三電平變流器調制和控制策略研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染、能源緊缺現(xiàn)象日益嚴重，節(jié)能減排逐步成為人類共識，新能源發(fā)電可以有效降低火力發(fā)電的碳排放，因而近年得到大力發(fā)展。三電平交流器高效率和電流畸變小的特點使得其在有源濾波、新能源并網等場景廣泛應用。然而功率等級的增加使得三電平變流器效率和電流諧波的要求越來越高。本文從調制策略和控制方法著手，對三電平變流器展開研究，主要工作如下:
　　1.使用新的斷續(xù)脈寬調制方式(Discontinuous Pulse width Modul

2、ation，DPWM)，解決現(xiàn)有DPWM應用中存在的中點電壓不平衡、輕載電流諧波大兩個問題。首先，提出一種以調制波為比較基準生成零序分量的混合型斷續(xù)脈寬調制策略，記為MHDPWM（Modulation Wave Based DPWM）。該調制方式隨調制度的不同在斷續(xù)和連續(xù)脈寬調制之間變化。對比分析了該調制策略與傳統(tǒng)DPWM在降低開關損耗和電流諧波方面的性能。接著分析常規(guī)DPWM與中點平衡零序分量注入共同作用，存在DPWM或中點平衡失效問

3、題。通過仿真驗證基于MHDPWM的中點電壓平衡策略能無沖突實現(xiàn)中點電壓平衡和斷續(xù)脈寬調制。針對DPWM調制在輕載時電流諧波較大的問題，本文使用以電流為比較基準的混合脈寬調制策略(Current Based Hybrid DPWM，CHDPWM)。通過理論分析和仿真驗證該調制策略能夠在重載時降低開關損耗，在輕載時犧牲較少開關損耗提升電流質量，且具備MHDPWM與中點平衡無沖突執(zhí)行的優(yōu)點。
　　2.采用重復控制和PI控制復合控制策略，

4、增強傳統(tǒng)PI控制器的諧波抑制能力，有效降低了低次諧波。首先，建立中點箝位型(Neutral Point Clamped，NPC)三電平變流器的數(shù)學模型，并根據(jù)系統(tǒng)模型設計dq軸解耦的PI控制器參數(shù)。接著闡述內模原理，表明重復控制器相比PI控制器具有更好諧波抑制能力。接著設計重復控制器參數(shù)，結合PI控制器的動態(tài)響應速度和重復控制器的諧波抑制能力，將PI控制器與重復控制器使用串、并聯(lián)兩種方式復合。并對兩種復合控制方式可行性和諧波抑制性能進行