CN104143931B - 用于逆变器的开关设备、逆变器以及控制逆变器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于逆变器的方法以及开关布置，所述逆变器包括直流正极(U_DC,P)、直流负极(U_DC,N)和直流中性极(M)，所述布置包括：第一可控开关(S_X)，所述第一可控开关(S_X)连接在所述逆变器的直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间；和/或第二可控开关(S_Y)，所述第二可控开关(S_Y)连接在所述逆变器的直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的地电位之间。

Description

用于逆变器的开关设备、逆变器以及控制逆变器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于逆变器的开关布置、一种逆变器以及一种用于控制逆变器的方法。

背景技术

一些转换器(如逆变器或整流器)可以具有三个DC(Direct Current)极。除了DC正极和DC负极之外，它们还具有DC中性极。例如，三电平转换器具有三个DC极。在T.Brückner,S.Bernet和H.Güldner,"The Active NPC Converter and Its Loss-BalancingControl",IEEE Transactions on Industrial Electronics,Vol.52,No.3,June2005中给出了三电平转换器的示例。特别地，给出了三电平中性点钳位(NPC)转换器的示例。

图1示出了三电平逆变器的主电路的示例。如该示例所示出的，逆变器可以由连接在其直流正极U_DC,P与其直流负极U_DC,N之间的一个或更多个光伏板10供电。该逆变器进一步对与其交流极AC₁、AC₂、AC₃连接的三相功率***进行供电。

与三电平逆变器的使用相关的可能问题在于：在正常操作下，在DC电路与地之间形成高频电压，即，共模电压u_cm包括高频分量。该高频分量可以例如在光伏应用的情况下对光伏板的绝缘施加压力，并且进一步在光伏板的支撑结构附近引起有害的高频电流。下式适用于图1的***：

$U_{\mathrm{DC}}>U_g\sqrt{6}+U_{m\arg \mathrm{in}}---\left(1\right)$

其中

U_g＝由逆变器供电的三相功率***的相电压

U_margin＝取决于***控制和分量值的电压值

如图2所示，可以通过使逆变器DC电路的直流中性极M接地来防止共模电压u_cm的形成。此方案完全消除了共模电压u_cm，并且因而直流 正极UDC,P对地的电压和直流负极U_DC,N对地的电压也是纯DC电压，在此情况下分别为U_PM和U_MN。与此方案相关的可能问题在于：DC电路的电压U_DC必须相当高。下式适用于图2的***：

$U_{\mathrm{DC}}>U_g\sqrt{8}+U_{m\arg \mathrm{in}}---\left(2\right)$

由于通常仅共模电压u_cm的高频分量引起问题，所以可能仅除去这些分量就足够了。这可以通过将逆变器DC电路的直流中性极M连接至由逆变器供电的功率***的虚拟中性点来实行。三相功率***的虚拟中性点通常是指三相功率***中的三个星形连接阻抗的星点。如图3所示，这样的虚拟中性点的示例是逆变器的AC输出滤波器的星形连接电容器的星点。该过程也被称为虚拟接地。与接地***的情况(如图2中)相比，虚拟接地使得以DC电路的较低电压U_DC进行操作变为可能。然而，在与图1的***相比较时，关于该方案的可能问题在于：例如，半导体开关的电流应力较大并且操作需要DC电路的较高电压U_DC。下式适用于图3的***：

$U_{\mathrm{DC}}>U_g\sqrt{6}+U_{m\arg \mathrm{in}}+-U_{\mathrm{add}}---\left(3\right)$

其中

U_add＝取决于***控制和调制方法以及分量值的另外的电压

实际上，U_add可以为约20V至50V，其在逆变器的最大功率点跟踪的期望电压变化为400V的情况下是该期望电压变化的5％至12％。上述在DC电压范围内的5％至12％可以是估计该***的可能操作环境时的重要量。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法以及一种设备，以解决或至少减轻以上问题。本发明的目的是通过以独立权利要求中所陈述的内容为特征的开关布置、逆变器、方法和计算机程序产品来实现的。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施方式。

本发明基于提供如下可控开关的构思：该可控开关连接在逆变器的直流中性极与由该逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间。对此可替代地或另外地，本发明是基于提供如下可控开关的构思：该可控开关连接在逆变器的直流中性极与由该逆变器供电的交流网络的地电位之间。

本发明的方案提供的优点在于：根据操作点和所涉及应用的最佳操作模式为何种情况，逆变器的直流中性极可以与由逆变器供电的交流网络的虚拟中性点和/或由逆变器供电的交流网络的地电位连接或断开。本发明使得能够将发电最大化并且通常使得能够优化逆变器应用的效率。

附图说明

现在将结合优选实施方式并参照附图来较详细地说明本发明，在该附图中：

图1示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图；

图2示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图；

图3示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图；

图4示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图；

图5示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图；以及

图6示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何特定***，而其可以应用于各种电气***。另外，本发明的使用不限于利用特定基频的任何***或者不限于任何特定的电压电平。尽管以下示例涉及三相三电平逆变器，但是本发明可以应用于具有三个DC极——即直流正极、直流负极和直流中性极——的任何逆变器，如二电平逆变器。另外，本发明还可以应用于例如二相逆变器或具有多于三个相的逆变器。

图4示出了根据实施方式的三相三电平逆变器的电路图。应当注意，该图仅呈现了对理解本发明必要的元件。三相三电平逆变器包括直流正极U_DC,P、直流负极U_DC,N、直流中性极M和三个开关分支，每个开关分支包括串联地连接在直流正极与直流负极之间的四个可控半导体开关。更具体地，三相三电平逆变器的每个开关分支包括：交流极AC₁、AC₂、AC₃；以及串联地连接在直流正极U_DC,P与开关分支的交流极AC₁、AC₂、AC₃之间的第一可控半导体开关S₁、S₅、S₉和第二可控半导体开关S₂、S₆、S₁₀，其中第一可控半导体开关S₁、S₅、S₉连接至直流正极U_DC,P。第一二极管 D₁、D₅、D₉可以与第一可控半导体开关S₁、S₅、S₉并联连接，并且第二二极管D₂、D₆、D₁₀可以与第二可控半导体开关S₂、S₆、S₁₀并联连接。此外，每个开关分支包括串联地连接在直流负极U_DC,N与开关分支的交流极AC₁、AC₂、AC₃之间的第三可控半导体开关S₃、S₇、S₁₁和第四可控半导体开关S₄、S₈、S₁₂，其中第四可控半导体开关S₄、S₈、S₁₂连接至直流负极U_DC,N。第三二极管D₃、D₇、D₁₁可以与第三可控半导体开关S₃、S₇、S₁₁并联连接，并且第四二极管D₄、D₈、D₁₂可以与第四可控半导体开关S₄、S₈、S₁₂并联连接。此外，每个开关分支包括：第五二极管D₁₃、D₁₅、D₁₇，该第五二极管D₁₃、D₁₅、D₁₇连接在直流中性极M与第一可控半导体开关S₁、S₅、S₉和第二可控半导体开关S₂、S₆、S₁₀之间的连接点之间；以及第六二极管D₁₄、D₁₆、D₁₈，该第六二极管D₁₄、D₁₆、D₁₈连接在直流中性极M与第三可控半导体开关S₃、S₇、S₁₁和第四可控半导体开关S₄、S₈、S₁₂之间的连接点之间。可控半导体开关可以是IGBT(绝缘栅双极晶体管)或FET(场效应晶体管)或任何相应的可控半导体开关。为清楚起见，图4未示出经由其来控制可控半导体开关S₁至S₁₂的任何控制连接。半导体开关S₁至S₁₂的控制可以涉及一个或更多个控制部件(未示出)。尽管图4的示例的逆变器是中性点钳位逆变器，但是该逆变器可以是例如有源中性点钳位逆变器或另一类型的三电平逆变器。

图4还示出了示例性逆变器的DC中间电路的示例，如所示出的，该DC中间电路可以包括电容器C_DC,P和C_DC,N。中间电路的结构还可以根据所使用的电路配置而不同。如示例中所示出的，图4的示例性逆变器可以由连接在其直流正极U_DC,P与其直流负极U_DC,N之间的一个或更多个光伏板10供电。逆变器还可以由另一种源供电。图4的示例性逆变器可以通过其交流极AC₁、AC₂、AC₃来对三相交流网络进行供电。可以存在与逆变器的交流极AC₁、AC₂、AC₃连接的输出滤波器。该输出滤波器可以是例如LC或LCL型的滤波器。图4示出了具有三个电感L_c1、L_c2、L_c3和三个星形连接电容C₁、C₂、C₃的LC型输出滤波器。在图4中以简化方式用三个电感L_g1、L_g2、L_g3和三个相电压U_g1、U_g2、U_g3示出了三相交流网络的其余部分。

根据实施方式，如图4所示，存在连接在逆变器的直流中性极M与由逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间的可控开关S_X。如图4的示例所示，三相***中的这样的虚拟中性点的示例是逆变器的AC输出滤波器的星形连接电容器的星点。然而，由逆变器供电的三相交流网络的虚拟中性点通常是指由逆变器供电的三相交流网络中的三个星形连接阻抗(如 电容器或电阻器或其组合)的任何星点。在二相***中，这样的虚拟中性点可以是串联地连接在相之间的两个阻抗(如电容器或电阻器或其组合)的连接点。可控开关S_X可以是例如逆变器的一部分或单独开关布置的一部分。可控开关S_X可以是例如机电开关(如继电器或接触器)或半导体开关。可控开关S_X还可以是手动可控机械开关。

根据实施方式，开关S_X是根据一个或更多个预定参数而受控的。这可以由逆变器***的操作者手动执行。对开关S_X的这种手动控制可以在任何时间发生。可以在逆变器***启动时或之后根据一个或更多个预定参数如***条件来设置开关S_X，并且可以在需要时改变该设置。对开关S_X的控制还可以自动执行。对此，可以设置被配置成根据一个或更多个预定参数来控制开关S_X的控制布置20。而且，控制布置20或相应实体可以是例如逆变器的一部分或单独开关布置的一部分。根据实施方式，一个或更多个预定参数可以包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数。控制布置20或相应实体可以包括或者可以连接至能够对各种实施方式中可能需要的电压和/或阻抗值进行测量的适当测量布置(未示出)。这样的电压和阻抗值的示例包括：直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC，以及直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC。

根据实施方式，在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC低于预定阈值时，可控开关S_X被控制为不导通(断开状态)；以及在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC高于该预定阈值时，可控开关S_X被控制为导通(接通状态)。在该控制中使用的电压U_DC的值可以是电压U_DC的参考值或电压U_DC的测量值。根据实施方式，该预定电压阈值可以是：

$U_{\mathrm{DC}}>U_g\sqrt{6}+U_{m\arg \mathrm{in}}+U_{\mathrm{add}}$

其中

U_g＝由逆变器供电的交流网络的相电压

U_margin＝取决于***控制和分量值的电压值

U_add＝取决于***控制和调制方法以及分量值的另外的电压

根据实施方式，在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC高于预定阈值时，可控开关S_X被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的 交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC低于该预定阈值时，可控开关S_X被控制为导通。根据实施方式，预定阻抗阈值可以与阻抗Z_DC的如下值对应：该值是足够高的，使高频泄漏电流的流动不会达到有害程度。

还可以将上述基于电压的控制和基于阻抗的控制组合并且同时使用这些控制。在这样的情况下，可以对阻抗条件赋予优先级。

根据实施方式，如图5所示，存在连接在逆变器的直流中性极M与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的可控开关S_Y。可控开关S_Y可以是例如逆变器的一部分或单独开关布置的一部分。可控开关S_Y可以是例如机电开关(如继电器或接触器)或半导体开关。可控开关S_Y还可以是手动可控机械开关。

根据实施方式，开关S_Y是根据一个或更多个预定参数而受控的。这可以由逆变器***的操作者手动执行。对开关S_Y的这种手动控制可以在任何时间发生。可以在逆变器***启动时或之后根据一个或更多个预定参数如***条件来设置开关S_Y，并且可以在需要时改变该设置。对开关S_Y的控制还可以自动执行。对此，可以设置被配置成根据一个或更多个预定参数来控制开关S_Y的控制布置20。而且，控制布置20或相应实体可以是例如逆变器的一部分或单独开关布置的一部分。根据实施方式，一个或更多个预定参数可以包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数。

根据实施方式，在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC低于预定阈值时，可控开关S_Y被控制为不导通(断开状态)；以及在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC高于该预定阈值时，可控开关S_Y被控制为导通(接通状态)。在该控制中使用的电压U_DC的值可以是电压U_DC的参考值或电压U_DC的测量值。根据实施方式，该预定电压阈值可以是：

$U_g\sqrt{6}+U_{m\arg \mathrm{in}}$

根据实施方式，在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC高于预定阈值时，可控开关S_Y被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC低于该预定阈值时，可控开关S_Y被控制为导通。根据实施方式，预定阻抗阈值可以与阻抗Z_DC的如下值对应：该值是足够高的，使低频泄漏电流的流动不会达到有害程度。

还可以将上述基于电压的控制和基于阻抗的控制组合并且同时使用这些控制。在这样的情况下，可以对阻抗条件赋予优先级。

根据实施方式，如图6所示，存在第一可控开关S_X和第二可控开关S_Y，该第一可控开关S_X连接在逆变器的直流中性极M与由逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间，并且该第二可控开关S_Y连接在逆变器的直流中性极M与由逆变器供电的交流网络的地电位之间。此外，根据实施方式，该第一开关S_X和该第二开关S_Y是根据一个或更多个预定参数而受控的。这可以使用被配置成根据一个或更多个预定参数来控制开关的控制布置20来实现。根据实施方式，该一个或更多个预定参数可以包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数。

根据实施方式，在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC低于第一预定阈值或高于第二预定阈值时，该第一可控开关S_X被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC高于该第一预定阈值并且低于该第二预定阈值时，该第一可控开关S_X被控制为导通。另外，在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC低于该第二预定阈值时，该第二可控开关S_Y被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P与直流负极U_DC,N之间的电压U_DC高于该第二预定阈值时，该第二可控开关S_Y被控制为导通。在该控制中使用的电压U_DC的值可以是电压U_DC的参考值或电压U_DC的测量值。

根据实施方式，第一预定电压阈值可以是：

$U_{\mathrm{limit},1}=U_g\sqrt{6}+U_{m\arg \mathrm{in}}+U_{\mathrm{add}}$

以及第二预定电压阈值可以是：

$U_{\mathrm{limit},2}=U_g\sqrt{8}+U_{m\arg \mathrm{in}}$

如以上结合其他实施方式已经注意到的，U_margin和U_add的值取决于***性能。根据实施方式，U_add≈(U_limit,2-U_limit,1)/2。下面的表1示出了根据实施方式的控制的条件：

状态	Sx	Sy	基本条件
				SxSy	断开	断开	UDC＜Ulimit,1
SxSy	接通	断开	Ulimit,1≤UDC＜Ulimit,2
				SxSy	断开	接通	UDC≥Ulimit,2

SxSy

接通

接通

从不允许

在从状态SxSy转变至状态SxSy或从状态SxSy转变至状态SxSy时，优选的是经由状态SxSy来进行，这是由于优选地避免了状态SxSy。

根据实施方式，在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时，第一可控开关S_X被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC低于该第一预定阈值并且高于该第二预定阈值时，第一可控开关S_X被控制为导通。另外，在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC高于该第二预定阈值时，第二可控开关S_Y被控制为不导通；以及在直流正极U_DC,P或直流负极U_DC,N与由逆变器供电的交流网络的地电位之间的阻抗Z_DC低于该第二预定阈值时，该可控开关S_Y被控制为导通。根据实施方式，第一预定阻抗阈值Z_limit,1可以与阻抗Z_DC的如下值对应：该值是足够高的，使高频泄漏电流的流动不会达到有害程度。根据实施方式，第二预定阻抗阈值Z_limit,2可以与阻抗Z_DC的如下值对应：该值是足够高的，使低频泄漏电流的流动不会达到有害程度。另外，Z_limit,1>Z_limit,2。

下面的表2示出了根据实施方式的控制的条件：

状态	Sx	Sy	基本条件
				SxSy	断开	断开	ZDC＞Zlimit,1
SxSy	接通	断开	Zlimit,2≤ZDC≤Zlimit,1
				SxSy	断开	接通	ZDC＜Zlimit,2
SxSy	接通	接通	从不允许

在从状态SxSy转变至状态SxSy或从状态SxSy转变至状态SxSy时，优选的是经由状态SxSy来进行，这是由于优选地避免了状态SxSy。

还可以将上述基于电压的控制和基于阻抗的控制组合并且同时使用这些控制。在这样的情况下，可以对阻抗条件赋予优先级。

根据实施方式，可替代地或另外地，可以根据逆变器的输出电流(或 逆变器的输出功率)来控制以上实施方式中的第一可控开关S_X和/或第二可控开关S_Y。例如，在条件允许时，该第一可控开关S_X和/或该第二可控开关S_Y可以被控制为使得最大化逆变器的输出电流并减低共模电压。结合本实施方式可能使用的条件和阈值取决于具体***。

根据上述各种实施方式的对可控开关S_X、S_Y的控制能够手动地或者通过或经由控制布置20来执行，该控制布置20还能够执行对逆变器的半导体开关的正常调制控制。还可以使用用于执行本发明的控制功能的另外的或单独的逻辑单元或物理单元(未示出)。本发明的功能可以例如使用单独的逻辑布置来实现，该单独的逻辑布置可以例如独立于逆变器的半导体开关的正常调制控制。

根据以上实施方式中任一个实施方式的控制可控半导体开关的控制布置20和/或单独的逻辑布置、或其组合能够实现为被配置成实现各种实施方式的功能的一个单元或两个或更多个单独单元。这里，术语“单元”通常指物理或逻辑实体，如物理器件或其一部分或者软件例程。根据实施方式中任一个实施方式的控制布置20可以例如至少部分地借助设置有适当软件的一个或更多个计算机或相应的数字信号处理(DSP)装备来实现。这样的计算机或数字信号处理装备优选地包括至少：针对算术运算提供存储区域的工作存储器(RAM)；以及中央处理单元(CPU)，如通用数字信号处理器。CPU可以包括一组寄存器、算术逻辑单元和CPU控制单元。CPU控制单元受控于从RAM传输至CPU的程序指令的序列。该CPU控制单元可以包含用于基本操作的多个微指令。微指令的实现可以根据CPU设计而变化。程序指令可以通过如下编程语言进行编码：该编程语言可以是高级编程语言，如C、Java等；或者是低级编程语言，如机器语言或汇编语言。计算机还可以具有可以向写有程序指令的计算机程序提供***服务的操作***。实现本发明的计算机或其他设备、或者其一部分还可以包括：用于接收例如测量数据和/或控制数据的适当输入装置；以及用于输出例如控制数据的输出装置。还可以使用用于实现根据实施方式中任一个实施方式的功能的模拟电路、可编程逻辑器件(PLD)如现场可编程门阵列(FPGA)、或离散电气部件和器件。例如，根据实施方式中任一个实施方式的控制布置20可以至少部分地借助这样的模拟电路或可编程逻辑器件来实现。

本发明能够以集中或分布方式、用现有***元件或通过使用单独的专用元件或器件来实现。例如，本逆变器可以包括能够用在根据本发明的实 施方式的功能中的可编程逻辑器件或处理器和存储器。因而，例如在现有逆变器中实现本发明的实施方式所需要的所有修改和配置可以作为软件例程来执行，该软件例程可以实现为增加的或更新的软件例程。如果本发明的功能的至少一部分通过软件来实现，则这样的软件可以被设置为包括计算机程序代码的计算机程序产品，该计算机程序代码在计算机上运行时使计算机或相应的布置执行根据本发明的上述功能。这样的计算机程序代码可以存储或通常体现在计算机可读介质如适当存储器(例如闪速存储器或光存储器)上，从该计算机可读介质，执行该程序代码的一个单元或多个单元能够加载该计算机程序代码。另外，实现本发明的这样的计算机程序代码可以经由例如适当的数据网络而被加载至执行该计算机程序代码的一个单元或多个单元，并且这样的计算机程序代码可以置换或更新可能存在的程序代码。

对于本领域内技术人员明显的是，随着技术进步，可以以各种方式来实现本发明的基本构思。因而本发明及其实施方式不限于以上示例而可以在权利要求的范围内变化。

Claims (7)

1.一种用于逆变器的开关设备，所述逆变器包括直流正极(U_DC,P)、直流负极(U_DC,N)和直流中性极(M)，其特征在于，所述设备包括：

a)第一可控开关(S_X)，所述第一可控开关(S_X)连接在所述逆变器的所述直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间，其中，所述设备包括用于控制所述第一可控开关(S_X)的装置(20)，所述用于控制所述第一可控开关的装置被配置成根据一个或更多个预定参数来控制所述第一可控开关，所述一个或更多个预定参数包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数和/或一个或更多个电流参数和/或一个或更多个功率参数，

和/或

b)第二可控开关(S_Y)，所述第二可控开关(S_Y)连接在所述逆变器的所述直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的地电位之间，其中，所述设备包括用于控制所述第二可控开关(S_Y)的装置(20)，所述用于控制所述第二可控开关的装置被配置成根据一个或更多个预定参数来控制所述第二可控开关，所述一个或更多个预定参数包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数和/或一个或更多个电流参数和/或一个或更多个功率参数，

其中

在所述设备包括仅所述第一可控开关(S_X)的情况下，所述用于控制所述第一可控开关的装置被配置成：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，以及

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

或者

在所述设备包括仅所述第二可控开关(S_Y)的情况下，所述用于控制所述第二可控开关的装置被配置成：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，以及

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述设备包括所述第一可控开关(S_X)和所述第二可控开关(S_Y)二者的情况下，

所述用于控制所述第一可控开关(S_X)的装置被配置成：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于第一预定阈值或高于第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，和

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述第一预定阈值并且低于所述第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，以及

所述用于控制所述第二可控开关(S_Y)的装置被配置成：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压低于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，和

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述设备包括仅所述第一可控开关(S_X)的情况下，所述用于控制所述第一可控开关的装置被配置成：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，以及

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

或者

在所述设备包括仅所述第二可控开关(S_Y)的情况下，所述用于控制所述第二可控开关的装置被配置成：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，以及

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述设备包括所述第一可控开关(S_X)和所述第二可控开关(S_Y)二者的情况下，

所述用于控制所述第一可控开关(S_X)的装置被配置成：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，和

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述第一预定阈值并且高于所述第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，以及

所述用于控制所述第二可控开关(S_Y)的装置被配置成：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗高于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，和

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，按照替选方案a)，由所述逆变器供电的所述交流网络的所述虚拟中性点是所述交流网络中的三个星形连接阻抗的星点。

3.一种逆变器，包括直流正极(U_DC,P)、直流负极(U_DC,N)和直流中性极(M)，其特征在于，所述逆变器包括根据权利要求1至2中任一项所述的设备。

4.根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器是包括三个开关分支的三相三电平逆变器，其中每个开关分支包括串联地连接在所述直流正极与所述直流负极之间的四个可控半导体开关(S₁、S₂、S₃、S₄；S₅、S₆、S₇、S₈；S₉、S₁₀、S₁₁、S₁₂)。

5.根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器是中性点钳位逆变器。

6.根据权利要求5所述的逆变器，其特征在于，所述中性点钳位逆变器是有源中性点钳位逆变器。

7.一种用于控制逆变器的方法，所述逆变器包括直流正极(U_DC,P)、直流负极(U_DC,N)和直流中性极(M)，其特征在于，

a)所述逆变器包括连接在所述逆变器的所述直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的虚拟中性点之间的第一可控开关(S_X)，其中，所述方法包括根据一个或更多个预定参数来控制所述第一可控开关，所述一个或更多个预定参数包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数和/或一个或更多个电流参数和/或一个或更多个功率参数；

和/或

b)所述逆变器包括连接在所述逆变器的所述直流中性极(M)与由所述逆变器供电的交流网络的地电位之间的第二可控开关(S_Y)，其中，所述方法包括根据一个或更多个预定参数来控制所述第二可控开关，所述一个或更多个预定参数包括一个或更多个电压参数和/或一个或更多个阻抗参数和/或一个或更多个电流参数和/或一个或更多个功率参数，

其中

在所述逆变器包括仅所述第一可控开关(S_X)的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，以及

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

或者

在所述逆变器包括仅所述第二可控开关(S_Y)的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，以及

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述逆变器包括所述第一可控开关(S_X)和所述第二可控开关(S_Y)二者的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的电压低于第一预定阈值或高于第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述第一预定阈值并且低于所述第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压低于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，和

在所述直流正极(U_DC,P)与所述直流负极(U_DC,N)之间的所述电压高于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述逆变器包括仅所述第一可控开关(S_X)的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，以及

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

或者

在所述逆变器包括仅所述第二可控开关(S_Y)的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，以及

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通，

或者

在所述逆变器包括所述第一可控开关(S_X)和所述第二可控开关(S_Y)二者的情况下，所述方法包括：

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的阻抗高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)不导通，

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述第一预定阈值并且高于所述第二预定阈值时，控制所述第一可控开关(S_X)导通，

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗高于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)不导通，和

在所述直流正极或所述直流负极与由所述逆变器供电的所述交流网络的所述地电位之间的所述阻抗低于所述第二预定阈值时，控制所述第二可控开关(S_Y)导通。