(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211165075.6 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 无锡学院 地址 214105 江苏省无锡市锡山区锡山大 道333号 (72)发明人 李伟伟　葛学健　郭春平　花国祥　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 胡杰 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02M 7/5387(2007.01) H02M 1/32(2007.01) H02M 1/088(2006.01) (54)发明名称 一种并联三电平变换器环流抑制型开关序 列设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种并联三电平变换器环流 抑制型开关序列设计方法， 涉及新能源功率变换 技术领域， 利用五电平状态在分配到三电平状态 过程中的自由度， 不再局限于 现有开关序列在一 个开关周期内始终不变的分配方式， 着眼于在每 个五电平基本矢量的分配过程中都确保并联三 电平变换器的三相状态差 之和最小， 一方面可以 在开关周期内的每一段时间内， 都确保最小的开 关状态差， 从而产生最小的并联环流； 另一方面， 最终合成的并联系统输出状态并未 发生变化， 因 此可以确保更高的并联输出电能质量， 且由于前 后两半周期内采用对称的开关序列， 以及相邻周 期内也采用相互对称的开关序列， 因此仍能保证 环流平均值为零， 从而确保并联变换器能够正常 运行。 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 CN 115425686 A 2022.12.02 CN 115425686 A 1.一种并联三电平变换器环流抑制型开关序列设计方法， 其特 征在于： 包括以下步骤 将并联的两 台三电平变换器整体视为一个五电平系统， 利用传统五电平 空间矢量调制 方法生成一个开关周期内与参 考矢量相对应的五电平开关序列； 将开关序列中五电平状态分配至并联运行三电平变换器各自对应的三电平开关状态， 采用如下分配原则： 将开关周期等分成前后两个部分， 在前半部分， 针对每一个五电平基本矢量， 将其中数 值为偶数的五电平状态 平均分为两个三电平状态， 数值为偶数的五电平状态包括0、 2和4， 数值为0的五电平状态 平均分为两个数值 为0的三电平状态， 数值为2的五电平状态 平均分为两个数值 为1的三电平状态， 数值为4的五电平状态 平均分为两个数值 为2的三电平状态； 针对每一个五电平基本矢量， 将其中数值为奇数的五电平状态平均分为差值最小的两 个三电平状态， 数值为奇数的五电平状态包括1和3， 数值为1的五电平状态分为数值分别为0和1的三电平状态， 数值为3的五电平状态分为数值分别为1和2的三电平状态； 在开关周期的后半部分， 其开关序列与开关周期前半部分的开关序列设置为相互对 称。 2.根据权利要求1所述的一种并联三电平变换器环流抑制型开关序列设计方法， 其特 征在于： 当五电平基本矢量中数值为奇数的五电平状态有2个时， 即有两个五电平状态1， 或 者两个五电平状态3， 或者一个五电平状态1和一个五电平状态3， 则其中任意两个奇数值 五 电平状态在分配为 三电平状态时， 三相状态差之和最小。 3.根据权利要求1所述的一种并联三电平变换器环流抑制型开关序列设计方法， 其特 征在于： 任意 一开关周期的开关序列 均与其相邻开关周期的开关序列设置为相互对称。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115425686 A 2一种并联三电平变换器环流抑制型开关序列设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 新能源功率变换技术领域， 特别是涉及一种并联三电平变换器环流抑 制型开关序列设计方法。 背景技术 [0002]为了满足风能和太阳能等新能源 发电应用不断提升的功率等级需求， 三电平拓扑 和并联运行技 术在新能源功率变换器中得到 了广泛应用。 [0003]新能源功率变换应用往往存在多个方面的性能指标， 需要统筹兼顾和利弊权衡， 从而实现系统层面的最佳性能， 对于并网变换器来说， 交流侧的并网电能质量是最重要的 系统指标之一， 因此如何减小交流侧电流谐波成为应用和研究的热点。 [0004]对于并联运行的三电平变换器来说， 减小交流侧电流谐波的经典做 法是采用交错 并联技术， 所谓交错并联， 就是在两台并联运行变换器各自的调制过程中， 在载波 上设置半 个开关周期的相位差， 从而使得两台变换器的输出谐波相互抵消 一部分， 进而提高并联输 出的总体谐波水平。 [0005]但是， 传统交错并联技术最大的缺点在于， 载波相位差会导致在一个开关周期内 的不同时刻， 两台变换器的开关状态始终存在差值， 进而导致并联变换器之间产生幅值很 大的高频环流， 一方面， 这种高频环 流是交错并联技术必 然带来的结果， 无法通过改变调制 过程进行抑制； 另一方面， 高频环流会显著增加开关器件承受的应力水平， 以及增大并联变 换器内部的功率损耗。 [0006]为了解决这个问题， 公开号为CN109713725B的中国专利公开了一种风电并网三电 平变换器的并联控制方法， 可将两台并联变换器视为一个总体的多电平系统进行分析和调 制， 与传统交错并联技术相比， 该方法不仅进一步降低了交流输出谐波 水平， 而且还有效减 小了调制过程中产生的高频环流幅值， 为新能源并网应用提供了一种性能更佳的并联运行 思路。 [0007]但是， 这种方法所提出的状态分配原则具备较大的局限性， 由此设计出来的开关 序列无法灵活适应不同的变换器控制目标， 特别是不能进一步减小环流， 因此， 本发明提出 了一种新的状态分配原则 及相应的开关序列设计方法， 在保持交流侧输出谐波不变的前提 下， 能够进一 步显著降低环流幅值。 发明内容 [0008]为了解决以上技术问题， 本发明提供一种并联三电平变换器环流抑制型开关序列 设计方法， 包括以下步骤 [0009]将并联的两台三电平变换器整体视为一个五电平系统， 利用传统五电平空间矢量 调制方法生成一个开关周期内与参 考矢量相对应的五电平开关序列； [0010]将开关序列中五电平状态分配至并联运行三电平变换器各自对应的三电平开关 状态， 采用如下分配原则：说　明　书 1/6 页 3 CN 115425686 A 3