Ⅱ型不对称CHB多电平逆变器SHEPWM功率均衡控制策略

叶满园， 宋桂智， 康翔， 魏麒文， 任威

(1.华东交通大学 电气与自动化工程学院，江西 南昌 330013；2.国网江西省电力公司吉安供电分公司，江西 吉安343000)

0 引 言

级联型多电平逆变器是中压大功率传动系统中应用最为广泛的逆变器拓扑结构之一[1]。它具有相电压冗余，易于模块化设计制造等优点。特定谐波消除脉宽调制法能够在低开关频率的条件下，消除特定的低次谐波，从而输出较高的波形质量，在高压大容量多电平逆变器的控制方面受到了广泛应用[2-4]。

然而，使用SHEPWM调制方法时，逆变器传递有功功率存在功率均衡问题。针对此类问题，文献[5]提出周期性交换载波的调制方式实现各单元间功率均衡，但比较适合级联单元较少的逆变器。文献[6]提出的功率补偿法能够实现一个周期内功率均衡，但输出电压波形质量较差。文献[7]提出的SHEPWM功率均衡方法，但只适用于对称型CHB逆变器。文献[8]提出的新型锯齿载波交错相移混合调制方法存在过调制的问题。还有文献提出循环分配法[9]，错位等周期循环法[10]等，这类调制方法都具有功率平衡所需时间太长的缺点。

本文以输入直流电压满足1∶2∶4的Ⅱ型ACHB 多电平逆变器为例，对该逆变器输出相电压表达式进行分析，将方程组中基波幅值表达式进行拆分，调整了各级联单元导通时间，使每相中各个串联H桥单元输出电压基波幅值满足1∶2∶4的周期对称的电压波形的SHEPWM功率均衡控制策略，列出了功率均衡以及谐波消除方程组，得出了实现功率均衡时调制度的范围，最后通过了仿真和实验验证。……