CN113783453B - 一种低成本高增益三电平逆变器及其空间矢量调制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种低成本高增益三电平逆变器及其空间矢量调制方法。本发明提供的逆变器电路拓扑包括：直流输入侧电容、升压网络及低成本三电平逆变器，能以单级功率变换方式实现升压和降压运行，同时能显著减少功率开关管和无源器件的数量。本发明提供的的新型空间矢量调制方法包括：扇区判断、基本电压矢量选取及占空比计算、中点平衡主动控制、直通状态注入及占空比更新、开关序列设计等步骤。本方法通过在小矢量中注入直通状态，实现升压功能，且不影响正常交流输出电压，中点平衡主动控制策略能有效抑制非理想因素引发的中点电压偏移，进而保障系统运行可靠性。

Description

一种低成本高增益三电平逆变器及其空间矢量调制方法
技术领域
本发明属于电力电子与电力传动技术领域，尤其涉及一种低成本高增益三电平逆变器及其空间矢量调制方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
三电平逆变器具有功率开关管电压应力低、输出波形质量好、滤波器体积小等明显优势，在新能源发电、储能系统、电能质量控制等领域获得了广泛应用。二极管箝位型三电平逆变器和T型三电平逆变器是最为常用的两种三电平逆变器拓扑。然而，传统三电平逆变器电路拓扑含有数量较多的功率开关管，增加了系统成本和控制复杂度。
为进一步减少功率开关管数量、降低系统体积和成本，新西兰奥克兰理工大学(Auckland University of Technology)学者Tung Ngo等提出了简化型中点箝位(Simplified Neutral-Point Clamped,SNPC)三电平逆变器拓扑，其由十个功率开关管构成，无需采用二极管，功率开关管数量较传统T型三电平逆变器拓扑进一步减少。
受制于拓扑结构自身的特点，SNPC三电平逆变器最多仅能输出两种电平状态，遂使得无法产生中矢量的输出状态。因此，用于传统二极管箝位型和T型三电平逆变器的调制方法无法直接适用于SNPC三电平逆变器系统。
发明人发现，传统SNPC三电平逆变器无法实现升压运行，即输出交流电压低于输入直流电压，难以满足新能源发电系统输入电压宽范围的应用场合。因此，低成本高增益三电平逆变器拓扑及相关调制策略亟待研究。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种低成本高增益三电平逆变器及其空间矢量调制方法，能显著减少功率开关管和无源器件的数量，以单级功率变换方式实现升压和逆变。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
第一方面，发明了一种低成本高增益三电平逆变器，包括：直流电源、直流输入侧电容、升压网络、低成本三电平逆变器；
所述升压网络的输入端连接直流电源，输出端连接低成本三电平逆变器；
所述直流输入侧电容包括两个串联的电容，两个串联的电容的连接点作为直流输入电源的中性点，所述三电平逆变单元的中性点与直流输入电源的中性点相连接。
进一步的技术方案，还包括直流电源，所述直流输入侧电容与直流电源并联。
进一步的技术方案，所述升压网络包括电感L1和L2、电容C3和C4、二极管D1和D2；
二极管D1的阳极连接至直流输入侧电容的一端，二极管D1的阳极连接至电感L1的一端，电感L1的另一端通过电容C4连接至二极管D2的阳极，电容C3的一端连接至二极管D1与电感L1之间的线路上，电容C3的另一端连接至电感L2的一端，电感L2的另一端连接至二极管D2的阳极。
进一步的技术方案，所述三电平逆变单元包括由功率开关管通过串联构成公共开关单元、第一组独立开关单元、第二组独立开关单元及第三组独立开关单元，所述公共开关单元连接至所述升压网络的输出端；
上述三组独立开关单元之间并联，同时与公共开关单元中的部分开关管并联。
进一步的技术方案，采用脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)方式控制所述三电平逆变单元中各功率开关管的开通及关断。
第二方面，发明了一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，包括：
判断参考电压矢量所在的扇区及区域；
基于所在扇区，采用与该扇区对应的大矢量、小矢量合成参考电压矢量，获得伏秒平衡方程；
基于该伏秒平衡方程计算得到大矢量、小矢量的占空比；
利用中点电压分配因子对小矢量的占空比作进一步分配，以实现中点平衡主动控制；
在小矢量中注入直通状态实现升压，并更新占空比；
基于所在扇区分别设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号。
进一步的技术方案，采用比例控制器闭环调节电容电压偏差，得到中点电压分配因子，对中点电压分配因子作限幅处理。
进一步的技术方案，针对不同区域分别注入直通状态、更新占空比。
进一步的技术方案，参考电压矢量位于扇区1之外的其它扇区时，将参考电压矢量的相角通过映射关系转换至该扇区；
利用扇区1内的占空比计算公式，计算相应基本电压矢量的占空比，然后选取参考电压矢量所在扇区内的基本电压矢量，设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号。
第三方面，发明了一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制系统，包括：
扇区判断模块，被配置为：判断参考电压矢量所在的扇区及区域；
基本电压矢量选取及占空比计算模块，被配置为：基于所在扇区，采用与该扇区对应的大矢量、小矢量合成参考电压矢量，获得伏秒平衡方程；
基于该伏秒平衡方程，计算大矢量、小矢量的占空比；
中点平衡主动控制模块，被配置为：利用中点电压分配因子对小矢量的占空比作进一步分配，以实现中点平衡主动控制；
直通状态注入及占空比更新模块，被配置为：在小矢量中注入直通状态实现升压，并更新占空比；
开关序列设计模块，被配置为：基于所在扇区分别设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
(1)本发明提供的低成本高增益三电平逆变器直接由直流电变换为交流电，通过升压网络实现升压，即以单级功率变换方式实现升压和逆变功能，无需配置额外DC/DC变换器。
(2)与传统高增益二极管箝位型和T型三电平逆变器相比，本发明提供的低成本高增益三电平逆变器能显著减少功率开关管和无源器件的数量。
(3)在本发明提供的低成本高增益三电平逆变器中，桥臂直通不会对功率器件造成损坏，无需为功率开关管设置死区时间，有效避免了死区时间引发的输出电压波形畸变。
(4)本发明空间矢量调制方法在小矢量中注入上直通和下直通状态，实现升压功能，交流输出电压不受影响。
(5)当电容容量差异、功率开关管特性不一致等非理想因素导致中点电压偏移时，中点平衡主动控制策略能有效抑制上述非理想因素引发的中点电压偏移，恢复中点电压平衡，进而保障系统运行可靠性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明发明的低成本高增益三电平逆变器电路拓扑结构图；
图2为本发明方法的空间矢量图；
图3为本发明方法的原理图；
图4为本发明发明的低成本高增益三电平逆变器在非升压运行模式下的稳态工作波形图；
图5为本发明发明的低成本高增益三电平逆变器在升压运行模式下的稳态工作波形图；
图6为非升压运行模式下的中点电压平衡恢复动态波形图；
图7为升压运行模式下的中点电压平衡恢复动态波形图；
图8为非升压运行模式下、调制度由0.6增大至0.8时的动态波形图；
图9为升压运行模式下、调制度由0.6增大至0.8时的动态波形图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本实施例发明了一种低成本高增益三电平逆变器，参见附图1所示，整个系统由直流电源、直流输入侧电容、升压网络、低成本三电平逆变器和阻感负载等部分组成。其中，Vin为直流电源电压，C1和C2为直流输入侧电容。升压网络用于升高直流输入电压，其含有两个电感(L1和L2)、两个电容(C3和C4)、两个二极管(D1和D2)。低成本三电平逆变器用于将升压网络输出直流电变换成交流电，其包含十个功率开关管(S1，S2，…，S10)，其中，S1、S2、S3、S4等四个功率开关管通过串联构成公共开关单元，S5、S6通过串联构成第一组独立开关单元，S7、S8通过串联构成第二组独立开关单元，S9、S10通过串联构成第三组独立开关单元。进一步，S2和S3的连接点作为逆变器的中性点，电容C1和C2的连接点作为直流输入电源的中性点，逆变器的中性点与直流输入电源的中性点相连接；S1的集电极连接升压网络输出端的正极，S4的发射极连接升压网络输出端的负极；S5、S7和S9的集电极连接在一起，共同连接S1和S2的连接点；S6、S8和S10的发射极连接在一起，共同连接S3和S4的连接点；S5和S6的连接点作为A相输出端，S7和S8的连接点作为B相输出端，S9和S10的连接点作为C相输出端。采用脉宽调制方式控制各功率开关管的开通及关断。
可以理解的是，功率开关管为绝缘栅双极型晶体管(Insulate-GateBipolarTransistor,IGBT)；功率开关管也可采用其他形式晶体管来实现。
实施例二
本实施例发明了一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，图2为本发明方法的空间矢量图。
低成本高增益三电平逆变器的开关状态包括两种：非直通状态和直通状态。其中，非直通状态包括三种：[P]、[O]和[N]。其中，当开关状态为[P]时，桥臂输出电压为Vdc/2；当开关状态为[O]时，桥臂输出电压为0；当开关状态为[N]时，桥臂输出电压为-Vdc/2。直通状态包括两种：上直通(Upper Shoot-Through,UST)状态和下直通(Lower Shoot-through,LST)状态，分别记为[U]和[L]。进一步，直通状态通过控制公共开关单元中功率开关管的通断实现。低成本高增益三电平逆变器的开关状态及开通的功率开关管如表1所示。
表1电压矢量对应的开关状态及开通的开关管
Figure GDA0003321263020000061
Figure GDA0003321263020000071
图3为本发明方法的控制框图，基本步骤包括：扇区判断、基本电压矢量选取及占空比计算、中点平衡主动控制、直通状态注入及占空比更新、开关序列设计。图中，m、θ和dF分别为调制度、参考电压矢量的相角、直通占空比。VC1和VC2分别为为直流输入侧电容C1和C2两端的电压，通过电压传感器采样得到。VC1和VC2之间的偏差为ΔVNP，将其送入中点电压控制器，得到η0，进一步限幅之后得到η。d1和d2为各扇区内大矢量的占空比，d3和d4为各扇区内小矢量的占空比。进一步，d3p和d4p为P型小矢量的占空比，d3n和d4n为N型小矢量的占空比。S1～S10为功率开关管的驱动信号。
(1)扇区判断
利用逆变器系统闭环控制器得到的调制度m和参考电压矢量的相角θ，判断参考电压矢量所在的扇区及区域。
(2)基本电压矢量选取及占空比计算
不失一般性，以扇区1为例，说明基本电压矢量选取及占空比计算等步骤。当参考电压矢量位于扇区1时，选取距离最近的四个基本电压矢量，即大矢量V1[PNN]、V2[PPN]、小矢量V7[POO]/V8[ONN]、V9[PPO]/V10[OON]合成参考电压矢量。此时，伏秒平衡方程为
Figure GDA0003321263020000081
其中，d1、d2、d3和d4分别为V1[PNN]、V2[PPN]、V7[POO]/V8[ONN]和V9[PPO]/V10[OON]的占空比。
令d3＝y，则
Figure GDA0003321263020000082
显而易见：
Figure GDA0003321263020000083
引入分配因子ξ，令
Figure GDA0003321263020000084
Figure GDA0003321263020000085
其中ξ满足0＜ξ＜1。
同时，考虑占空比d1和d2的约束条件0＜d1＜1，0＜d2＜1，进一步得到分配因子ξ的约束条件为
Figure GDA0003321263020000091
Figure GDA0003321263020000092
令
Figure GDA0003321263020000093
为保证分配因子ξ位于ξmin和ξmax之间，取
Figure GDA0003321263020000094
利用分配因子分配两组小矢量的占空比。
(3)中点平衡主动控制及直通状态注入
采用比例控制器闭环调节电容电压偏差，得到中点电压分配因子η，可表示为
η＝kp,NP·(VC1-VC2) (6)
其中，kp,NP为比例系数。
进一步，为避免输出电压波形畸变，对中点电压分配因子η作限幅处理，可表示为
-(1-m-dF)＜η＜1-m-dF (7)
利用上述中点电压分配因子η，对小矢量V7[POO]/V8[ONN]和V9[PPO]/V10[OON]的占空比作进一步分配(如式(8)和式(9)所示)，以实现中点平衡主动控制。
Figure GDA0003321263020000095
Figure GDA0003321263020000101
其中，d3p、d3n、d4p和d4n分别为小矢量[POO]、[ONN]、[PPO]和[OON]的占空比。
(4)直通状态注入及占空比更新
本发明方法在小矢量中注入直通状态，在不影响交流输出电压的情况下，实现升压功能。此外，为保证较高质量的输出波形，低成本高增益三电平逆变器通常运行于较高调制度的范围内，即图2中的区域A和区域B。因此，本发明方法针对区域A和区域B，分别给出直通状态注入及占空比更新方法(如式(10)-(13)所示)。
设逆变器系统的直通占空比为dF。当参考电压矢量位于扇区1内的区域A时，在P型小矢量[POO]中注入下直通状态，在N型小矢量[ONN]中注入上直通状态。则P型小矢量[POO]和N型小矢量[ONN]的占空比分别更新为
Figure GDA0003321263020000102
此时，P型小矢量[PPO]和N型小矢量[OON]的占空比则保持不变：
Figure GDA0003321263020000103
当参考电压矢量位于扇区1内的区域B时，在P型小矢量[PPO]中注入下直通状态，在N型小矢量[OON]中注入上直通状态。则P型小矢量[PPO]和N型小矢量[OON]的占空比分别更新为
Figure GDA0003321263020000104
此时，P型小矢量[POO]和N型小矢量[ONN]的占空比则保持不变：
Figure GDA0003321263020000111
(5)开关序列设计
考虑逆变器输出波形谐波含量应尽可能低、功率开关管动作次数应尽可能少等因素，设计开关序列。
当参考电压矢量位于扇区1内的区域A时，开关序列设计为：
[PNN]-[PLL]-[POO]-[PPO]-[PPN]-[OON]-[ONN]-[UNN]-[PNN]
当参考电压矢量位于扇区1内的区域B时，开关序列设计为：
[PNN]-[POO]-[PPO]-[PPL]-[PPN]-[UUN]-[OON]-[ONN]-[PNN]
(6)其它扇区内的占空比计算及开关序列设计方法
当参考电压矢量位于其它扇区(即扇区2—扇区6)时，将参考电压矢量的相角通过映射关系(即式(14))转换至扇区1，即
Figure GDA0003321263020000112
其中，θ为参考电压矢量的相角，N为扇区编号，θ'为参考电压矢量的相角映射至扇区1内的值。
在此基础上，利用扇区1内的占空比计算公式，计算相应基本电压矢量的占空比。然后选取参考电压矢量所在扇区内的基本电压矢量，设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号，不同扇区及区域内的开关序列设计如表2所示。
表2不同扇区及区域内的开关序列
Figure GDA0003321263020000113
Figure GDA0003321263020000121
图4为低成本高增益三电平逆变器在非升压模式下的工作波形图。此时，直流输入电源电压为300V，系统调制度和直通占空比分别设置为0.8和0。其中，VC1和VC2分别表示直流输入侧电容C1和C2为两端的电压，vdc表示升压网络的输出电压，vab表示线电压，ia、ib和ic为三相输出电流。因直通占空比设置为0，升压网络的输出电压等于直流输入电源电压(即300V)。线电压为五电平波形，三相输出电流为对称正弦波形，从而验证了本发明逆变器系统及调制方法的有效性。直流输入侧电容C1和C2为两端的电压均为150V，从而说明本发明方法中中点平衡主动控制策略的有效性。
图5为低成本高增益三电平逆变器在升压模式下的工作波形图。此时，直流输入电源电压为300V，系统调制度和直通占空比分别设置为0.8和0.125。其中，VC1和VC2分别表示直流输入侧电容C1和C2为两端的电压，vdc表示升压网络输出电压，vab表示线电压，ia、ib和ic为三相输出电流。可以看出：升压网络的输出电压在200V至400V之间变化，其幅值为400V，高于直流输入电源电压，验证了本发明方法实现升压功能的有效性。与图4相比，图5中三相输出电流的幅值增大。在升压模式下，直流输入侧电容C1和C2为两端的电压仍等于150V，验证了中点平衡主动控制策略的有效性。
为进一步说明中点平衡主动控制策略的有效性，在直流输入侧电容C1和C2两端分别并联阻值为10kΩ和15kΩ的电阻。图6为非升压模式下的工作波形图。图7为升压模式下的工作波形图。在仿真时间为0.6s时，使能中点平衡主动控制策略。可以看出：在0.6s之前，因电容C1和C2两端并联不同阻值电阻的影响，电容C1和C2两端的电压出现了明显差异，即VC2>VC1，进而造成功率开关管的电压应力不均衡，影响系统的稳定可靠运行。在0.6s时，使能本发明方法中的中点平衡主动控制策略，电容C1和C2两端的电压区域平衡。因此，本发明方法能有效抑制非理想因素引发的中点电压不平衡，从而提高系统运行可靠性。
当系统调制度由0.6切换至0.8时，非升压模式和升压模式下的工作波形分别如图8和图9所示。显而易见，三相输出电流幅值随调制度的增加而增大，且波形质量改善。在调制度阶跃变化的动态过程中，三相电流波形幅值平稳增加，未出现明显的电流冲击，从而验证了本发明方法在不同调制度下的均能保证系统稳定可靠运行。
实施例二
本实施例的目的是提供一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述方法的步骤。
实施例四
本实施例的目的是提供一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制系统，包括：PWM控制器，所述PWM控制器被配置为包括：
扇区判断模块，被配置为：判断参考电压矢量所在的扇区及区域；
基本电压矢量选取及占空比计算模块，被配置为：基于所在扇区，采用与该扇区对应的大矢量、小矢量合成参考电压矢量，获得伏秒平衡方程；
基于该伏秒平衡方程大矢量、小矢量的占空比；
中点平衡主动控制模块，被配置为：利用中点电压分配因子对小矢量的占空比作进一步分配，以实现中点平衡主动控制；
直通状态注入及占空比更新模块，被配置为：在小矢量中注入直通状态实现升压，并更新占空比；
开关序列设计模块，被配置为：基于所在扇区分别设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号。
以上实施例的装置中涉及的各步骤与方法实施例二相对应，具体实施方式可参见实施例二的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (12)

1.一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，包括：
判断参考电压矢量所在的扇区及区域；
基于所在扇区，采用与该扇区对应的大矢量、小矢量合成参考电压矢量，获得伏秒平衡方程；
基于该伏秒平衡方程，计算得到大矢量、小矢量的占空比；
利用中点电压分配因子对小矢量的占空比作进一步分配，以实现中点平衡主动控制；
在小矢量中注入直通状态实现升压，并更新占空比；
基于所在扇区分别设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号；
当参考电压矢量位于扇区1之外的其它扇区时，将参考电压矢量的相角通过映射关系转换至扇区1；
利用扇区1内的占空比计算公式，计算相应基本电压矢量的占空比，然后选取参考电压矢量所在扇区内的基本电压矢量，设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号；
将小矢量围成的三角形区域定义为区域C，扇区内除了区域C以外的区域，等分为两个直角梯形区域，分别为区域A和区域B。
2.如权利要求1所述的低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，所采用的一种低成本高增益三电平逆变器，其特征是，包括：直流输入侧电容、升压网络和低成本三电平逆变器部分；
所述直流输入侧电容包括两个串联的电容，两个串联的电容的连接点作为直流输入电源的中性点，所述三电平逆变器的中性点与直流输入电源的中性点相连接；
所述升压网络其输入端连接直流电源，输出端连接低成本三电平逆变器。
3.如权利要求2所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，所述低成本三电平逆变器包括10个功率开关管S 1，S 2，…，S 10，功率开关管S 1、S 2、S 3、S 4通过串联构成公共开关单元，S 5、S 6通过串联构成第一组独立开关单元，S 7、S 8通过串联构成第二组独立开关单元，S 9、S 10通过串联构成第三组独立开关单元，所述公共开关单元连接至所述升压网络的输出端。
4.如权利要求3所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，采用脉宽调制方式控制所述三电平逆变器中各功率开关管的开通及关断。
5.如权利要求1所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，当参考电压矢量位于扇区1内，利用分配因子，分配两组小矢量的占空比。
6.如权利要求1所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，采用比例控制器闭环调节电容电压偏差，得到中点电压分配因子
Figure QLYQS_1
，利用调制度m和直通占空比d F对中点电压分配因子作限幅处理。
7.如权利要求1所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，针对不同区域分别注入直通状态、更新占空比。
8.如权利要求7所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，在每一扇区的区域A中，对两对小矢量的占空比分别更新，在每一扇区的区域B中，对两对小矢量的占空比分别更新。
9.如权利要求5所述的一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制方法，其特征是，当参考电压矢量位于扇区1中的区域A时，开关序列为[PNN]-[PLL]-[POO]-[PPO]-[PPN]-[OON]-[ONN]-[UNN]-[PNN]；或
当参考电压矢量位于扇区1中的区域B时，开关序列为[PNN]-[POO]-[PPO]-[PPL]-[PPN]-[UUN]-[OON]-[ONN]-[PNN]；或
当参考电压矢量位于扇区2中的区域A时，开关序列为[PPN]-[PPL]-[PPO]-[OPO]-[NPN]-[NON]-[OON]-[UUN]-[PPN]；或
当参考电压矢量位于扇区2中的区域B时，开关序列为[PPN]-[PPO]-[OPO]-[LPL]-[NPN]-[NUN]-[NON]-[OON]-[PPN]；或
当参考电压矢量位于扇区3中的区域A时，开关序列为[NPN]-[LPL]-[OPO]-[OPP]-[NPP]-[NOO]-[NON]-[NUN]-[NPN]；或
当参考电压矢量位于扇区3中的区域B时，开关序列为[NPN]-[OPO]-[OPP]-[LPP]-[NPP]-[NUU]-[NOO]-[NON]-[NPN]；或
当参考电压矢量位于扇区4中的区域A时，开关序列为[NPP]-[LPP]-[OPP]-[OOP]-[NNP]-[NNO]-[NOO]-[NUU]-[NPP]；或
当参考电压矢量位于扇区4中的区域B时，开关序列为[NPP]-[OPP]-[OOP]-[LLP]-[NNP]-[NNU]-[NNO]-[NOO]-[NPP]；或
当参考电压矢量位于扇区5中的区域A时，开关序列为[NNP]-[LLP]-[OOP]-[POP]-[PNP]-[ONO]-[NNO]-[NNU]-[NNP]；或
当参考电压矢量位于扇区5中的区域B时，开关序列为[NNP]-[OOP]-[POP]-[PLP]-[PNP]-[UNU]-[ONO]-[NNO]-[NNP]；或
当参考电压矢量位于扇区6中的区域A时，开关序列为[PNP]-[PLP]-[POP]-[POO]-[PNN]-[ONN]-[ONO]-[UNU]-[PNP]；或
当参考电压矢量位于扇区6中的区域B时，开关序列为[PNP]-[POP]-[POO]-[PLL]-[PNN]-[UNN]-[ONN]-[ONO]-[PNP]。
10.一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-9任一所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述权利要求1-9任一所述的方法的步骤。
12.一种低成本高增益三电平逆变器的空间矢量调制系统，执行权利要求1-9任一所述的方法的步骤，其特征是，包括：
扇区判断模块，被配置为：判断参考电压矢量所在的扇区及区域；
基本电压矢量选取及占空比计算模块，被配置为：基于所在扇区，采用与该扇区对应的大矢量、小矢量合成参考电压矢量，获得伏秒平衡方程；
基于该伏秒平衡方程，计算大矢量、小矢量的占空比；
中点平衡主动控制模块，被配置为：利用中点电压分配因子对小矢量的占空比作进一步分配，以实现中点平衡主动控制；
直通状态注入及占空比更新模块，被配置为：在小矢量中注入直通状态实现升压，并更新占空比；
开关序列设计模块，被配置为：基于所在扇区分别设计开关序列，并生成功率开关管的驱动信号。
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