CN109495005B - 变流器中点电位控制方法、装置、终端及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电力技术领域，提供了一种控制三电平变流器中点电位波动的方法及装置，包括：根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量；其中，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容的电压或第二电容的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的；通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。通过本发明实施例，可减少中点电位波动，对中点电位起到很好的动态调整的效果。

Description

变流器中点电位控制方法、装置、终端及计算机可读介质

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体是涉及到一种控制三电平变流器中点电位波动的方法、装置、终端设备及计算机可读介质。

背景技术

与传统的二电平变流器相比，三电平变流器因为其诸多优点，例如谐波含量低、更小的du/dt(输出电压的变化率)及更高的效率等，而在大功率领域中得到了广泛的应用。T型三电平变流器与传统的二极管中点箝位式(Neutral Point Clamped，NPC)三电平变流器相比(开关频率小于16kHz)，具有效率更高和价格更低的优点。但是，T型三电平变流器开关器件的增加会降低变流器的可靠性，电力电子器件是变流器中最脆弱的部分，如果出现故障，将对整个系统造成不良影响。因此，故障后的容错控制得到了越来越广泛的关注，其中，中点电位不平衡是三电平变流器的固有缺陷，其会影响输出电压波形质量，降低逆变器输出能力，严重时甚至会造成设备停机。在三电平变流器的正常状态中，可以使用冗余的小矢量进行中点电位的调节，但是容错控制中，由于缺少冗余矢量，正常状态下的方法已经不再适用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种控制三电平变流器中点电位波动的方法、装置、终端设备及计算机可读介质，能够减少三电平变流器的中点电位波动。

本发明实施例的第一方面提供了一种控制三电平变流器中点电位波动的方法，所述三电平变流器包括八个开关，所述八个开关中的四个形成两个桥臂，所述控制三电平变流器中点电位波动的方法包括：

根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量；其中，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容的电压或第二电容的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的；

通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

本发明实施例的第二方面提供了一种控制三电平变流器中点电位波动的装置，所述三电平变流器包括八个开关，所述八个开关中的四个形成两个桥臂，所述控制三电平变流器中点电位波动的装置包括：

确定模块，用于根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量；其中，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容的电压或第二电容的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的；

调节模块，用于通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

本发明实施例的第三方法提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的控制三电平变流器中点电位波动的方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现上述方法的控制三电平变流器中点电位波动的方法的步骤。

本发明实施例可根据设定的三电平变流器的中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量，并通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对三电平变流器的中点电位进行调节，从而减少中点电位波动，对中点电位起到很好的动态调整的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种三电平变流器的拓扑结构图；

图2时本发明实施例提供的图1的三电平变流器的电压空间矢量图；

图3是本发明实施例提供的控制如图1所示的三电平变流器中点电位波动的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的控制如图1所示的三电平变流器中点电位波动的装置框架图；

图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种三电平变流器的拓扑结构图。如图1所示，该变流器为三相八开关三电平变流器，其中，开关S_b1和开关S_b4串联，并组成与该三电平变流器的B相输出相关的桥臂，开关S_c1和开关S_c4串联，并组成与该三电平变流器的 C相输出相关的桥臂，S_b3和S_b2串联后，一端连接在第一电容C1和第二电容C2之间(即中点)，另一端连接在开关S_b1和开关S_b4之间以及三电平变流器的B相输出，S_b3和S_b2串联后，一端连接在第一电容C1和第二电容C2之间，另一端连接在开关S_b1和开关S_b4之间以及三电平变流器的B相输出，S_c3和S_c2串联后，一端连接在第一电容C1和第二电容C2 之间以及三电平变流器的A相输出，另一端连接在开关S_c1和开关S_c4之间以及三电平变流器的C相输出。此外，U_DC为该三电平变流器的母线直流电压，A、B和C分别代表该三电平变流器的A相输出、B相输出和C相输出。此外，关于i_a的说明可参见对于下述图2的描述。

请参阅图2，图2示出了图1的三电平变流器的电压空间矢量图。如图2所示，在极坐标体系(α,β)下，该电压空间矢量图总共分为I到VI六个象限，其中N、O、P分别对应A相、B相、C相的低电位、零电位、高电位状态，由于图2所示的三电平变流器缺少一个桥臂(A相桥臂)，可用的电压空间矢量由原有的27个减少到9个，分别是6个小矢量(U_ONN、U_OPP、U_OON、U_OOP、U_OPO、U_ONO)，2个中矢量(U_OPN、U_ONP)，1个零矢量 (Uooo)。再者，i_a为与电压矢量(U_OPN、U_ONP)以及电压矢量(U_ONN，U_OPP)对应的三相变流器的中点电流，-i_b为与电压矢量(U_OPO，U_ONO)对应的中点电流，-i_c为与电压矢量 (U_OON，U_OOP)对应的中点电流。

请参阅图3，图3是本发明实施例提供的控制如图1所示的三电平变流器中点电位波动的方法流程图。如图3所示，本实施例的控制三电平变流器中点电位波动的方法包括以下步骤：

S301：根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量。

具体地，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容C₁的电压或第二电容C₂的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的。在本发明实施例中，当所述中点不平衡因子k>0，且i_x＝min(i_a，-i_c，-i_b)，i_x<0时，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)，例如，可结合图2进行参阅，假设i_a为 (i_a，-i_c，-i_b)中最大的一个，且i_a大于0时，则可确定虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为 (U_1a，U_2a)，即虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_ONN,U_OPP)；当所述中点不平衡因子k<0，且i_x＝max(i_a，-i_c，-i_b)，i_x>0，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U _1x，U_2x)。其中，x为a、b和c中的一个；u_1a和U_2a为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、低、低和零、高、高时所对应的一对小矢量，由于图2中将所述三电平变流器的三相输出电压(低，零，高) 表征为(N，O，P)，因此，u_1a和U_2a为U_ONN和U_OPP；U_1b和U_2b为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、高、零和零、低、零时所对应的一对小矢量，即U_OPO和U_ONO；U_1c和U_2c为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、零、低和零、零、高时所对应的一对小矢量，即U_OON和U_OOP。所述i_x为所述虚拟零矢量为(U_1x，U_2x)对应的中点电流。此外，当所述中点不平衡因子k＝0时，确定所述虚拟零矢量为Uooo，其中，Uooo为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中的零矢量。

S302：通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

具体地，根据参考电压矢量位于的扇区和秒伏平衡方程，可得到：

其中，U₁和U₂为与所述参考电压矢量位于的扇区相关的小矢量，Uooo为零矢量，U_ref为参考电压矢量，T_s为开关周期，T₁和T₂为与U₁和U₂对应的作用时间，T₀为与Uooo对应的作用时间。假设参考电压矢量位于I扇区，则可根据公式(1)可得到如下公式(1)’

电压空间矢量U_ONN和U_OON对应的中点电流i_NP分别为i_a和-i_c。在一个T_s周期内，中点电流可以表示为：

i_NPT_s＝i_aT₁-i_cT₂

中点电压的波动可以表示为：

现有技术中，采用传统的SVPWM(空间电压矢量)方法，中点电压会产生与基频频率相同的波动。

为了抑制中点电压波动，本发明实施例采用成对的小矢量(U_1x，U_2x)，合成虚拟零矢量U_vzero来调节中点电压，具体可得到：

UoooT_0＝U_vzeroT₀＝U_1xT₀/2+U_2xT₀/2 (2)

将公式(2)代入公式(1)，得到：

假设参考电压矢量位于I扇区，则公式(3)可以表示为公式(3)’：

以I扇区为例，可以合成的虚拟零矢量的小矢量(U_1x，U_2x)为三对，分别为 (U_ONN,U_OPP)，(U_OON,U_OOP)，(U_OPO,U_ONO)。根据伏秒平衡原理，成对矢量方向相反，在相同的时间内，等效作用为0，对所述三电平变流器的参考电压U_ref不会造成影响，但是上述三对小矢量对应的中点电流分别为i_a，-i_c，-i_b，会对中点电位产生影响。因此，原有零矢量被虚拟零矢量替代，原有零矢量对中点电压没有影响，虚拟零矢量，却可以在不影响参考电压U_ref的同时，对所述三电平变流器的中点电压进行调节。

基于上述原理，可通过公式(3)分别计算得出小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero的作用时间T₁、T₂和T₀，并按照所述作用时间T₁、T₂和T₀对所述小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero进行控制(即按照所述作用时间和一定的开关序列对图1中的各开关进行控制)，以使所述三电平变流器输出的电压趋向所述参考电压Uref；然后，可根据所述第一电容C1的电压或第二电容C2的电压，计算得出所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，并根据所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，通过在步骤S301中所确定的虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1x，U_2x)所对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节，例如，假如在步骤S301，当所述中点不平衡因子k<0，且i_a为(i_a，-i_c，-i_b)中最大的一个，且i_a大于0时，则可确定虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1a，U_2a)，即虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_ONN,U_OPP)，进而可在步骤S302中通过虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1a，U_2a)所对应的中点电流i_a对所述三电平变流器的中点电位进行调节，以减少所述三电平变流器的中点电位的波动。此外，在低调制度(调制度小于0.7) 时，本发明实施例提供的减少中点电位的波动的方法具有更好的控制效果。

在图3提供的控制三电平变流器中点电位波动的方法中，可根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量，并通过虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节，从而可减少中点电位波动，对中点电位起到很好的动态调整的效果。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供的控制如图1所示的三电平变流器中点电位波动的装置框架图。如图4所示，控制三电平变流器中点电位波动的装置40可以包括确定模块 401和调节模块402：

确定模块401，用于根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量。具体地，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容C₁的电压或第二电容C₂的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的。在本发明实施例中，当所述中点不平衡因子k>0，且i_x＝min(i_a，-i_c，-i_b)，i_x<0时，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)，例如，可结合图2进行参阅，假设i_a为(i_a，-i_c，-i_b)中最大的一个，且i_a大于0时，则可确定虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1a，U_2a)，即虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_ONN,U_OPP)；当所述中点不平衡因子k<0，且i_x＝max(i_a， -i_c，-i_b)，i_x>0，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)。其中，x为 a、b和c中的一个；u_1a和U_2a为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、低、低和零、高、高时所对应的一对小矢量，由于图2中将所述三电平变流器的三相输出电压(低，零，高)表征为(N，O，P)，因此， u_1a和U_2a为U_ONN和U_OPP；U_1b和U_2b为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、高、零和零、低、零时所对应的一对小矢量，即U_OPO和U_ONO；U_1c和U_2c为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、零、低和零、零、高时所对应的一对小矢量，即U_OON和U_OOP。所述i_x为所述虚拟零矢量为(U_1x，U_2x)对应的中点电流。此外，当所述中点不平衡因子k＝0时，确定所述虚拟零矢量为Uooo，其中，Uooo为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中的零矢量。

调节模块402，用于通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。具体地，根据参考电压矢量位于的扇区和秒伏平衡方程，可得到：

其中，U₁和U₂为与所述参考电压矢量位于的扇区相关的小矢量，Uooo为零矢量，U_ref为参考电压矢量，T_s为开关周期，T₁和T₂为与U₁和U₂对应的作用时间，T₀为与Uooo对应的作用时间。假设参考电压矢量位于I扇区，则可根据公式(1)可得到如下公式(1)’

电压空间矢量U_ONN和U_OON对应的中点电流i_NP分别为i_a和-i_c。在一个T_s周期内，中点电流可以表示为：

i_NPT_s＝i_aT₁-i_cT₂

中点电压的波动可以表示为：

现有技术中，采用传统的SVPWM(空间电压矢量)方法，中点电压会产生与基频频率相同的波动。

为了抑制中点电压波动，本发明实施例采用成对的小矢量(U_1x，U_2x)，合成虚拟零矢量U_vzero来调节中点电压，具体可得到：

UoooT₀＝U_vzeroT₀＝U_1xT₀/2+U_2xT₀/2 (2)

将公式(2)代入公式(1)，得到：

假设参考电压矢量位于I扇区，则公式(3)可以表示为公式(3)’：

以I扇区为例，可以合成的虚拟零矢量的小矢量(U_1x，U_2x)为三对，分别为 (U_ONN,U_OPP)，(U_OON,U_OOP)，(U_OPO,U_ONO)。根据伏秒平衡原理，成对矢量方向相反，在相同的时间内，等效作用为0，对所述三电平变流器的参考电压U_ref不会造成影响，但是上述三对小矢量对应的中点电流分别为i_a，-i_c，-i_b，会对中点电位产生影响。因此，原有零矢量被虚拟零矢量替代，原有零矢量对中点电压没有影响，虚拟零矢量，却可以在不影响参考电压U_ref的同时，对所述三电平变流器的中点电压进行调节。

基于上述原理，可通过公式(3)分别计算得出小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero的作用时间T₁、T₂和T₀，并按照所述作用时间T₁、T₂和T₀对所述小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero进行控制(即按照所述作用时间和一定的开关序列对图1中的各开关进行控制)，以使所述三电平变流器输出的电压趋向所述参考电压Uref；然后，可根据所述第一电容C1的电压或第二电容C2的电压，计算得出所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，并根据所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，通过在步骤S301中所确定的虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1x，U_2x)所对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节，例如，确定模块401分析到，当所述中点不平衡因子k<0，且i_a为(i_a，-i_c，-i_b)中最大的一个，且i_a大于0时，则可确定虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1a，U_2a)，即虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_ONN,U_OPP)，进而可在步骤S302中通过虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1a，U_2a)所对应的中点电流i_a对所述三电平变流器的中点电位进行调节，以减少所述三电平变流器的中点电位的波动。此外，在低调制度(调制度小于 0.7)时，本发明实施例提供的减少中点电位的波动的方法具有更好的控制效果。

在图4提供地控制三电平变流器中点电位波动的装置中，可根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量，并通过虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节，从而可减少中点电位波动，对中点电位起到很好的动态调整的效果。

图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备 5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如控制三电平变流器中点电压波动的程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤301至302。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图 5所示模块401至402的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：

确定模块401，用于根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量。

调节模块402，用于通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5 仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及终端设备5所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种控制三电平变流器中点电位波动的方法，所述三电平变流器包括八个开关，所述八个开关中的四个形成两个桥臂，其特征在于，所述控制三电平变流器中点电位波动的方法包括：

根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量；其中，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容的电压或第二电容的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的；

当所述中点不平衡因子k>0，且i_x＝min(i_a，-i_c，-i_b)，i_x<0时，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)；

当所述中点不平衡因子k<0，且i_x＝max(i_a，-i_c，-i_b)，i_x>0，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)；其中，x为a、b和c中的一个，U_1a和U_2a为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、低、低和零、高、高时所对应的一对小矢量，U_1b和U_2b为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、高、零和零、低、零时所对应的一对小矢量，U_1c和U_2c为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、零、低和零、零、高时所对应的一对小矢量；所述i_x为所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1x，U_2x)所对应的中点电流；

通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

2.如权利要求1所述的控制三电平变流器中点电位波动的方法，其特征在于，所述根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量，还包括：

当所述中点不平衡因子k＝0时，确定所述虚拟零矢量为Uooo，其中，Uooo为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中的零矢量。

3.如权利要求1或2所述的控制三电平变流器中点电位波动的方法，其特征在于，所述通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节，包括：

根据参考电压矢量位于的扇区和秒伏平衡方程，得到：

其中，U₁和U₂为与所述参考电压矢量位于的扇区相关的小矢量，Uooo为零矢量，U_ref为参考电压矢量，T_s为开关周期，T₁和T₂为与U₁和U₂对应的作用时间，T₀为与Uooo对应的作用时间；

利用成对的小矢量(U_1x，U_2x)合成虚拟零矢量U_vzero，得到：

Uooo T₀＝U_vzeroT₀＝U_1xT₀/2+U_2xT₀/2 (2)

将公式(2)代入公式(1)，得到：

通过公式(3)分别计算得出小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero的作用时间T₁、T₂和T₀，并按照所述作用时间T₁、T₂和T₀对所述小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero进行控制，以使所述三电平变流器输出的电压趋向所述参考电压Uref；

根据所述第一电容的电压或第二电容的电压，计算得出所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，并根据所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

4.一种控制三电平变流器中点电位波动的装置，所述三电平变流器包括八个开关，所述八个开关中的四个形成两个桥臂，其特征在于，所述控制三电平变流器中点电位波动的装置包括：

确定模块，用于根据中点不平衡因子的大小，确定虚拟零矢量；其中，所述中点不平衡因子为

其中，U_C为所述三电平变流器中的第一电容的电压或第二电容的电压，U_DC为所述三电平变流器的直流母线电压；所述虚拟零矢量为对所述三电平变流器进行电压空间矢量分解所得到的成对的小矢量所合成的；

当所述中点不平衡因子k>0，且i_x＝min(i_a，-i_c，-i_b)，i_x<0时，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)；

当所述中点不平衡因子k<0，且i_x＝max(i_a，-i_c，-i_b)，i_x>0，确定所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量为(U_1x，U_2x)；其中，x为a、b和c中的一个，U_1a和U_2a为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、低、低和零、高、高时所对应的一对小矢量，U_1b和U_2b为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、高、零和零、低、零时所对应的一对小矢量，U_1c和U_2c为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中与所述三电平变流器的a相、b相和c相的输出电位分别为零、零、低和零、零、高时所对应的一对小矢量；所述i_x为所述虚拟零矢量所对应的成对的小矢量(U_1x，U_2x)所对应的中点电流；

调节模块，用于通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

5.如权利要求4所述的控制三电平变流器中点电位波动的装置，其特征在于，所述确定模块具体还用于：

当所述中点不平衡因子k＝0时，确定所述虚拟零矢量为Uooo，其中，Uooo为所述三电平变流器电压空间矢量分解图中的零矢量。

6.如权利要求4或5所述的控制三电平变流器中点电位波动的装置，其特征在于，所述调节模块具体用于：

根据参考电压矢量位于的扇区和秒伏平衡方程，得到：

其中，U₁和U₂为与所述参考电压矢量位于的扇区相关的小矢量，Uooo为零矢量，U_ref为参考电压矢量，T_s为开关周期，T₁和T₂为与U₁和U₂对应的作用时间，T₀为与Uooo对应的作用时间；

利用成对的小矢量(U_1x，U_2x)合成虚拟零矢量U_vzero，得到：

Uooo T₀＝U_vzeroT₀＝U_1xT₀/2+U_2xT₀/2 (2)

将公式(2)代入公式(1)，得到：

通过公式(3)分别计算得出小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero的作用时间T₁、T₂和T₀，并按照所述作用时间T₁、T₂和T₀对所述小矢量U₁、小矢量U₂和虚拟零矢量U_vzero进行控制，以使所述三电平变流器输出的电压趋向所述参考电压Uref；

根据所述第一电容的电压或第二电容的电压，计算得出所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，并根据所述中点不平衡因子k的绝对值的大小，通过所述虚拟零矢量对应的中点电流对所述三电平变流器的中点电位进行调节。

7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～3中任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时实现如权利要求1～3中任一项所述方法的步骤。

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