一种中点平衡控制方法、系统、电子设备及可读存储介质与流程

本技术涉及变流器领域，特别涉及一种中点平衡控制方法、系统、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

1、三电平中点钳位(neutral point clamped，npc)变流器与传统的两电平变流器相比具有单管承受的电压较低，输出的电压波形较好、等效开关频率高、更为优异的谐波特性等优点，被广泛地应用在新能源发电、柔性直流输电(flexible ac transmission system，facts)、电力电子变压器、大功率电源、大功率整流器等场合。

2、三电平npc变流器的直流侧连接有两个串联的电容，通常两个电容间的中性点会有导线引出，一般的，直流侧两个串联的电容具有对称的结构，其电压也保持一致，等于直流母线电压的一半，但是实际的电路结构并非理想状态，由于电容参数的不一致以及负载的不平衡，常常造成两个电容电压间出现偏差，由此出现的中点不平衡会带来低频谐波、拉低电能质量、使三电平npc变流器中的功率开关器件长期承受不同的电压应力，容易坏损器件，影响三电平npc变流器的正常工作。

3、因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种中点平衡控制方法、系统、电子设备及可读存储介质，能够使变流器中点电位平衡，保证变流器正常工作，同时能够缩短计算时间，提高执行效率。

2、为解决上述技术问题，本技术提供了一种中点平衡控制方法，包括：

3、确定变流器在当前调制周期的中点电位状态；所述变流器的直流侧包括串联的第一支撑电容和第二支撑电容，所述中点电位状态包括平衡状态和不平衡状态；

4、当所述中点电位状态为所述不平衡状态，获取中点平衡调整量和中点电流；第一支撑电容第二支撑电容所述中点电流为流经所述第一支撑电容和所述第二支撑电容的电流的和；

5、基于所述中点电流和所述中点平衡调整量对所述当前调制周期的初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号；

6、将所述实际三相调制信号与三角载波进行比较得到驱动信号，利用所述驱动信号控制所述变流器运行，以使所述变流器的中点电位状态达到所述平衡状态。

7、可选的，基于所述中点电流和所述中点平衡调整量对所述当前调制周期的初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号的过程包括：

8、获取所述当前调制周期的调制比；

9、基于所述调制比、所述中点电流和所述初始三相调制波确定当前补偿模式；

10、按所述当前补偿模式，基于所述中点平衡调整量对所述当前调制周期的初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号。

11、可选的，基于所述调制比、所述中点电流和所述初始三相调制波确定当前补偿模式的过程包括：

12、基于所述调制比的范围、所述中点电流的第一符号、所述初始三相调制波的第二符号确定当前补偿模式。

13、可选的，基于所述调制比的范围、所述中点电流的第一符号、所述初始三相调制波的第二符号确定当前补偿模式的过程包括：

14、当所述调制比的范围为大于第一预设值的第一范围，当所述第一符号和所述第二符号相反，确定当前补偿模式为第一补偿模式，当所述第一符号和所述第二符号相同，确定当前补偿模式为第二补偿模式；

15、当所述调制比的范围为小于或等于第二预设值的第二范围，当所述第一符号和所述第二符号相同，确定当前补偿模式为所述第一补偿模式，当所述第一符号和所述第二符号相反，确定当前补偿模式为所述第二补偿模式；其中，所述第一预设值大于所述第二预设值。

16、可选的，基于所述调制比的范围、所述中点电流的第一符号、所述初始三相调制波的第二符号确定当前补偿模式的过程还包括：

17、当所述调制比的范围为小于或等于所述第一预设值且大于所述第二预设值的第三范围，确定当前调制时间所处的当前时间范围是否为目标时间范围；

18、若否，当所述第一符号和所述第二符号相反，确定当前补偿模式为所述第一补偿模式，当所述第一符号和所述第二符号相同，确定当前补偿模式为所述第二补偿模式；

19、若是，当所述第一符号和所述第二符号相同，确定当前补偿模式为所述第一补偿模式，当所述第一符号和所述第二符号相反，确定当前补偿模式为所述第二补偿模式。

20、可选的，所述目标时间范围为基于分界时间点确定的时间范围。

21、可选的，基于所述调制比的范围、所述中点电流的第一符号、所述初始三相调制波的第二符号确定当前补偿模式之前，所述中点平衡控制方法还包括：

22、根据时间计算关系式获取所述分界时间点，所述时间计算关系式为

23、

24、其中，δ为所述分界时间点，m为占空比。

25、可选的，按所述当前补偿模式，基于所述中点平衡调整量对所述当前调制周期的初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号的过程包括：

26、若所述当前补偿模式为所述第一补偿模式，将所述当前调制周期的初始三相调制波与所述中点平衡调整量叠加，得到实际三相调制信号；

27、若所述当前补偿模式为所述第二补偿模式，将所述当前调制周期的初始三相调制波与所述中点平衡调整量相减，得到实际三相调制信号。

28、可选的，当所述中点电位状态为所述不平衡状态，获取中点平衡调整量和中点电流之前，所述中点平衡控制方法还包括：

29、获取所述当前调制周期的参考电压矢量、所述第一支撑电容的第一电流、所述第二支撑电容的第二电流；

30、获取所述当前调制周期的调制比的过程包括：

31、基于所述参考电压矢量计算调制比；

32、和/或，

33、获取中点电流的过程包括：

34、基于所述第一电流和所述第二电流计算中点电流。

35、可选的，所述确定变流器在当前调制周期的中点电位状态的过程包括：

36、获取所述当前调制周期的所述第一支撑电容的第一电压和所述第二支撑电容的第二电压；

37、当所述第一电压和所述第二电压不相等，确定所述变流器的中点电位状态为所述不平衡状态；

38、当所述第一电压和所述第二电压相等，确定所述变流器的中点电位状态为所述平衡状态。

39、可选的，所述获取中点平衡调整量的过程包括：

40、基于中点平衡pi控制得到中点平衡调整量。

41、可选的，所述变流器包括依次串联的第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，在相同时刻，所述第一功率开关和所述第三功率开关的开关状态相反，所述第二功率开关和所述第四功率开关的开关状态相反；

42、将所述实际三相调制信号与三角载波进行比较得到驱动信号的过程包括：

43、当所述实际三相调制信号为正时，将所述实际三相调制信号直接与三角载波进行比较得到所述第一功率开关的驱动信号和所述第三功率开关的驱动信号；

44、当所述实际三相调制信号为负时，令所述实际三相调制信号为0与所述三角载波进行比较得到所述第一功率开关的驱动信号和所述第三功率开关的驱动信号；

45、当所述实际三相调制信号为正时，令所述实际三相调制信号为1与所述三角载波进行比较得到所述第二功率开关的驱动信号和所述第四功率开关的驱动信号；

46、当所述实际三相调制信号为负时，将1与所述实际三相调制信号的差值与所述三角载波进行比较得到所述第二功率开关的驱动信号和所述第四功率开关的驱动信号。

47、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种中点平衡控制系统，包括：

48、第一确定模块，用于确定变流器在当前调制周期的中点电位状态；所述中点电位状态包括平衡状态和不平衡状态；

49、第一获取模块，用于当所述中点电位状态为所述不平衡状态，获取中点平衡调整量和中点电流；

50、补偿模块，用于基于所述中点电流和所述中点平衡调整量对所述当前调制周期的初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号；

51、控制模块，用于将所述实际三相调制信号与三角载波进行比较得到驱动信号，利用所述驱动信号控制所述变流器运行，以使所述变流器的中点电位状态达到所述平衡状态。

52、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种电子设备，包括：

53、存储器，用于存储计算机程序；

54、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的中点平衡控制方法的步骤。

55、为解决上述技术问题，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的中点平衡控制方法的步骤。

56、本技术提供了一种中点平衡控制方法，当变流器的中点电位不平衡时，获取中点平衡调整量和中点电流，结合中点电流通过中点平衡调整量对初始三相调制波进行补偿，得到实际三相调制信号，将实际三相调制信号与三角载波进行比较得到驱动信号，利用驱动信号控制变流器运行，一方面能够使中点电位平衡，保证变流器正常工作，另一方面通过单载波调制能够缩短计算时间，提高执行效率。本技术还提供了一种中点平衡控制系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述中点平衡控制方法相同的有益效果。