Page 41 - 电力与能源2024年第一期
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郑智威，等：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 35
VIENNA 型整流器控制系统框图如图 8 所示。采 当采用比例积分控制策略、负载逐渐增加时，直
用双闭环控制，其中电压外环采用比例积分控制， 流母线电压仿真结果如图 10所示。在 0.1~0.2 s由
能够有效控制直流母线电压，内环为电流环，主要 轻载 4 A 加载至半载 8 A，在 0.2~0.3 s 由半载 8 A
完成对单元功率因子的调节。电流内环输出得到 加载至重载 12 A，最后 0.3~0.4 s 由重载 12 A 加
期望电压矢量，根据电流极性进行大扇区判定，对 载至满载 16 A。从仿真结果中可以看出，当负载
期望电压矢量进行相应修正，然后经过 SVPWM 不断增加时，直流母线电压减小量不大于 5 V，表
调制得到所需电压。为了使中性点电位均衡，在 明该系统能有效降低负载的脉动。
SVPWM 环节引入直流母线电容电压变化量，来
控制正向、负向小矢量的作用时间，从而有效地降
低系统中性点电位的脉动。
图 9 整流器输出电压 U aN 、U ab 、U ao
图 8 VIENNA 型整流器控制系统框图
5 仿真结果
在仿真过程中，直流母线电压 U dc 为 650 V，
图 10 直流母线电压
输出端接入的负载为能够在 0~160 Ω 调节的电
负载逐渐增加时 a 相电压与电流仿真结果如
阻，主要参数如表 2 所示。
图 11 所示，其中图 11（a）为动态控制过程，图 11
表 2 主要参数
（b）为 动 态 控 制 过 程 局 部 放 大 。 由 图 11 不 难 看
参数 数值
出，电网侧输入电感越小，输入电流稳态波形越接
功率 P/kW 10
电网相电压有效值 e g /V 220 近正弦，且纹波小。
电网相电流有效值 i g /A 16
有无中性点电位均衡控制方法的仿真对比
开关频率 f sw /kHz 30
网侧输入电阻 R g /Ω 0.2 如图 12 所示，具有中性点电位均衡控制方法负载
网侧输入电感 L g /µH 300 逐渐增加时的直流母线电容 C 1，C 2 电压仿真波形
VIENNA 型 整 流 器 调 制 输 出 a 相 电 压 U aN， 如图 13 所示。从波形可以看出，无中性点电位均
U ab，U ao 如图 9 所示。由 U aN 可以看出，VIENNA 衡控制方法时，直流母线电容 C 1，C 2 电压偏差较
型整流器输出电压为三电平－U dc/2、0，U dc/2，验 大，同时电容 C 1 的电压一直高于 C 2，这会使得 C 1
证了所提出的三电平转二电平 SVPWM 简化调 电容的电压应力一直较高；而采取中性点电位均
制方法的有效性。 衡控制方法后，C 1，C 2 的电压基本相同，表明本文
