[发明专利]VIENNA整流器的空间矢量调制方法及装置、设备、存储介质

说明书

本发明属于电子电力技术领域，公开了一种VIENNA整流器的空间矢量调制方法及装置、设备、存储介质，通过同时判断参考电压矢量所在的大扇区、小扇区及该大扇区发生过零点的对应相电流的角度，准确判断出该相电流所在小扇区和参考电压矢量是否在同一个小扇区，克服了误判；本发明将所有可能发生电流过零点畸变区域都进行了有效覆盖，进一步提高了控制效果；在对电流过零畸变情况进行优化处理的同时，结合七段式基于小矢量可调的VIENNA整流器中点电位振荡优化控制，对五段式调制情况下中点电位偏移进行了优化处理，因此在对电流过零畸变情况进行优化处理的同时还能综合考虑中点电位偏移的优化处理，进一步减小输入电流的谐波，提高了电能质量。

技术领域

本发明属于电子电力技术领域，具体涉及一种VIENNA整流器的空间矢量调制方法及装置、设备、存储介质。

背景技术

随着对高电能质量的迫切需求，近年来三电平VIENNA整流器已成为国内外研究热点，其不仅可以实现输入单位功率因数校正，具有谐波小、开关损耗低和电磁干扰小等优点，且电路结构简单、开关数目少，无桥臂直通问题。但是，三电平VIENNA整流器因电感压降不可忽略，导致输入电流在过零点处发生畸变，使得输入电流中谐波含量增加，在空间矢量调制(SVM)下，VIENNA整流器输入电流过零点附近的这种畸变更加显著，随着开关频率的提高、输入滤波电感的减少这种畸变更加严重，而该畸变引入的谐波往往难以抑制。

造成电流波形畸变的根本原因就是电平矢量的误用，电平矢量的误用原因很多，例如电感值、控制延时、电流纹波、采样精度等，使得控制电压矢量的方向在某些时刻超前或滞后于电流矢量的方向，造成网侧电流过零点附近电平矢量的误用。目前改善VIENNA整流器输入电流过零点畸变的研究主要侧重于改进现有空间矢量调制方法，通过合理划分电流扇区，重新选取矢量以及编排矢量的作用顺序来避免矢量误用。

目前采取的各种改进的空间矢量调制措施存在着如下问题：(1)无法对VIENNA整流器的全部运行状态进行改善或者造成输入整流器的功率因数降低；(2)电流过零点时刻附近如何准确判断电流扇区和电压扇区是否在同一个扇区还存在一些误判，一些扇区部分区域的过零畸变没有纳入考虑范围；(3)中点电位在一个开关周期内的变化方向不可调节，使用各种改进的空间矢量调制(SVM)方法难以实现中点电位的平衡，也会加大输出电容的电压差，特别是直流端电容值较小时，这种不平衡会加剧，一些参与计算的矢量实际坐标因引入了中点电位波动值发生了偏移，如果再按照传统SVPWM步骤计算矢量作用时间和占空比，必然会产生一定误差。因此针对目前的空间矢量调制方法，如果不进行综合处理，不可避免地又会加重输入电流波形的畸变，从而增加网侧电流的谐波含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种VIENNA整流器的空间矢量调制方法及装置、设备、存储介质，在对电流过零畸变情况进行优化处理的同时还能综合考虑中点电位偏移的优化处理，进一步减小输入电流的谐波，提高电能质量。

本发明第一方面公开一种VIENNA整流器的空间矢量调制方法，包括：

确定电压矢量空间中参考电压矢量所在的目标大扇区；

确定所述目标大扇区中所述参考电压矢量所在的目标小扇区；

当所述目标小扇区为第1、3a或4a小扇区时，判断所述目标大扇区对应的目标相电流矢量与α轴的夹角角度是否小于指定阈值；

若目标相电流矢量与α轴的夹角角度小于指定阈值，从所述目标大扇区对应的公式集合中，确定七段式矢量调制模式下距离所述目标小扇区最近的四个基本矢量及其作用时间优化公式；四个基本矢量用于合成参考电压矢量；

若目标相电流矢量与α轴的夹角角度大于或等于指定阈值，从所述目标大扇区对应的公式集合中，确定五段式矢量调制模式下距离所述目标小扇区最近的三个基本矢量及其作用时间优化公式；三个基本矢量用于合成参考电压矢量；

根据各个所述基本矢量对应的作用时间优化公式，计算各个所述基本矢量的作用时间；