基于DMWPWM的三电平NPC变频器改进效率优化调制策略

李君，李婉婷，施荣，王倩，李宁

（1.华北电力大学现代电力研究院，北京 102206；2.西安理工大学自动化与信息工程学院，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）

随着光伏、风能等新能源技术的不断提高，三电平NPC变频器因其容量大、性能高等特点被广泛使用在中高压大功率系统中[1-4]。

三电平NPC变频器的中点电位控制是其研究的难点问题。中点电位控制策略主要分为硬件控制策略和软件控制策略[5-7]，软件控制策略不需添加硬件电路，所以应用比较广泛，软件控制策略主要研究其调制策略。三电平NPC变频器的调制策略主要有基于正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation，SPWM）的中点电位控制方法和基于空间矢量PWM（space vector pulse width modulation，SVPWM）控制方法[8-9]。基于SPWM的中点电位控制方法主要采用零序电压注入法来解决中点电位平衡问题。基于SVPWM方法主要采用调节正负矢量作用时间来实现中点电位平衡。但不论以上哪种方法，都不能实现在全调制度、全功率因数范围内的中点电位平衡[10-11]。

DMWPWM策略可实现全调制度、全功率因数范围内的中点电位平衡，基本原理等效于SVPWM。文献[12]采用SVPWM方法，对中点电位具有相反作用的矢量序列以滞环方式切换来调节中点电位平衡，在中点电位平衡前提下控制大电流开关不动作，尽可能减少开关损耗，但该方法矢量切换过于复杂，且提高开关效率不明显。文献[13]利用DMWPWM调制策略控制中点电位平衡，通过注入合适的零序电压使其在任意调制度、任意功率因数下都可以实现中点电位平衡。……