Page 37 - 电力与能源2024年第一期

第 45 卷 第 1 期 电力与能源
2024 年 2 月 31

DOI：10.11973/dlyny202401007
电网技术

计及中性点电位均衡的 VIENNA 型整流器

简化空间矢量调制方法

郑智威，胡嘉栋，陆晓平

（国网上海市电力公司市北供电公司，上海 200072）

摘 要：当能量无需双向传递时，常规的二电平、三电平型变换器存在一定缺陷，为克服该缺陷，针对三电平三
开关型 VIENNA 型整流器进行了工作机理以及拓扑结构分析。由于 VIENNA 型整流器在直流侧会产生中
性点电位脉动，所以在 SVPWM 算法的占空比分布中引入直流母线电容的电压变化量参数，这能够改变矢量
作用时间，从而实现中性点电位均衡。研究了三电平转二电平的一种 SVPWM 简化调制方法，并验证了所提
方法的实用性和有效性。
关键词：VIENNA 型整流器；中性点电位均衡；简化 SVPWM
作者简介：郑智威（1994—），男，硕士，从事电网企业配电抢修工作。
中图分类号：TM73 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2024）01-0031-06
A Simplified Space Vector Modulation Method for VIENNA Rectifier Considering
Equilibrium of Neutral Point Potential

ZHENG Zhiwei，HU Jiadong，LU Xiaoping
（State Grid Shibei Power Supply Company，SMEPC，Shanghai 200072，China）

Abstract：When energy is not transferred bidirectionally, conventional two-level and three-level converters have
some defects. In order to eliminate the defects, the topology and working mechanism of the three-level, three-
switch VIENNA rectifier are analyzed in this paper. Because VIENNA rectifier will produce neutral point poten⁃
tial pulsation on the DC side, adding the voltage variation parameter of DC bus capacitor to the duty ratio distribu⁃
tion of SVPWM algorithm can change the vector action time and realize neutral point potential equalization. Mean⁃
while, a simplified SVPWM modulation method for three-level to two-level conversion is studied. The practical⁃
ity and effectiveness of the method are tested and verified.

Key words：VIENNA rectifier，equilibrium of neutral point potential，simplified SVPWM
随着电力电子技术的发展以及对高电压高功 电，因此无需考虑开关管的死区时间，电网的稳定

［3］
率应用场景需求的持续增长，传统的二电平脉冲 性得到了提升 。
宽度调制（PWM）整流器逐渐向三电平、多电平发 与传统二电平整流器不同，VIENNA 型整流
展 。针对这种电力设备接入电网后可能造成的 器相电压含有大量输出电平，在开关频率相同的
［1］
影响，学者们提出了谐波含量指标，严格限制输入 情况下，其输入电流具有更少的谐波含量，并且各
［2］
电流的谐波水平 。VIENNA 型整流器是以中性 开 关 元 件 的 电 压 应 力 只 有 二 电 平 整 流 器 的 一
点钳位制为主要特征的二象限三电平整流器，其 半 ［4］ 。 相 较 于 四 象 限 运 行 的 三 电 平 拓 扑 结 构 ，
输入电流的总谐波失真率（THD）较小，开关管数 VIENNA 型整流器拓扑中的系统体积、成本和开
量较少，开关装置的电压应力较小，且在直流母线 关器件数量以及开关损耗也更低，非常适合在能量
［5］
两端的二极管具有阻碍作用，避免了桥臂直接通 单向传递的中、大功率情景下应用 。与常规的三