一种控制三电平变换器的方法与流程

本申请实施例涉及变换器，具体涉及一种控制三电平变换器的方法。

背景技术：

1、多电平变换器相对传统两电平变换器而言，具有开关器件承受电压低，输出电压谐波小，开关频率低等优点，因此，其在电力电子大功率应用场合得到了越来越广泛的应用。三电平变换由于其拓扑较成熟，是其中应用最广泛的一种。

2、由于多电平变换器拓扑独特的结构及控制策略，导致其拓扑结构直流母线侧中间电容电压有较大的偏置，直流母线电压静态精度较低，为此，亟需提供一种控制三电平变换器的方法，以至少解决直流母线侧中间电容电压有较大的偏置的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种控制三电平变换器的方法，以至少解决直流母线侧中间电容电压有较大偏置的问题，从而提高直流母线电压的静态精度。

2、为实现上述目的，本申请实施例提供一种三电平变换器的控制方法，包括：

3、基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，确定对应的离散电流模型；

4、将电容中点电流值结合电容伏安比例，得到中点电位电压预测模型，所述电容中点电流值为三电平变换器中点位置对应的电流值；

5、确定中点电位电压预测模型对应的代价函数，所述代价函数通过离散电流模型和中点电位电压预测模型整合得到；

6、利用代价函数对应的调制波和三电平变换器输出的载波进行比较，得到对应的pwm驱动信号，利用pwm驱动信号实现对三电平变换器中任一相电路的驱动。

7、可选的，所述基于三电平变换器中的任一相电路的开关状态，确定对应的离散电流模型，包括：

8、基于开关状态，获取三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，所述开关状态与所述开关管状态唯一对应；

9、基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，对三电平变换器中的任一相电路中的电流离散化，得到对应的离散电流模型。

10、可选的，基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，对三电平变换器中的任一相电路中的电流离散化，得到对应的离散电流模型，包括：

11、获取开关管在导通状态下的同一位置在预设采样时间的采样电流；

12、将后采样时刻的电流与前采样时刻的电流对比，得到相邻电流差；

13、将相邻电流差不大于预设电流差的前采样时刻的电流作为离散电流值，将若干个离散电流值组合为离散电流模型。

14、可选的，所述将电容中点电流值结合电容伏安比例，得到中点电位电压预测模型，包括：

15、基于开关状态和三电平变换器中的流经每一相的电流值，确定等效电容对应的电容中点电流值；

16、将电容中点电流值结合电容伏安比例，离散后得到电容电压模型；

17、基于电容电压模型计算得到电压差预测值后，将电容中点电流值和电压差预测值整合，得到中点电位电压预测模型。

18、可选的，所述利用代价函数对应的调制波与三电平变换器输出的载波进行比较，得到对应的pwm驱动信号，包括：

19、在同一个周期内，确定上载波对应的第一pwm驱动波形，其中，第一pwm驱动波形由第一驱动波形和低电平波形组合得到，所述第一驱动波形为前半个周期内的采样点与调制波的调制点对比得到，所述低电平波形为后半个周期内低电平对应的波形；

20、确定下载波对应的第二pwm驱动波形，其中，所述第二pwm驱动波形由第二驱动波形和低电平波形组合得到，所述第二驱动波形为下载波中的采样点与调制波的实际波点对比后取反得到；

21、综合第一pwm驱动波形、第二pwm驱动波形以及上载波得到pwm驱动波形。

22、可选的，所述三电平变换器包括第一相电路、第二相电路和第三相电路，任一相电路中的电感一侧连接有当前相的交流电源，另一侧连接第一类开关管、第二类开关管、第三类开关管，所述第三类开关管反向串联第四类开关管，所述第一类开关管、第二类开关管、第三类开关管和第四类开关管为功率场效应晶体管mosfet。

23、可选的，所述第一相电路、第二相电路和第三相电路对应的调制波分别为幅值为1相位为0、幅值为1，相位为2/3π、幅值为1，相位为4/3π的正弦波。

24、本发明实施例提供了一种控制三电平变换器的方法，其具体包括：基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，确定对应的离散电流模型；将电容中点电流值结合电容伏安比例，得到中点电位电压预测模型，所述电容中点电流值为三电平变换器中点位置对应的电流值；确定中点电位电压预测模型对应的代价函数，所述代价函数通过离散电流模型和中点电位电压预测模型整合得到；利用调制波与三电平变换器输出的载波进行比较，得到对应的pwm驱动信号，利用pwm驱动信号实现对三电平变换器中任一相电路的驱动。可见，本发明实施例将电容中点电流值类比内环电流加入建立中点电位电压预测模型中，实现了建立模型中的滚动优化，很好的解决了原有的三电平变换器中存在直流侧电容分压不均衡的问题，提高可直流母线电压的静态精度。

技术特征：

1.一种控制三电平变换器的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，所述基于三电平变换器中的任一相电路的开关状态，确定对应的离散电流模型，包括：

3.根据权利要求2所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，对三电平变换器中的任一相电路中的电流离散化，得到对应的离散电流模型，包括：

4.根据权利要求1所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，所述将电容中点电流值结合电容伏安比例，得到中点电位电压预测模型，包括：

5.根据权利要求1所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，所述利用代价函数对应的调制波与三电平变换器输出的载波进行比较，得到对应的pwm驱动信号，包括：

6.根据权利要求1所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，所述三电平变换器包括第一相电路、第二相电路和第三相电路，任一相电路中的电感一侧连接有当前相的交流电源，另一侧连接第一类开关管、第二类开关管、第三类开关管，所述第三类开关管反向串联第四类开关管，所述第一类开关管、第二类开关管、第三类开关管和第四类开关管为功率场效应晶体管mosfet。

7.根据权利要求6所述的控制三电平变换器的方法，其特征在于，所述第一相电路、第二相电路和第三相电路对应的调制波分别为幅值为1，相位为0、幅值为1，相位为2/3π、幅值为1，相位为4/3π的正弦波。

技术总结
本申请实施例提供了一种控制三电平变换器的方法，包括：基于三电平变换器中的任一相电路的开关管状态，确定对应的离散电流模型；将电容中点电流值结合电容伏安比例，得到中点电位电压预测模型，所述电容中点电流值为三电平变换器中点位置对应的电流值；确定中点电位电压预测模型对应的代价函数，所述代价函数通过离散电流模型和中点电位电压预测模型整合得到；利用代价函数对应的调制波和三电平变换器输出的载波进行比较，得到对应的PWM驱动信号，利用PWM驱动信号实现对三电平变换器中任一相电路的驱动。本申请实施例至少解决直流母线侧中间电容电压有较大偏置的问题，从而提高直流母线电压的静态精度。

技术研发人员：谢桢,曾志永,唐郁滔,陈润璋,周康
受保护的技术使用者：东莞光亚智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15