基于NPC的三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法

王 宁,刘世林，鲁志远，赵传婷，周玉生

(安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000)

基于NPC的三相双有源桥式电路具有结构对称、控制简单、传输功率高、易于实现软开关等优点而被广泛应用于储能电池、直流输电、微网等领域。针对基于NPC的三相双有源桥式电路，传统的控制策略为单移相控制，该控制策略具有控制简单、易于实现等优点。但是，当单移相控制策略中输入/输出电压不匹配时，三相双有源桥式电路会出现部分开关管不能实现零电压开通，电流应力大等问题，因此,部分学者提出了三移相控制策略，即将两侧桥式电路中的占空比也作为控制变量。该控制策略可以增加控制维度，同一功率点对应的控制变量的组合有无数种，该控制策略往往使用一个或多个优化目标函数，对无数种控制变量组合进行寻优。事实上，当三相双有源桥式电路切换负载或引入其他扰动时，无论是三移相控制策略还是单移相控制策略，三相桥式电路中的电感电流均会发生三相不平衡以及直流偏置问题，影响变换器的暂态特性，严重情况下，可能会导致三相变压器磁饱和。

国内外学者针对双有源变换器出现的电感电流直流偏置问题做了大量研究，大体可以分为以下几种，第一种是使用非线性控制方法去解决此类问题，文献针对电感电流直流偏置问题，提出一种基于模型预测的最优轨迹控制，该控制方法需要通过高速电流传感器对电感电流进行检测，采集的电感电流作为最优轨迹控制的输入。……