CN106911260A - 一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器 - Google Patents

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文鹏
王鹏
陈鹏
申智
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Abstract

本发明提供了一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，该控制方法通过获取直流电源的直流母线电压，当直流母线电压大于第一预设电压值时，对第三电容充电，使第三电容的电压为第二预设电压值，并控制多电平逆变器处于预设混合调制模式。可见，本方案在直流母线电压大于第一预设电压值时，对第三电容充电，这样使得第一开关支路以及第六开关支路上承载的电压减小，因此，相比于现有技术，第一开关支路以及第六开关支路中的开关管无需选用电压应力较大的开关管，降低了开关损耗和导通损耗。除此，采用混合调制模式(三电平和五电平的混合调制)，能够避免电容电压剧烈波动，进一步降低了第一开关支路以及第六开关支路中开关管电压应力的要求。

Description

一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器
技术领域
本发明涉及光伏新能源技术领域，特别涉及一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器。
背景技术
近年来多电平输出成为了中高压大功率变频领域的常用技术。其中，有源中点钳位多电平电路是常用的多电平逆变电路，其通过在电路的某个位置设置至少一个悬浮电容，使得其电平被钳位，形成不同的电平输出。
常用的五电平逆变电路如图1所示，包括多个开关管以及续流二极管，其中，多个开关管按照预设的逻辑进行导通和关断，进而实现逆变功能，输出“+2Ud”、“+Ud”、“0”、“-Ud”以及“-2Ud”五种电平。其中，当输出“+2Ud”电平时，开关管Q1和开关管Q7导通，此时开关管Q6两端的电压通常为直流电源电压2Ud的3/4(为实现五电平拓扑，会将电容C3的电压维持在Ud电平)，当直流电源电压比较大时，例如为1500V，此时会导致开关管Q6两端的电压较大，例如会达到1125V。发明人发现，由于悬浮电容和母线电容在现有的调制过程中会电压波动，进而导致开关管Q6两端的电压可能会超过1200V。因此为了保证开关管Q6能够正常工作，需要选取电压应力较大的开关管。然而，电压应力较大的开关管存在较大的开关损耗和导通损耗，导致***效率较低。同样，该逆变器输出“-2Ud”电平时，开关管Q1两端的电压也通常较大，也需要选取电压应力较大的开关管。
因此，如何提供一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，降低开关管的耗损以及***效率，是本领域技术人员亟待解决的一大技术问题。
发明内容
本发明提供一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，以解决现有技术中的多电平逆变器中开关管耗损高以及***效率低的问题。
为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种多电平逆变器的控制方法，应用于多电平逆变电路，所述多电平逆变电路包括：第一电容、第二电容、第三电容以及八个开关支路，
所述第一电容与所述第二电容的串联支路并联在直流电源的输出正端与输出负端之间；
第一开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述直流电源的输出正端之间；
第二开关支路以及第三开关支路串接在所述第一电容的第二端以及所述第三电容的第一端之间；
第四开关支路以及第五开关支路串接在所述第二电容的第一端以及所述第三电容的第二端之间；
第六开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述直流电源的输出负端之间；
第七开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
第八开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
该控制方法，包括：
获取所述直流电源的直流母线电压；
当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值；
控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，所述预设混合调制模式包括三电平工作模式以及五电平工作模式；
当所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。
优选的，
所述第一预设电压值小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压；
所述第二预设电压与所述第三预设电压的差值为第一差值电压，所述第一差值电压大于零；
所述第三预设电压为所述直流母线电压的四分之一。
优选的，所述控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，包括：
当所述多电平逆变器输出的调制波的电压大于第三预设电压值，或，小于第四预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式；
当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值大于第五预设电压值，或，大于所述第四预设电压值小于所述第五预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式。
优选的，所述控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式，包括：
控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“+2Ud”电平时，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
优选的，所述控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式，包括：
控制所述多电平逆变器输出“Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“2Ud-Uc”电平时，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
一种多电平逆变器的控制装置，应用于多电平逆变电路，所述多电平逆变电路包括：第一电容、第二电容、第三电容以及八个开关支路，
所述第一电容与所述第二电容的串联支路并联在直流电源的输出正端与输出负端之间；
第一开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述直流电源的输出正端之间；
第二开关支路以及第三开关支路串接在所述第一电容的第二端以及所述第三电容的第一端之间；
第四开关支路以及第五开关支路串接在所述第二电容的第一端以及所述第三电容的第二端之间；
第六开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述直流电源的输出负端之间；
第七开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
第八开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
该控制装置，包括：
获取模块，用于获取所述直流电源的直流母线电压；
控制模块，用于，
当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容的充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值；
控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，所述预设混合调制模式包括三电平工作模式以及五电平工作模式；
当所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。
优选的，
所述第一预设电压值小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压；
所述第二预设电压与所述第三预设电压的差值为第一差值电压，所述第一差值电压大于零；
所述第三预设电压为所述直流母线电压的四分之一。
优选的，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压大于第三预设电压值，或，小于第四预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式；
第二控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值大于第五预设电压值，或，大于所述第四预设电压值小于所述第五预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式。
优选的，所述第一控制单元包括：
第一控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“+2Ud”电平时，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
优选的，所述第二控制单元包括：
第二控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“2Ud-Uc”电平时，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
一种逆变器，包括任意一项上述的控制装置。
本发明提供了一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，该控制方法通过获取所述直流电源的直流母线电压；当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容的充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值，并控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式。可见，本方案在直流母线电压大于第一预设电压值时，对第三电容充电，这样使得第一开关支路以及第六开关支路上承载的电压减小，因此，相比于现有技术，第一开关支路以及第六开关支路中的开关管无需选用电压应力较大的开关管，降低了开关损耗和导通损耗，进而提高了***效率。除此，本方案中，采用混合调制模式(三电平和五电平的混合调制)，能够避免电容的较大波动，进一步降低了第一开关支路以及第六开关支路中对开关管电压应力的要求。
并且，本方案还在所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，其中，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。即当直流母线电压不超限时，控制第三电容为常规值(1/4直流母线电压)，以保证多电平逆变器的正常调制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的五电平逆变器的结构示意图；
图2是现有技术提供的又一五电平逆变器的结构示意图；
图3是本实施例提供的一种控制方法的流程示意图；
图4是现有技术中五电平逆变器调制示意图；
图5是本发明实施例中五电平逆变器的调制示意图；
图6是本发明实施例提供的五电平逆变器的控制示意图；
图7是本发明实施例提供的又一五电平逆变器的控制示意图；
图8是本发明实施例提供的又一五电平逆变器的结构示意图；
图8-a和8-b是本发明另一实施例提供的五电平逆变器的应用示意图；
图9-a和9-b是本发明另一实施例提供的两相五电平逆变器的应用示意图；
图10-a和10-b是本发明另一实施例提供的三相三线制五电平逆变器的应用示意图；
图11-a和11-b是本发明另一实施例提供的三相四线制五电平逆变器的应用示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明提供一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，以解决现有技术中多电平逆变器中开关管耗损高以及***效率低的问题。
具体的，该控制方法应用于多电平逆变电路，如图2所示，所述多电平逆变电路包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3以及八个开关支路(10-80)。
具体的，所述第一电容C1与所述第二电容C2的串联支路并联在直流电源的输出正端PV+(A端)与输出负端PV-(B端)之间。
第一开关支路10串接在所述第三电容C3的第一端P以及所述直流电源的输出正端PV+之间。
第二开关支路20以及第三开关支路30串接在所述第一电容C1的第二端N以及所述第三电容C3的第一端P之间。
第四开关支路40以及第五开关支路50串接在所述第二电容C2的第一端N以及所述第三电容C3的第二端N之间。
第六开关支路60串接在所述第三电容C3的第二端N以及所述直流电源的输出负端PV-之间。
第七开关支路70串接在所述第三电容C3的第一端P以及所述五电平逆变电路的输出端R之间。
第八开关支路80串接在所述第三电容C3的第二端N以及所述五电平逆变电路的输出端R之间。
如背景技术所述，发明人为了降低第一开关支路以及第六开关支路中对开关管应力的要求，结合图1，提出了一种控制方法，如图2所示，包括步骤：
S1、获取所述直流电源的直流母线电压Vpv。
S11、当所述直流母线电压Vpv大于第一预设电压值V1时，对所述第三电容C3充电，使所述第三电容C3的电压为第二预设电压值V2，控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式(三电平和五电平的混合调制)。
S12、当所述直流母线电压Vpv小于等于所述第一预设电压值Vset时，控制所述第三电容C3的电压为第三预设电压值V3，所述第二预设电压值V2大于所述第三预设电压值V3。
其中，所述第一预设电压值V1小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压。例如当直流电源的额定输出电压为1500V，则V1为可设置为1300V或者更低，从而使得AP或者NB两端的电压更低，从而便于开关管选型或者降低开关管压降。所述第二预设电压V2与所述第三预设电压V3的差值为第一差值电压Voffset，所述第一差值电压Voffset大于零，其值可以固定或者根据PV电压等进行动态调整，例如可选取100V或者Vpv/8，或者依据PV电压和V1电压差值变化。在本方案中第三预设电压V3为所述直流母线电压的四分之一，即V3＝Vpv/4。
可见，本方案在直流母线电压大于第一预设电压值时，对第三电容充电，这样使得第一开关支路以及第六开关支路上承载的电压减小，因此，相比于现有技术，第一开关支路以及第六开关支路中的开关管无需选用电压应力较大的开关管，降低了开关损耗和导通损耗，进而提高了***效率。除此，本方案中，采用三电平工作模式以及五电平工作模式，能够避免电容电压剧烈波动，进一步降低了第一开关支路以及第六开关支路中对开关管电压应力的要求。
并且，本方案还在所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，其中，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。即当直流母线电压不超限时，控制第三电容为常规值(1/4直流母线电压)，以保证多电平逆变器的正常调制。
发明人发现，正常五电平调制如图4所示，在高压启动时，悬浮电压不平衡充电，导致此时悬浮电压波动大。因此，在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种控制所述多电平逆变器处于混合调制模式的具体工作方式，如图5所示，包括：
当所述多电平逆变器输出的调制波Vm的电压大于第三预设电压值Vt1，或，小于第四预设电压值Vt2时，控制所述多电平逆变器处于三电平工作模式。
当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值Vt1大于第五预设电压值0，或，大于所述第四预设电压值Vt2小于所述第五预设电压值0时，控制所述多电平逆变器处于五电平工作模式。
具体的，结合图6，三电平工作模式，为：控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平。
当逆变器不发无功时：
输出“+2Ud”电平时，沿图中①指示的箭头方向，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，沿图中②指示的箭头方向，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，沿图中③指示的箭头方向，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
具体的，五电平工作模式，如图7所示，为：控制所述多电平逆变器输出“Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平。
其中逆变器不发无功时：
当输出“2Ud-Uc”电平时，沿图中④指示的箭头方向，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
需要说明的是，上述实施例里中，是以图1为例，其中，开关支路均为一个开关管并联一个二极管的结构，然而，本方案提供的控制方法，还适用于其他结构的多电平逆变器，如图8所示，该多电平逆变电路中第三开关支路以及第四开关支路为续流开关管，其他开关支路为非续流开关管。其工作原理请参见上述实施例，在此不再详述。
在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种多电平逆变器的控制装置，应用于多电平逆变电路，所述多电平逆变电路包括：第一电容、第二电容、第三电容以及八个开关支路，
所述第一电容与所述第二电容的串联支路并联在直流电源的输出正端与输出负端之间；
第一开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述直流电源的输出正端之间；
第二开关支路以及第三开关支路串接在所述第一电容的第二端以及所述第三电容的第一端之间；
第四开关支路以及第五开关支路串接在所述第二电容的第一端以及所述第三电容的第二端之间；
第六开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述直流电源的输出负端之间；
第七开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
第八开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
所述控制装置，包括：
获取模块，用于获取所述直流电源的直流母线电压；
控制模块，用于，
当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容的充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值；
控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式；
当所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。
优选的，
所述第一预设电压值小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压；
所述第二预设电压与所述第三预设电压的差值为第一差值电压，所述第一差值电压大于零；
所述第三预设电压为所述直流母线电压的四分之一。
优选的，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压大于第三预设电压值，或，小于第四预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于三电平工作模式；
第二控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值大于第五预设电压值，或，大于所述第四预设电压值小于所述第五预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于五电平工作模式。
优选的，所述第一控制单元包括：
第一控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平，
其中逆变器不发无功时时：
当输出“+2Ud”电平时，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
优选的，所述第二控制单元包括：
第二控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平，
其中逆变器不发无功时：
当输出“2Ud-Uc”电平时，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
该控制装置的工作原理请参见上述方法实施例，在此不再详述。
在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种逆变器，包括任意一项上述的控制装置。
在具体的实际应用中，如图8-a所示，所述五电平逆变器的第二输入端及输出端还可以分别通过电感等元件(比如电容)与电网相连。所述五电平逆变器的前端还可以增加一个DC/DC变换器来进行电压的变化，用于拓宽所述五电平逆变器的输入电压范围。或者，如图8-b所示，所述五电平逆变器的前端还增加一个DC/DC变换器来进行电压的变化，且其第二输入端及输出端分别通过电感等元件(比如电容)与电网相连。
本发明另一实施例还提供了一种五电平逆变器的应用电路，如图9-a所示，为本实施例提供的两相五电平逆变器拓扑图，包括两个如上述实施例所述的五电平逆变器，分别为第一五电平逆变器101和第二五电平逆变器102；其中：
第一五电平逆变器101和第二五电平逆变器102的第一输入端均连接所述直流电源PV的正端；
第一五电平逆变器101和第二五电平逆变器102的第二输入端均与第一电容C1和第二电容C2的连接点相连；
第一五电平逆变器101和第二五电平逆变器102的第三输入端均连接所述直流电源的负端；
第一五电平逆变器101和第二五电平逆变器102的输出端分别作为所述五电平逆变器的应用电路的两个交流输出端。
具体的，第一五电平逆变器101由第一正弦波进行调制，第二五电平逆变器102由第二正弦波进行调制；
第一正弦波和第二正弦波的相位相差180度或0度。
本发明另一实施例还提供了一种五电平逆变器的应用电路，如图10-a所示，为本实施例提供的三相三线制五电平逆变器拓扑图，包括三个如图上述实施例所述的五电平逆变器，分别为第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203；其中：
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第一输入端均连接所述直流电源PV的正端；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第二输入端均与第一电容C1和第二电容C2的连接点相连；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第三输入端均连接所述直流电源的负端；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的输出端分别作为所述五电平逆变器的应用电路的三个交流输出端。
具体的，第一五电平逆变器201由第一正弦波进行调制，第二五电平逆变器202由第二正弦波进行调制，第三五电平逆变器203由第三正弦波进行调制；
第一正弦波、第二正弦波和第三正弦波的相位依次互差120度。
本发明另一实施例还提供了一种五电平逆变器的应用电路，如图11-a所示，为本实施例提供的三相四线制五电平逆变器拓扑图，包括三个如上述实施例所述的五电平逆变器，分别为第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203；其中：
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第一输入端均连接所述直流电源PV的正端；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第二输入端均与第一电容C1和第二电容C2的连接点相连；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的第三输入端均连接所述直流电源的负端；
第一五电平逆变器201、第二五电平逆变器202和第三五电平逆变器203的输出端分别作为所述五电平逆变器的应用电路的三个交流输出端；
第一电容C1与第二电容C2的连接点作为所述五电平逆变器的应用电路的第四输出端、分别通过电网与电感等元件(例如还包括电容)与所述三个交流输出端相连。
具体的，第一五电平逆变器201由第一正弦波进行调制，第二五电平逆变器202由第二正弦波进行调制，第三五电平逆变器203由第三正弦波进行调制；
第一正弦波、第二正弦波和第三正弦波的相位依次互差120度。
在具体的实际应用中，所述五电平逆变器的应用电路的前端还可以增加一个DC/DC变换器来进行电压的变化，用于拓宽所述五电平逆变器的应用电路的输入电压范围。所述五电平逆变器的应用电路的各个交流输出端还可以分别通过电感等元件(例如还包括电容)与电网相连。或者如图9-b、10-b和11-b所示，各个所述五电平逆变器的应用电路，其前端增加一个DC/DC变换器来进行电压的变化，且其各个交流输出端还分别通过电感等元件与电网相连。
上述实施例中所述的各五电平逆变器的应用电路，均可应用于光伏发电***，相应的，所述直流电源为光伏电池组件。或者所述各五电平逆变器的应用电路也可以应用于其他发电***，此处不做具体限定。
需要说明的是，本发明实施例提供的五电平逆变器实现了防止电容短路的功能，可以理解的是，由该五电平逆变器组成的两相、三相三线制以及三相四线制五电平逆变器同样具有该优点。
综上，本发明提供了一种多电平逆变器的控制方法、装置以及逆变器，该控制方法通过获取所述直流电源的直流母线电压；当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值，并控制所述多电平逆变器处于三电平工作模式和五电平工作模式。可见，本方案在直流母线电压大于第一预设电压值时，对第三电容充电，这样使得第一开关支路以及第六开关支路上承载的电压减小，因此，相比于现有技术，第一开关支路以及第六开关支路中的开关管无需选用电压应力较大的开关管，降低了开关损耗和导通损耗，进而提高了***效率。除此，本方案中，采用三电平工作模式以及五电平工作模式，能够避免电容电压剧烈波动，进一步降低了第一开关支路以及第六开关支路中对开关管电压应力的要求。
并且，本方案还在所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，其中，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。即当直流母线电压不超限时，控制第三电容为常规值(1/4直流母线电压)，以保证多电平逆变器的正常调制。
然而上述实施例，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种多电平逆变器的控制方法，应用于多电平逆变电路，其特征在于，所述多电平逆变电路包括：第一电容、第二电容、第三电容以及八个开关支路，
所述第一电容与所述第二电容的串联支路并联在直流电源的输出正端与输出负端之间；
第一开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述直流电源的输出正端之间；
第二开关支路以及第三开关支路串接在所述第一电容的第二端以及所述第三电容的第一端之间；
第四开关支路以及第五开关支路串接在所述第二电容的第一端以及所述第三电容的第二端之间；
第六开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述直流电源的输出负端之间；
第七开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
第八开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
该控制方法包括：
获取所述直流电源的直流母线电压；
当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值；
控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，所述预设混合调制模式包括三电平工作模式以及五电平工作模式；
当所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述第一预设电压值小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压；
所述第二预设电压与所述第三预设电压的差值为第一差值电压，所述第一差值电压大于零；
所述第三预设电压为所述直流母线电压的四分之一。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，包括：
当所述多电平逆变器输出的调制波的电压大于第三预设电压值，或，小于第四预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式；
当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值大于第五预设电压值，或，大于所述第四预设电压值小于所述第五预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式，包括：
控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“+2Ud”电平时，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式，包括：
控制所述多电平逆变器输出“Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“2Ud-Uc”电平时，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
6.一种多电平逆变器的控制装置，应用于多电平逆变电路，其特征在于，所述多电平逆变电路包括：第一电容、第二电容、第三电容以及八个开关支路，
所述第一电容与所述第二电容的串联支路并联在直流电源的输出正端与输出负端之间；
第一开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述直流电源的输出正端之间；
第二开关支路以及第三开关支路串接在所述第一电容的第二端以及所述第三电容的第一端之间；
第四开关支路以及第五开关支路串接在所述第二电容的第一端以及所述第三电容的第二端之间；
第六开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述直流电源的输出负端之间；
第七开关支路串接在所述第三电容的第一端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
第八开关支路串接在所述第三电容的第二端以及所述多电平逆变电路的输出端之间；
该控制装置包括：
获取模块，用于获取所述直流电源的直流母线电压；
控制模块，用于，
当所述直流母线电压大于第一预设电压值时，对所述第三电容的充电，使所述第三电容的电压为第二预设电压值；
控制所述多电平逆变器处于预设混合调制模式，所述预设混合调制模式包括三电平工作模式以及五电平工作模式；
当所述直流母线电压小于等于所述第一预设电压值时，控制所述第三电容的电压为第三预设电压值，所述第二预设电压值大于所述第三预设电压值。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述第一预设电压值小于等于所述多电平逆变器中直流电源的额定输出电压；
所述第二预设电压与所述第三预设电压的差值为第一差值电压，所述第一差值电压大于零；
所述第三预设电压为所述直流母线电压的四分之一。
8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压大于第三预设电压值，或，小于第四预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述三电平工作模式；
第二控制单元，用于当所述多电平逆变器输出的调制波的电压小于第三预设电压值大于第五预设电压值，或，大于所述第四预设电压值小于所述第五预设电压值时，控制所述多电平逆变器处于所述五电平工作模式。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元包括：
第一控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+2Ud”、“0”以及“-2Ud”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“+2Ud”电平时，所述第一开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“0”电平时，所述第四开关支路以及第八开关支路导通；
当输出“-2Ud”电平时，所述第六开关支路以及所述第八开关支路导通。
10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第二控制子单元，用于控制所述多电平逆变器输出“+Uc”、“2Ud-Uc”、“-Uc”以及“-(2Ud-Uc)”电平，
其中逆变器不发无功时，当输出“2Ud-Uc”电平时，所述第一开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“Uc”电平时，所述第五开关支路以及所述第七开关支路导通；
当输出“-Uc”电平时，所述第三开关支路以及所述第八开关支路导通；
当输出“-(2Ud-Uc)”电平时，所述第六开关支路以及所述第七开关支路导通。
11.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求6-10中任意一项所述的控制装置。
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