[发明专利]一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法

摘要

一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法，该装置包括直流输入单元、多电平逆变单元、控制单元、电压检测单元和电流检测单元；直流输入单元的输出端与多电平逆变单元的直流输入端相连接，多电平逆变单元的交流输出端通过网侧开关K与电网相连接但不仅限于与电网相连接，电压检测单元的输入端与电网侧相连接，电压检测单元的输出端与控制单元的输入端相连接，电流检测单元的输入端与多电平逆变单元的交流输出端相连接，电流检测单元的输出端与控制单元的另一输入端相连接，控制单元的输出端与多电平逆变单元中开关管的驱动端相连接；本发明还公开了该装置的控制方法；可有效的将逆变单元输出电压减小到阈值范围以内，及时保护交流输出侧电子负载的安全；且系统损耗小。

主权项

1.一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置的控制方法，该操作过电压保护装置包括直流输入单元、多电平逆变单元、控制单元、电压检测单元和电流检测单元；所述直流输入单元的输出端与多电平逆变单元的直流输入端相连接，所述多电平逆变单元的交流输出端通过网侧开关K与电网相连接但不仅限于与电网相连接，所述电压检测单元的输入端与电网侧相连接，用于检测电网电压，所述电压检测单元的输出端与控制单元的输入端相连接，所述电流检测单元的输入端与多电平逆变单元的交流输出端相连接，所述电流检测单元的输出端与控制单元的另一输入端相连接，所述控制单元的输出端与多电平逆变单元中开关管的驱动端相连接，用于控制多电平逆变单元开关管的工作状态；所述多电平逆变单元为单相或三相；多电平逆变单元由直流母线模块、逆变桥臂、交流滤波模块依次串联连接组成，所述直流母线模块是n‑1个母线电容串联构成，n为电平数；所述逆变桥臂包括“零”电平开关组、“正”电平开关组和“负”电平开关组，所述“零”电平开关组串联连接在母线电容中点与“正”电平开关组和“负”电平开关组之间，所述交流滤波模块由滤波电感L和滤波电容C_inv组成，所述滤波电感L的一端与逆变桥臂的输出相连接，另一端为多电平逆变单元的正输出端，所述滤波电容C_inv的一端与多电平逆变单元的正输出端相连接，滤波电容C_inv的另一端与母线电容中点相连接作为多电平逆变单元的负输出端；其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：步骤1：电压检测单元实时检测电网电压，并将检测到的电压送给控制单元进行数据处理；步骤2：控制单元对送来的电压数据进行处理，当检测到电网电压有效值V_ave小于系统给定的阈值V_G时，控制单元控制多电平逆变单元继续处于并网工作状态；当检测到电网电压有效值V_ave大于系统给定的阈值V_G时，控制单元发出控制信号，使多电平逆变单元所有开关管断开，同时多电平逆变单元从并网状态立即切换至操作过电压保护状态，等待控制单元重新发出控制信号；步骤3：进行操作过电压保护状态，即控制单元重新给“零”电平开关组发出控制信号，使“零”电平开关组导通工作，多电平逆变单元内部形成电流回路，使多电平逆变单元交流输出端电压回馈到多电平逆变单元直流输入端的直流母线模块上；步骤4：当多电平逆变单元交流输出端电压值V大于对应的安全电压值V_safe，则继续执行步骤3进行操作过电压保护；当多电平逆变单元交流输出端电压V小于安全电压值V_safe，控制单元将发出控制信号，使“零”电平开关组关断，操作过电压保护状态停止，网侧开关K断开，多电平逆变单元处于待机状态，操作过电压保护过程结束。