三电平T型逆变器及其控制方法、车辆、储能逆变器与流程

本技术涉及逆变器，尤其涉及一种三电平t型逆变器及其控制方法、车辆、储能逆变器。

背景技术：

1、三电平t型逆变器相比于传统的直流侧中点钳位型逆变器，每相节省两个钳位二极管，减少了逆变器的功率损耗与成本，广泛应用于光伏发电、储能变换等领域。但是，三电平逆变器固有的直流侧中点电位平衡问题将会造成三电平t型逆变器中的功率器件受压不均衡、会影响电容和功率器件的使用寿命、会降低逆变器的输出性能与运行可靠性。

2、三电平t型逆变器直流侧中点电位不平衡问题产生的根源在于不同开关状态的作用时长不均衡，不同开关状态下三电平逆变器产生不同方向的直流侧中点电流，进而导致分压电容电压变化，使得直流侧中点电位不平衡。现有的三电平t型逆变器直流侧中点电位平衡控制方法是通过调节开关状态的作用时长，使得直流侧中点电流在一个周期内的有效值为零，从而达到逆变器直流侧中点电位差为零的效果。但是，在直流侧中点电位不平衡时，该方法不能根据当前直流侧中点电位偏差情况，主动去快速恢复直流侧中点电位平衡，调节能力较弱。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种三电平t型逆变器及其控制方法、车辆、储能逆变器。

2、为实现上述目的，本技术的第一方面提供一种三电平t型逆变器的控制方法，所述控制方法包括：

3、获取所述三电平t型逆变器的中点电位差；

4、根据所述中点电位差，以及预设阈值范围，确定当前调制方式；

5、基于所述当前调制方式，控制所述三电平t型逆变器在所述当前调制方式下的目标开关状态下运行，使得所述三电平t型逆变器的分压电容以相应的放电方式进行放电，从而使得所述三电平t型逆变器的中点电位差收敛于所述预设阈值范围内。

6、本技术提供的三电平t型逆变器的控制方法，通过获取所述三电平t型逆变器的中点电位差，并根据所述中点电位差，以及预设阈值范围确定当前调制方式，以及基于所述当前调制方式，控制所述三电平t型逆变器在所述当前调制方式下的目标开关状态下运行，使得所述三电平t型逆变器的分压电容以相应的放电方式进行放电，如此，根据中点电位差的大小主动切换调制方式，可以将中点电位差主动调节至预设上限值和预设下限值之间，调节能力更强，直流侧中点的电位更加平稳。

7、在一些实施例中，所述根据所述中点电位差，以及预设阈值范围，确定当前调制方式，包括：

8、在所述中点电位差大于所述预设阈值范围中的预设上限值时，则确定所述当前调制方式为降低电位差的调制方式；

9、或者，

10、在所述中点电位差小于所述预设阈值范围中的预设下限值时，则确定当前调制方式为升高电位差的调制方式；其中，所述预设上限值>0>所述预设下限值。

11、在一些实施例中，所述基于所述当前调制方式，控制所述三电平t型逆变器在所述当前调制方式下的目标开关状态下运行，包括：

12、基于所述降低电位差的调制方式，控制所述三电平t型逆变器仅运行于多种开关状态中除中点电位差升高类开关状态以外的目标开关状态；

13、或者，

14、基于所述升高电位差的调制方式，控制所述三电平t型逆变器仅运行于多种开关状态中除中点电位差降低类开关状态以外的目标开关状态；

15、其中，所述三电平t型逆变器的分压电容包括第一电容和第二电容，且所述第一电容电连接于直流电源的正极与直流侧中点之间，所述第二电容电连接于所述直流电源的负极与所述直流侧中点之间；所述三电平t型逆变器可运行于多种开关状态；所述多种开关状态的类别至少包括中点电位差升高类开关状态和中点电位差降低类开关状态，当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差降低类开关状态时，仅由所述第一电容放电，当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差升高类开关状态时，仅由所述第二电容放电。

16、在一些实施例中，所述控制所述三电平t型逆变器仅运行于多种开关状态中除中点电位差升高类开关状态以外的目标开关状态，包括：

17、将所述多种开关状态中除所述中点电位差升高类开关状态以外的开关状态确定为备选开关状态；

18、根据参考电压矢量，从所有备选开关状态中确定出x个目标开关状态；其中，x≥1；以及

19、控制所述三电平t型逆变器依次运行于所述x个目标开关状态。

20、在一些实施例中，所述控制所述三电平t型逆变器仅运行于多种开关状态中除中点电位差降低类开关状态以外的目标开关状态，包括：

21、将所述多种开关状态中除所述中点电位差降低类开关状态以外的开关状态确定为备选开关状态；

22、根据参考电压矢量，从所有备选开关状态中确定出x个目标开关状态；其中，x≥1；以及

23、控制所述三电平t型逆变器依次运行于所述x个目标开关状态。

24、在一些实施例中，所述根据参考电压矢量，从所有备选开关状态中确定出x个目标开关状态，包括：

25、根据每一备选开关状态的共模电压，从所述备选开关状态中挑选出基础开关状态；

26、在α-β坐标系中建立每一基础开关状态对应的基础矢量；

27、从所有基础矢量中挑选出用于合成所述参考电压矢量的x个目标矢量；以及

28、将所述x个目标矢量对应的开关状态均确定为所述目标开关状态。

29、在一些实施例中，所述控制所述三电平t型逆变器依次运行于所述x个目标开关状态，包括：

30、根据伏秒平衡公式，计算在合成所述参考电压矢量时，每一所述目标矢量的作用时长；以及

31、根据每一所述目标矢量的作用时长，控制所述三电平t型逆变器依次运行于所述x个目标开关状态；其中，在一个采样周期内，所述三电平t型逆变器运行于每一目标开关状态的累计时长为该目标开关状态对应的目标矢量的作用时长。

32、在一些实施例中，所述基础矢量组成的矢量图划分为环绕α-β坐标系原点旋转对称分布的6个大扇区；

33、所述从所有基础矢量中挑选出用于合成所述参考电压矢量的x个目标矢量，包括：

34、基于所有基础矢量，构建每个大扇区的虚拟矢量组；其中，每个大扇区的虚拟矢量组均由y个基础矢量组合而成；其中，y>x；

35、确定所述参考电压矢量所在的目标大扇区；

36、将所述目标大扇区的虚拟矢量组中与所述参考电压矢量最接近的z个虚拟矢量，确定为目标虚拟矢量；以及

37、将组合成z个所述目标虚拟矢量的x个基础矢量确定为x个目标矢量。

38、在一些实施例中，所有基础矢量按照矢量幅值分为基础零矢量、基础小矢量、基础中矢量以及基础长矢量；每个大扇区的虚拟矢量组均包括虚拟零矢量、虚拟小矢量、虚拟中矢量以及虚拟长矢量；

39、所述基于所有基础矢量，构建每个大扇区的虚拟矢量组，包括：

40、将每个大扇区的基础零矢量确定为该大扇区的虚拟零矢量；

41、将每个大扇区的基础长矢量确定为该大扇区的虚拟长矢量；

42、基于每个大扇区的基础零矢量和基础长矢量，组合得到该大扇区的虚拟小矢量；以及

43、基于每个大扇区的基础中矢量以及相邻大扇区的基础中矢量，组合得到该大扇区的虚拟中矢量。

44、在一些实施例中，每一大扇区划分为5个小扇区，每一小扇区对应于z个虚拟矢量；

45、所述将所述目标大扇区的虚拟矢量组中与所述参考电压矢量最接近的z个虚拟矢量，确定为目标虚拟矢量，包括：

46、确定所述参考电压矢量所在的目标小扇区；以及

47、将所述目标小扇区对应的z个虚拟矢量确定为所述目标虚拟矢量。

48、在一些实施例中，所述根据每一所述目标矢量的作用时长，控制所述三电平t型逆变器依次运行于所述x个目标开关状态，包括：

49、根据预设开关序列排布规则，确定所述x个目标开关状态的开关序列；以及

50、根据每一所述目标矢量的作用时长，控制所述三电平t型逆变器按照所述开关序列运行。

51、在一些实施例中，所述三电平t型逆变器还包括三相桥臂，每相桥臂与所述直流电源的正极、负极以及所述直流侧中点均电连接；每相桥臂有三个工作状态p、o、n，以所述直流侧中点为参考点，p状态时桥臂输出电压等于所述第一电容的电压值，o状态时桥臂输出电压等于零，n状态时桥臂输出电压等于所述第二电容的电压值；

52、所述预设开关序列排布规则，包括：

53、每相桥臂的状态不能由p状态跳变成n状态，且不能由n状态跳变为p状态，以及在一个采样周期中，所述开关序列对称发波。

54、在一些实施例中，所述三电平t型逆变器还包括三相桥臂，每相桥臂与所述直流电源的正极、负极以及所述直流侧中点均电连接；

55、所述控制方法还包括：

56、根据所述三电平t型逆变器在处于各开关状态时，所述直流侧中点与所述三相桥臂之间的电流流向，将所述多种开关状态分为中点电位差升高类开关状态、中点电位差降低类开关状态、中点电位差不变类开关状态以及中点电位差不定类开关状态；

57、其中，当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差升高类开关状态时，电流由所述直流侧中点输出至所述三相桥臂中的至少一相桥臂；当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差降低类开关状态时，电流由所述三相桥臂中的至少一相桥臂输入至所述直流侧中点；当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差不变类开关状态时，所述直流侧中点没有输入电流和输出电流；当所述三电平t型逆变器处于所述中点电位差不定类开关状态时，流过所述直流侧中点的电流的方向不确定。

58、在一些实施例中，每相桥臂有三个工作状态p、o、n，以所述直流侧中点为参考点，p状态时桥臂输出电压等于所述第一电容的电压值，o状态时桥臂输出电压等于零，n状态时桥臂输出电压等于所述第二电容的电压值；所述中点电位差升高类开关状态包括oon、ono、noo、nno、non、onn，所述中点电位差降低类开关状态包括oop、opo、poo、ppo、pop、opp，所述中点电位差不变类开关状态包括ppn、pnp、npp、nnp、npn、pnn，所述中点电位差不定类开关状态包括pon、pno、opn、onp、nop、npo。

59、在一些实施例中，所述根据每一备选开关状态的共模电压，从所述备选开关状态中挑选出基础开关状态，包括：

60、确定每一备选开关状态对应的共模电压；以及

61、将共模电压的绝对值小于预设共模电压阈值的备选开关状态确定为所述基础开关状态。

62、在一些实施例中，所述根据所述中点电位差，以及预设阈值范围，确定当前调制方式，还包括：

63、在所述中点电位差小于所述预设上限值且大于所述预设下限值时，则确定所述当前调制方式为最近三矢量调制方式。

64、本技术的第二方面还提供一种三电平t型逆变器，所述三电平t型逆变器包括：

65、第一电容和第二电容，所述第一电容电连接于直流电源的正极与直流侧中点之间，所述第二电容电连接于所述直流电源的负极与所述直流侧中点之间；

66、三相桥臂，每相桥臂与所述直流电源的正极、负极以及所述直流侧中点均电连接；以及

67、控制器，用于控制执行上述第一方面所述的三电平t型逆变器的控制方法中的步骤。

68、本技术的第三方面还提供一种车辆，所述车辆包括：

69、车辆本体；以及

70、上述第二方面所述的三电平t型逆变器。

71、本技术的第四方面还提供一种储能逆变器，所述储能逆变器包括：

72、直流电源；以及

73、上述第二方面所述的三电平t型逆变器。

74、本技术的第五方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时，实现如上述第一方面所述的三电平t型逆变器的控制方法。

75、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。