[发明专利]三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备

说明书

本公开提出了三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备，将负载电流均分作为逆变器的参考电流，通过PI控制器和坐标变换产生调制波，运用载波层叠SPWM方法产生控制信号，使逆变器产生相应补偿电流和并网电流，可以有效补偿不平衡负载所带来得不平衡电流。并且连接中性线的第四桥臂单独控制，均分负载中性线电流为参考电流，通过PI控制器产生调制波并产生控制信号，补偿负载中性线电流使电网中性线电流为零。通过上述方法可以使得并联的多个逆变器的对应桥臂的输出电流均相等；同时，其中一台逆变器的控制中加入零序环流控制，有效抑制了并联三相四桥臂逆变器间的零序环流。解决了直接并联逆变器系统电流畸变、逆变器不均流的问题。

技术领域

本公开涉及逆变器相关技术领域，具体的说，是涉及三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

多电平逆变器在近年来的应用日益增多，与两电平逆变器相比，多电平输出端电压波形含有较少的谐波分量，脉动转矩低；而且多电平逆变器中的开关器件所承受的电压较低，对元件耐压水平要求低。但随着社会发展，越来越多的大功率应用场合开始出现，因为元器件限制，单台逆变器的容量往往不能满足需求。所以，两组或多组逆变器并联以扩大容量是今后发展的必然趋势。

然而，两组或多组逆变器的直接并联往往会带来一系列问题，逆变器间的环流会导致电流畸变、逆变器不均流等问题。而且不平衡负载在实际供电系统中必然会存在，随之产生的不平衡电流也不能忽略。而通过采用三相四线逆变器不但可以提供中性线，同时能够产生补偿电流使三相电流对称。

因此针对三相四桥臂逆变器并联系统，研究一种抑制环流、补偿零序电流、同时使逆变器均流的有效方案意义重大。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种三相四桥臂逆变器并联系统及其控制方法、电能治理设备，解决直接并联带来的逆变器间的环流会导致电流畸变、逆变器不均流等问题。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了三相四桥臂逆变器并联系统，包括直接并联在直流侧和交流侧之间的多个三相四桥臂逆变器，每个三相四桥臂逆变器包括并联的三相四桥臂，每相桥臂包括四个IGBT管，四个桥臂的输出端分别连接电网和负载的中性线和三相火线，各个IGBT管均由控制电路驱动；

控制电路包括控制逆变器的三相火线桥臂的第一控制支路和控制中性线的桥臂的第二控制支路，第二控制支路为连接中性线的桥臂提供单独的控制信号，根据负载电流的中性线电流值确定各个逆变器连接中性线的桥臂的输出电流的参考值，使得各个逆变器输出电流相等。

进一步地，控制各个逆变器桥臂的输出电流的参考值为负载电流的电流值与逆变器台数的比值。

进一步地，所述逆变器为T型三电平逆变器，每相桥臂包括四个IGBT管，其中两个IGBT管串联连接，两个串联连接的IGBT中点一侧连接两个反向连接的IGBT管，直流侧输入端串联两个电容，两个串联连接的IGBT中点作为桥臂中点与负载和电网连接，交流侧通过输出电感与交流负载相连。

进一步地，每个控制支路包括依次连接的采样电路、abc/dq坐标变换模块、比较器、PI控制器、dq/abc坐标变换模块以及PWM信号发生器；

采样电路用于采集线路的电流或者电压；

abc/dq坐标变换模块用于将采集的信号进行同步旋转参考坐标变换，从三相静止a-b-c坐标系变换到两相旋转d-q坐标系，获得d-q坐标系电压或电流数值；

比较器用于计算输入值与参考值的差值；PI控制器用于根据差值采用PI控制算法输出相应的控制信号的调制波；