[发明专利]一种逆变器及其控制方法、控制装置、控制系统

说明书

本发明提供了一种逆变器及其控制方法、控制装置、控制系统，该逆变器包括：逆变电路、开关电路以及控制系统，控制系统根据所述逆变器的并网输出端电压、所述离网输出端电压以及所述逆变电路的输出端电压，输出控制信号，以控制所述开关电路中各开关的开启和关断，以使得逆变器在并网运行时，采用电流源模式输出，在离网运行时，采用电压源模式输出，满足负载的输出要求。除此，本发明中将第四开关与地相连，避免了漏电流的产生，且逆变电路选用H4桥，结构简单。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种逆变器及其控制方法、控制装置、控制系统。

背景技术

随着社会的不断发展，石油化工能源日益减少，新能源发电得到了快速的发展，其中，逆变器是光伏发电系统的核心设备之一，其将光能转化后的电能转换成预设伏值，输送给负载或电网。

目前，逆变器具有并网和离网两种输出模式，具体的，如图1所示，两种输出模式的接线方式不同，其中，U-O-W为逆变桥输出点，U1-O1-W1为并网点，U2-O2-W2为负载连接点，E为接地点，其中O1为变压器的中性点。逆变器内部对U1-O1和W1-O1进行电压采样以检测电网，其中，U1-O1和W1-O1的额定相电压为101Vac，U1-W1电压为202Vac。并网运行时，开关1和开关2闭合，开关3和开关4断开，逆变桥臂只需输出U-W相电压；离网运行时，开关1和开关2断开，开关3和开关4闭合，逆变桥臂输出U-O-W相电压，且需适应U-O相和W-O相之间的不平衡负载。并且，由于离网运行时O点相连接了大地，因此必须保证离网工况下的逆变系统没有漏电流。

通常，逆变桥采用三桥臂逆变电路，其中一个桥臂用于控制离网工况下的O点电位，如图2所示。该拓扑的优点是：多了一个O点控制桥臂(图2中的4-1)，可以适应U-O相和W-O相之间的不平衡负载；然而，多出的桥臂和电感增加了系统成本，且由于O点(图2中的5-5端点处)需接大地，因此，该控制方案会引入高频漏电流。

除此，为减小控制复杂度，如图3所示，将逆变桥选择常规的H4桥式拓扑，并在离网运行将W相通过开关3和开关4连接到O2点和大地上。此时，逆变桥仅输出101Vac的单相电压，即只供其中U2-O2相负载，而不能提供W2-O2相和U2-W2相的负载，需对离网负载做专门配置，降低了离网工况下逆变器的可用性，且离网工况下的漏电流问题也比较突出。

因此，如何提供一种逆变器及其控制方法、控制装置，既能满足负载的输出要求，又能避免漏电流，且结构简单，是本领域技术人员亟待解决的一大技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种逆变器及其控制方法、控制装置，满足负载的输出要求的同时避免了漏电流，且结构简单。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种逆变器，包括：

逆变电路，所述逆变电路的输入端与外接直流源相连，且所述逆变电路的输入侧具有第一输出中点；

开关电路，所述开关电路包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，所述第一开关以及所述第三开关并接在所述逆变电路的第一输出端以及第二输出端之间，且，所述第一开关的输出端作为所述逆变器的并网输出端，所述第三开关的输出端作为所述逆变器的离网输出端；所述并网输出端通过所述第二开关管与所述离网输出端并联，所述第一输出中点分别与所述第三开关的输入中点以及所述第四开关相连，所述第四开关的输出端接地；

控制系统，所述控制系统与所述逆变电路以及所述开关电路相连，用于根据所述逆变器的并网输出端电压、所述离网输出端电压以及所述逆变电路的输出端电压，输出控制信号，以控制所述开关电路中各开关的开启和关断。

可选的，所述逆变电路包括：