2007年，TNPC單相拓撲由KNAUP、Peter提出，T型中點鉗位（“T” type neutral point clamped, TNPC）三電平電路是進一步對NPC三電平電路進行修改優(yōu)化，從而得到的新的電路拓撲。但是雖然TNPC相比于傳統(tǒng)NPC三電平電路，3個橋臂減少了兩個鉗位IGBT，造價變得更低，延長了開關管的使用壽命，但是逆變器的中點電位波動問題仍需要解決，如果不采取相應的措施確保中點電位穩(wěn)定，就會導致三電平逆變器極有可能退化成兩電平逆變器結構，這不僅會損壞直流側電容，甚至還會使逆變器系統(tǒng)運行崩潰。

為了讓逆變器正常工作、中點電位盡可能在小范圍內波動、輸出質量更高的電壓電流波形，學者們進行很多研究提出了一些改進的辦法。文獻[10]介紹了一種基于Buck-Boost電路的中點電位穩(wěn)定控制方法，從硬件角度設計避免了軟件編程的復雜。

文獻[8]介紹了小矢量法來控制中點電位穩(wěn)定，優(yōu)點是簡化電路結構，缺點是編程復雜。文獻[9]提出了一種增設平衡電路來抑制中點電位波動，其控制策略采用的是傳統(tǒng)PI控制，優(yōu)點是設計思路簡單、易于實現；缺點是參數調整難度較大，需要人為改動參數，不能實現參數自適應調整。

本文在文獻[9]提出的增設平衡電路控制的基礎之上，改變其傳統(tǒng)PI控制策略，引入一種基于神經元PI自適應的控制策略，根據直流側電容電壓的偏差值，來判斷系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)，并按照調整規(guī)則進行實時在線參數調整，速度快、響應快、系統(tǒng)穩(wěn)定。最后通過Matlab/Simulink實驗仿真對比分析，本文提出的神經元PI參數自適應控制策略，其控制效果要優(yōu)于傳統(tǒng)PI控制器，并且結構簡單、易于實現。

圖7 仿真模型圖

圖8 傳統(tǒng)PI控制策略

圖9 參數自適應控制策略

結論

本文針對T型三電平并網逆變器直流側中點電位波動不穩(wěn)定問題，通過建模詳細分析了中點電位波動的原因，在平衡電路的控制策略上提出了一種基于神經元PI參數自適應的控制策略，并與傳統(tǒng)PI控制策略進行對比分析。

仿真結果表明，本文提出的對于平衡電路的基于神經元PI參數自適應控制器，其調節(jié)效果是優(yōu)于傳統(tǒng)控制策略的，其電壓波動范圍更小、更穩(wěn)定，并且能夠自適應的調整，克服了傳統(tǒng)PI調節(jié)參數難以選擇的問題，并網波形輸出完美，具有比較好的應用價值。