[发明专利]一种七电平电路、并网逆变器及其调制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种七电平电路、并网逆变器及其调制方法和装置。

背景技术

逆变器的分类，一般是根据逆变器应用场合和控制方式的不同可分为离网型逆变器和并网型逆变器，在并网型逆变器中根据是否带有变压器又可分为变压器隔离型逆变器和无变压器型逆变器。

无变压器型逆变器由于系统结构简单，效率高，体积小，成本低等诸多优点，得到了快速的发展。

但是无变压器型逆变器由于不能实现直流输入源和交流负载间的电气隔离，漏电流问题是其可靠性的关键指标之一。

为获得较高的效率，常采用单极性调制策略，传统的H4拓扑已不能同时兼顾漏电流和高效率。为消除单极性SPWM调制产生的高频共模电压，必须使得续流阶段的续流回路嵌位在太阳能电池电压的一半，才能达到消除共模电压漏电流的目的。采用改进型拓扑，如H5、H6、Heric拓扑，实现了单极性调制策略，在一定程度上解决了漏电流问题，其桥臂输出电压等效为三电平输出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种七电平电路、并网逆变器及其调制方法和系统，实现兼顾漏电流和高效率两方面的问题。

本发明提供一种七电平电路，所述七电平电路包括直流升压电路、与直流电源相并联的对称双Buck电路；

所述直流升压电路包括：与直流电源并联的第四电容CB1和直流斩波器；第二开关管和第二二极管的公共端与所述直流斩波器和第四电容CB1的公共端之间连有第八开关管；

所述对称双Buck电路包括：第一电容和第二电容串联后并联在所述直流电源两侧，第一二极管和第二二极管串联后与所述直流电源并联，第一电容与第一二极管之间设置有第一开关管，第二二极管与第二电容之间设置有第二开关管；第一二极管和第一开关管的公共端与所述七电平电路输出端之间设置有第一电感，第二开关管和第二二极管的公共端与所述七电平电路输出端之间设置有第二电感；第一电容与第二电容的连接点与第一二极管和第二二极管的连接点直接相连。

优选地，所述直流斩波器包括：所述第四电容CB1与直流电源的负母线端之间串联的第三二极管和第五电感，直流电源的正母线端与第三二极管和第五电感的公共端之间设置的第七开关管。

优选地，包括：

控制所述第一开关管、第二开关管和第八开关管的开关状态，使得第一电容和第二电容的公共端的电压是直流电源输出电压V1的一半；使得所述七电平电路的输出电压V3为电网电压的绝对值。

优选地，包括：

当直流电源输出电压高于调制波的峰值时，所述直流升压电路不工作，控制第一、二开关管的开通和关断，使得所述七电平电路按照五电平调节方式工作；所述调制波在一个周期T中有三个过零点，分别记为t₀、t₄和t₈；t₄为周期T的中点；获得这三个过零点t₀、t₄和t₈；

将t₀延迟1/4个周期T则是第一半周期的中点t₂；将t₀延迟3/4个周期T则是第二半周期的中点t₆；

调制波的第一半周期的波形和第二半周期的分别与V1/2对应的直线有两个交点，分别为t₁和t₃，以及t₅和t₇；

t₀-t₁时间段，控制第一开关管按照正弦脉冲宽度调制关断和导通，控制第二开关管关断；

t₁-t₂时间段，控制所述第一开关管按照正弦脉冲宽度调制导通和关断，控制所述第二开关管导通；

t₂-t₃时间段，控制所述第二开关管按照正弦脉冲宽度调制导通和关断，控制所述第一开关管导通；

t₃-t₄时间段，控制所述第二开关管按照正弦脉冲宽度调制关断和导通，控制所述第一开关管关断；

t₄-t₅时间段，控制所述第一开关管按照正弦脉冲宽度调制关断和导通，控制所述第二开关管关断；

t₅-t₆时间段，控制所述第一开关管按照正弦脉冲宽度调制导通和关断，控制所述第二开关管导通；