[发明专利]具有两个直流链的三电平逆变器及其控制装置和方法

权利要求书

1.一种具有两个直流（DC）链的三电平逆变器，所述三电平逆变器用于将多个光伏（PV）模块内生成的DC电力转换成交流（AC）电力，其中所述两个DC链中的第一DC链的一端连接至所述多个PV模块中的产生第一电位的第一电位点，以及

所述两个DC链中的第二DC链的一端连接至所述多个PV模块中的产生低于所述第一电位的第二电位的第二电位点，以及

所述第一DC链的另一端和所述第二DC链的另一端都连接至所述多个PV模块中的产生具有所述第一电位和所述第二电位之间的中间电平的第三电位的第三电位点。

2.一种用于控制根据权利要求1的具有两个DC链的三电平逆变器的装置，所述装置包括：

两个最大功率点跟踪（MPPT）执行单元，所述MPPT执行单元用于对所述两个DC链中的每一个独立地执行MPPT以分别生成DC链电压参考值；

算术运算单元，所述算术运算单元用于通过接收从所述两个MPPT执行单元输出的所述DC链电压参考值，执行所述DC链电压参考值中的每一个的和运算以及差运算；

相电压参考单元，所述相电压参考单元用于基于通过执行所述算术运算单元的和运算计算的值生成每个相电压参考值；

零序电压参考单元，所述零序电压参考单元用于基于通过执行所述算术运算单元的差运算计算的值，生成零序电压的参考值；以及

栅极驱动单元，所述栅极驱动单元用于生成最终参考值并使用所述最终参考值向所述三电平逆变器的开关元件的每个栅极施加信号，所述最终参考值是通过将由所述零序电压参考单元计算的所述零序电压的参考值与所述相电压参考单元的每个相电压参考值相加得到的。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述零序电压参考单元生成零序电压的参考值，在该参考值处所述DC链之间的电压差跟踪由所述算术运算单元的差运算计算的值。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述零序电压参考单元包括：

比例积分处理单元，所述比例积分处理单元用于从由所述算术运算单元的差运算计算的值中减去所述DC链之间的所述电压差，用于通过使用预定增益对减法运算后的值执行比例积分，以及用于生成逆变器中点电流参考值；以及

电压参考输出单元，所述电压参考输出单元用于通过使用由所述比例积分处理单元生成的所述逆变器中点电流参考值，生成并输出所述零序电压的参考值。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述电压参考输出单元根据来自曲线图中的每个操作状态来确定临界点，通过使用所确定的临界点执行线性插值，从而生成与由所述比例积分处理单元生成的所述逆变器中点电流参考值相对应的零序电压的参考值，所述曲线图的X轴设为逆变器中点电流，Y轴设为零序电压的参考值。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，当确定所述操作状态和计算所述临界点时，所述电压参考输出单元使用所述相电压参考值、采样周期、每个相电流幅值和每个DC链电压幅值。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述栅极驱动单元通过使用载波来生成脉宽调制（PWM）信号，并将所述PWM信号施加到所述开关元件的每个栅极，所述载波的幅值根据每个DC链电压和所述最终参考值而动态变化。

8.一种用于控制根据权利要求1的具有两个DC链的三电平逆变器的方法，所述方法包括：

（a）对所述两个DC链中的每一个独立地执行最大功率点跟踪（MPPT）以分别生成DC链电压参考值；

（b）通过接收在（a）中生成的所述DC链电压参考值，执行所述DC链电压参考值中的每一个的和运算以及差运算；

（c）基于通过执行（b）中的和运算计算的值，生成每个相电压参考值；

（d）基于通过执行（b）中的差运算计算的值，生成零序电压的参考值；以及

（e）生成最终参考值，并使用所述最终参考值将信号施加到所述三电平逆变器的开关元件的每个栅极，所述最终参考值是通过将在（d）中计算的零序电压的参考值与在（c）中计算的每个相电压参考值相加而得到。

9.根据权利要求8中的所述方法，其中，（d）包括生成零序电压的参考值，在该参考值处所述DC链之间的电压差跟踪通过（b）中的差运算计算的值。