本发明属于柔性潮流转供装置控制，尤其涉及非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法及装置。
背景技术：
1、非隔离型低压柔性潮流转供装置可实现配电网台区间潮流的双向主动调节，且具备电压支持和谐波补偿等辅助功能。传统隔离变压器存在较大的损耗，会降低系统的效率，且隔离变压器体积和重量较大，使整体系统成本较高；而无隔离变压器柔性互联装置具有电流谐波小、直流电压可控、有功和无功功率独立控制、动态响应速度快等优点，且三电平变流器可实现更高的转换效率与较低的开关损耗，输出的电流谐波含量更低。所以，非隔离三电平柔性潮流转供装置在台区柔性互联应用中得到广泛关注。但是，由于未采用隔离变压器，非隔离柔性潮流转供系统存在共模电流问题。
2、传统共模电流抑制方法可分为硬件方法与软件方法；硬件方法包括在共模回路中加装共模扼流圈、共模电感或隔离变压器，这些方法的原理为增大共模回路中的阻抗或阻断共模电流流通路径，从而实现共模电流的抑制，但是会增加系统成本，硬件方法还有通过增加额外的控制支路，配合相应控制策略，减少共模量的产生，从而降低共模电流值。
3、改变软件控制策略是通过优化pwm调制策略，从源头上减少共模电压的产生或降低共模电压的幅值，但是在低压配电网柔性互联装置中降低共模电压的实际需求是对共模电压产生的环流进行抑制。
4、针对上述问题，本发明提出一种非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法及装置，该方法通过基于平均共模电压三次分量及中点电位偏差值的冗余小矢量作用时间调节实现柔性潮流转供装置的共模电流抑制及中点电位平衡。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、控制准确可靠的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，通过分析冗余小矢量对中点电位平衡与平均共模电压的影响，发明一种基于合理调节冗余小矢量作用时间的共模电流抑制与中点电位平衡方法，有效降低柔性互联装置的共模环流，实现中点电位平衡，有效提高柔性潮流转供装置的抗干扰能力和运行效率。
2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，包括如下步骤：
4、获取非隔离三电平柔性潮流转供装置变流器侧电流、母线电压以及直流侧上下电容两端电压数据信号；
5、将获取的数据信号进行闭环控制得到调制信号，对调制信号进行svpwm调制，整流侧变流器采用直流侧中点电位平衡与平均共模电压抑制协同控制的策略，得到第一冗余小矢量作用时间调节系数γ；逆变侧变流器采用基于共模电流反馈的平均共模电压抑制策略，得到第二冗余小矢量作用时间调节系数ei；
6、利用得到的两变流器冗余小矢量调节系数得到新的基本电压矢量作用时间，产生新的调制波，调制后得到门极信号控制功率开关器件的动作。
7、进一步的，所述的获取非隔离三电平柔性潮流转供装置变流器侧电流、母线电压以及直流侧上下电容两端电压数据信号的方法为：
8、利用电流互感器对两台变流器的机侧电流进行采样，并将采样的到的两台变流器的机侧电流分别记作ior和ioi；
9、利用电压互感器对两台变流器的三相交流电压进行采样，并将采样得到的两台变流器的母线电压分别记vgr和vgi；
10、利用电压互感器对直流侧上下电容两端的电压进行采样，并将采样得到的上下两电容的电压分别记为vdc1和vdc2。
11、进一步的，所述的将获取的数据信号进行闭环控制得到调制信号的方法为：
12、将获取的两台变流器的电压电流信号进行闭环控制，整流器侧进行定直流电压控制，经过电流环反馈，电网电压前馈，得到整流侧初次调制电压信号如下所示：
13、
14、式中，vdc为直流侧电压，vref为直流侧电压参考，kp1和ki1分别为比例-积分调节比例增益和积分增益，kp2和kr分别为比例-谐振调节器比例增益和谐振增益，ω0和ωc分别为谐振控制器的带宽频率和基波角频率，vgr为整流侧电网三相电压；ior为非隔离三电平柔性潮流转供装置整流侧变流器的机侧电流，s为拉普拉斯变换中引入的复数变量；
15、逆变器侧进行定功率控制，经过电流环反馈，电网电压前馈，得到逆变侧初次调制电压信号
16、iref＝f(p,q)(2)
17、
18、式中，p为给定有功功率，q为给定无功功率，iref为根据给定有功无功计算得出的电流参考值；vgi为逆变侧电网三相电压；ioi为非隔离三电平柔性潮流转供装置逆变侧变流器的机侧电流。
19、进一步的，所述的对调制信号进行svpwm调制的方法为：
20、由伏秒平衡原理得到每个调制周期中三个合成参考电压矢量的基本电压矢量的作用时间tx1、tx2、tx3；其中，x＝r、i分别代表整流侧与逆变侧数据；
21、根据每一调制周期中各个基本电压矢量的开关状态可计算其对应的共模电压值，如式(4)所示：
22、
23、式中，ucmx为变流器总共模电压，uax、ubx、ucx为变流器三相输出端口电压；si为逆变侧三相开关状态，p表示si1、si2导通，si3、si4关断；o表示si2、si3导通，si1、si4关断；n表示si3、si4导通，si1、si2关断；vdc1和vdc2为直流侧上下电容两端的电压；si1、si2、si3、si4分别为非隔离三电平柔性潮流转供装置逆变侧某一桥臂的第一、第二、第三、第四开关管的开关状态；
24、根据每个调制周期各基本电压矢量对应共模电压值和作用时间计算单调制周期的平均共模电压值，如式(5)所示；冗余小矢量对合成参考电压矢量的效果相同，并通过调节两个互为冗余的小矢量的作用时间，即改变式(5)中冗余矢量作用时间调节系数e的大小(-1≤e≤1)，从而实现变流器产生的平均共模电压值vcmx,ave的调节：
25、
26、其中，vn cmr1、vp cmr1分别为两种冗余小矢量对应的共模电压值，vcmr2、vcmr3为其余两种基本电压矢量对应的共模电压，ex为以共模电压抑制为目标时冗余小矢量作用时间调节系数，x＝i与r时分别表示逆变侧与整流侧；
27、根据每一调制周期中互为冗余的一对小矢量流出直流侧中点电流的差异，改变冗余小矢量作用时间即可改变流出直流侧中性点电流的正负及大小，实现直流侧上下电容的充放电，调整中点电位，如式(6)所示：
28、
29、其中，io定义为流出为正的中点电流，in o1、ip o1分别为两种冗余小矢量对应的流出中点电流值，io2、io3为其余两种基本电压矢量对应的流出中点电流；k为整流侧以中点电位平衡为控制目标时冗余小矢量作用时间调节系数。
30、进一步的，所述的整流侧变流器采用直流侧中点电位平衡与平均共模电压抑制协同控制的策略，得到第一冗余小矢量作用时间调节系数γ的方法为：
31、整流侧逆变器采用直流侧中点电位平衡与平均共模电压抑制协同控制的策略，使整流侧产生的平均共模电压尽可能小，即令vcmr,ave＝0，由式(5)可得：
32、
33、当δvdc＝vdc1-vdc2>0，且in o1>0，ip o1<0时，令k>0，可使得流出中点的电流io减小，直流侧上电容放电，下侧电容充电，中点电位降低；in o1<0，ip o1>0时，令k<0，可使得流出中点的电流io增大，中点电位降低；当δvdc＝vdc1-vdc2<0时，则与之相反；k取值如式(8)所示：
34、
35、其中，ku为调节时间比例系数，k值限幅在-1～1之间；
36、当er>0且k>0时，增加p型小矢量作用时间能同时实现中点电位平衡与平均共模电压抑制，调节系数γ＝0.5k+0.5er；当er<0且k<0时，增加n型小矢量作用时间能同时实现中点电位平衡与平均共模电压抑制，调节系数γ＝0.5k+0.5er；当er>0且k<0或er<0且k>0时，根据中点电位偏差与平均共模电压相对大小进行控制类型的选择，当中点电位偏差相对较大时，γ＝k，当平均共模电压相对较大时，γ＝er。
37、进一步的，所述的逆变侧变流器采用基于共模电流反馈的平均共模电压抑制策略，得到第二冗余小矢量作用时间调节系数ei的方法为：
38、逆变侧变流器采用基于共模电流反馈的平均共模电压抑制策略，根据逆变侧机侧电流计算得到共模电流值：icm＝(iia+iib+ici)/3；其中，iia、iib、ici分别为非隔离三电平柔性潮流转供装置逆变侧变流器机侧三相电流；利用共模电流值计算得到冗余小矢量作用时间调节系数ei(1-≤ei≤1)，如式(9)所示，反馈调节冗余小矢量作用时间，改变逆变侧产生的平均共模电压值，实现整体共模电流的抑制：
39、
40、进一步的，所述的利用得到的两变流器冗余小矢量调节系数得到新的基本电压矢量作用时间，产生新的调制波，调制后得到门极信号控制功率开关器件的动作的方法为：
41、根据得到的两侧变流器中冗余小矢量作用时间调节系数γ和ei，得到新的基本电压矢量作用时间，合成相应的调制波，与载波比较后得到变流器开关器件的驱动信号，控制器件动作，实现非隔离三电平柔性潮流转供装置的共模电流抑制。
42、非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制装置，包括：
43、数据信号获取模块，用于获取非隔离三电平柔性潮流转供装置变流器侧电流、母线电压以及直流侧上下电容两端电压数据信号；
44、冗余小矢量作用时间调节系数获取模块，用于将获取的数据信号进行闭环控制得到调制信号，对调制信号进行svpwm调制，整流侧变流器采用直流侧中点电位平衡与平均共模电压抑制协同控制的策略，得到第一冗余小矢量作用时间调节系数γ；逆变侧变流器采用基于共模电流反馈的平均共模电压抑制策略，得到第二冗余小矢量作用时间调节系数ei；
45、非隔离三电平柔性潮流转供装置的共模电流抑制实现模块，用于利用得到的两变流器冗余小矢量调节系数得到新的基本电压矢量作用时间，产生新的调制波，调制后得到门极信号控制功率开关器件的动作。
46、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法。
47、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法。
48、本发明的优点和积极效果是：
49、本发明通过对共模电压频谱分量进行精确控制方法抑制柔性互联装置的共模环流，不会额外增加外部电路；采用共模电压三次分量计算冗余小矢量作用时间调节系数，保证svpwm有效矢量作用时间不变，仅仅改变两种冗余小矢量的作用时间，实现降低共模电压平均值的功能，且在整流侧实现中点电位平衡与平均共模电压的协同控制，在平衡中点电位的同时降低整流侧变流器产生的共模电压值。
1.非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的获取非隔离三电平柔性潮流转供装置变流器侧电流、母线电压以及直流侧上下电容两端电压数据信号的方法为：
3.根据权利要求1所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的将获取的数据信号进行闭环控制得到调制信号的方法为：
4.根据权利要求3所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的对调制信号进行svpwm调制的方法为：
5.根据权利要求4所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的整流侧变流器采用直流侧中点电位平衡与平均共模电压抑制协同控制的策略，得到第一冗余小矢量作用时间调节系数γ的方法为：
6.根据权利要求4所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的逆变侧变流器采用基于共模电流反馈的平均共模电压抑制策略，得到第二冗余小矢量作用时间调节系数ei的方法为：
7.根据权利要求1所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法，其特征在于，所述的利用得到的两变流器冗余小矢量调节系数得到新的基本电压矢量作用时间，产生新的调制波，调制后得到门极信号控制功率开关器件的动作的方法为：
8.非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制装置，其特征在于，包括：
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1到权利要求7任一所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1到权利要求7任一所述的非隔离三电平柔性潮流转供装置共模电流抑制方法。
