一种新型的三电平逆变器中点电压平衡控制策略
三电平逆变器SVPWM控制策略的研究
三电平逆变器SVPWM控制策略的研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，逆变器作为高效、可靠的电力转换装置，在新能源发电、电机驱动、无功补偿等领域得到了广泛应用。
其中，三电平逆变器因其输出电压波形质量好、开关损耗小、动态响应快等优点，受到了研究者的广泛关注。
空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）作为一种先进的调制策略，通过合理分配三相桥臂的开关状态，可以实现对输出电压波形的精确控制，进一步提高逆变器的性能。
本文旨在深入研究三电平逆变器的SVPWM控制策略，通过理论分析和实验验证，探索其在实际应用中的优化方法和潜在问题。
文章首先介绍了三电平逆变器的基本结构和工作原理，为后续的控制策略分析奠定基础。
随后，详细阐述了SVPWM的基本原理和实现方法，包括空间矢量的定义、合成和分配等关键步骤。
在此基础上，本文重点分析了三电平逆变器SVPWM控制策略的优化方法，包括减小开关损耗、提高直流电压利用率、改善输出电压波形质量等方面。
本文还通过实验验证了三电平逆变器SVPWM控制策略的有效性。
通过搭建实验平台，测试了不同控制策略下的逆变器性能，包括输出电压波形、开关损耗、动态响应等指标。
实验结果表明，采用SVPWM控制策略的三电平逆变器在各方面性能上均表现出明显的优势，验证了本文研究的有效性和实用性。
本文总结了三电平逆变器SVPWM控制策略的研究现状和未来发展趋势，为相关领域的进一步研究提供了有益的参考。
二、三电平逆变器的基本原理三电平逆变器是一种在电力电子领域中广泛应用的电能转换装置，其基本原理在于利用开关管的导通与关断，实现直流电源到交流电源的高效转换。
与传统的两电平逆变器相比，三电平逆变器在输出电压波形上拥有更高的精度和更低的谐波含量，因此在大规模电力系统和电机驱动等领域具有显著优势。
三电平逆变器的基本结构通常包括三个直流电源、六个开关管以及相应的控制电路。
基于MPC的三电平NPC变流器中点电位控制策略
电气传动2021年第51卷第10期ELECTRIC DRIVE 2021Vol.51No.10摘要：中点电位平衡是三电平中点钳位型（NPC ）变流器研究的热点问题。
针对效率优化调制策略在实际应用时受非调制因素影响导致中点电位偏移的问题，提出了基于模型预测控制（MPC ）的三电平NPC 变流器中点电位控制策略，通过预测两拍中点电位在效率优化策略中选择一组合适调制波，对其中点电位进行闭环控制，达到更好控制中点电位平衡的目的。
通过仿真与实验验证，所提出的中点电位控制策略在保证系统效率与输出总谐波畸变率（THD ）满足要求的情况下，能够实际解决由非调制因素引起的中点电位偏移的问题。
关键词：三电平NPC 变流器；效率优化调制策略；模型预测控制（MPC ）；中点电位中图分类号：TM46文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd20482Midpoint Potential Control Strategy for Three -level NPC Converter Based on MPCLI Jun 1，WANG Qian 2，LI Wanting 2，SHI Rong 3，LI Ning 2（1.Academy of Modern Electric Power Research ，North China Electric Power System ，Beijing 102206，China ；2.School of Electrical Engineering ，Xi'an University of Technology ，Xi ’an 710048，Shaanxi ，China ；3.State Grid Shaanxi Electric Power Company Economic Research Institute ，Xi ’an 710065，Shaanxi ，China ）Abstract:The midpoint potential balance is a hot issue in the study of three-level neutral point clamped （NPC ）converters.Aiming at the problem that the efficiency optimization modulation strategy is affected by non-modulation factors in the practical application so as to lead to the midpoint potential shift ，a three-level NPC converter based on model predictive control （MPC ）was proposed to control the midpoint potential.The midpoint potential selected a suitable set of modulated waves in the efficiency optimization strategy ，and performed closed-loop control on the midpoint potential to achieve better control of the midpoint potential balance.Through simulation and experimental verification ，the proposed midpoint potential control strategy can actually solve the problem of midpoint potential shift caused by non-modulation factors while ensuring system efficiency and output total harmonic distortion （THD ）meet the requirements.Key words:three-level neutral point clamped （NPC ）converter ；efficiency optimization modulation strategy ；model predictive control （MPC ）；midpoint potential基于MPC 的三电平NPC 变流器中点电位控制策略李君1，王倩2，李婉婷2，施荣3，李宁2（1.华北电力大学现代电力研究院，北京102206；2.西安理工大学电气工程学院，陕西西安710048；3.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安710065）基金项目：电力传输与功率变换控制教育部重点实验室开放课题（2018AC02）；陕西省自然科学基础研究计划（20185M5041）；西安市碑林区区科技项目（GX1938）作者简介：李君（1983—），女，硕士，工程师，Email ：****************三电平NPC 变流器被广泛应用于中高压变频调速、电力系统无功补偿等领域[1]。
一种新的三电平光伏逆变器中点平衡算法
一种新的三电平光伏逆变器中点平衡算法苏家庆【摘要】文章针对三电平光伏逆变器的中点平衡问题,采用统一中点平衡算法,计算在一个载波周期内达到中点平衡所需叠加的零序分量,并采用基于载波实现的方法注入零序分量以实现中点平衡的控制,避免了扇区判断及空间矢量作用时间的几何计算,易于工程应用.实验结果验证了上述方案的正确性和有效性.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】4页(P46-49)【关键词】三电平;中点平衡;零序分量;控制【作者】苏家庆【作者单位】合肥工业大学电气工程与自动化学院,合肥230009【正文语种】中文光伏发电因其具有绿色无污染，安全可靠等优点，成为最有发展前景的发电技术之一［1-2］。
由于三电平光伏逆变器具有谐波含量小，电压畸变率低，耐压等级高等特点，故在光伏发电系统中得到广泛应用［3-4］。
三电平逆变器具特有中点电位的不平衡问题。
为了保证其正常运行，常见的平衡中点电位的方法主要分为以下3种：①上下电容电压取自两路独立的直流电源［5-6］；②用额外的变流器向直流侧中点注入或抽取电流［7］；③通过软件改变调制算法来平衡中点电位［8-10］。
前两种方法都在系统中增加了硬件的投入，从而增加了系统的成本；而通过改变调制算法却不会增加成本，所以更受青睐。
文献［8-9］运用冗余小矢量分配的方法，物理意义清晰，可以对中点平衡控制进行深入分析，但其需要进行复杂的扇区划分及矢量分解运算；文献［10］提出一种基于虚拟矢量的SVPWM方法，可以完全消除中点电位波动，但开关损耗大且共模电压变化频率高，同样需要进行复杂的矢量分解计算。
本文针对三电平逆变器的中点平衡问题，采用统一中点平衡算法，该方法从载波角度出发，计算在载波周期内能达到中点电位平衡所需要叠加的零序分量，采用向调制波注入零序分量的方法来平衡中点电位，这种方法不需要进行复杂的扇区判断及矢量作用时间计算，实现简单，易于在工程中实际应用。
NPC三电平逆变器及其中点电位平衡的研究
NPC三电平逆变器及其中点电位平衡的研究一、本文概述Overview of this article随着电力电子技术的快速发展和可再生能源的大规模应用，电力转换和电能质量控制成为了电气工程领域的研究热点。
其中，三电平逆变器作为一种高效的电能转换装置，在风力发电、太阳能发电、电机驱动等领域得到了广泛应用。
然而，三电平逆变器在运行过程中，中点电位平衡问题一直是影响其性能稳定性的关键因素。
因此，对NPC（Neutral Point Clamped）三电平逆变器及其中点电位平衡的研究具有重要的理论价值和实际意义。
With the rapid development of power electronics technology and the large-scale application of renewable energy, power conversion and power quality control have become research hotspots in the field of electrical engineering. Among them, three-level inverters, as an efficient energy conversion device, have been widely used in fields such as wind power generation, solar power generation, and motor drive. However, the issue of midpoint potential balance has always been a keyfactor affecting the performance stability of three-level inverters during operation. Therefore, the study of NPC (Neutral Point Clamped) three-level inverters and their midpoint potential balance has important theoretical value and practical significance.本文旨在深入探讨NPC三电平逆变器的工作原理、中点电位平衡控制策略以及实际应用中的关键技术问题。
三电平中点箝位型逆变器中点电压平衡和控制方法研究
第23卷 第6期 电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 6 · 74 ·JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT2009年6月本文于2008年4月收到。
*基金项目: 安徽省“十一五”科技攻关(编号: 06012143H)资助项目; 合肥工业大学科研发展基金(编号: GDBJ2008-046)资助项目。
更多电子资料请登录赛微电子网三电平中点箝位型逆变器中点电压平衡和控制方法研究*胡存刚1 王群京1,2 严 辉3 杨 益3(1. 合肥工业大学电气与自动化工程学院, 合肥 230009; 2. 安徽大学电子科学与技术学院, 合肥 230039;3. 安徽建筑工业学院电子与信息工程学院, 合肥 230022)摘 要: 建立了三电平中点箝位型逆变器中点电压的数学模型; 分析了在不同的负载条件下, 传统的最近三矢量合成方法中点电压存在不能平衡的区域; 利用合成空间矢量的调制方法, 实现了对中点电压的有效控制。
为了在扇区切换时输出矢量平稳过渡, 提出了在每个大区内全部采用相同首发小矢量的方法。
用MATLAB/Simulink 仿真研究了中点电压平衡控制的效果, 并用MOSFET 搭建了三电平逆变器实验电路模型, 对中点电压平衡控制效果进行了验证。
实验结果证明了基于合成空间矢量的三电平NPC 逆变器中点电压平衡控制方法的有效性。
关键词: 中点箝位型逆变器；空间矢量调制；中点电压平衡；合成空间矢量 中图分类号: TM464 文献标识码: A 国家标准学科分类代码:Research on neutral-point potential balancing and control methodfor three-level NPC inverterHu Cungang 1 Wang Qunjing 1,2 Yan hui 3 Yang Yi 3(1. Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Anhui University, Hefei 230039, China;3. Anhui Institute of Architecture & Industry, Hefei 230022, China )Abstract: A significant problem with neutral-point-clamped three-level inverters is the fluctuation in the neu-tral-point voltage. The mathematics model of neutral-point potential is developed while the neutral-point potential is unbalanced. In this paper the limitations of neutral-point potential balancing problem for different loading conditions of three-level neutral-point-clamped inverters is explored. And a novel modulation approach for the complete control of the neutral-point potential is introduced. The new modulation approach, which bases on the virtual space vector concept, guarantees the balancing of the neutral-point potential for any load over the full range of converter output voltage and for all load power factors. In order to avoid the abrupt change of output voltage vectors during the process of desired vector changing from one section to another, a novel space vector modulation algorithm is proposed, in which the same small vectors are adopted as first active vector. Some simulation and experiment results are given to validate the method.Keywords: neutral point clamped inverter; SVPWM; neutral-point potential balancing; synthetic-space-vector1 引 言中点电压平衡是多电平中点箝位型(neutral point clamped, NPC)逆变器的固有问题和研究热点。
三电平电路中点电压平衡控制方法
三电平电路中点电压平衡控制方法
三电平电路是一种常见的电力电子变换器拓扑结构，广泛应用于高功率、高效率的电力转换系统中。
在三电平电路中，中点电压平衡是一个重要的问题。
如果中点电压失衡，会导致电流分布不均匀，甚至可能引发电压过高或过低的问题，从而影响整个电路的工作稳定性和可靠性。
为了解决三电平电路中的中点电压平衡问题，一种常见的方法是采用电压平衡控制策略。
这种策略通常基于对电压平衡误差的测量和反馈控制。
具体而言，可以通过在电路中添加传感器来监测每个电容器的电压，并将这些测量值与设定的平衡电压进行比较。
根据测量值与设定值之间的差异，可以调节控制器的输出信号，进而控制电路中的开关元件，以实现中点电压的平衡。
除了传统的电压平衡控制策略，还可以使用一些先进的控制方法来提高中点电压的平衡性。
例如，模型预测控制（MPC）是一种基于系统模型的优化控制方法，可以更精确地预测和调节电路中的中点电压。
另外，基于人工智能的控制算法如神经网络和模糊逻辑控制也可以应用于中点电压平衡控制中，通过学习和优化算法来提高电路的平衡性和稳定性。
需要注意的是，在进行中点电压平衡控制时，还需要考虑电路中其他因素对电压平衡的影响。
例如，电源电压波动、负载变化和温度变化等因素都可能导致电压平衡失调。
因此，在设计中点电压平衡控制方法时，应综合考虑各种因素，并采取相应的措施来保证电路的稳定运行。
综上所述，三电平电路中点电压平衡控制是一个重要且复杂的问题。
通过采用传统的电压平衡控制策略以及先进的控制方法，可以有效提高电路的中点电压平衡性，并保证电路的稳定性和可靠性。
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡研究
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
SVPWM是一种先进的空间矢量调制技术，通过将一个采样周期内的三个电压矢 量分配到两个开关器件上，可以获得与常规PWM相比更高的调制效率和更好的输 出波形质量。对于三电平NPC逆变器，SVPWM控制策略的关键是选取合适的调制方 式、脉宽调制参数和中点电位控制策略。
中点电位平衡研究
中点电位的影响主要有以下几个方面：
中点电位平衡研究
1、输出波形质量：中点电位不平衡会导致输出波形畸变，产生谐波污染；
中点电位平衡研究
2、开关器件的可靠性：中点电位不平衡会导致开关器件承受电压增大，降低 其可靠性；
中点电位平衡研究
3、系统的稳定性：中点电位不平衡会影响系统的稳定运行，可能导致系统振 荡甚至崩溃。
结论与展望
结论与展望
本次演示对三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡问题进行了深入 研究，提出了一种有效的控制方法。实验结果表明，该方法可以有效提高逆变器 的性能和可靠性。然而，在实际应用中仍存在一些问题需要进一步探讨，例如如 何进一步优化脉宽调制参数和中点电位平衡控制策略，以获得更好的输出波形质 量和系统稳定性。
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
电流跟踪控制参数也是SVPWM控制策略的重要组成部分。本次演示采用PI （Proportional-Integral）控制器来实现电流跟踪控制，通过调节PI控制器的 参数，达到快速跟踪输出电流的目的。
中点电位平衡研究
中点电位平衡研究
中点电位平衡问题是三电平NPC逆变器运行过程中的一个关键问题。中点电位 的平衡与否直接影响到逆变器的性能和可靠性。中点电位的产生原因是逆变器两 个半桥中点电压的差值，它可能会导致半桥电容充放电不平衡，进而影响逆变器 的正常工作。
三电平NPC逆变器中点电压平衡混合调制策略
第３８卷第２期 计算机应用与软件Ｖｏｌ ３８Ｎｏ．２２０２１年２月 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＦｅｂ．２０２１三电平ＮＰＣ逆变器中点电压平衡混合调制策略李 癑 黄孙伟 徐 川（天津理工大学电气电子工程学院 天津３００３８４）（天津理工大学天津市复杂控制理论与应用重点实验室 天津３００３８４）收稿日期：２０１９－０７－１７。
李癑，硕士生，主研领域：电力电子技术在多电平变流器的应用。
黄孙伟，副教授。
徐川，硕士生。
摘 要 针对二极管中点钳位型（ｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｃｌａｍｐｅｄ，ＮＰＣ）三电平逆变器直流侧电容电压不平衡问题，提出一种混合空间矢量脉宽调制技术（Ｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＳＶＰＷＭ）和虚拟空间矢量脉宽调制技术（Ｖｉｒｔｕａｌｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＶＳＶＰＷＭ）的控制策略。
采用６０°坐标系，通过大扇区旋转模型和小扇区重新划分以简化计算，即在低调制比时，通过一系列处理简化ＳＶＰＷＭ算法，并设计ＰＩ控制器以调节小矢量作用时间平衡中点电压；在高调制比时，改进ＶＳＶＰＷＭ，重新定义小、中矢量在降低共模电压的同时设计滞环比较器以平衡中点电压。
仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。
关键词 电容电压不平衡 调制比 简化空间矢量脉宽调制技术 ＰＩ控制器 改进虚拟空间矢量脉宽调制技术 滞环比较器中图分类号 ＴＰ３ ＴＭ８４３ 文献标志码 Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ ３８６ｘ．２０２１．０２．０１５ＴＨＲＥＥ ＬＥＶＥＬＮＰＣＩＮＶＥＲＴＥＲＭＩＤＰＯＩＮＴＶＯＬＴＡＧＢＡＬＡＮＣＥＨＹＢＲＩＤＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮＳＴＲＡＴＥＧＹＬｉＹｕｅ ＨｕａｎｇＳｕｎｗｅｉ ＸｕＣｈｕａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）（ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆＤＣ ｃａｐａｃｉｔｏｒｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅｏｆｄｉｏｄｅｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｃｌａｍｐｅｄ（ＮＰＣ）ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ，ａｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｈｙｂｒｉｄｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ）ａｎｄｖｉｒｔｕａｌｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＶＳＶＰＷＭ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ６０°ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ，ｌａｒｇｅｓｅｃｔｏｒｒｏｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｓｍａｌｌｓｅｃｔｏｒｒｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏｗａｓｌｏｗ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅＳＶＰＷＭａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄａＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｓｍａｌｌｖｅｃｔｏｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｂａｌａｎｃｅｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｖｏｌｔａｇｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏｗａｓｈｉｇｈ，ｔｈｅＶＳＶＰＷＭｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏｒｅｄｅｆｉｎｅｔｈｅｓｍａｌｌａｎｄｍｅｄｉｕｍｖｅｃｔｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｍｐａｒａｔｏｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｂａｌａｎｃｅｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｖｏｌｔａｇｅｗｈｉｌｅｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｃａｐａｃｉｔｏｒｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏ ＳｉｍｐｌｉｆｙＳＶＰＷＭ ＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ＩｍｐｒｏｖｅＶＳＶＰＷＭＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｍｐａｒａｔｏｒ０ 引 言ＮＰＣ三电平逆变器因其自身良好的性能及其拓扑结构对硬件的要求较低等优点被广泛应用于高电压大功率场合［１－２］。
双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法
双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法1. 引言在电力电子领域，双向z源三电平逆变器是一种新型的逆变器拓扑结构，它能够实现电能的双向流动，并且具有较高的电压增益和较低的电压应力，因此在新能源领域得到了广泛的应用。
然而，由于双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡问题的存在，使得其在实际应用中的性能和稳定性受到了一定影响。
如何有效地解决双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法成为了当前研究的热点之一。
2. 中点电位动态平衡问题分析让我们来了解一下双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡问题的本质。
在双向z源三电平逆变器中，由于电路结构的特殊性，中点电位动态平衡问题成为了一个核心难题。
简而言之，中点电位动态平衡即是指在逆变过程中，因为电容电压的不均衡而导致中点电压波动过大，进而影响到逆变器的工作稳定性和效率。
这个问题的存在对系统的安全性和可靠性都提出了较高的要求，寻找一种高效、可靠的中点电位动态平衡算法显得尤为重要。
3. 相关研究概况目前，关于双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡问题的研究已经取得了一些进展。
学者们提出了多种中点电位动态平衡算法，例如基于PWM调制的动态平衡控制方法、基于模块化的均压控制方法等，这些方法能够在一定程度上改善中点电位动态平衡问题。
然而，这些方法在实际应用中存在一些局限性，例如需要增加硬件成本、对控制精度要求高等。
研究人员亟需寻找一种更加高效、简洁的中点电位动态平衡算法。
4. 双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法探索在这种背景下，基于谐波注入的动态均压控制算法应运而生。
这种算法通过在逆变过程中注入特定频率和幅值的谐波信号，来实现中点电位的动态平衡。
相比于传统的控制方法，谐波注入算法具有控制简单、成本低等优点，因此备受研究人员的关注。
值得一提的是，通过对双向z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法进行仿真和实验验证，研究人员发现谐波注入算法在提高系统动态响应和稳定性方面具有显著的优势，这为其在实际应用中的推广奠定了一定的基础。
三电平电路中点电压平衡控制方法
三电平电路中点电压平衡控制方法
在三电平电路中，中点电压平衡控制方法是一种重要的技术手段，用于确保三电平逆变器的输出电压在各个相位上能够保持平衡。
这种控制方法在各种应用中都得到了广泛的应用，例如电力系统中的可再生能源发电系统，以及工业驱动和电动交通工具等领域。
中点电压平衡控制方法主要包括两个方面：电路拓扑设计和控制算法设计。
在电路拓扑设计方面，常见的方法是采用三电平逆变器拓扑结构。
该结构可以通过控制开关管的开关状态来实现三个电平的输出电压。
同时，为了保持中点电压平衡，还需要在三个电平之间添加连接电容。
这样可以通过对电容的充放电来实现中点电压的平衡。
在控制算法设计方面，常见的方法是使用PWM（脉宽调制）控制技术。
PWM控制技术通过调整开关管的开关周期和占空比来控制输出电压的大小和形状。
对于中点电压平衡控制，可以采用一种基于电容电压的反馈控制策略。
具体来说，可以通过测量电容电压来获得中点电压的信息，并将其与设定值进行比较，然后根据比较结果来调整开关管的开关状态，以实现中点电压的平衡。
除了以上方法，还有一些其他的中点电压平衡控制方法。
例如，可以使用改进的PWM控制策略，如交叉空间矢量调制（CSVPWM）。
该方法可以通过优化开关管的控制方式来改善中点电压平衡性能。
此外，还可以采用模型预测控制（MPC）方
法，通过预测未来的中点电压变化趋势来进行控制，以实现更精确的中点电压平衡控制。
综上所述，三电平电路中点电压平衡控制方法是确保三电平逆变器输出电压平衡的重要技术手段。
通过合理的电路拓扑设计和控制算法设计，可以实现中点电压的平衡，从而提高系统的性能和稳定性。
三电平逆变器中点电位平衡电路
三电平逆变器中点电位平衡电路三电平逆变器中点电位平衡电路是一种用于保持三电平逆变器
中电压波形的平衡的电路。
在三电平逆变器中，有三个相位的电压
信号，并通过逆变器进行转换输出。
为了保持逆变器输出电压的平衡，需要对中点电位进行调节。
中点电位平衡电路通过控制逆变器的开关状态和电流进行调节，使得三个相位的中点电位保持一致。
通常，中点电位平衡电路采用
电容器和电阻器的组合，通过对电容器的充放电和电阻器的消耗，
来实现对中点电位的调节。
具体来说，中点电位平衡电路中的电容器将收集和释放电荷，
以平衡中点电位；而电阻器则用来控制电流的流动，以达到平衡的
目的。
这样，无论在何种负载条件下，中点电位平衡电路都可以维
持三个相位的中点电位的平衡，从而确保了逆变器输出的电压波形
的稳定和准确。
总之，中点电位平衡电路是为了保持三电平逆变器输出电压波
形的平衡而设计的电路，通过对中点电位的调节，可以实现输出电
压的稳定和准确。
三电平逆变器中点电位平衡与输出电压谐波问题研究
三电平逆变器中点电位平衡与输出电压谐波问题研究一、背景和研究意义随着能源需求的增加和环境污染的加剧，人们对清洁能源的需求越来越迫切。
光伏发电作为一种清洁能源，受到了广泛的关注和追捧。
然而，由于光伏发电的直流特性，必须通过逆变器将其转换为交流电才能接入电网供电。
三电平逆变器作为一种新型的逆变器拓扑结构，具有输出电压波形质量高、谐波含量低、温度分布均匀等优点，因此越来越受到人们的关注和研究。
在三电平逆变器中，中点电位平衡和输出电压谐波问题是两个重要的问题。
中点电位平衡问题是指，在逆变器工作期间，由于负载不同而产生的不同的电压波形，在三电平逆变器中会导致中点电位的偏移，从而影响逆变器的输出电压质量。
输出电压谐波问题是指，在逆变器输出电压中会存在高谐波成分，这会导致对电网的干扰和对负载的损害。
因此，对于三电平逆变器中点电位平衡和输出电压谐波问题的研究，具有非常重要的意义。
二、中点电位平衡问题的研究在三电平逆变器中，中点电位的偏移可能会导致对逆变器的输出电压波形质量产生影响。
因此，研究三电平逆变器中点电位平衡问题具有重要的实际意义。
目前，研究中点电位平衡问题的方法主要有以下几种：1、PWM控制方法通过PWM控制方法可以实现三电平逆变器的中点电位平衡，从而提高逆变器的输出电压波形质量。
该方法的核心思想是通过改变PWM控制信号的占空比来控制逆变器的输出电压波形，从而实现对逆变器中点电位的调节。
2、磁芯平衡方法在三电平逆变器中，通过在变压器的一侧增加额外的绕组，并在该绕组上加入适当的电流，可以实现磁芯平衡，从而实现对逆变器中点电位的平衡。
该方法在实际应用中具有较好的效果，但需要增加变压器的复杂度和成本。
3、直流侧平衡方法在三电平逆变器中，可以通过在直流侧连接额外的电容来实现中点电位的平衡。
具体来说，在电容两端加入等幅不同相位的正弦波电压，就可以实现对逆变器中点电位的平衡。
三、输出电压谐波问题的研究在三电平逆变器中，输出电压谐波是一个非常重要的问题。
三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量控制原理及算法
三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量控制原理及算法1 引言近年来，在高压、大功率变换电路中，一种新型的变换器——箝位二极管式电压型三电平逆变器（），引起了越来越多的关注。
它不仅能应用于大功率高输入电压的逆变场合，而且能应用于如静止无功补偿、电力有源滤波器等电力电子装置中。
归纳起来，三电平逆变器主要有两个显著特点：图1 三电平逆变器电路图1）由多个电平台阶合成的输出电压正弦波形，在相同开关频率条件下，与传统二电平逆变器相比，谐波含量大大减少，改善了输出电压波形；2）开关管的电压额定值只为直流母线上电压的一半，使低压开关器件可以应用于高压变换器中。
但是，三电平逆变器的缺点是控制策略较复杂和出现中点电压不平衡的问题[1]，其中，中点电压不平衡是三电平逆变器的一个致命弱点。
显然，若逆变器直流母线上并联两电容的中点电压在运行时不稳定，它将引起输出的三电平电压变化，不仅使输出电压波形畸变，谐波增加，而且使三相输出电流不对称，失去三电平逆变器的优势。
然而，对于中点电压不平衡问题，目前尚未有根本的解决方法。
其中有代表性的方法一是利用改进硬件电路实现中点电压平衡的方法[2]；二是通过改变开关时序或控制矢量电压持续时间的方法实现电压平衡。
但都存在电路复杂、控制效果不理想的问题。
为此，本文基于传统二电平逆变器电压空间矢量控制原理[3]，提出基于平衡三电平逆变器中点电压的电压空间矢量控制的思想，从而在不增加硬件电路情况下，根本解决了三电平逆变器中点电压不平衡的问题。
2 三电平电压空间矢量调制及中点电压不平衡原因在传统三相两电平逆变器中，电压空间矢量个数为23=8[2]。
根据三相两电平逆变器电压空间形成原理，箝位二极管式电压型三电平逆变电路的电压矢量合成图，表1是它的每相开关状态表，总共有33=27个合成电压矢量。
与三相两电平逆变器不同，三电平逆变器电压矢量可分为长矢量，中矢量，短矢量和零矢量，其中ppp，ooo和nnn是零矢量；还有12个短矢量（模长=Vdc）;6个中矢量（模长=）以及6个长矢量（模长=Vdc）。
三电平逆变器中点电压控制新方法
三 电 平 逆 变 器 中点 电压 控 制 新 方 法
周 昌鸿 ， 曹建 明， 杜 军
（ 海船舶运 输科 学研 究所 ，上海 ２ ０ ３ ） 上 ０ １ ５
摘
要： 以三 电平 电压源型逆变器为研究对象 ， 分析 了三 电平 电压源型逆变器 中点电压不平衡产生 的原 因及 影响 。
第３ ３卷 第 ２ 期 ２１ 年 １ ００ ２月
上 海 船 舶 运 输 科 学 研 究 所 学报
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文章编 号 ： ６ ４５ ４ （０ ０ ０ —１ ５０ １ ７— ９ ９ ２ １ ） ２０ ４ —７
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近年来 ， 应用 于高压 大功 率领域 的多 电平逆 变器 引起 了 电力 电子行 业 的极 大关 注 。由于受 电力 电子 器 件 电压容量 的 限制 ， 传统 的两 电平变 频器通 常采用 “ 高一低一 高 ” 方式 经 变压 器 降压 和升 压来 获 得 高压 大功
控制在桥壁电压 － ５ 以内）证实 了提 出中点电压控制算法 的正确性 。 ＋ ， 关键词 ：中点电压平衡问题 ； 三电平逆 变器 ； 空间矢量合成脉宽调制
中图 分 类 号 ： Ｍ４ ４ Ｔ ６ 文献标志码 ： Ａ
Ａ ｗ ｐ ｏ ｃ ｏ ｕ ｒ ｌＰｏ ｎ ｔ ｎｔａ Ｎｅ Ａｐ ｒ ａ ｈ ｆ ｒ Ｎｅ ｔ ａ — ｉ ｔＰｏ ｅ ｉ ｌ
收稿 日期 ：０ ００ —５ ２ １—６２
三电平DPWM光伏逆变器的中点平衡控制
三电平DPWM光伏逆变器的中点平衡控制龚仁喜;钟榕蓉;刘畅;彭立亮【摘要】传统中点平衡控制方法运用在三电平DPWM（discontinuous pulse-width modulation）逆变器中会打乱DPWM的箝位区域,从而使DPWM策略失效。
针对该问题提出了一种新的中点平衡控制方法。
此方法在中点电位波动大于正限值时将距离负电平最近的一相箝位于负电平,在小于负限值时将距离正电平最近的一相箝位于正电平,由此推算出调中点电位时刻应注入调制波的零序电压分量。
搭建Simulink模型及由DSP控制器和Q8构成的半实物仿真实验平台,对所提算法分别进行了离线仿真及硬件在环（hardware-in-the-loop,HIL）仿真实验,证明了所提算法的可行性及有效性。
此方法能简单有效地控制中点电位平衡,无需在每个载波周期都进行复杂的计算即可达到控制目的,同时能确保DPWM低开关损耗的特性。
【期刊名称】《重庆理工大学学报》【年(卷),期】2016(030)009【总页数】8页(P87-94)【关键词】中点平衡控制;不连续脉宽调制;三电平逆变器;硬件在环仿真【作者】龚仁喜;钟榕蓉;刘畅;彭立亮【作者单位】广西大学电气工程学院,南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TP23二极管箝位式电路拓扑(NPC)是运用最为广泛的多电平并网逆变器拓扑。
相比传统两电平逆变器，NPC逆变器具备du/dt、总谐波畸变率(THD)小、器件电压应力低的优点，所以更适用于中高压大功率电能变换和交流驱动场合[1-2]。
随着光伏电站功率的不断攀升[3]，NPC逆变器将逐渐成为大中型并网光伏逆变器的主流结构。
在电力变换系统中，器件损耗(包括导通损耗和开关损耗)是影响系统效率至关重要的一环，而变换器的开关损耗与具体的调制方式有很大关系，改进调制方式可以在一定程度上减小开关损耗。
为此，有学者提出了不连续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation，DPWM),将每个开关周期的开关次数降低到连续调制(continuous pulse width modulation， CPWM)时的2/3，大大地降低了开关损耗。
三电平逆变器中点电位平衡的综合控制策略
三电平逆变器中点电位平衡的综合控制策略曹国锋;王然风;孟润泉【摘要】Neutral point potential imbalance commonly exists in the three-level inversion circuit.The neutral point potential imbalance is mainly reflected in two aspects:neutral point potential offset and neutral point potential fluctuation.According to the analysis of the cause of the neutral point potential imbalance,an integrated control strategy containing feed-forward control and feed-back control is put forward on the basis of traditional SVPWM algorithm.By collecting the real-time values of two capacitance voltages and three-phase load currents,different control strategies are selected by switching different values of the function,so as to realize the integrated control of the neutral point potential balance.The simulation experiment results show that the control precision of the integrated control strategy is high,the offset of neutral point potential will not occur,and this strategy can control neutral point potential effectively and avoid big voltage fluctuation amplitudes that appear in the strategy with only feed-back control.%三电平逆变电路普遍存在中点电位不平衡的问题,中点电位的不平衡主要体现在两个方面:中点电位偏移和中点电位波动.基于传统的SVPWM算法,通过分析造成中点电位不平衡的原因,提出了前馈控制+反馈控制的综合控制策略.该方法通过采集两个电容电压和三相负载电流的实时值,通过切换函数的不同值来选择不同的控制策略,从而实现对中点电位平衡的综合控制.仿真实验证明了此综合控制策略控制精度高,并且不会出现中点电位偏移的问题,很好地控制了中点电位的平衡,弥补了在只有反馈控制策略下电压波动幅值较大的缺点,达到了很好的效果.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)016【总页数】5页(P165-169)【关键词】三电平逆变器;中点电位;平衡控制;SVPWM算法【作者】曹国锋;王然风;孟润泉【作者单位】太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TN710-34;TM464在三电平逆变电路中，每个主开关器件在关断时承受的电压仅仅等于直流侧电压的一半，这使得它广泛地应用于高压大容量的场合，并且由于三电平逆变电路增加了输出的电平数，使输出的电压波形更接近正弦波，因此输出电压的谐波含量减少了很多，同时也降低了输出电压的跳变。
一种新颖的三电平中点电压平衡控制策略
一种新颖的三电平中点电压平衡控制策略龚博;程善美;秦忆【摘要】For the neutral point voltage balancing problem of the diode clamped three-level inverter,the causes of the unbalancing neutral point voltage were analysed, and the impact on the neutral point potential of the carrier's amplitude was studied, the relationship of the change of the neutral point voltage and modulation index, and the amplitude change coefficient was given, then a amplitude-scaled SPWM modulation scheme was proposed, which only requires detection of the neutral point voltage.The neutral point voltage is controlled balance by changing the amplitude of carriers without changing the modulation waves.And the validity of the modulation scheme is verified by simulation.%针对二极管钳位式三电平逆变器的中点电压平衡问题,分析了中点电压失衡的原因,从载波的角度研究了载波幅值变化对中点电压的影响,给出了中点电压变化量与调制比,以及载波幅值变化量的关系,提出了一种基于载波变幅的SPWM调制策略,该策略只需要采样中点电压,通过保持调制波不变,改变载波的幅值来实现中点电压平衡控制,最后仿真验证了上述调制方案的有效性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)012【总页数】4页(P35-38)【关键词】三电平逆变器;中点电压平衡;载波变幅【作者】龚博;程善美;秦忆【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074;华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074;华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TM461 引言滤波电容，所以中点电压不平衡是三电平逆变器必须要解决的问题［1-5］。
一种三电平三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略
一种三电平三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略朱婷婷;邓智泉;王晓琳;王宇【摘要】针对三电平三相四桥臂逆变器数学模型复杂和不对称运行时易导致直流电容中点电位漂移的弊端,本文采用降维策略,将三维数学模型降为平面模型和一维模型的简单叠加;基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）,分析各种矢量对中点电位的影响,通过合理选择和优化开关矢量,使单个采样周期内流过直流电容中点的平均电流严格为零,从而有效抑制了中点电位的漂移。
仿真和实验结果表明了本文所提算法在宽范围调制比和不对称负载条件下均能有效保证直流侧中点电位的平衡。
%Aimed at the drawbacks of complicated three-dimensional model and neutral point potential drifting in three-level three-phase four-leg inverters, a novel strategy is proposed in this paper. It keeps neutral point potential balanced by descending dimension, analyzes the influence of each switching states on the neutral point potential, and optimizes switching states based on space vector modulation. The average current flowing through the neutral point of DC capacitors is absolutely zero during each sampling period, and hence the neutral point potential is balanced effectively. The simulation and experimental results verify that the proposed strategy can eliminate the neutral point potential drifting with modulation ratio and load conditions over a big range.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)006【总页数】6页(P77-82)【关键词】降维;优化调制;三电平;四桥臂;中点电位平衡【作者】朱婷婷;邓智泉;王晓琳;王宇【作者单位】南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016【正文语种】中文【中图分类】TM4641 引言近年来，传统的三相三桥臂逆变器已在对称运行的电力电子与电力传动领域获得了广泛运用。