一种并联变流器集群的抑制零序环流PWM调制方法及系统

本发明涉及并联变流器零序环流抑制，尤其是涉及一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法及系统。

背景技术：

1、电力电子技术应用的日益广泛，实现能量变换的功率等级越来越高。因功率半导体器件应力、磁性元件和系统散热等因素的制约，电力电子变换器的单机容量不能无限增大。为解决高功率处理能力需求和单机容量有限的矛盾，可将多台变流器的交流侧和直流侧相连，以多机并联的连接方式运行。然而，多台变流器并联，在交流侧会形成零序回路，进而产生零序环流。零序环流不参与交流侧和直流侧的功率传输，会产生额外的热损耗、降低系统效率和有效容量。因此，需要采用控制手段，消除零序环流。

2、已公开的消除零序环流的控制方法，是通过构造闭环负反馈的思路，产生合适的零序电压补偿项，以消除零序环流。中国发明专利名称：并联三相电压型pwm变流器中抑制零序环流的控制方法，专利号：cn111327213a，包括：对单个pwm变流器采用电压外环和电流内环的双闭环解耦控制与svpwm控制；采集第一个变流器线路上的零序环流，经过piqr控制器，初步得到零矢量调节因子χ；采集两个变流器的svpwm控制器中的非零矢量的占空比，并计算占空比之差产生的扰动变量，将扰动变量作为前馈补偿量修正零矢量调节因子，计算修正后的零矢量调节因子χ′；将修正后的零矢量调节因子χ′修正控制第二个变流器的开关信号。

3、已公开方案存在的主要缺点在于需额外引入零序环流的控制回路，设计响应的控制器，整定控制参数，设计和调试过程复杂，工程实用性不佳。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法及系统,本方法仅改变零序电压，可实现输出电流的精准控制和零序环流的有效抑制。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，包括：

4、参考矢量扇区选择模块，用于计算参考电压在空间矢量平面所在的扇区，确定选择合成参考电压的奇/偶非零矢量；

5、奇/偶非零矢量及零电压矢量占空比计算模块，用于计算奇/偶非零矢量v1～v6和零电压矢量对应的占空比，所述零电压矢量包括：v0，v7；

6、三相占空比计算模块，用于按照预设计算规则计算三相占空比；

7、零序电压修正模块，用于依据零序电流方向修正零序电压，实现对零序环流的抑制。

8、一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法，所述方式适用于所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，包括如下步骤：

9、获取变流器输出电压在αβ坐标系下的α分量vα，β分量vβ，输出电压的α分量vα，β分量vβ作为修正的pwm调制器的输入；

10、参考矢量扇区选择模块选择合成参考电压的奇/偶非零矢量，合成参考电压；

11、奇/偶非零矢量及零电压矢量占空比计算模块根据预设计算规则，计算奇非零矢量占空比do、偶非零矢量占空比de、零电压矢量占空比dz；

12、三相占空比计算模块根据奇/偶非零矢量及零电压矢量占空比计算模块的计算结果，计算三相占空比信息；

13、将三相占空比信息输入零序电压修正模块，零序电压修正模块依据零序电流的方向，修正零序电压，抑制零序环流。

14、本发明的有益效果为：本发明通过判断零序电流测量值的极性，依据零序等效电路模型，直接修正pwm调制信号，以产生合适的零序电压驱动零序电流向绝对值减小的方向变化,本方法仅改变零序电压，对变流器输出的有功、无功电压分量无影响，可同时实现输出电流的精准控制和零序环流的有效抑制,本发明无需引入零序控制器，简化了控制系统的结构和参数整定过程，具有重要的工程实用价值。

技术特征：

1.一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，零序电压修正模块依据零序电流方向修正零序电压具体包括：

3.如权利要求2所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，

4.如权利要求1所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，奇/偶非零矢量及零电压矢量占空比计算模块，计算奇/偶非零矢量和零电压矢量对应的占空比具体包括：通过参考矢量扇区选择模块得到参考电压所在扇区后，选取构成该扇区的相邻非零矢量合成参考电压，所述参考电压由一个奇数矢量和一个偶数矢量组成。

5.如权利要求1所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，参考矢量扇区选择计算模块对扇区n的计算方法为：

6.一种并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法，所述方式适用于权利要求1-5任一项所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法，其特征在于，获取变流器输出电压在αβ坐标系下的α分量vα，β分量vβ具体包括：

8.如权利要求6所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法，其特征在于，将三相占空比信息输入零序电压修正模块，零序电压修正模块依据零序电流的方向，修正零序电压，抑制零序环流具体包括：

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器处理时，用于执行如权利要求6-8任一项所述的并联变流器集群的抑制零序环流pwm调制方法。

技术总结
本发明提供了一种并联变流器集群的抑制零序环流PWM调制方法及系统，所述系统包括：参考矢量扇区选择模块，用于计算参考电压在空间矢量平面所在的扇区，确定选择合成参考电压的奇/偶非零矢量；奇/偶非零矢量及零电压矢量占空比计算模块，用于计算奇/偶非零矢量v<subgt;1</subgt;～v<subgt;6</subgt;和零电压矢量对应的占空比，所述零电压矢量包括：v<subgt;0</subgt;，v<subgt;7</subgt;；三相占空比计算模块，用于按照预设计算规则计算三相占空比；零序电压修正模块，用于依据零序电流方向修正零序电压，实现对零序环流的抑制。本发明无需引入零序控制器，简化了控制系统的结构和参数整定过程，可有效消除并联变流器间的零序环流。

技术研发人员：李昱,高建波,王启武,李庆卓,贾中青,翟瑞占,李新涛,张祯滨
受保护的技术使用者：山东省科学院激光研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13