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专利号: 2021105458092
申请人: 湖北工业大学
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:

1.一种定量优化的级联型逆变器空间矢量调制方法,所述级联型逆变器由N个单元构成,单元的直流电源是光伏电池、或蓄电池、或超级电容能够存储电能的元件,所述空间矢量调制方法包括以下步骤:

步骤1、计算所有单元的直流电压瞬时值之和Udcsum,则所有开关矢量的输出电平值都在[‑Udcsum,Udcsum]范围内;对‑Udcsum、‑Udcsum*(N‑1)/N、…‑Udcsum/N、0、Udcsum/N…、Udcsum*(N‑1)/N、Udcsum共2N+1个数值中的任意一个,若其左右与其差距小于Udcsum/2N的输出电平值的数量大于0,则这些输出电平值所对应的开关矢量划分为一个矢量集合,最多划分为2N+1个矢量集合;

步骤2、控制器输出电压指令值K将开关矢量构成的一维空间分为左右两侧,在两侧找出与K最接近的两个输出电平值对应的矢量,及其所属的两个矢量集合;

步骤3、对步骤2所得两个矢量集合内每个开关矢量,计算在该矢量作用下各单元直流侧电容电压的预期变化量△Uji,j为开关矢量编号,i为单元编号:ΔUji=(IPWRi‑SjiiL)TS/Ci其中IPWRi与Ci分别为第i个单元的直流电源输出电流与直流电容容量,iL为逆变器的并网电流,TS为逆变器的开关周期,Sji为第j个矢量的第i个单元输出电平极性,其中,输出电平极性为‑1、0或1;

步骤4、应用最小二乘法构造矢量选取函数,矢量选取函数Distancej定义为:其中Udcrefi为第i个单元的单元直流电压参考值,Udci为第i个单元的直流电压瞬时值;

计算步骤2所得两个矢量集合内每个开关矢量的Distancej;

步骤5、在步骤2所得两个矢量集合内分别比较各矢量的Distancej计算值,计算值最小的矢量作为下一个开关周期的开关矢量gopt1和gopt2,其中,gopt1为左侧计算值最小的矢量,gopt2为右侧计算值最小的矢量;

步骤6、根据K、gopt1和gopt2所对应的输出电平值Popt1和Popt2,计算gopt1和gopt2的导通时间topt1、topt2:

步骤7、根据步骤6得到的导通时间,若K>=0,在下一个开关周期的0~topt1时间段逆变器按照矢量gopt1的开关状态输出,而topt1~Ts时间段按照矢量gopt2的开关状态输出;若K<0,在下一个开关周期的0~topt2时间段按照矢量gopt2的开关状态输出,而topt2~Ts时间段按照矢量gopt1的开关状态输出。

2.如权利要求1所述的一种定量优化的级联型逆变器空间矢量调制方法,其特征是,步骤3中,所述第j个矢量的第i个单元的输出电平极性Sji与第i个单元的H桥的输出电压相对应;第i个单元的H桥的输出电平有三种情况,即‑Udci、0、+Udci;相应的,Sji的取值为‑1、0、1。