ES2944297T3 - Método y aparato de control de convertidor monofásico - Google Patents

Método y aparato de control de convertidor monofásico Download PDF

Info

Publication number
ES2944297T3
ES2944297T3 ES18214165T ES18214165T ES2944297T3 ES 2944297 T3 ES2944297 T3 ES 2944297T3 ES 18214165 T ES18214165 T ES 18214165T ES 18214165 T ES18214165 T ES 18214165T ES 2944297 T3 ES2944297 T3 ES 2944297T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
phase
modulated wave
modulated
level
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18214165T
Other languages
English (en)
Inventor
Fangcheng Liu
Kai Xin
Yunfeng Liu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2944297T3 publication Critical patent/ES2944297T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/383—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
    • H02M1/123—Suppression of common mode voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Realizaciones de esta solicitud describen un método y aparato de control de convertidor monofásico. El método incluye: calcular sobre una tensión correspondiente a una salida de primer nivel por un convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel por un convertidor monofásico, y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente a primer nivel y el voltaje correspondiente al segundo nivel, para obtener una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico, donde el primer nivel es un nivel de barra positiva del lado de corriente continua, y el segundo nivel es un nivel de barra positiva del lado de corriente continua. nivel de bus negativo del lado de corriente; calcular sobre una onda modulada inicial de primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de segunda fase del convertidor monofásico y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, obtener una onda modulada en modo común del convertidor monofásico; y calcular sobre la onda modulada inicial de primera fase, la onda modulada inicial de segunda fase y la onda modulada de modo común, para obtener una onda modulada por ancho de pulso del convertidor monofásico. De acuerdo con las realizaciones de esta solicitud, se pueden mejorar la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutral del sistema, la velocidad de respuesta del sistema y la confiabilidad del sistema. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato de control de convertidor monofásico
Campo técnico
Esta solicitud se refiere al campo de las tecnologías de electrónica, y en particular, a un método y un aparato de control de convertidor monofásico.
Antecedentes
En un caso ideal, una tensión del bus del lado de corriente continua se divide por igual entre los condensadores en serie del lado de corriente continua de un convertidor monofásico. Sin embargo, en un caso real, debido a factores como un error de capacitancia o características inconsistentes de los dispositivos interruptores, existe una desviación entre las tensiones de los capacitores en un bus del lado de corriente continua. Como resultado, el potencial del punto neutro del sistema fluctúa. En otras palabras, el potencial del punto neutro del sistema está desequilibrado. Cuando el potencial del punto neutro del sistema está desequilibrado, la calidad de una forma de onda de salida se ve afectada y aumenta el estrés de la tensión en un transistor de conmutación específico, y el transistor de conmutación se daña en un caso grave. Con base en esto, se proporciona un método de control de convertidor monofásico y específicamente: la obtención de un vector de tensión de un sistema de corriente alterna monofásico; la obtención de otro vector de tensión ortogonal al vector de tensión a través de un enlace de retardo de tiempo; la conversión de los dos vectores de tensión en ondas moduladas trifásicas; la generación, con base en un método existente de Modulación de Ancho de Pulso Discontinuo (DPWM) de un sistema de corriente alterna trifásico, un componente de modo común que necesita ser inyectado en las ondas moduladas trifásicas; la realización de la superposición sobre una onda modulada inicial del sistema monofásico y el componente de modo común inyectado, para generar una onda modulada; y el control de la activación y de un estado de encendido/apagado de un dispositivo interruptor con base en la onda modulada. Sin embargo, el enlace de retardo de tiempo en el método de control de convertidor monofásico anterior aumenta el retardo del sistema, reduce la velocidad de respuesta del sistema y afecta una característica de control del sistema. Además, un convertidor monofásico de dos niveles carece de la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutro del sistema.
El documento CN 203761293U divulga un controlador de equilibrio de potencial de punto neutro inversor de tres niveles monofásico. El inversor comprende: un lazo de control y un lazo principal, en donde el lazo principal comprende un brazo izquierdo con cuatro elementos de conmutación izquierdos y cuatro elementos de conmutación derechos. El controlador comprende: una unidad de detección de tensión/corriente y una unidad de control de impulsos.
Resumen
La invención se establece mediante el conjunto de reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones de la presente invención son para proporcionar un método y aparato de control de convertidor monofásico según las reivindicaciones independientes, para mejorar la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutro del sistema, la velocidad de respuesta del sistema y la fiabilidad del sistema.
En la presente invención, el sistema de control obtiene la onda modulada en modo común con base en las ondas moduladas iniciales de dos brazos puente del convertidor monofásico (a saber, la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase). Esto puede evitar el uso de un proceso de algoritmo de una tercera fase virtual, reduciendo así un retraso de tiempo y mejorando la velocidad de respuesta del sistema y la fiabilidad del sistema. Además, el sistema de control puede ajustar la magnitud y la pendiente de cambio de un componente de modo común con base en la tensión correspondiente al nivel del bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel del bus negativo del lado de corriente continua, y ajustar aún más un rango de tiempo de acción de un método DPWM del sistema, mejorando así la capacidad de equilibrio potencial del punto neutro del sistema.
Breve descripción de los dibujos
Para describir con mayor claridad las soluciones técnicas en las realizaciones de esta solicitud o de la técnica anterior, a continuación, se describen los dibujos acompañantes necesarios para describir las realizaciones de esta solicitud o de los antecedentes.
La Figura 1 es un diagrama arquitectónico esquemático de un sistema de control de convertidor monofásico divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 2 es un diagrama estructural esquemático de un sistema fotovoltaico monofásico de tres niveles conectado a la red divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 3 es un diagrama de flujo esquemático de un método de control de convertidor monofásico divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de una tasa de cambio de onda modulada en modo común divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 5 es un diagrama esquemático de una tasa de cambio de onda modulada en modo común divulgado en otra realización de esta solicitud;
La Figura 6 es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada inicial divulgada en una realización de esta solicitud;
La Figura 7A es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada en modo común divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 7B es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada en modo común divulgado en otra realización de esta solicitud;
La Figura 7C es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada en modo común divulgado en otra realización de esta solicitud;
La Figura 8A es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada por ancho de pulso divulgado en una realización de esta solicitud;
La Figura 8B es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada por ancho de pulso divulgado en otra realización de esta solicitud;
La Figura 8C es un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada por ancho de pulso divulgado en otra realización de esta solicitud;
La Figura 9 es un diagrama esquemático de una fluctuación relativa del potencial de punto neutro divulgado en una realización de esta solicitud; y
La Figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de control de convertidor monofásico divulgado en una realización de esta solicitud.
Descripción de las realizaciones
A continuación, se describen las realizaciones de esta solicitud con referencia a los dibujos acompañantes en las realizaciones de esta solicitud.
Para una mejor comprensión de un método y aparato de control de convertidor monofásico divulgado en las realizaciones de esta solicitud, a continuación, se describe primero una arquitectura de red aplicable a las realizaciones de esta solicitud. La Figura 1 es un diagrama arquitectónico esquemático de un sistema de control de convertidor monofásico divulgado en una realización de esta solicitud. Como se muestra en la Figura 1, el sistema de control del convertidor monofásico puede incluir un convertidor monofásico, una unidad de muestreo de tensión, una unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común, una unidad de cálculo de onda modulada en modo común, una unidad de muestreo de corriente, una unidad de control, y una unidad de modulación de la portadora. El convertidor monofásico se conecta por separado a la unidad de muestreo de tensión, la unidad de muestreo de corriente y la unidad de modulación de la portadora. La unidad de muestreo de tensión está conectada a la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común. La unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común está conectada a la unidad de cálculo de onda modulada en modo común. La unidad de muestreo de corriente está conectada a la unidad de control. La unidad de control está conectada por separado a la unidad de cálculo de onda modulada en modo común y a la unidad de modulación de la portadora.
La unidad de muestreo de tensión está configurada para obtener, del convertidor monofásico, una tensión correspondiente a un nivel de bus positivo del lado de corriente continua y una tensión correspondiente a un nivel de bus negativo del lado de corriente continua, y enviar la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua a la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común.
La unidad de muestreo de corriente está configurada para obtener una corriente de salida (por ejemplo, ig en la Figura 2) del convertidor monofásico y enviar la corriente de salida a la unidad de control.
La unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común está configurada para realizar el cálculo en la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua (por ejemplo, Vi en la Figura 2), la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua (por ejemplo, V2 en la Figura 2), y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente a un primer nivel y la tensión correspondiente a un segundo nivel, para obtener una tasa de cambio de onda modulada en modo común (K) y enviar la tasa de cambio de onda modulada en modo común a la unidad de cálculo de onda modulada en modo común.
La unidad de control está configurada para realizar el cálculo de la corriente de salida y un valor de referencia de corriente, para obtener una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico y una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico, y enviar la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase a la unidad de cálculo de onda modulada en modo común.
La unidad de cálculo de onda modulada en modo común está configurada para realizar cálculos en la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una onda modulada en modo común.
La onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase emitidas por la unidad de control, y la onda modulada en modo común emitida por la unidad de cálculo de onda modulada en modo común se procesan para obtener un pulso onda de amplitud modulada. La onda modulada por ancho de pulso se envía a la unidad de modulación de la portadora.
La unidad de modulación de la portadora está configurada para enviar una señal de activación al convertidor monofásico con base en la onda modulada por ancho de pulso, para controlar diferentes estados de encendido/apagado de los conjuntos de interruptores (por ejemplo, Sa y Sb en la Figura 2) en el convertidor monofásico, de modo que el convertidor monofásico produzca diferentes tensiones.
Un diagrama estructural esquemático de un sistema fotovoltaico monofásico conectado a la red de tres niveles que se muestra en la Figura 2 se utiliza como ejemplo. El sistema fotovoltaico monofásico de tres niveles conectado a la red puede incluir un panel fotovoltaico, un convertidor monofásico y una red eléctrica de corriente alterna. Un lado de corriente continua del convertidor monofásico está conectado al panel fotovoltaico, y un lado de corriente alterna del convertidor monofásico está conectado a la red eléctrica de corriente alterna mediante un inductor de filtro (por ejemplo, L1 o L2). El sistema fotovoltaico monofásico de tres niveles conectado a la red convierte una corriente continua generada por el panel fotovoltaico en una corriente alterna e introduce la corriente alterna en la red eléctrica de corriente alterna.
En el convertidor monofásico mostrado en la Figura 2, un electrodo positivo de un condensador C1 está conectado por separado al panel fotovoltaico, un conjunto de interruptores Sa y un conjunto de interruptores Sb; un electrodo negativo del condensador C1 está conectado por separado a un electrodo positivo de un condensador C2, al conjunto de interruptores Sa y al conjunto de interruptores Sb; un electrodo negativo del condensador C2 está conectado por separado al panel fotovoltaico, al conjunto de interruptores Sa y al conjunto de interruptores Sb; el conjunto de interruptores Sa está conectado a un inductor de filtro L1; el inductor de filtro L1 está conectado a la red eléctrica de corriente alterna; el conjunto de interruptores Sb está conectado a un inductor de filtro L2; y el inductor de filtro L2 está conectado a la red eléctrica de corriente alterna. Una salida de corriente por el inductor de filtro L1 (o L2) es una corriente de salida ig.
En un lado del bus de corriente continua del convertidor monofásico, la división de tensión se implementa usando los dos capacitores C1 y C2. Los brazos de puente de dos fases implementan la conversión de energía eléctrica entre el lado de corriente continua y el lado de corriente alterna usando los conjuntos de interruptores Sa y Sb. Se pueden emitir tres niveles en un puerto de corriente alterna controlando diferentes estados de encendido/apagado de los conjuntos de interruptores de los brazos del puente. Por ejemplo, si Sa está conectado a un punto de bus positivo P, un nivel de salida por una fase A (es decir, una primera fase) es un nivel de bus positivo; si Sa está conectado a un punto neutro 0 del bus, un nivel de salida por una fase A es un nivel cero; o si Sa está conectado a un punto de bus negativo N, un nivel de salida por una fase A es un nivel negativo. Para otro ejemplo, si Sb está conectado a un punto de bus positivo P, un nivel de salida por una fase B (es decir, una segunda fase) es un nivel de bus positivo; si Sb está conectado a un punto neutro 0 del bus, un nivel de salida por una fase B es un nivel cero; o si Sb está conectado a un punto de bus negativo N, un nivel de salida por una fase B es un nivel negativo.
Cabe señalar que un sistema de almacenamiento de energía monofásico tiene una estructura similar a la del sistema fotovoltaico monofásico de tres niveles conectado a la red. Después que el panel fotovoltaico de la Figura 2 se reemplaza con una batería de almacenamiento, se obtiene un diagrama estructural esquemático del sistema de almacenamiento de energía monofásico. El sistema de almacenamiento de energía monofásico se utiliza para implementar el intercambio de energía bidireccional entre una red eléctrica de corriente alterna y una batería de almacenamiento.
Con base en el diagrama arquitectónico esquemático del sistema de control del convertidor monofásico que se muestra en la Figura 1, la Figura 3 muestra un método de control de convertidor monofásico según una realización de esta solicitud. El método incluye, pero no se limita a los siguientes pasos.
Paso S301: Realizar el cálculo de una tensión correspondiente a una salida de primer nivel por un convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel por un convertidor monofásico y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, para obtener una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico, donde el primer nivel es un nivel de bus positivo del lado de corriente continua, y el segundo nivel es un nivel de bus negativo del lado de corriente continua.
En concreto, el sistema de control obtiene un valor absoluto de una diferencia entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua del convertidor monofásico y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua del convertidor monofásico, y realiza cálculos sobre el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común. El valor absoluto de la diferencia es inversamente proporcional a la tasa de cambio de onda modulada en modo común. Por ejemplo, el valor de referencia de tensión puede ser un valor medio aritmético de la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua.
Hay dos maneras de calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común. Para más detalles, consulte las siguientes descripciones.
1. Una primera forma de calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común puede ser: obtener el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua; dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión, para obtener un cociente; y cuando el cociente es menor o igual que un primer umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un primer valor; cuando el cociente es mayor que un primer umbral preestablecido pero menor o igual que un segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un segundo valor; o cuando el cociente es mayor que un segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un tercer valor, donde el segundo valor es menor que el primer valor, y el tercer valor es menor que el segundo valor.
En esta realización de esta solicitud, la tasa de cambio de onda modulada en modo común disminuye con un aumento en la desviación entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua. Una relación entre la tasa de cambio de onda modulada en modo común y la desviación es una función por partes. Por ejemplo, la forma de calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común se puede mostrar de la siguiente manera:
Figure imgf000005_0001
K representa la tasa de cambio de onda modulada en modo común, V1 representa la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua, V2 representa la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua y Vdcref representa el valor de referencia de tensión. Por ejemplo, el primer umbral preestablecido puede ser del 5 %, el segundo umbral preestablecido puede ser del 10 %, el primer valor puede ser 1, el segundo valor puede ser 0,7 y el tercer valor puede ser 0,5. En la Figura 4 se muestra un diagrama esquemático de la tasa de cambio de onda modulada en modo común obtenida usando la función por partes anterior. Cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión es menor o igual al 5 %, se determina que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es 1; cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión es superior al 5 % pero inferior o igual al 10 %, se determina que la tasa de cambio de la onda modulada en modo común es 0,7; o cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión es superior al 10 %, se determina que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es 0,5.
Cabe señalar que el primer umbral preestablecido, el segundo umbral preestablecido, el primer valor, el segundo valor y el tercer valor en esta realización de esta solicitud son solo ejemplos. Por ejemplo, el primer umbral preestablecido puede ser del 6 %, el segundo umbral preestablecido puede ser del 11 %, el primer valor puede ser 1, el segundo valor puede ser 0,8 y el tercer valor puede ser 0,3, y así sucesivamente. Esta realización de esta solicitud no se limita a esto.
2. Una segunda forma de calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común puede ser: obtener el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua; multiplicar el valor absoluto de la diferencia por un coeficiente de ajuste preestablecido, para obtener un cuarto valor; restar el cuarto valor del valor de referencia de la tensión, para obtener un quinto valor; y dividir el quinto valor por el valor de referencia de la tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común.
En esta realización de esta solicitud, la tasa de cambio de onda modulada en modo común disminuye con un aumento en la desviación entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua. Una relación entre la tasa de cambio de onda modulada en modo común y la desviación es una relación lineal inversamente proporcional. Por ejemplo, la forma de calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común se puede mostrar de la siguiente manera:
Figure imgf000006_0001
K representa la tasa de cambio de onda modulada en modo común, V1 representa la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua, V2 representa la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua, Vdcref representa el valor de referencia de tensión, y Cv representa el coeficiente de ajuste preestablecido. Por ejemplo, Cv puede ser 10. En la Figura 5 puede mostrarse un diagrama esquemático de la tasa de cambio de onda modulada en modo común obtenida usando la fórmula anterior. Cuando el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua es 0, se determina que la tasa de cambio de onda modulada en modo común modulado es 1. En una relación mutua, mostrada en la Figura 5, entre la tasa de cambio de onda modulada en modo común y el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua, una pendiente es CvNdcref.
Cabe señalar que el coeficiente de ajuste preestablecido en esta realización de esta solicitud incluye, pero no se limita a 10. Por ejemplo, el coeficiente de ajuste predeterminado puede ser 8, 15 o similar. Esta realización de esta solicitud no se limita a esto.
Paso S302: Realizar el cálculo de una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una onda modulada en modo común.
En una implementación, el sistema de control puede realizar cálculos sobre la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una primera onda modulada, y comparar la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común. Un diagrama de forma de onda esquemático de una onda modulada inicial que se muestra en la Figura 6 se utiliza como ejemplo. Tanto la onda modulada inicial de la primera fase como la onda modulada inicial de la segunda fase son ondas sinusoidales. La amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento es mayor o igual a -1 pero menor o igual a 1, y la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en cualquier momento es mayor o igual a -1 pero menor o igual a 1. La onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase cumplen la siguiente relación: Una suma de la amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento y la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en el momento es cero, es decir, Va=-Vb, donde Va representa la onda modulada inicial de la primera fase y Vb representa la onda modulada inicial de la segunda fase.
Una implementación específica en la que el sistema de control calcula sobre la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la primera onda modulada puede ser: restar la onda modulada inicial de la segunda fase de una onda modulada de una salida de tercer nivel por el convertidor monofásico, para obtener una segunda onda modulada del convertidor monofásico, y multiplicar la segunda onda modulada por la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la primera onda modulada, donde el tercer nivel es un nivel cero. Cabe señalar que la onda modulada del tercer nivel en esta realización de esta solicitud se puede obtener después de realizar el procesamiento de normalización en la onda modulada del tercer nivel de salida por el convertidor monofásico. En otras palabras, una tensión de la onda modulada de tercer nivel en esta realización de esta solicitud en cualquier momento es 0. En este caso, la primera onda modulada puede ser -KxVb=KxVa.
Entonces, una implementación específica en la que el sistema de control compara la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común puede ser: restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de primera nivel, para obtener una tercera onda modulada del convertidor monofásico; restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de segundo nivel, para obtener una cuarta onda modulada del convertidor monofásico; y comparar la primera onda modulada, la tercera onda modulada y la cuarta onda modulada, para determinar la onda modulada en modo común, donde la amplitud de la onda modulada en modo común en cualquier momento es la amplitud con un valor absoluto mínimo entre la amplitud de la primera onda modulada en el momento, la amplitud de la tercera onda modulada en el momento y la amplitud de la cuarta onda modulada en el momento.
Cabe señalar que la onda modulada del primer nivel en esta realización de esta solicitud se puede obtener después de realizar el procesamiento de normalización en la onda modulada del primer nivel emitido por el convertidor monofásico. En otras palabras, una tensión de la onda modulada de primer nivel en esta realización de esta solicitud en cualquier momento es 1. En este caso, la tercera onda modulada puede ser 1-Va. La onda modulada del segundo nivel en esta realización de esta solicitud se puede obtener después de realizar el procesamiento de normalización en la onda modulada del segundo nivel emitido por el convertidor monofásico. En otras palabras, una tensión de la onda modulada del segundo nivel en esta realización de esta solicitud en cualquier momento es -1. En este caso, la tercera onda modulada puede ser -1-Va.
Cuando k = 1, se puede mostrar en la Figura 7A un diagrama esquemático de forma de onda de la onda modulada en modo común obtenida utilizando el método anterior. Cuando k = 0,7, se puede mostrar en la Figura 7B un diagrama esquemático de forma de onda de la onda modulada en modo común obtenida utilizando el método anterior. Cuando k = 0,5, se puede mostrar en la Figura 7C un diagrama esquemático de forma de onda de la onda modulada en modo común obtenida utilizando el método anterior. Puede aprenderse de la Figura 7A a la Figura 7C que independientemente de un grado de desviación entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, la onda modulada en modo común obtenida es continua y no tiene un cambio de paso, y una tasa de cambio de la onda modulada en modo común más pequeña indica un valor máximo más pequeño de una cantidad de inyección de modo común y un cambio más suave entre un valor máximo positivo y un valor máximo negativo.
En otra implementación, el sistema de control puede realizar cálculos sobre la onda modulada inicial de la primera fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una séptima onda modulada del convertidor monofásico, y comparar la onda modulada inicial de la segunda fase con la séptima onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común. La onda modulada inicial de la primera fase (es decir, una onda modulada de fase A) y la onda modulada inicial de la segunda fase (es decir, una onda modulada de fase B) en esta realización de esta solicitud pueden mostrarse en la Figura 6.
Una implementación específica en la que el sistema de control calcula sobre la onda modulada inicial de la primera fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la séptima onda modulada del convertidor monofásico puede ser: restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de un tercer nivel, para obtener una octava onda modulada del convertidor monofásico, y multiplicar la octava onda modulada por la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la séptima onda modulada. En otras palabras, la séptima onda modulada puede ser -KxVa.
Entonces, una implementación específica en la que el sistema de control compara la onda modulada inicial de la segunda fase con la séptima onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común puede ser: restar la onda modulada inicial de la segunda fase de una onda modulada de primer nivel, para obtener una novena onda modulada; restar la onda modulada inicial de la segunda fase de una onda modulada de segundo nivel, para obtener una décima onda modulada; y comparar la séptima onda modulada, la novena onda modulada y la décima onda modulada, para determinar la onda modulada en modo común, donde la amplitud de la onda modulada en modo común en cualquier momento es la amplitud con un valor absoluto mínimo entre la amplitud de la séptima onda modulada en el momento, la amplitud de la novena onda modulada en el momento, y la amplitud de la décima onda modulada en el momento. La novena onda modulada puede ser 1-Vb=1+Va, y la décima onda modulada puede ser -1-Vb=-1+Va.
La onda modulada en modo común obtenida usando el método anterior es simétrica con las ondas moduladas en modo común que se muestran en la Figura 7A a la Figura 7C en un eje lateral. Independientemente de un grado de desviación entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, la onda modulada en modo común obtenida es continua y no tiene un cambio de paso, y una tasa de cambio de onda modulada en modo común más pequeña indica un valor máximo más pequeño de una cantidad de inyección de modo común y un cambio más suave entre un valor máximo positivo y un valor máximo negativo.
Paso S303: Realizar el cálculo sobre la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común, para obtener una onda modulada por ancho de pulso.
Específicamente, el sistema de control puede sumar la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada en modo común para obtener una quinta onda modulada, y sumar la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común para obtener una sexta onda modulada. La quinta onda modulada y la sexta onda modulada forman la onda modulada por ancho de pulso.
Cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel por el valor de referencia de la tensión es menor o igual al 5 %, un diagrama esquemático de forma de onda de una onda modulada por ancho de pulso obtenida puede mostrarse en la Figura 8A, donde va_mod representa la quinta onda modulada y vb_mod representa la sexta onda modulada. va_mod tiene estados de fijación obvios 1 y -1, y vb_mod tiene un estado de fijación obvio 0. Los tres estados de fijación aparecen alternativamente, para asegurar que en todo momento existe una fase cuyo brazo de puente se encuentra en estado de fijación. Un tiempo de fijación de la fase A representa el 70 % de un ciclo de frecuencia de potencia completo.
Cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel por el valor de referencia de la tensión es mayor al 5 % pero menor o igual al 10 %, puede mostrarse en la Figura 8B un diagrama esquemático de forma de onda de una onda modulada por ancho de pulso obtenido. va_mod tiene estados de fijación obvios 1 y -1, pero vb_mod ya no tiene un estado de fijación 0. Un tiempo de fijación de la fase A se acorta al 62 % de un ciclo de frecuencia de potencia completo.
Cuando el cociente obtenido al dividir el valor absoluto de la diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel por el valor de referencia de la tensión es mayor al 10 %, un diagrama esquemático de forma de onda de una onda modulada por ancho de pulso obtenida se puede mostrar en la Figura 8C. El tiempo de fijación de la fase A se reduce aún más a solo el 54 % de un ciclo de frecuencia de potencia completo.
Después de la Figura 8A, la Figura 8B, y la Figura 8C, se puede aprender que el método de control del convertidor monofásico proporcionado en esta solicitud se puede usar para ajustar de manera adaptativa un método de modulación con base en una desviación potencial del punto neutro del sistema (en otras palabras, un grado de desviación entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel). Cuando la desviación potencial del punto neutro del sistema es relativamente grande, la relación de estado de fijación de DPWM puede reducirse automáticamente, para mejorar la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutro del sistema; y cuando la desviación potencial del punto neutro del sistema es relativamente pequeña, la relación de estado de fijación de DPWM puede incrementarse automáticamente para reducir la pérdida de conmutación del sistema.
Cuando K=1, 0,5 o 0,7, en la Figura 9 puede mostrarse una fluctuación relativa del potencial del punto neutro. Se puede aprender que cuando k = 1, el valor máximo de la fluctuación del potencial del punto neutro de un sistema es el más grande; cuando K=0,7, un valor máximo de la fluctuación del potencial del punto neutro del sistema es el 86 % del valor máximo obtenido cuando k=1; y cuando K=0,5, el valor máximo de la fluctuación del potencial del punto neutro del sistema disminuye considerablemente, y es sólo el 77 % del valor máximo obtenido cuando k=1. Si un valor de K disminuye aún más, el valor máximo de la fluctuación del potencial del punto neutro del sistema disminuye aún más. Esto puede indicar que el método de control del convertidor monofásico proporcionado en esta solicitud puede cambiar la fluctuación del potencial del punto neutro del sistema ajustando la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para cambiar aún más la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutro del sistema.
En el método descrito en la Figura 3, el cálculo se realiza sobre la tensión correspondiente al primer nivel, la tensión correspondiente al segundo nivel y el valor de referencia de la tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común; y el cálculo se realiza sobre la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la onda modulada en modo común. Esto puede evitar el uso de un proceso de algoritmo de una tercera fase virtual, reduciendo así un retraso de tiempo y mejorando la velocidad de respuesta del sistema y la fiabilidad del sistema. Además, la magnitud y la pendiente de cambio de un componente de modo común se pueden ajustar con base en la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, y se puede ajustar aún más el rango de tiempo de acción de un método DPWM del sistema, mejorando así la capacidad de equilibrio del potencial del punto neutro del sistema.
Lo anterior describe en detalle el método de las realizaciones de esta solicitud, y lo siguiente proporciona un aparato de las realizaciones de esta solicitud.
La Figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de control de convertidor monofásico de acuerdo con esta solicitud. El aparato de control de convertidor monofásico está configurado para realizar el método en la realización que se muestra en la Figura 3. El aparato de control de convertidor monofásico puede incluir una unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001, una unidad de cálculo de onda modulada en modo común 1002, y una unidad de cálculo de onda modulada de ancho de pulso 1003. Una descripción detallada de cada unidad es la siguiente:
La unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 está configurada para realizar el cálculo en una tensión correspondiente a una salida de primer nivel mediante un convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel mediante el convertidor monofásico, y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, para obtener una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico, donde el primer nivel es un nivel de bus positivo del lado de corriente continua, y el segundo nivel es un nivel de bus negativo del lado de corriente continua.
La unidad de cálculo de onda modulada en modo común 1002 está configurada para realizar el cálculo en una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una onda modulada en modo común del convertidor monofásico.
La unidad de cálculo de onda modulada por ancho de pulso 1003 está configurada para realizar cálculos sobre la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común, para obtener una onda modulada por ancho de pulso.
0pcionalmente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 está configurada específicamente para:
obtener un valor absoluto de una diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel; y
realizar cálculos sobre el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común, donde el valor absoluto de la diferencia es inversamente proporcional a la tasa de cambio de onda modulada en modo común.
0pcionalmente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 calcula sobre el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común, y está específicamente configurada para:
dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión, para obtener un cociente; y cuando el cociente es menor o igual que un primer umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un primer valor.
0pcionalmente, después de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener el cociente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 se configura además para:
cuando el cociente es mayor que el primer umbral preestablecido pero menor o igual que un segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un segundo valor, donde el segundo valor es menor que el primer valor.
0pcionalmente, después de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener el cociente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 se configura además para:
cuando el cociente es mayor que el segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un tercer valor, donde el tercer valor es menor que el segundo valor.
0pcionalmente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común 1001 calcula sobre el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común, y está específicamente configurada para:
multiplicar el valor absoluto de la diferencia por un coeficiente de ajuste prefijado, para obtener un cuarto valor; restar el cuarto valor del valor de referencia de la tensión, para obtener un quinto valor; y
dividir el quinto valor por el valor de referencia de la tensión para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común.
0pcionalmente, la unidad de cálculo de onda modulada en modo común 1002 está configurada específicamente para:
realizar cálculos sobre la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener una primera onda modulada; y
comparar la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común.
0pcionalmente, la unidad de cálculo de onda modulada en modo común 1002 calcula sobre la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la primera onda modulada, y está específicamente configurada para:
restar la onda modulada inicial de la segunda fase de una onda modulada de un tercer nivel de salida por el convertidor monofásico, para obtener una segunda onda modulada del convertidor monofásico, y multiplicar la segunda onda modulada por la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la primera onda modulada, donde el tercer nivel es un nivel cero.
La unidad de cálculo de onda modulada en modo común 1002 compara la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común, y está configurada específicamente para:
restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de primer nivel, para obtener una tercera onda modulada del convertidor monofásico;
restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de segundo nivel, para obtener una cuarta onda modulada del convertidor monofásico; y
comparar la primera onda modulada, la tercera onda modulada y la cuarta onda modulada, para determinar la onda modulada en modo común, donde la amplitud de la onda modulada en modo común en cualquier momento es la amplitud con un valor absoluto mínimo entre la amplitud de la primera onda modulada en el momento, la amplitud de la tercera onda modulada en el momento y la amplitud de la cuarta onda modulada en el momento.
0pcionalmente, la amplitud de la onda modulada del primer nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada del segundo nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada del tercer nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento, o la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en cualquier momento es mayor o igual a -1 pero menor o igual a 1.
0pcionalmente, la onda modulada por ancho de pulso incluye una quinta onda modulada y una sexta onda modulada; y la unidad de cálculo de onda modulada por ancho de pulso 1003 está configurada específicamente para:
sumar la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada en modo común juntas, para obtener la quinta onda modulada; y
sumar la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común juntas, para obtener la sexta onda modulada.
Cabe señalar que, para la implementación de cada módulo, se puede hacer referencia además a una descripción correspondiente de la realización mostrada en la Figura 3 correspondientemente.
Se debe señalar que la división de unidades en las realizaciones de esta solicitud es un ejemplo, y es simplemente una división de función lógica, y puede haber otra división en la implementación real. Las unidades funcionales en las realizaciones de esta solicitud pueden integrarse dentro de una unidad, o cada una de las unidades puede existir sola físicamente, o dos o más unidades se integran en un módulo. La unidad integrada puede implementarse en forma de hardware, o puede implementarse en forma de un módulo de función de software.
Todas o algunas de las realizaciones anteriores pueden implementarse mediante software, hardware, microprograma o cualquier combinación de estos. Cuando se utiliza software para implementar las realizaciones, las realizaciones pueden implementarse total o parcialmente en forma de un producto de programa informático. El producto de programa informático incluye una o más instrucciones de ordenador. Cuando las instrucciones del programa informático se cargan y ejecutan en un ordenador, se generan todos o algunos de los procedimientos o funciones de acuerdo con las realizaciones de esta solicitud. El ordenador puede ser un ordenador de propósito general, un ordenador dedicado, una red de ordenadores, u otro aparato programable. Las instrucciones de ordenador pueden almacenarse en un medio de almacenamiento legible por ordenador o pueden transmitirse desde un medio de almacenamiento legible por ordenador a otro medio de almacenamiento legible por ordenador. Por ejemplo, las instrucciones de ordenador pueden transmitirse desde un sitio web, ordenador, servidor o centro de datos a otro sitio web, ordenador, servidor o centro de datos de manera cableada (por ejemplo, un cable coaxial, una fibra óptica o una línea de abonado digital) o inalámbrica (por ejemplo, infrarrojos, radio o microondas).

Claims (14)

REIVINDICACI0NES
1. Un método de control de convertidor monofásico, en donde el convertidor monofásico convierte una corriente continua en corriente alterna, y en donde el método comprende:
calcular (S301) una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una tensión correspondiente a una salida de primer nivel del convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel del convertidor monofásico, y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, en donde el primer nivel es un nivel de bus positivo del lado de corriente continua, y el segundo nivel es un nivel de bus negativo del lado de corriente continua, y en donde el valor de referencia de tensión es un valor promedio aritmético de la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua;
calcular (S302) una onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico y la tasa de cambio de onda modulada de modo común, en donde tanto la onda modulada inicial de la primera fase como la onda modulada inicial de la segunda fase son ondas sinusoidales, y la suma de la amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento y la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en el momento es cero, y la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase son ondas moduladas iniciales de dos brazos de puente del convertidor monofásico;
calcular (S303) una onda modulada por ancho de pulso del convertidor monofásico con base en la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común; y
enviar una señal de activación al convertidor monofásico con base en la onda modulada por ancho de pulso, para controlar diferentes estados de encendido/apagado de los conjuntos de interruptores en el convertidor monofásico, de modo que el convertidor monofásico emita diferentes tensiones;
en donde el cálculo (S301) de una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una tensión correspondiente a una salida de primer nivel por un convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel por el convertidor monofásico, y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel comprende:
obtener un valor absoluto de una diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel; y
calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común con base en el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, en donde la tasa de cambio de onda modulada en modo común disminuye con un aumento en la desviación entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cálculo de la tasa de cambio de onda modulada en modo común con base en el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión comprende: dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión, para obtener un cociente; y cuando el cociente es menor o igual a un primer umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un primer valor.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde luego de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener un cociente, el método comprende, además:
cuando el cociente es mayor que el primer umbral preestablecido pero menor o igual que un segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un segundo valor, en donde el segundo valor es menor que el primer valor.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde luego de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener un cociente, el método comprende, además:
cuando el cociente es mayor que el segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un tercer valor, en donde el tercer valor es menor que el segundo valor.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el valor absoluto de la diferencia es inversamente proporcional a la tasa de cambio de onda modulada en modo común.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el cálculo de la tasa de cambio de onda modulada en modo común con base en el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión comprende: multiplicar el valor absoluto de la diferencia por un coeficiente de ajuste preestablecido, para obtener un cuarto valor;
restar el cuarto valor del valor de referencia de la tensión, para obtener un quinto valor; y
dividir el quinto valor por el valor de referencia de tensión, para obtener la tasa de cambio de onda modulada en modo común.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el cálculo (S302) de una onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico, y la tasa de cambio de onda modulada en modo común comprende:
calcular una primera onda modulada del convertidor monofásico con base en la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común; y
comparar la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el cálculo de una primera onda modulada del convertidor monofásico con base en la onda modulada inicial de la segunda fase y la tasa de cambio de onda modulada en modo común comprende:
restar la onda modulada inicial de la segunda fase de una onda modulada de una salida de tercer nivel del convertidor monofásico, para obtener una segunda onda modulada del convertidor monofásico, y multiplicar la segunda onda modulada por la tasa de cambio de onda modulada en modo común, para obtener la primera onda modulada, en donde el tercer nivel es un nivel cero; y
la comparación de la onda modulada inicial de la primera fase con la primera onda modulada, para obtener la onda modulada en modo común comprende:
restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada de primer nivel, para obtener una tercera onda modulada del convertidor monofásico;
restar la onda modulada inicial de la primera fase de una onda modulada del segundo nivel, para obtener una cuarta onda modulada del convertidor monofásico; y
comparar la primera onda modulada, la tercera onda modulada y la cuarta onda modulada, para determinar la onda modulada en modo común, en donde la amplitud de la onda modulada en modo común en cualquier momento es la amplitud con un valor absoluto mínimo entre la amplitud de la primera onda modulada en el momento, la amplitud de la tercera onda modulada en el momento y la amplitud de la cuarta onda modulada en el momento.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la amplitud de la onda modulada del primer nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada del segundo nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada del tercer nivel en cualquier momento, la amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento, o la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en cualquier momento es mayor o igual a -1 pero menor o igual a 1.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la onda modulada por ancho de pulso comprende una quinta onda modulada y una sexta onda modulada; y
el cálculo de una onda modulada por ancho de pulso del convertidor monofásico con base en la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común comprende:
sumar la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada en modo común juntas, para obtener la quinta onda modulada; y
sumar la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común juntas, para obtener la sexta onda modulada.
11. Un aparato de control de convertidor monofásico para controlar un convertidor monofásico, en donde el convertidor monofásico convierte una corriente continua en corriente alterna, y en donde el aparato comprende: una unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común (1001), configurada para calcular una tasa de cambio de onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una tensión correspondiente a una salida de primer nivel por el convertidor monofásico, una tensión correspondiente a una salida de segundo nivel por el convertidor monofásico, y un valor de referencia de tensión sobre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel, en donde el primer nivel es un nivel de bus positivo del lado de corriente continua, y el segundo nivel es un nivel de bus negativo del lado de corriente continua, y en donde el valor de referencia de tensión es un valor promedio aritmético de la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua;
una unidad de cálculo de onda modulada en modo común (1002), configurada para calcular una onda modulada en modo común del convertidor monofásico con base en una onda modulada inicial de la primera fase del convertidor monofásico, una onda modulada inicial de la segunda fase del convertidor monofásico, y la tasa de cambio de onda modulada en modo común, en donde tanto la onda modulada inicial de la primera fase como la onda modulada inicial de la segunda fase son ondas sinusoidales, y una suma de amplitud de la onda modulada inicial de la primera fase en cualquier momento y la amplitud de la onda modulada inicial de la segunda fase en el momento es cero, y la onda modulada inicial de la primera fase y la onda modulada inicial de la segunda fase son ondas moduladas iniciales de dos brazos de puente del convertidor monofásico; una unidad de cálculo de onda modulada por ancho de pulso (1003), configurada para calcular una onda modulada por ancho de pulso del convertidor monofásico con base en la onda modulada inicial de la primera fase, la onda modulada inicial de la segunda fase y la onda modulada en modo común; y
una unidad de modulación de portadora configurada para enviar una señal de activación al convertidor monofásico con base en la onda modulada por ancho de pulso, para controlar diferentes estados de encendido/apagado de los conjuntos de interruptores en el convertidor monofásico, de modo que el convertidor monofásico emita diferentes tensiones;
en donde la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común (1001) está configurada específicamente para:
obtener un valor absoluto de una diferencia entre la tensión correspondiente al primer nivel y la tensión correspondiente al segundo nivel; y
calcular la tasa de cambio de onda modulada en modo común con base en el valor absoluto de la diferencia y el valor de referencia de tensión, en donde la tasa de cambio de onda modulada en modo común disminuye con un aumento en la desviación entre la tensión correspondiente al nivel de bus positivo del lado de corriente continua y la tensión correspondiente al nivel de bus negativo del lado de corriente continua.
12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común (1001) está configurada además para:
dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de la tensión, para obtener un cociente; y cuando el cociente es menor o igual que un primer umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un primer valor.
13. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en donde después de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener el cociente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común (1001) se configura además para:
cuando el cociente es mayor que el primer umbral preestablecido pero menor o igual que un segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un segundo valor, en donde el segundo valor es menor que el primer valor.
14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en donde después de dividir el valor absoluto de la diferencia por el valor de referencia de tensión, para obtener el cociente, la unidad de cálculo de tasa de cambio de onda modulada en modo común (1001) se configura además para:
cuando el cociente es mayor que el segundo umbral preestablecido, determinar que la tasa de cambio de onda modulada en modo común es un tercer valor, en donde el tercer valor es menor que el segundo valor.
ES18214165T 2017-12-26 2018-12-19 Método y aparato de control de convertidor monofásico Active ES2944297T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711438629.4A CN107994796B (zh) 2017-12-26 2017-12-26 单相变流器的控制方法以及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2944297T3 true ES2944297T3 (es) 2023-06-20

Family

ID=62042302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18214165T Active ES2944297T3 (es) 2017-12-26 2018-12-19 Método y aparato de control de convertidor monofásico

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10666159B2 (es)
EP (1) EP3506474B1 (es)
CN (1) CN107994796B (es)
ES (1) ES2944297T3 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7008222B2 (ja) * 2017-04-24 2022-01-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換システム
CN112803823B (zh) * 2019-11-13 2022-09-23 华为技术有限公司 脉冲宽度调制方法、逆变器和控制器
JP7622452B2 (ja) * 2021-02-01 2025-01-28 オムロン株式会社 電力変換装置および制御方法
CN113556053B (zh) * 2021-07-21 2022-10-28 华为数字能源技术有限公司 三相多电平逆变器的控制方法以及逆变器系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8867248B2 (en) * 2011-12-20 2014-10-21 Kohler Co. High-efficiency, three-level, single-phase inverter
CN102684533B (zh) * 2012-05-08 2014-07-09 华中科技大学 一种基于载波幅移的npc型三电平逆变器中点电压控制方法
CN102723889B (zh) * 2012-07-03 2014-11-05 华为技术有限公司 逆变器及其pwm调制方法
CN103746585B (zh) 2014-01-10 2016-03-02 南京理工大学 基于混合调制的多电平逆变器中点电压平衡控制方法
CN203761293U (zh) * 2014-03-06 2014-08-06 三垦力达电气(江阴)有限公司 一种单相三电平逆变器中点电位平衡控制器
CN104022669A (zh) * 2014-06-26 2014-09-03 大连海事大学 一种中性点钳位光伏逆变器及其调制方法
US10148093B2 (en) * 2015-06-16 2018-12-04 Koolbridge Solar, Inc. Inter coupling of microinverters
BR112019005998B1 (pt) * 2016-09-30 2023-04-18 Huawei Technologies Co., Ltd Conversor trifásico e método de controle do conversor trifásico
CN107070278B (zh) * 2017-06-26 2018-10-02 合肥工业大学 一种三电平变流器中点电位平衡的非连续脉宽调制方法
CN107508483A (zh) * 2017-08-19 2017-12-22 泽伦电气科技有限公司 一种降低开关损耗的三电平变流器非连续脉宽调制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107994796A (zh) 2018-05-04
EP3506474A1 (en) 2019-07-03
US20190199235A1 (en) 2019-06-27
CN107994796B (zh) 2020-04-28
EP3506474B1 (en) 2023-04-05
US10666159B2 (en) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2944297T3 (es) Método y aparato de control de convertidor monofásico
JP6364669B2 (ja) ３レベル太陽光発電インバータのパルス幅変調方法及び変調器
CN108809133B (zh) 一种有源中点钳位五电平逆变器电容电压平衡控制方法
CN107070278B (zh) 一种三电平变流器中点电位平衡的非连续脉宽调制方法
EP3852263B1 (en) Systems and methods for controlling multi-level diode clamped inverters using space vector pulse width modulation (svpwm)
CN104702140B (zh) T型三电平光伏并网逆变器并联环流抑制和中点平衡方法
JP5624792B2 (ja) 電力変換装置
EP3324509A1 (en) Power supply system and power supply method
CN103401452A (zh) 基于vsvpwm的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略
JP2013240252A (ja) ３レベルユニットインバータ
CN104578886B (zh) 一种三电平光伏逆变器脉宽调制方法和调制器
CN105071678B (zh) 一种有限开关状态模型预测控制方法及装置
Tran et al. Reduction of harmonics in grid-connected inverters using variable switching frequency
CN103872937B (zh) 一种飞跨电容型五电平逆变装置的控制方法
CN106877719B (zh) 一种中点箝位型三相三电平变换器及其调制方法
CN103872938A (zh) 一种飞跨电容型三电平逆变装置的控制方法
ES2964794T3 (es) Dispositivo de conversión de energía
Omar et al. A single phase of modified multilevel inverter using particle swarm optimization (PSO) algorithm
CN108092534B (zh) 单相五电平变流器的控制方法以及装置
CN106452148A (zh) 三电平三相四桥臂逆变系统及其控制方法和控制器
CN104393780B (zh) 全桥模块化多电平变换器子模块电压控制方法
CN109412154B (zh) 光伏发电系统的稳定性分析方法、装置及实现装置
CN103715875A (zh) 一种开关频率的调节方法、装置及逆变器
CN104467498B (zh) 一种五电平光伏逆变器中点电位控制方法及系统
Mohammed et al. Improvement of power quality of a two feeder system using Unified Power Quality Conditioner