基于跟蹤誤差變化量的多電平逆變器滯環(huán)控制方法研究.pdf

1、隨著世界各國對新能源開發(fā)利用的規(guī)模越來越大，工業(yè)界對多電平逆變器的電壓等級和容量要求也越來越高。在多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究已經(jīng)成熟的情況下，增加輸出電平數(shù)是一個(gè)簡單有效的解決方案。然而，空間矢量控制、預(yù)測控制等方法在輸出電平數(shù)較少的應(yīng)用場合時(shí)性能表現(xiàn)優(yōu)良，但輸出電平數(shù)較高時(shí)存在明顯的缺陷。結(jié)合滯環(huán)控制技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)用滯環(huán)控制完成多電平逆變器的控制是一個(gè)良好的選擇，但其存在邏輯表達(dá)式過于復(fù)雜、跟蹤誤差大、開關(guān)頻率不固定等缺點(diǎn)。因此，研究多

2、電平逆變器的滯環(huán)控制為多電平逆變器升壓擴(kuò)容提供一種新思路。
　　首先，闡述了多電平逆變器的控制技術(shù)，重點(diǎn)分析了滯環(huán)控制的基本原理，推導(dǎo)了開關(guān)頻率和跟蹤誤差的計(jì)算公式，將傳統(tǒng)滯環(huán)控制本質(zhì)歸納為以區(qū)域劃分的形式建立跟蹤誤差與輸出電平一一對應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系，從中得出滯環(huán)控制邏輯復(fù)雜的根本原因。
　　然后，針對傳統(tǒng)三電平滯環(huán)控制跟蹤誤差大的缺點(diǎn)，提出一種無死區(qū)的三電平滯環(huán)控制。該方法將兩個(gè)滯環(huán)所在區(qū)域作為0電平區(qū)，并在正負(fù)半周交替利用0

3、電平區(qū)左右兩個(gè)半平面作為死區(qū)，從而取消了死區(qū)寬的的設(shè)置。與傳統(tǒng)三電平滯環(huán)控制方法相比，半個(gè)周期的平均跟蹤誤差減小了單倍死區(qū)寬度，通過正負(fù)半周不同的補(bǔ)償策略實(shí)現(xiàn)了一個(gè)周期內(nèi)的平均跟蹤誤差為0。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了開關(guān)頻率與環(huán)寬的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過動態(tài)調(diào)整環(huán)寬實(shí)現(xiàn)了所提滯環(huán)控制策略的定頻化，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　隨后，以跟蹤誤差變化量替代跟蹤誤差作為新的被控量，提出一種基于跟蹤誤差變化量的三電平滯環(huán)控制方法。該方法建立跟蹤誤差變化量與電平

4、增量的對應(yīng)關(guān)系，由此選擇下一個(gè)周期的輸出電平，從而取消了死區(qū)寬度的設(shè)置并有效簡化了開關(guān)邏輯。對基于跟蹤誤差變化量的三電平滯環(huán)控制方法進(jìn)行拓展，提出基于跟蹤誤差變化量的多電平滯環(huán)控制策略，使邏輯表達(dá)式由原來的2N+1個(gè)簡化為3個(gè)，有效減輕了輸出電平數(shù)較多時(shí)的控制設(shè)計(jì)難度。分別用作圖法、真值表法及程序編程法完成了控制策略的實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)介紹了每一種方案的具體步驟和流程。
　　最后，在三相三電平、三相五電平及 D-STATCOM等應(yīng)用場合下