CN105790621B - 一种级联多电平变流器svm调制策略评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法。包括：根据变流器拓扑及负载需求确定需要的评估因素；比较变流器实际输出电能质量指标以及变流器性能与期望值的差异，确定各项评估因素的评估准则；确定各项评估因素的权重，建立综合评估函数；根据评估因素、评估准则以及综合评估函数确定SVM调制策略的评估模型；根据系统运行状态及输出电能质量，调整各项评估因素的权重，重新建立综合评估函数。本发明提供的级联多电平变流器SVM调制策略评估方法是一种定性和定量相结合的系统化评估方法，具有系统性和实用性的优点。此外，本发明提供的级联多电平变流器SVM调制策略评估方法选择评估因素具有灵活性好、适用性强等特点。

Description

一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法
技术领域
本发明涉及到级联多电平变流器调制领域，特指一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法。
背景技术
级联多电平变流器用低压电力电子器件实现高压大功率电能转换，被广泛应用于中高压大功率变流装置，如高压直流输电、静止同步补偿器和有源电力滤波器、光伏发电和燃料电池发电等以及大功率高压变频电机驱动等装置。
脉冲调制技术是直接影响多电平变流器电压控制性能及变流器性能的关键技术之一，空间矢量调制(Space Vector Modulation，SVM)很容易扩展到任意拓扑、任意电平数的多电平变流器，且具有直流电压利用率高、开关频率低、开关损耗小等优点。
目前SVM调制策略的优化主要是针对一个独立的指标，所得到的优化结果往往过于片面，无法全面优化SVM调制策略。然而级联多电平变流器SVM技术是一个多自由度、多目标的控制策略，不同变流器的控制目标不一样，不同的负载对变流器的要求也不一样，为了提高级联多电平变流器的性能，优化级联多电平变流器SVM调制策略，输出更符合负载需求的电能参数指标，必须建立SVM调制策略的评估方法。
发明内容
考虑到现有级联多电平变流器SVM调制策略存在的上述问题，本发明的目的是提供一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法，用于准确地对级联多电平变流器SVM调制策略进行综合评估，为SVM调制策略提供一种优化的判断依据。
为了实现上述目的，本发明提供一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法，该方法包含以下步骤：
步骤一，根据变流器拓扑以及负载需求确定需要使用的评估因素。
步骤二，比较变流器实际输出电能质量指标以及变流器性能与期望值之间的差异，确定各项评估因素的评估准则。
步骤三，确定各项评估因素的权重，建立综合评估函数。
步骤四，根据评估因素、评估准则以及综合评估函数确定SVM调制策略的评估模型。
步骤五，根据系统运行状态及输出电能质量，调整各项评估因素的权重，重复步骤三和步骤四，获取更合理的评估结论，以利于优化级联多电平变流器SVM调制策略。
本发明所提供的级联多电平变流器SVM调制策略评估方法是一种定性和定量相结合的系统化评估方法，具有系统性和实用性的优点，此外，本发明所提供的级联多电平变流器SVM调制策略评估方法在选择评估因素时具有灵活性好、适用性强等特点。
本发明的其他特征和优点将在后面的具体实施方式部分给予详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解析本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明的评估模型图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解析本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的具体实施方式包括如下步骤：
步骤一，根据变流器拓扑以及负载需求确定需要使用的评估因素，图1所示的评估因素包括变流器运行效率、系统可扩展性、电源电压利用率、变流器的可靠性、输出电压谐波畸变率、输出电压偏差率、功率因数、输出共模电压。
步骤二，比较变流器实际输出电能质量指标以及变流器性能与期望值之间的差异，确定各项评估因素的评估准则。根据步骤一确定的评估因素，把评估因素影响的目标分为两类，一类是影响变流器性能的评估因素，这类评估因素包括变流器运行效率、系统可扩展性、电源电压利用率、变流器的可靠性；另一类是影响变流器输出电能质量的评估因素，这类评估因素包括输出电压谐波畸变率、输出电压偏差率、功率因数、输出共模电压。针对每一个评估因素必须确定一个评估准则(即一个评估准则子函数)：
变流器运行效率的评估准则子函数A1：
A1＝f(η-ηS) (1)
式(1)中，η表示变流器的实际运行效率，ηS表示期望的变流器运行效率，函数f(x)＝x。
系统可扩展性的评估准则子函数A2：
电源电压利用率的评估准则子函数A3：
A3＝f(m-mS) (3)
式(3)中，m表示实际的电源电压利用率，mS表示期望的电源电压利用率。
变流器可靠性的评估准则子函数A4：
式(4)中t表示实际连续无故障工作时间，tS表示期望的连续无故障工作时间。
输出电压谐波畸变率的评估准则子函数B1：
B1＝f(THD-THDS) (5)
式(5)中，THD表示实际的输出电压谐波畸变率，THDS表示期望的输出电压畸变率。
输出电压偏差率的评估准则子函数B2：
B2＝f(ΔU-δU max) (6)
式(6)中，ΔU表示电压偏差率，U表示实际输出电压，US表示期望输出电压，δU表示负载对输出电压偏差率的要求范围，δU max表示输出电压偏差率的最大值。
功率因数的评估准则子函数B3：
B3＝f(cosφ-cosφS) (7)
cosφ表示实际的功率因数，cosφS表示期望的功率因数。
输出共模电压的评估准则子函数B4：
共模电压N＝变流器输出三相电压之和/3，负载期望的输出共模电压最大值Nmax，则
步骤三，确定各项评估因素的权重λi和λj，建立综合评估函数γ。
步骤四，根据评估因素、评估准则以及综合评估函数确定SVM调制策略的评估模型。
步骤五，根据系统运行状态及输出电能质量，调整各项评估因素的权重λi和λj，重复步骤三和步骤四，获取更合理的评估结论，以利于优化级联多电平变流器SVM调制策略。

Claims (1)

1.一种级联多电平变流器SVM调制策略评估方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，根据变流器拓扑以及负载需求确定需要使用的评估因素；
步骤二，比较变流器实际输出电能质量指标以及变流器性能与期望值之间的差异，确定各项评估因素的评估准则；
步骤三，确定各项评估因素的权重，建立综合评估函数；
步骤四，根据评估因素、评估准则以及综合评估函数确定SVM调制策略的评估模型；
步骤五，根据系统运行状态及输出电能质量，调整各项评估因素的权重，重复步骤三和步骤四，获取更合理的评估结论，以利于优化级联多电平变流器SVM调制策略；
步骤一中的评估因素包括变流器运行效率、系统可扩展性、电源电压利用率、变流器的可靠性、输出电压谐波畸变率、输出电压偏差率、功率因数、输出共模电压；
步骤二中把评估因素影响的目标分为两类，一类是影响变流器性能的评估因素，这类评估因素包括变流器运行效率、系统可扩展性、电源电压利用率、变流器的可靠性；另一类是影响变流器输出电能质量的评估因素，这类评估因素包括输出电压谐波畸变率、输出电压偏差率、功率因数、输出共模电压；
步骤二中比较变流器实际输出电能质量指标以及变流器性能与期望值之间的差异，确定各项评估因素的评估准则A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4；
步骤三确定各项评估因素的权重和建立综合评估函数
步骤四根据评估因素、评估准则以及综合评估函数确定SVM调制策略的评估模型；
步骤五根据系统运行状态及输出电能质量，调整各项评估因素的权重，重复步骤三和步骤四，获取更合理的评估结论。
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