CN108649828B - 一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法，基于a‑b‑c坐标系下的简化3D‑SVPWM方法给出多相控制的中点电位平衡算法，补偿能力因子反映每一相对中点电位偏移量的补偿能力，根据中点电位偏移情况将电位偏移量按补偿能力分配到具有中点电位平衡能力的相，使多相共同参与中点电位平衡控制，通过偏移量数学模型计算得到补偿该偏移量所需要的时间量，然后作用于三电平变流器的输出状态，从而达到平衡中点电位的目的。本发明是一种简化的，并能对直流侧电容电压进行精确控制的适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法。

Description

一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相四线制三电平变流器优化调制方法。

背景技术

随着用户对电力需求的不断提高，三相四线制三电平中点钳位型变流器以其对零序分量具有控制能力被广泛应用于电力设备中，但是其调制策略复杂和中点电位平衡的问题仍然有待完善。

传统的三电平3D-SVPWM调制策略由于电压利用率高、矢量选择灵活，得到广泛应用，但是其本身并不具有中点电位平衡能力。基于传统3D-SVPWM的中点电位平衡算法通过对空间进行划分、扩展以实现控制直流侧中点电位，但是该方法算法复杂，计算量大，不利于数字化实现。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术的不足，提供一种简化的、能对直流侧电容电压进行精确控制的适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、根据3D-SVPWM方法，将参考电压U_ref在a-b-c坐标轴上的投影u_aref、u_bref和u_cref由式(1)进行归一化，并由式(2)计算获得j值：

j＝int(u_j) (2),

其中j＝a,b,c，u_j为归一化的三相电压，U_dc为直流侧电压的一半；

步骤2、按如下方式对3D-SVPWM方法进行简化

根据j值确定参考电压U_ref所处的小四面体，并确定合成参考电压所需要的4个基本空间矢量；根据伏秒平衡定律，在子立方体空间进行矢量合成得到式(3)：

式(3)中，(s_a ¹,s_b ¹,s_c ¹),(s_a ²,s_b ²,s_c ²),(s_a ³,s_b ³,s_c ³),(s_a ⁴,s_b ⁴,s_c ⁴)为4个基本矢量，d₁,d₂,d₃,d₄一一对应为各基本矢量作用的占空比；

在状态a＝0、b＝0、c＝0下，参考电压U_ref落在小四面体I中，确定合成参考电压U_ref所需要的基本矢量为(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)，根据式(3)获得式(4)所示的矩阵形式：

对式(4)进行变换获得式(5)：

为了减小开关损耗，按照开关切换一次只变换一个开关状态的原则构建空间矢量切换顺序依次为：(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)、(0,1,1)、(0,1,0)到(0,0,0)；从而得到当参考电压U_ref在小四面体I中时，系统三相输出占空比D_a、D_b、D_c为：

根据式(5)和式(6)得到式(7)：

对于参考电压U_ref指向的除I之外的其它小四面体，尽管空间矢量参数不同，利用式(3)到式(7)的三相占空比与参考电压的相应矩阵变换和推导，获得其它47种状态下的三相输出占空比如式(8)：

利用式(9)计算获得三相输出占空比所对应的时间量T_a、T_b、T_c：

式(9)中，T_s为一个PWM周期；

当由式(2)计算获得的j值为0时，对应的相输出为-U_dc或为0，由式(8)给出的对应相占空比为状态O的占空比D_oj，由式(9)给出的对应相时间量为状态O的持续时间T_oj；

当j值为1时，对应的相输出为0或为+U_dc，由式(8)给出的对应相占空比为状态P的占空比，实现对3D-SVPWM方法的简化；

步骤3、按如下方式计算直流侧中点电位平衡因子并确定具有中点电位平衡能力的相：

定义由式(10)所示的中点电位补偿因子NPCF_j：

式(10)中，u_dcu0是在本周期开始时的直流侧上侧电容电压，u_dcd0是在本周期开始时的直流侧下侧电容电压，i_sj为流向变流器的相电流；

若中点电位补偿因子NPCF_j＞0，判断为相应的相具有平衡中点电位的能力，且NPCF_j值越大，平衡能力越强；

计算三相中点电位补偿因子NPCF_j，按照如下规则确定具有中点电位平衡能力的相：

(1)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为A，B和C三相都不具有中点电位平衡能力；

(2)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为仅有A相具有中点电位平衡能力；

(3)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为仅有B相具有中点电位平衡能力；

(4)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为仅有C相具有中点电位平衡能力；

(5)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为A相和B相具有中点电位平衡能力；

(6)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为A相和C相具有中点电位平衡能力；

(7)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为B相和C相具有中点电位平衡能力；

(8)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为A相、B相和C相都具有中点电位平衡能力；

步骤4、按如下方式实现直流侧中点电位平衡：

将一个PWM开关周期开始时直流侧上下电容电压之差作为本周期内需要补偿的电压偏移量，将所述电压偏移量按如下方式根据平衡能力分配给具有中点电位平衡能力的相：

一个周期内需要补偿的总的电压偏移量U_{dc_com}由式(11)所表征：

U_{dc_com}＝-(u_dcu0-u_dcd0) (11)，

在确定具有中点电位能力的相之后，按如下规则将中点电位偏移量按比例分配给各相：

(1)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，各相不具有平衡能力，不进行偏移量的分配；

(2)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给A相；

(3)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给B相；

(4)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给C相；

(5)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＜0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(6)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(7)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(8)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

U_{dc_com_a}、U_{dc_com_b}和U_{dc_com_c}一一对应为分配给A相、B相和C相的电压偏移量；

由式(12)计算获得各相补偿中点电位不平衡所需要的时间T_{com_j}：

C为直流侧电容值；

将由式(12)计算获得的时间T_{com_j}从步骤2计算获得的具有中点电位平衡能力的相中的O状态持续时间T_oj平均分配给P和N状态，实现中点电位平衡控制。

本发明适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法的特点也在于：

当中点电位补偿因子NPCF_a＞0，NPCF_b＞0，NPCF_c≤0时，中点电位偏移量按如下方式分配给A相和B相：

将按步骤2计算获得的A相和B相的O状态占空比分别记为D_oa和D_ob，由式(13)和式(14)分别计算获得a相中点电位补偿因子NPCF_a和b相中点电位补偿因子NPCF_b：

补偿因子确定了a相和b相的补偿能力强弱，将需要补偿的总的电压偏移量根据补偿能力按式(15)和式(16)分配给a相和b相进行补偿：

为了完全补偿不平衡，分别按式(17)和式(18)确定分配给a相的补偿时间T_{com_a}和分配给b相的补偿时间T_{com_b}：

将T_{com_a}和T_{com_b}从O状态的持续时间中平均分配给P和N状态；

若A相参考电压u_aref＞0，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(19)所示：

式中T_a0、T_a1和T_a2一一对应为分配后a相N、O和P状态持续的时间；

当A相参考电压u_aref＜0时，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(20)所示：

为支撑O状态全部分配后的开关管的N、P状态的过渡，定义过渡时间kT_s，k为过渡时间因数，依据所述过渡时间kT_s按如下方式对式(19)和(20)进行修正：

将未分配O状态时的持续时间记为：T_{o_origin_j}；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}≥kT_s时，不需要进行修正；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}＜kT_s时，将式(19)修正为式(21)，将式(20)修正为式(22)：

T_{a0_new}、T_{a1_new}和T_{a2_new}一一对应为T_a0、T_a1和T_a2的修正值。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法通过对传统三电平3D-SVPWM进行简化，利用参考电压直接计算各相占空比，省略了传统算法中区间判断、基本矢量选择以及基本矢量作用时间计算的步骤；定义中点电位补偿能力因子，基于该因子定量分配变流器输出状态，从而达到直流侧中点电位平衡的效果；

2、本发明方法将简化3D-SVPWM方法和平衡中点电位方法相结合，提供了一种实现简单，应用效果好的三相四线制三电平变流器的优化调制方法。

附图说明

图1为三相四线制三电平中点钳位型变流器主电路拓扑；

图2a和图2b为传统适于三相四线制三电平变流器的3D-SVPWM调制策略空间矢量图；

图3a为本发明中以a相为例的O状态分配前的开关状态图；

图3b为本发明中以a相为例的O状态分配后的开关状态图。

具体实施方式

图1所示为本发明中三相四线制三电平变流器拓扑图，其中负载为广义负载，可以是三相交流电网、具有阻感容特性的结构等，直流侧根据用途不同可以外接直流电压源、负载，也可以无外接部分。

本实施例中适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法是按如下步骤进行：

步骤1、根据3D-SVPWM方法，将参考电压U_ref在a-b-c坐标轴上的投影u_aref、u_bref和u_cref由式(1)进行归一化，并由式(2)计算获得j值：

j＝int(u_j) (2),

其中j＝a,b,c，u_j为归一化的三相电压，U_dc为直流侧电压的一半。

步骤2、按如下方式对3D-SVPWM方法进行简化

根据j值确定参考电压U_ref所处的小四面体，小四面体的划分参见图2a和图2b：图2a中划分了8个小立方体，小立方体的每条边对应一个基本矢量。每个小立方体中又被划分为6个小四面体，如图2b所示。随后确定合成参考电压所需要的4个基本空间矢量；根据伏秒平衡定律，在子立方体空间进行矢量合成得到式(3)：

式(3)中，(s_a ¹,s_b ¹,s_c ¹),(s_a ²,s_b ²,s_c ²),(s_a ³,s_b ³,s_c ³),(s_a ⁴,s_b ⁴,s_c ⁴)为4个基本矢量，d₁,d₂,d₃,d₄一一对应为各基本矢量作用的占空比；

在状态a＝0、b＝0、c＝0下，参考电压U_ref落在小四面体I中，确定合成参考电压U_ref所需要的基本矢量为(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)，根据式(3)获得式(4)所示的矩阵形式：

对式(4)进行变换获得式(5)：

为了减小开关损耗，按照开关切换一次只变换一个开关状态的原则构建空间矢量切换顺序依次为：(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)、(0,1,1)、(0,1,0)到(0,0,0)；从而得到当参考电压U_ref在小四面体I中时，系统三相输出占空比D_a、D_b、D_c为：

根据式(5)和式(6)得到式(7)：

对于参考电压U_ref指向的除I之外的其它小四面体，尽管空间矢量参数不同，利用式(3)到式(7)的三相占空比与参考电压的相应矩阵变换和推导，获得其它47种状态下的三相输出占空比如式(8)：

利用式(9)计算获得三相输出占空比所对应的时间量T_a、T_b、T_c：

式(9)中，T_s为一个PWM周期；

当由式(2)计算获得的j值为0时，对应的相输出为-U_dc或为0，由式(8)给出的对应相占空比为状态O的占空比D_oj，由式(9)给出的对应相时间量为状态O的持续时间T_oj；

当j值为1时，对应的相输出为0或为+U_dc，由式(8)给出的对应相占空比为状态P的占空比。至此实现了对传统3D-SVPWM方法的简化，简化方法避免了传统方法中的区间划分、区间判断和各基本矢量作用时间的计算过程，极大的减少了计算量，提高了系统的运算速度。

步骤3、按如下方式计算直流侧中点电位平衡因子并确定具有中点电位平衡能力的相：

由于相电流大小i_sj和O状态占空比D_oj这两个因素共同影响该相对中点电位偏移的补偿能力：相电流越大并且O状态占空比越大，补偿能力越强，由此定义由式(10)所示的中点电位补偿因子NPCF_j：

式(10)中，u_dcu0是在本周期开始时的直流侧上侧电容电压，u_dcd0是在本周期开始时的直流侧下侧电容电压，i_sj为流向变流器的相电流；

若中点电位补偿因子NPCF_j＞0，判断为相应的相具有平衡中点电位的能力，且NPCF_j值越大，平衡能力越强；

计算三相中点电位补偿因子NPCF_j，按照如下规则确定具有中点电位平衡能力的相：

(1)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为A，B和C三相都不具有中点电位平衡能力；

(2)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为仅有A相具有中点电位平衡能力；

(3)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为仅有B相具有中点电位平衡能力；

(4)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为仅有C相具有中点电位平衡能力；

(5)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为A相和B相具有中点电位平衡能力；

(6)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为A相和C相具有中点电位平衡能力；

(7)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为B相和C相具有中点电位平衡能力；

(8)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为A相、B相和C相都具有中点电位平衡能力。

步骤4、按如下方式实现直流侧中点电位平衡：

将一个PWM开关周期开始时直流侧上下电容电压之差作为本周期内需要补偿的电压偏移量，将所述电压偏移量按如下方式根据平衡能力分配给具有中点电位平衡能力的相：

一个周期内需要补偿的总的电压偏移量U_{dc_com}由式(11)所表征：

U_{dc_com}＝-(u_dcu0-u_dcd0) (11)，

在确定具有中点电位能力的相之后，按如下规则将中点电位偏移量按比例分配给各相：

(1)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，各相不具有平衡能力，不进行偏移量的分配；

(2)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给A相；

(3)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给B相；

(4)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给C相；

(5)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＜0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(6)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(7)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(8)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

U_{dc_com_a}、U_{dc_com_b}和U_{dc_com_c}一一对应为分配给A相、B相和C相的电压偏移量；

由式(12)计算获得各相补偿中点电位不平衡所需要的时间T_{com_j}：

C为直流侧电容值；

将由式(12)计算获得的时间T_{com_j}从步骤2计算获得的具有中点电位平衡能力的相中的O状态持续时间T_oj平均分配给P和N状态，实现中点电位平衡控制。

本实施例中适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法，其当中点电位补偿因子NPCF_a＞0，NPCF_b＞0，NPCF_c≤0时，中点电位偏移量按如下方式分配给A相和B相：

将按步骤2计算获得的A相和B相的O状态占空比分别记为D_oa和D_ob，由式(13)和式(14)分别计算获得a相中点电位补偿因子NPCF_a和b相中点电位补偿因子NPCF_b：

补偿因子确定了a相和b相的补偿能力强弱，将需要补偿的总的电压偏移量根据补偿能力按式(15)和式(16)分配给a相和b相进行补偿：

为了完全补偿不平衡，分别按式(17)和式(18)确定分配给a相的补偿时间T_{com_a}和分配给b相的补偿时间T_{com_b}：

将T_{com_a}和T_{com_b}从O状态的持续时间中平均分配给P和N状态；

若A相参考电压u_aref＞0时，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(19)所示，分配前后A相开关状态如图3a所示。

式中T_a0、T_a1和T_a2一一对应为分配后a相N、O和P状态持续的时间；

当A相参考电压u_aref＜0时，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(20)所示，分配前后A相开关状态如图3b所示。

由于O状态全部分配后，会出现某一相直接从N状态跳变到P状态或P状态跳变到N状态的情况，这将在开关管上造成过大的du/dt，对开关管的正常运行是不利的。为支撑O状态全部分配后的开关管的N、P状态的过渡，定义过渡时间kT_s，k为过渡时间因数，依据所述过渡时间kT_s按如下方式对式(19)和(20)进行修正：

将未分配O状态时的持续时间记为：T_{o_origin_j}；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}≥kT_s时，不需要进行修正；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}＜kT_s时，将式(19)修正为式(21)，将式(20)修正为式(22)：

T_{a0_new}、T_{a1_new}和T_{a2_new}一一对应为T_a0、T_a1和T_a2的修正值。

Claims (2)

1.一种适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、根据3D-SVPWM方法，将参考电压U_ref在a-b-c坐标轴上的投影u_aref、u_bref和u_cref由式(1)进行归一化，并由式(2)计算获得j值：

j＝int(u_j) (2),

其中j＝a,b,c，u_j为归一化的三相电压，U_dc为直流侧电压的一半；

步骤2、按如下方式对3D-SVPWM方法进行简化

根据j值确定参考电压U_ref所处的小四面体，并确定合成参考电压所需要的4个基本空间矢量；根据伏秒平衡定律，在子立方体空间进行矢量合成得到式(3)：

式(3)中，(s_a ¹,s_b ¹,s_c ¹),(s_a ²,s_b ²,s_c ²),(s_a ³,s_b ³,s_c ³),(s_a ⁴,s_b ⁴,s_c ⁴)为4个基本矢量，d₁,d₂,d₃,d₄一一对应为各基本矢量作用的占空比；

在状态a＝0、b＝0、c＝0下，参考电压U_ref落在小四面体I中，确定合成参考电压U_ref所需要的基本矢量为(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)，根据式(3)获得式(4)所示的矩阵形式：

对式(4)进行变换获得式(5)：

为了减小开关损耗，按照开关切换一次只变换一个开关状态的原则构建空间矢量切换顺序依次为：(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,1,1)、(0,1,1)、(0,1,0)到(0,0,0)；从而得到当参考电压U_ref在小四面体I中时，系统三相输出占空比D_a、D_b、D_c为：

根据式(5)和式(6)得到式(7)：

对于参考电压U_ref指向的除小四面体I之外的其它小四面体，尽管空间矢量参数不同，利用式(3)到式(7)的三相占空比与参考电压的相应矩阵变换和推导，获得其它47种状态下的三相输出占空比如式(8)：

利用式(9)计算获得三相输出占空比所对应的时间量T_a、T_b、T_c：

式(9)中，T_s为一个PWM周期；

当由式(2)计算获得的j值为0时，对应的相输出为-U_dc或为0，由式(8)给出的对应相占空比为状态O的占空比D_oj，由式(9)给出的对应相时间量为状态O的持续时间T_oj；

当j值为1时，对应的相输出为0或为+U_dc，由式(8)给出的对应相占空比为状态P的占空比，实现对3D-SVPWM方法的简化；

步骤3、按如下方式计算直流侧中点电位平衡因子并确定具有中点电位平衡能力的相：

定义由式(10)所示的中点电位补偿因子NPCF_j：

式(10)中，u_dcu0是在本周期开始时的直流侧上侧电容电压，u_dcd0是在本周期开始时的直流侧下侧电容电压，i_sj为流向变流器的相电流；

若中点电位补偿因子NPCF_j＞0，判断为相应的相具有平衡中点电位的能力，且NPCF_j值越大，平衡能力越强；

计算三相中点电位补偿因子NPCF_j，按照如下规则确定具有中点电位平衡能力的相：

(1)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为A，B和C三相都不具有中点电位平衡能力；

(2)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0，判断为仅有A相具有中点电位平衡能力；

(3)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为仅有B相具有中点电位平衡能力；

(4)若NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为仅有C相具有中点电位平衡能力；

(5)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0，判断为A相和B相具有中点电位平衡能力；

(6)若NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0，判断为A相和C相具有中点电位平衡能力；

(7)若NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为B相和C相具有中点电位平衡能力；

(8)若NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0，判断为A相、B相和C相都具有中点电位平衡能力；

步骤4、按如下方式实现直流侧中点电位平衡：

将一个PWM开关周期开始时直流侧上下电容电压之差作为本周期内需要补偿的电压偏移量，将所述电压偏移量按如下方式根据平衡能力分配给具有中点电位平衡能力的相：

一个周期内需要补偿的总的电压偏移量U_{dc_com}由式(11)所表征：

U_{dc_com}＝-(u_dcu0-u_dcd0) (11)，

在确定具有中点电位能力的相之后，按如下规则将中点电位偏移量按比例分配给各相：

(1)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，各相不具有平衡能力，不进行偏移量的分配；

(2)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给A相；

(3)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给B相；

(4)当NPCF_a≤0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，电压偏移量U_{dc_com}全部分配给C相；

(5)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c≤0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(6)当NPCF_a＞0、NPCF_b≤0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(7)当NPCF_a≤0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

(8)当NPCF_a＞0、NPCF_b＞0、且NPCF_c＞0时，将电压偏移量U_{dc_com}按如下方式分配：

U_{dc_com_a}、U_{dc_com_b}和U_{dc_com_c}一一对应为分配给A相、B相和C相的电压偏移量；

由式(12)计算获得各相补偿中点电位不平衡所需要的时间T_{com_j}：

C为直流侧电容值；

将由式(12)计算获得的时间T_{com_j}从步骤2计算获得的具有中点电位平衡能力的相中的O状态持续时间T_oj平均分配给P和N状态，实现中点电位平衡控制；

所述P状态、O状态和N状态为三电平变流器的三种输出状态，代表三种电压，分别是：+U_dc，0和-U_dc，其中，+U_dc为直流侧母线电压的一半。

2.根据权利要求1的所述的适用于三相四线制三电平变流器的优化调制方法，其特征是：

当中点电位补偿因子NPCF_a＞0，NPCF_b＞0，NPCF_c≤0时，中点电位偏移量按如下方式分配给A相和B相：

将按步骤2计算获得的A相和B相的O状态占空比分别记为D_oa和D_ob，由式(13)和式(14)分别计算获得a相中点电位补偿因子NPCF_a和b相中点电位补偿因子NPCF_b：

补偿因子确定了a相和b相的补偿能力强弱，将需要补偿的总的电压偏移量根据补偿能力按式(15)和式(16)分配给a相和b相进行补偿：

为了完全补偿不平衡，分别按式(17)和式(18)确定分配给a相的补偿时间T_{com_a}和分配给b相的补偿时间T_{com_b}：

将T_{com_a}和T_{com_b}从O状态的持续时间中平均分配给P和N状态；

若A相参考电压u_aref＞0，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(19)所示：

式中T_a0、T_a1和T_a2一一对应为分配后a相N、O和P状态持续的时间；

当A相参考电压u_aref＜0时，根据简化3D-SVPWM算法得到O状态分配后各状态的持续时间为如式(20)所示：

为支撑O状态全部分配后的开关管的N、P状态的过渡，定义过渡时间kT_s，k为过渡时间因数，依据所述过渡时间kT_s按如下方式对式(19)和(20)进行修正：

将未分配O状态时的持续时间记为：T_{o_origin_j}；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}≥kT_s时，不需要进行修正；

当T_{o_origin_j}－T_{com_j}＜kT_s时，将式(19)修正为式(21)，将式(20)修正为式(22)：

T_{a0_new}、T_{a1_new}和T_{a2_new}一一对应为T_a0、T_a1和T_a2的修正值。

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