[发明专利]共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器的控制方法

说明书

本发明提出了一种共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器的控制方法。首先将单相的正弦调制波与四相层叠式的三角载波相比较，且将飞跨电容C2的电压与设置的基准电压相比较，得到五路预处理信号，然后根据六个工作模态间各个开关管的导通关系，通过对五路预处理信号的逻辑运算得到十个开关管的控制信号。其特点是，该控制方法能够稳定两个飞跨电容的电压，使飞跨电容C1、C2能够在整个工作期间保持稳定的电压Upv，保证了输出电压的波形质量。总之，本发明的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器的控制方法不但可以使两个飞跨电容的电压保持稳定，还可以消除漏电流和提高直流电压的利用率，并利用五电平的技术，减少了谐波电压的产生。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器的控制方法。

背景技术

随着化石能源消耗和地球生态环境恶化，太阳能的优势不断凸显。光伏发电作为利用太阳能的一种主要形式更是被重点关注。国家能源局发布的数据显示，2022年上半年，全国可再生能源发电量达1.25万亿千瓦时，其中太阳能发电量增长13.5％。据国际能源署(IEA)预测，到2030年全球可再生能源电力需求将占全球电力需求增量的80％，其中风能和光伏发电占比将从2019年的8％上升至近30％。伴随着光伏发电的发展，非隔离型光伏并网逆变器由于成本低和效率高等特点，在国内外被广泛的应用于太阳能发电。

非隔离型光伏并网系统与电网间无有效电气隔离，当高频工作的功率开关管开关时产生共模电压，太阳能光伏板、逆变器设备和大地之间产生寄生电容与非隔离型光伏并网系统形成回路，从而形成共模电流，共模电流又称为漏电流，漏电流的产生不仅导致并网电流产生畸变，更主要的是对相关工作人员产生触电危险和对设备高可靠性工作产生安全隐患。非隔离性光伏并网逆变器为了抑制漏电流和共模电压对设备和人身安全的产生不利影响，一般是采用改变拓扑结构和相应的开关管控制逻辑使共模电压恒定或共模电压的波动范围减小的方法，但并不能完全抑制漏电流和共模电压的产生。

有鉴于此，确有必要设计一种新的共地型光伏逆变器和控制方法以解决以上问题。

发明内容

本发明的主要目的是针对一种共地型单相光伏逆变器主电路提出一种可行的控制方法，使该逆变器具有良好的电气性能和优秀的漏电流抑制能力。

为了实现以上发明目的，本发明提供了一种共地型单相光伏逆变器的控制方法，所述共地型单相光伏逆变器为共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器主电路，该控制方法包括以下步骤：

第一步：将正弦调制波ut分别和层叠式的三角载波uc1、uc2、uc3、uc4交截，当utuc1时输出高电平，当utuc1时输出低电平，从而得到预处理信号A，取反得到预处理信号a；当utuc2时输出高电平，当utuc2时输出低电平，从而得到预处理信号B，取反得到预处理信号b；当utuc3时输出高电平，当utuc3时输出低电平，从而得到预处理信号C，取反得到预处理信号c；当utuc4时输出高电平，当utuc4时输出低电平，从而得到预处理信号D，取反得到预处理信号d；

第二步：采样飞跨电容C2的电压并定义其为ufc2，再定义一个略低于Upv的基准电压为ua，将飞跨电容C2的电压ufc2与设置的基准电压ua通过比较器得到第五路预处理信号E，取反后得到e；