[发明专利]一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法

说明书

一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法，其特征是通过正电压和负电压之差输入比例环节得到均压控制指令；同时实时判断同步电压信号和该相电流指令的正负关系，同号为正，异号为负，得到均压控制指令的极性，为了保证极性的准确性增加死区处理；均压控制指令乘以极性得到最终的均压控制信号，然后再叠加到该相电流指令上，作为该相的控制电流指令；分别获得三相的最终电流指令，实现三电平能量回馈装置在整流、逆变、容性无功、感性无功和全功率因数范围运行工况下的中点平衡。

技术领域

本发明涉及一种中点电位平衡控制技术，尤其涉及一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法。

背景技术

地铁作为城市轨道交通最主要的运输方式，具有站间距离较短，列车启动、停车频繁，运行速度变化快等特点。当列车在电制动时会将制动能量反馈到牵引电网，如果附近没有车辆吸收电能会造成直流牵引网压升高；当出现多车同时启动时又会造成直流牵引网压降低，这样会使牵引网压出现大幅度的波动，造成供电品质不高，对列车安全运行造成威胁。

近年来，为了吸收地铁再生制动产生的能量，人们将能量回馈装置应用到了地铁中，将列车制动能量回馈至交流电网再利用，很好的解决了制动能量抬升牵引网压的问题。随着行业的发展，地铁用户对能馈装置功能要求也越来越多，从最早单一的逆变功能，扩展到PWM整流功能，无功补偿功能，甚至多种功能组合同时运行等，这就要求能馈装置可以在全功率因数范围内稳定可靠地运行。

二极管钳位式三电平逆变器在地铁能馈装置中得到广泛的应用，相比两电平逆变器该逆变器输出电压具有更小的dv/dt和总谐波畸变率。然而该逆变器具有中点电位偏移的缺陷，针对该缺陷，学者们从这种逆变器的调制策略方面提出了很多控制方法，通过在逆变器内置软件算法实现中点电位平衡控制。然而在实际工程应用中发现，当逆变器输出较大的有功电流到电网时（功率因数较高），这些软件算法具有较好的平衡效果；当逆变器直流输入侧与直流牵引网始终相连，装置不进行有功回馈只进行无功补偿（功率因数较低，尤其接近0）时，这些算法中点平衡效果欠佳，甚至出现中点电位严重偏移的现象，导致设备无法正常运行。因此，如何使这种逆变器在与直流牵引网相连工况时全功率因数范围下都能保证中点电位平衡，成为三电平能馈装置有待解决的重要问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法，提供一种更加简单的中点电位平衡控制方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法，通过正电压和负电压之差输入比例环节得到均压控制指令；同时实时判断同步电压信号和该相电流指令的正负关系，同号为正，异号为负，得到均压控制指令的极性，为了保证极性的准确性增加死区处理；均压控制指令乘以极性得到最终的均压控制信号，然后再叠加到该相电流指令上，作为该相的控制电流指令，再通过电流PI调节器得到调制信号，控制IGBT的导通和关断，实现电流的跟踪控制，进而实现三电平能量回馈装置在整流、逆变、容性无功、感性无功和全功率因数范围运行工况下的中点平衡。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：分别获得三相的控制电流指令，实现三电平能量回馈装置在整流、逆变、容性无功、感性无功和全功率因数范围运行工况下的中点平衡。

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步详细描述。

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是极性判断的结构示意图；

附图中：Ux：x相同步电压采样信号，

Ix_ref：x相原始电流指令信号，

Ix_ctl_sign：x相均压控制指令极性，

deltU：死区电压界限值，

deltI：死区电流界限值。

具体实施方式