2007年，TNPC單相拓?fù)溆蒏NAUP、Peter提出，T型中點(diǎn)鉗位（“T” type neutral point clamped, TNPC）三電平電路是進(jìn)一步對(duì)NPC三電平電路進(jìn)行修改優(yōu)化，從而得到的新的電路拓?fù)洹５请m然TNPC相比于傳統(tǒng)NPC三電平電路，3個(gè)橋臂減少了兩個(gè)鉗位IGBT，造價(jià)變得更低，延長(zhǎng)了開(kāi)關(guān)管的使用壽命，但是逆變器的中點(diǎn)電位波動(dòng)問(wèn)題仍需要解決，如果不采取相應(yīng)的措施確保中點(diǎn)電位穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致三電平逆變器極有可能退化成兩電平逆變器結(jié)構(gòu)，這不僅會(huì)損壞直流側(cè)電容，甚至還會(huì)使逆變器系統(tǒng)運(yùn)行崩潰。

為了讓逆變器正常工作、中點(diǎn)電位盡可能在小范圍內(nèi)波動(dòng)、輸出質(zhì)量更高的電壓電流波形，學(xué)者們進(jìn)行很多研究提出了一些改進(jìn)的辦法。文獻(xiàn)[10]介紹了一種基于Buck-Boost電路的中點(diǎn)電位穩(wěn)定控制方法，從硬件角度設(shè)計(jì)避免了軟件編程的復(fù)雜。

文獻(xiàn)[8]介紹了小矢量法來(lái)控制中點(diǎn)電位穩(wěn)定，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是編程復(fù)雜。文獻(xiàn)[9]提出了一種增設(shè)平衡電路來(lái)抑制中點(diǎn)電位波動(dòng)，其控制策略采用的是傳統(tǒng)PI控制，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是參數(shù)調(diào)整難度較大，需要人為改動(dòng)參數(shù)，不能實(shí)現(xiàn)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整。

本文在文獻(xiàn)[9]提出的增設(shè)平衡電路控制的基礎(chǔ)之上，改變其傳統(tǒng)PI控制策略，引入一種基于神經(jīng)元PI自適應(yīng)的控制策略，根據(jù)直流側(cè)電容電壓的偏差值，來(lái)判斷系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)，并按照調(diào)整規(guī)則進(jìn)行實(shí)時(shí)在線參數(shù)調(diào)整，速度快、響應(yīng)快、系統(tǒng)穩(wěn)定。最后通過(guò)Matlab/Simulink實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)比分析，本文提出的神經(jīng)元PI參數(shù)自適應(yīng)控制策略，其控制效果要優(yōu)于傳統(tǒng)PI控制器，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

圖7 仿真模型圖

圖8 傳統(tǒng)PI控制策略

圖9 參數(shù)自適應(yīng)控制策略

結(jié)論

本文針對(duì)T型三電平并網(wǎng)逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電位波動(dòng)不穩(wěn)定問(wèn)題，通過(guò)建模詳細(xì)分析了中點(diǎn)電位波動(dòng)的原因，在平衡電路的控制策略上提出了一種基于神經(jīng)元PI參數(shù)自適應(yīng)的控制策略，并與傳統(tǒng)PI控制策略進(jìn)行對(duì)比分析。

仿真結(jié)果表明，本文提出的對(duì)于平衡電路的基于神經(jīng)元PI參數(shù)自適應(yīng)控制器，其調(diào)節(jié)效果是優(yōu)于傳統(tǒng)控制策略的，其電壓波動(dòng)范圍更小、更穩(wěn)定，并且能夠自適應(yīng)的調(diào)整，克服了傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)參數(shù)難以選擇的問(wèn)題，并網(wǎng)波形輸出完美，具有比較好的應(yīng)用價(jià)值。