[发明专利]一种级联多模态光伏并网逆变器及其调制方法

摘要

本发明涉及一种级联多模态光伏并网逆变器及其调制方法，属于电能变换与新能源分布式并网发电领域。本发明能够根据实际工况调整调制策略和开关工作状态，工作在九电平、五电平或三电平模态，达到优化输出波形质量，降低整体损耗的效果。当直流侧输入功率较低时，采用九电平或五电平的输出模态，以改善并网电流的波形质量，拓宽可并网范围；当直流侧输入功率较高时，采用三电平输出模态，以降低逆变器损耗，提高系统效率。本发明兼顾了光伏并网逆变器注入电网电流的波形质量和逆变器的损耗问题，有利于提升系统并网电能的质量，降低逆变过程中的损耗。

主权项

1.一种级联多模态光伏并网逆变器，该逆变器设置在光伏阵列输出单元和交流电网之间，其特征在于，包括第一电容组串、第二电容组串、第一直流侧开关组、第二直流侧开关组、第三直流侧开关组、第四直流侧开关组、第一桥臂开关组、第二桥臂开关组、第三桥臂开关组、第四桥臂开关组和双向开关组；第一电容组串与第一光伏阵列输出单元（U_dc1）并联；第一直流侧开关组包括第一开关管（S₁）和第一二极管（D₁），第一开关管（S₁）与第二二极管（D₂）反向串联，第一开关管（S₁）另一端连接第一光伏阵列输出单元（U_dc1）的正极，第一二极管（D₁）正极连接第一电容组串的中点；第二直流侧开关组包括第二开关管（S₂）和第二二极管（D₂），第二开关管（S₂）与第二二极管（D₂）反向串联，第二开关管（S₂）另一端连接第一光伏阵列输出单元（U_dc1）的负极，第二二极管（D₂）负极连接第一电容组串的中点；第一桥臂开关组和第二桥臂开关组并联连接在第一二极管（D₁）负极、第二二极管（D₂）正极之间；第二电容组串与第二光伏阵列输出单元（U_dc2）并联；第三直流侧开关组包括第三开关管（S₇）和第三二极管（D₃），第三开关管（S₇）与第三二极管（D₃）反向串联，第三开关管（S₇）另一端连接第二光伏阵列输出单元（U_dc2）的正极，第三二极管（D₃）正极连接第二电容组串的中点；第四直流侧开关组包括第四开关管（S₈）和第四二极管（D₄），第四开关管（S₈）与第四二极管（D₄）反向串联，第四开关管（S₈）另一端连接第二光伏阵列输出单元（U_dc2）的负极，第四二极管（D₄）负极连接第二电容组串的中点；第三桥臂开关组和第四桥臂开关组并联连接在第三二极管（D₃）负极、第四二极管（D₄）正极之间；第一光伏阵列输出单元（U_dc1）的负极通过双向开关组与第二光伏阵列输出单元（U_dc2）的负极相连接；第二桥臂开关组的中点连接第三桥臂开关组的中点；第一桥臂开关组的中点与第四桥臂开关组的中点构成该逆变器交流侧输出端。