一种智能PR控制的三电平逆变器
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1. Hubei Key Laboratory for High⁃efficiency Utilization of Solar Energy and Operation Control of Energy Storage System ，Hubei University of Technology，Wuhan 430068，China；2. Hubei Power Grid Intelligent Control and Equipment Engineering Technology Research Center，Hubei University of Technology，Wuhan 430068，China）
Keywords：three ⁃ level inverter；intelligent control；proportional ⁃ resonant control；fuzzy control；wastage equilibrium； topology system；spatial vector modulation
中图分类号：TN624⁃34；TP181
文献标识码：A
文章编号：1004⁃373X（2021）20⁃0121⁃06
A three⁃level inverter based on intelligent proportional⁃resonant control
CHANG Yufang1，2，ZHONG Qingtian1，2
0引言
随着可再生能源及智能电网的发展，功率变换单元 的功率越来越高，能效问题及功率变换器的控制性能逐 渐成为电力电子变换领域的研究重点 。 [1⁃4] 大功率逆变 器 的 应 用 中 ，对 比 传 统 的 全 桥 逆 变 拓 扑 结 构 ，多 电 平 逆
Oct. 2021 Vol. 44 No. 20
121
一种智能 PR 控制的大学 太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068； 2. 湖北工业大学 湖北省电网智能控制与装备工程技术研究中心，湖北 武汉 430068）
电路工作机理角度做了分析，该拓扑均衡了各电平开关器件的损耗，采用智能 PR 控制相比传统比例积分（PI）控制器，提升
了三电平逆变系统的动态响应性能，同时降低了逆变系统的复杂性。仿真和实验结果验证了该系统方案的有效性，且系统
的响应速度优于传统的 PI 双闭环控制系统。
关键词：三电平逆变器；智能控制；比例谐振控制；模糊控制；损耗均衡；拓扑系统；空间矢量调制
2021 年 10 月 15 日 第 44 卷第 20 期
现代电子技术 Modern Electronics Technique
DOI：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2021.20.025
引用格式：常雨芳，钟擎天 . 一种智能 PR 控制的三电平逆变器[J]. 现代电子技术，2021，44（20）：121⁃126.
Abstract：Since the three ⁃ level inverter has abundant switching value and complex control system，a three ⁃ level inverter based on intelligent proportional⁃resonant（PR）control is proposed. Fuzzy control for self⁃adaption DC bus change can improve the response speed of the system. The PR control is adopted for the control inner ring to directly execute non⁃static control to the AC instruction signal，which can avoid angle calculation introduced by rotate coordinate conversion. A novel three⁃level neutral point piloted（NPP） inverting topology can balance the active components in every level and simplify the inverting system. The operation principle of the power topology circuit is analyzed in detail. The topology can balance the wastage of all power switches. In comparison with the tradition proportional integral（PI） controller，the three⁃level inverter based on PR control can improve the performance of dynamic response of the three⁃level inverter system and reduce the complexity of the inverter system. The simulation and experiment results verify the effectiveness of the inverter system and show that its response speed is superior to that of the traditional PI control system.
摘 要：三电平逆变器存在冗余开关量，且控制系统较复杂，对此文中提出一种智能 PR 控制的三电平逆变器。模糊控
制自适应直流母线变化，提高系统响应速度。控制内环采用比例谐振（PR）控制直接对交流指令信号做无静差控制，避免了
旋转坐标变换引入的角度计算。三电平中点引出型（NPP）逆变拓扑均衡了各电平的有源器件，简化逆变系统。从功率拓扑
Keywords：three ⁃ level inverter；intelligent control；proportional ⁃ resonant control；fuzzy control；wastage equilibrium； topology system；spatial vector modulation
中图分类号：TN624⁃34；TP181
文献标识码：A
文章编号：1004⁃373X（2021）20⁃0121⁃06
A three⁃level inverter based on intelligent proportional⁃resonant control
CHANG Yufang1，2，ZHONG Qingtian1，2
0引言
随着可再生能源及智能电网的发展，功率变换单元 的功率越来越高，能效问题及功率变换器的控制性能逐 渐成为电力电子变换领域的研究重点 。 [1⁃4] 大功率逆变 器 的 应 用 中 ，对 比 传 统 的 全 桥 逆 变 拓 扑 结 构 ，多 电 平 逆
Oct. 2021 Vol. 44 No. 20
121
一种智能 PR 控制的大学 太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068； 2. 湖北工业大学 湖北省电网智能控制与装备工程技术研究中心，湖北 武汉 430068）
电路工作机理角度做了分析，该拓扑均衡了各电平开关器件的损耗，采用智能 PR 控制相比传统比例积分（PI）控制器，提升
了三电平逆变系统的动态响应性能，同时降低了逆变系统的复杂性。仿真和实验结果验证了该系统方案的有效性，且系统
的响应速度优于传统的 PI 双闭环控制系统。
关键词：三电平逆变器；智能控制；比例谐振控制；模糊控制；损耗均衡；拓扑系统；空间矢量调制
2021 年 10 月 15 日 第 44 卷第 20 期
现代电子技术 Modern Electronics Technique
DOI：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2021.20.025
引用格式：常雨芳，钟擎天 . 一种智能 PR 控制的三电平逆变器[J]. 现代电子技术，2021，44（20）：121⁃126.
Abstract：Since the three ⁃ level inverter has abundant switching value and complex control system，a three ⁃ level inverter based on intelligent proportional⁃resonant（PR）control is proposed. Fuzzy control for self⁃adaption DC bus change can improve the response speed of the system. The PR control is adopted for the control inner ring to directly execute non⁃static control to the AC instruction signal，which can avoid angle calculation introduced by rotate coordinate conversion. A novel three⁃level neutral point piloted（NPP） inverting topology can balance the active components in every level and simplify the inverting system. The operation principle of the power topology circuit is analyzed in detail. The topology can balance the wastage of all power switches. In comparison with the tradition proportional integral（PI） controller，the three⁃level inverter based on PR control can improve the performance of dynamic response of the three⁃level inverter system and reduce the complexity of the inverter system. The simulation and experiment results verify the effectiveness of the inverter system and show that its response speed is superior to that of the traditional PI control system.
摘 要：三电平逆变器存在冗余开关量，且控制系统较复杂，对此文中提出一种智能 PR 控制的三电平逆变器。模糊控
制自适应直流母线变化，提高系统响应速度。控制内环采用比例谐振（PR）控制直接对交流指令信号做无静差控制，避免了
旋转坐标变换引入的角度计算。三电平中点引出型（NPP）逆变拓扑均衡了各电平的有源器件，简化逆变系统。从功率拓扑