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高调制深度下三电平NPC逆变器中点电位快速均衡控制

Fast Neutral-Point Potential Balancing Control for Three-Level NPC Inverters under High Modulation Index

作者
期刊 电源学报
出版日期 2025年11月
卷/期 第 2025 卷 第 7 期
技术分类 控制与算法
技术标签 三电平 PWM控制 空间矢量调制SVPWM 并网逆变器
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词
版本:
Proposes an optimized virtual space vector PWM algorithm enabling fast and full-range neutral-point voltage balancing across the entire linear modulation region, even with asymmetric DC-link capacitors. Features fuzzy-based closed-loop control and coordinate simplification, reducing computational burden. Experimental results show neutral-point deviation <1.14% and lower grid-current THD vs. conventional VSVPWM.
针对常规虚拟空间矢量脉宽调制VSVPWM(virtual space vector pulse-width modulation)在高调制深度下,母线中点电位存在不可控区域问题,提出1种可在整个线性调制区实现中点电位快速均衡的优化型VSVPWM算法.基于VSVPWM母线中点电位均衡原理重构虚拟中矢量,为保证重构后虚拟中矢量的均压性能,同时提高算法对系统参数摄动的适应性,设计用于中点电压闭环控制的模糊推理确定重构因子对VSVPWM进行优化.即使在直流母线电容不对称情况下,优化型VSVPWM仍可实现线性调制区全范围的快速均压控制.进一步在60°坐标系内对算法简化,参考电压矢量子区域的判断条件、伏秒平衡方程组从30个减少至5个.实验结果表明,该控制策略具有良好性能,均压调节时间显著降低,直流母线中点电位稳态偏差可控制在1.14%内,相较于传统VSVPWM,并网电流总谐波含量更低.
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SunView 深度解读

该算法直接提升阳光电源三电平光伏逆变器(如SG320HX组串式逆变器)及ST系列储能变流器在高功率输出工况下的中点电压稳定性与并网电能质量。尤其适用于大功率地面电站和光储一体化项目中NPC拓扑的PCS,可降低母线电容应力、延长寿命,并增强弱电网适应性。建议在下一代PowerTitan 2.0和SG350/400HX平台中集成该优化VSVPWM策略,并结合iSolarCloud平台实现参数自整定。