基于PLECS的不同PWM调制方式下储能变流器主回路功率损耗对比分析

易事特集团(河南)有限公司 马超群 张二宝 骆 毅 张 东 李现亭

随着我国新能源政策的不断调整，未来30年新能源发电将根据国家市场需要快速发展。其中风能、光伏发电将会尤为突出，为了解决发电和用电侧不匹配问题，也使得储能行业的蓬勃发展。储能变流器作为储能系统中重要单元将具有巨大的市场需求度。

效率作为变流器的关键指标，其直接影响到了能源的转化利用率和产品优劣性。其中，脉宽调制（pulse width modulation,PWM）方式对功耗的影响较为明显。

本文利用具备热分析功能的电力电子仿真软件PLECS对一台能变流器模块进行了建模，对比SVPWM、DPWM及软件内置的一种类似截断调制波的调制方式（此处称为TPWM）进行了对比仿真研究。结果表明不连续脉宽调制的确有助于降低系统功率损耗，而选取合适的工况对降低系统功耗同样重要。

1 不同PWM方式的形成

除SPWM和SVPWM调制方式外，可引入了一种过调制处理算法，如图1所示，其通过对三相调制波m进行死区处理，而后加和，并作饱和处理后，形成零序分量，加入原调制波m形成最终的调制波m’，本文称其为TPWM方式。

图1 过调制模块基本原理

基于上述分析，三种调制方式均可表示为原调制波加零序分量的形式，并可采用载波调制方式实现，从而避免复杂的数学计算。

本文采用上述PWM产生方式，对典型的SVPWM、DPWM1及PLECS软件中自带的TPWM控制下的变流器进行功率损耗计算与对比。不同PWM调制方式的零序分量波形如图2所示。

图2 不同PWM调制方式的零序分量波形