一种多电平逆变器的谐波优化调制方法
【专利摘要】本发明公开一种适用于多电平逆变器的谐波优化调制方法，该方法结合了特定谐波消除脉宽调制与移相两种技术手段。对于低次谐波，通过求解两电平特定谐波消除方程组消去，对于高次谐波，以移相角度为变量对若干次谐波总量进行优化，并以优化得到的移相角度对两电平波形进行移相叠加得到多电平波形，最后根据此多电平波形确定每个开关管的控制信号。该方法除了能够消除若干次低次谐波外，对高次谐波的抑制效果明显，而计算量增加很少。
【专利说明】-种多电平逆变器的谐波优化调制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子系统及其控制方法领域，特别是关于逆变器以及多电平变换 器的控制、谐波消除和优化方法，具体地说，是一种关于多电平逆变器的调制方法。
【背景技术】
[0002] 多电平逆变器由于输出容量大、输出电压电流谐波含量小、开关管承受反向电压 较低、开关损耗小等优点，在中高压调速、交流柔性供电系统、新能源发电等领域中得到了 广泛的应用。多电平逆变器具有多种拓扑结构，如级联式、二极管箝位式、飞跨电容式以及 混合式等，最近新近发展的模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter)也是一 种被认为具有较大发展前景的多电平逆变器。虽然多电平逆变器具有各种不同的电路拓扑 结构，但是其调制方法是通用的，可以应用于不同的拓扑结构，目前常用的调制方法有多电 平载波SPWM(Sinusoidal PWM)、空间矢量SVPWM(Space Vector PWM)方法、特定谐波消除 SHEPWM(Selective Harmonic Elimination PWM)方法、阶梯波调制方法等。
[0003] 特定谐波消除（以下简称SHE)脉宽调制是一种通过求解超越方程组得到开关角 度的方法。如图1所示为两电平SHE脉宽调制的输出波形，其中 αι，α2··· αΝ是四分之一 周期中的开关角度，Ν为开关点数。由于波形满足四分之一周期偶对称，二分之一周期奇对 称，所以输出波形的傅里叶展开中只含有奇数次正弦分量，如（式1)所示。
【权利要求】
1. 一种多电平逆变器谐波优化调制方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 确定开关角度的个数为N，求解两电平SHE方程组得到一组开关角 (Cf1，CC2 ...(Xn)，根据此开关角求出各次谐波幅值； (2) 确定移相次数以及计算总谐波失真（THD)所包含的谐波次数； (3) 以各次移相角为变量，确定移相之后的各次谐波幅值，并写出THD计算公式； (4) 优化各次移相角度，使得THD最小，并给出THD最小时各次移相角度的大小，并根 据各次移相角度，确定输出的多电平波形； (5) 根据多电平波形确定控制每个开关管的开关角度。
【文档编号】H02M1/12GK104270023SQ201410279949
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】杨克虎, 袁志宝 申请人:中国矿业大学(北京)