SVPWM調(diào)制三電平對母線電容充放電時(shí)，使中點(diǎn)電位偏移。采用SVPWM方法，通過分配流入中點(diǎn)電流相反的冗余小矢量的作用時(shí)間來控制中點(diǎn)電位平衡。CB-PWM同樣可疊加零序分量來控制中點(diǎn)電位，根據(jù)載波及電流方向，判斷出所需注入零序分量方向，控制框圖如圖6所示。
1.5 電壓、電流環(huán)及限功率控制算法
圖7給出了系統(tǒng)電壓控制示意圖，電壓環(huán)使用PI控制器，令母線電壓跟隨電壓給定值Uref，電壓環(huán)輸出作為電流環(huán)的給定值。電壓閉環(huán)給定值分兩種：緩啟動給定值和正常運(yùn)行給定值、穩(wěn)壓饋能和牽引網(wǎng)模式。穩(wěn)壓饋能和牽引網(wǎng)模式適用于調(diào)試階段使用。
緩啟動：母線電壓從0V開始由輔助接觸器吸合緩沖，再由主接觸器吸合緩沖，最后啟動反向整流跟蹤牽引網(wǎng)電壓。
正常運(yùn)行：電壓環(huán)給定 1500V~1600V可設(shè)置，正常情況下牽引網(wǎng)電壓高于停止電壓且低于啟動電壓(1650V~1950V可設(shè))。本系統(tǒng)對電壓環(huán)的PI輸出會做相應(yīng)限幅處理，滿足現(xiàn)場應(yīng)用需求：當(dāng)牽引網(wǎng)電壓在啟動電壓和停止電壓之間時(shí)，通過限制電壓環(huán)輸出限幅值來禁止逆變饋能，允許反向整流。當(dāng)列車制動引起電壓抬升到啟動電壓及以上，通過放開電壓環(huán)限幅來啟動逆變饋能，并在電壓重新下降到停止電壓時(shí)禁止逆變饋能。
地鐵現(xiàn)場要求牽引網(wǎng)電壓大于啟動電壓后饋網(wǎng)功率從0到額定功率所需時(shí)間300ms~500ms,為保證饋網(wǎng)功率變化速率可控，對電壓環(huán)PI輸出進(jìn)行限幅。PI限幅按固定步長遞增或遞減，步長根據(jù)設(shè)置的滿載饋能響應(yīng)時(shí)間Tr、系統(tǒng)開關(guān)頻率fs以及額定電流Ir換算，電壓環(huán)PI輸出限幅變化步長為：
電壓環(huán)PI系數(shù)選擇必須滿足現(xiàn)場需求，積分環(huán)作用快慢跟Ki系數(shù)、啟動電壓和停止電壓均有關(guān)系。以最小的啟動電壓1650V，最高的電壓環(huán)給定1600V為計(jì)算依據(jù)，只要保證電壓環(huán)PI輸出變化速率大于300ms滿載饋能響應(yīng)時(shí)間對應(yīng)的限幅變化步長Istep(300ms)=(1111.0/(1500*0.3))=2.47即可。
圖8給出了三相并網(wǎng)電流控制框圖，由電壓給定經(jīng)過電壓PI調(diào)節(jié)器的輸出加上有功設(shè)置值Pset限幅后作為電流d值給定，同理電流q值給定由系統(tǒng)設(shè)置的無功Qset值決定；idf和iqf為電感電流反饋dq值，通過wL解耦系數(shù)進(jìn)行解耦控制；電流環(huán)PI控制器輸出后疊加電網(wǎng)電壓前饋ud和uq，以提高系統(tǒng)對電網(wǎng)波動的抗擾性。
功率控制環(huán)實(shí)現(xiàn)輸出期望的功率，便于測試不同功率段性能指標(biāo)。功率控制環(huán)是根據(jù)地鐵工況設(shè)置的功率對并網(wǎng)電流進(jìn)行閉環(huán)限幅，使輸出功率精度滿足要求1%。有功、無功電流限幅式子如下：
式中，Pset、Qset為用戶設(shè)置的有功功率和無功功率，Ppi_out、Qpi_out為電能芯片ADE7878實(shí)時(shí)計(jì)算的功率閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出，Ug為電網(wǎng)線電壓有效值，限功率控制環(huán)路框圖如下：
