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专利号: 2020103881459
申请人: 湖南人文科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多电平直流链路逆变器,其特征在于,包括:

第一半桥模块;

第二半桥模块,所述第二半桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第一端电连接;

第三半桥模块,所述第三半桥模块的第一端与所述第二半桥模块的第二端电连接;

第四半桥模块,所述第四半桥模块的第一端与所述第三半桥模块的第二端电连接;

H桥模块,所述H桥模块的第一端与所述第一半桥模块的第二端电连接,所述H桥模块的第二端与所述第四半桥模块的第二端电连接。

2.根据权利要求1所述的多电平直流链路逆变器,其特征在于,所述第一半桥模块、所述第二半桥模块、所述第三半桥模块和所述第四半桥模块均包括:直流电压源;

第一开关,所述第一开关的第一端与所述直流电压源的第一端电连接;

第二开关,所述第二开关的第一端与所述直流电压源的第二端电连接,所述第二开关的第二端与所述第一开关的第二端电连接。

3.根据权利要求2所述的多电平直流链路逆变器,其特征在于,所述第二半桥模块中的所述第一开关的第二端与所述第一半桥模块中的所述第一开关的第一端电连接,所述第三半桥模块中的所述第一开关的第二端与所述第二半桥模块中的所述第一开关的第一端电连接,所述第四半桥模块中的所述第一开关的第二端与所述第三半桥模块中的所述第一开关的第一端电连接。

4.根据权利要求3所述的多电平直流链路逆变器,其特征在于,所述H桥模块包括:第三开关,所述第三开关的第一端与所述第一半桥模块中的所述第一开关的第二端电连接;

第四开关,所述第四开关的第一端与所述第三开关的第二端电连接;

第五开关,所述第五开关的第一端与所述第三开关的第一端电连接;

第六开关,所述第六开关的第一端与所述第五开关的第二端电连接,所述第六开关的第二端与所述第四半桥模块中的所述第一开关的第一端电连接;

负载,所述负载的第一端与所述第四开关的第一端电连接,所述负载的第二端与所述第六开关的第一端电连接。

5.一种谐波抑制方法,根据权利要求1-4所述的多电平直流链路逆变器,其特征在于,包括:步骤1,根据多电平直流链路逆变器提供的多种结构进行电平扩展;

步骤2,选择一种结构并对结构中的直流电压源进行不同的电压分配和配比,得到多种不同电平的输出;

步骤3,确定选择结构的层数和开关角数量并计算结构中的每个开关角的角度值;

步骤4,根据结构中的每个开关角的角度值计算谐波失真含量;

步骤5,将结构中第一个开关角的角度值减小1度并计算谐波失真含量;

步骤6,判断新计算出的谐波失真含量是否小于前一个谐波失真含量,新计算出的谐波失真含量小于前一个谐波失真含量,执行所述步骤5,新计算出的谐波失真含量不小于前一个谐波失真含量,对结构中其他开关角执行所述步骤5;

步骤7,将结构中所有开关角的角度值减小0.1度,执行所述步骤5和所述步骤6,直到得到最小谐波失真含量。

6.根据权利要求5所述谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:通过增加直流电压源的数量,增加多电平直流链路逆变器的电平数,所有直流电压源的值相同,如下所示:Vdc,j=Vdc j=1,2,3,4… (1)

其中,Vdc,j表示下标为j的直流电压源;

所述多电平直流链路逆变器输出电压的电平数和开关数,如下所示:Nlevel=n-3 n=6,8,10,12… (2)其中,Nlevel表示输出电压的电平数,n表示开关的数量;

随着开关数量的增加,直流电压源的数量也增加,如下所示:其中,Nsource表示直流电压源的数量,n表示开关的数量。

7.根据权利要求6所述的谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:通过以下方程计算开关角的角度值:

其中,αi表示开关角i的角度值,i=0,1,2,3,……,n;n表示开关的数量。

8.根据权利要求7所述的谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:通过以下方程计算谐波失真含量:

其中,THD表示谐波失真含量,n表示开关的数量。

9.根据权利要求8所述的谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤5和所述步骤6具体包括:通过对所述多电平直流链路逆变器提供的九电平结构进行研究,九电平结构包括四个开关角,对四个开关角的初始集合计算谐波失真含量,第一次迭代,将第一个开关角的角度值α1减小1度,保持第二个开关角的角度值α2、第三个开关角的角度值α3和第四个开关角的角度值α4不变,使用更新的开关角计算谐波失真含量,将新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量进行比较,当新计算出的谐波失真含量小于前一个计算出的谐波失真含量时,第一个开关角的角度值α1再减小1度,重复第一次迭代过程直到新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少为止;当新计算出的谐波失真含量大于前一个计算出的谐波失真含量时,将下一个开关角的角度值减小1度,其他开关角保持不变,执行以上迭代操作;当通过改变第一个开关角的角度值α1获得的新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少时,执行第二个开关角的角度值α2减小1度的操作,直到获得新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少,执行第三个开关角的角度值α3减小1度的操作,直到获得新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少,执行第四个开关角的角度值α4减小1度的操作,直到获得新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少,形成第一个循环。

10.根据权利要求9所述的谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤7具体包括:当第四个开关角的角度值α4变化,获得新计算出的谐波失真含量与前一个计算出的谐波失真含量相比没有进一步减少时,将所有开关角的角度值减小0.1度,执行从第一个开关角的角度值α1开始的整个过程再次重复相同的减小1度变化,形成第二个循环;重复以上循环,直到获得最小谐波失真含量。