控制指令、0轴控制指令分别与相应的反馈环节比较，产生实际 的d轴信号、q轴信号、0轴信号，经过化o/abc变换，W进行SPWM调节;所述上母线电容、下母 线电容电压的平均值经过PI调节输出作为0轴电流指令。3. 根据权利要求2所述的T型Ξ电平逆变器的中点平衡控制方法，所述0轴电流指令与 反馈环节比较后，经过PR调节器输出到化o/abc变换环节。4. 根据权利要求3所述的T型Ξ电平逆变器的中点平衡控制方法，所述PR调节器传递函 数为：
【专利摘要】本发明涉及一种T型三电平逆变器及其中点平衡控制方法，一种T型三电平逆变器，三电平逆变器的直流侧上母线电容、下母线电容的连接点与交流侧中性线短接。T型三电平逆变器的中点平衡控制方法，基于DQ轴解耦控制，其特征在于，d轴控制指令、q轴控制指令、o轴控制指令分别与相应的反馈环节比较，产生实际的d轴信号、q轴信号、o轴信号，经过dpo/abc变换，以进行SPWM调节；所述上母线电容、下母线电容电压的平均值经过PI调节输出作为o轴电流指令。本发明可以稳定直流母线电压，减小并网电流THD，抑制逆变器输出共模电压。
【IPC分类】H02M1/12, H02J3/38, H02M7/483
【公开号】CN105553309
【申请号】CN201511002535
【发明人】芦开平, 梁燕, 李建伟, 郭寅远, 王青龙, 汪海涛
【申请人】许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 国网山西省电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月28日