[发明专利]广义三电平SVPWM调制算法

说明书

本发明一种广义三电平SVPWM调制算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据参考电压矢量判断所处大扇区小扇区；步骤2、选择矢量计算合成矢量的作用时间；步骤3、安排矢量序列，计算占空比。本发明提供的算法主要针对高压系统调制比小的时候共模严重的问题，减小系统共模电压，同时保证较小的THDI。本发明提供的算法对小扇区判断简化为两个小扇区，优化了程序代码，矢量计算过程更简单。采用本发明提供的算法后，全电压调制度范围内的共模都得到改善，有效降低EMI，同时保证THDI较小。

技术领域

本发明涉及一种新的调制算法，尤其涉及一种广义三电平SVPWM新调制算法，应用于三相三电平逆变器拓扑，在光伏逆变器、风电变流器、UPS、变频器、有源滤波器、整流器等高压大功率领域得到广泛应用。

背景技术

针对三相三电平变换器，调制策略有SPWM和SVPWM。SVPWM调制策略有更高的BUS电压利用率，更小的谐波而得到广泛应用。由于三电平逆变器开关器件众多，存在更多的空间电压矢量，特别是冗余空间电压矢量的存在，使得三电平逆变器的零序分量具有其特殊性和灵活性。同一参考矢量可以选择不同的电压矢量达成，因此有多种矢量调制算法。但各种算法特性不同。对于光伏逆变器，要求THDI小，BUS利用率高、共模电压小、BUS中点平衡。

综合这些性能要求，最常用的SVPWM矢量调制算法是采用最近三个矢量合成参考矢量。该方法THDI小，但是共模电压较高，漏电流较大。漏电流过大可能会引起电网电流畸变、系统损耗增加及安全隐患的问题。尤其是高压调制比很小的情况，共模电压波动很大，产生很大漏电流。

为减小共模电压，一般采用SVPWM调制方法一般采用共模小的矢量来合成参考矢量，该方法能减小共模电压，但THDI差，中点平衡难调节。公开号为CN101917132A的发明专利，涉及一种三相三线三电平逆变器新矢量调制方法，该方法能改善一定调制深度范围内(K0.577)的共模，但对调制深度更小的情况不起作用。而随着应用系统电压升高，对调制深度更小的情况下共模改善提出了要求。

发明内容

本发明主要针对高压系统调制比小的时候共模严重的问题，减小系统共模电压，同时保证较小的THDI。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种广义三电平SVPWM调制算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将三电平逆变器系统的三相矢量图按60°区间分成6个大扇区，每个大扇区为一个正三角形，将正三角形按30°方向分成2个小三角形，每个小三角形对应一个小扇区；

步骤2、对任意小扇区而言，用相应小扇区的一个大矢量V₃、一个中矢量V₂及一个小矢量V₁去合成参考矢量V_ref，计算小矢量V₁、中矢量V₂、大矢量V₃的作用时间t_a、t_b、t_c，则有：

式中，K为调至深度，E为整Bus电压，T_s为参考矢量V_ref作用时间，T_s＝t_a+t_b+t_cVref为参考矢量的幅值，θ为参考矢量的角度，；

步骤3、对每个大扇区的大矢量V₃、中矢量V₂及小矢量V₁的作用顺序进行排序，根据各大扇区各矢量的作用顺序及步骤2得到的作用时间分解得到三电平逆变器系统中各管子的占空比。

优选地，在所述步骤3中，先对6个大扇区中的第1个大扇区的各矢量的作用顺序进行排序，再根据对称性推算得到其余5个扇区的各矢量的作用顺序。

优选地，对6个大扇区中的第1个大扇区的各矢量的作用顺序按照顺时针进行排序。