双级三电平逆变器的中点电位平衡控制策略

本文主要探讨了一种具有中点电位平衡能力的两级三电平逆变器的设计和优化，针对三电平逆变器在大、中功率开关电源中的广泛应用所带来的母线电容中点偏移问题。传统的中点电位平衡算法在面对负载参数变化时存在不可控区域，这可能导致逆变器性能下降。 作者张兴和肖岚针对这一问题，提出了一种创新解决方案，即采用双输出三电平Boost变换器作为前级结构。这种设计允许在保持宽范围输入电压的同时，有效地对母线电容的中点电位进行动态调整，从而解决了母线电位漂移的问题。他们分析了传统算法在负载功率不平衡条件下的失效情况，并在此基础上提出了改进的控制策略。 他们的方法是基于对前级Boost变换器的精确控制，通过对电流的注入或抽取来维持中点电位的稳定。这种方法避免了增加额外设备带来的成本，同时通过优化的SVPWM（正弦脉冲宽度调制）调制算法或者基于电荷守恒的控制策略，实现了中点电位的稳定平衡。这种改进使得逆变器在面对负载功率波动时，能够提供更稳定的直流母线电压，提高了系统的可靠性。 文章还进行了详细的仿真和实验验证，结果显示，新的控制方法在实际应用中表现出色，能够有效解决三电平逆变器直流母线电容的中点偏移问题。这对于风能等可再生能源的高效利用具有重要意义，因为大容量风力发电系统对逆变器的性能有着更高的要求。 该研究成果不仅提升了三电平逆变器的技术水平，也为大功率风力发电系统的设计提供了实用的解决方案，对于提高风能转换效率和降低运行成本具有积极的推动作用。此外，论文的研究方法和结论也为其他领域的电力电子设备设计提供了有益的参考，尤其是在中点电压管理方面。