CN112398360B - 一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和***，该逆变器由滤波及续流电感、电容、多个钳位二极管和开关器件组成，可较好地将直流侧光伏板的直流电压逆变为满足并网需求的交流电压，实现电能的并网控制。进一步的，其开环控制方法简单有效地使逆变器实现了光伏板直流电的逆变控制，输出能够满足并网需求的正弦交流电，该方法步骤简单，易于实现，适合大范围推广应用。

Description

一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和***

技术领域

本发明涉及电力电子逆变器驱动及控制领域，具体涉及一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和***。

背景技术

随着全世界范围内经济水平和工业技术的飞速发展，能源需求量也在不断增加。而且随着科学技术的发展，以及传统能源的不可再生性和无限制的开采传统能源对环境造成的不可逆的破坏，人们越来越倾向于使用一种清洁可再生的新能源来取代传统能源。可再生能源的种类有很多，包括风能、水能、地热能、太阳能等，其中，太阳能是最容易被发现和利用的可再生能源。近年来，由于人们越来越重视利用太阳能进行发电，所以光伏发电技术得到了快速的发展。

太阳能光伏发电***的主要核心就是光伏逆变器，用来将太阳能光伏板发出的直流电逆变为电网可接纳的交流电送入电网。而传统的光伏逆变***是多个光伏板串联共用一个逆变器，因此，逆变器的体积和功率很大，而且伴随着很大的功率损耗和严重的发热现象。此外，由于多个光伏板的串联，当其中一块光伏板故障或被阴影遮挡而无法正常工作时，将导致这一串光伏板均无法正常工作，降低了光伏发电的效率。因此，微型光伏逆变器受到了研究者们的广泛关注。

微型光伏逆变器，诞生于美国硅谷，是一种模块化、即插即用、能够从单一太阳能电池组件的直流电转换至交流电的新型装置。对于微型逆变器的研究和应用是目前全球电力变换技术研究的前沿和热点，它同时具有能效高，寿命长、体积小、可靠性高、操作安全、安装方便等特点，标志着光伏技术的新突破，在各类分布式光伏发电应用方面有着广阔的前景。但是对于微型光伏逆变器的应用要求设计合理的控制算法，实现直流电到交流电的转化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和***，该逆变器由滤波及续流电感、电容、多个钳位二极管和开关器件组成，可较好地将直流侧光伏板的直流电压逆变为满足并网需求的交流电压，实现电能的并网控制。进一步的，其开环控制方法简单有效地使逆变器实现了光伏板直流电的逆变控制，输出能够满足并网需求的正弦交流电，该方法步骤简单，易于实现，适合大范围推广应用。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种单相三电平微型光伏逆变器，包含：

滤波及续流电感L₁，其输入端与直流侧光伏板连接，所述滤波及续流电感L₁用于保持直流侧光伏板输出电流的稳定，并减小电流纹波；

第一钳位二极管D_A，其输入端与所述滤波及续流电感L₁的输出端连接，所述第一钳位二极管D_A输出端连接一第三钳位二极管D_C的输入端；

第二钳位二极管D_B，所述滤波及续流电感L₁的输出端依次连接第五开关器件S_A、第六开关器件S_B、第二钳位二极管D_B的输入端，所述第二钳位二极管D_B输出端与直流侧光伏板连接；

电容C，其一端与所述第一钳位二极管D_A的输出端连接，所述电容C的另一端连接于所述第五开关器件S_A和第六开关器件S_B之间；

第一开关器件S₁，其一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第三开关S₃器件，所述第三开关器件S₃与所述直流侧光伏板连接；

第二开关器件S₂，其一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第四开关器件S₄，所述第四开关器件S₄与所述直流侧光伏板连接；

并网交流侧的一端连接于所述第一开关器件S₁和所述第三开关器件S₃之间，并网交流侧的另一端连接于所述第二开关器件S₂和所述第四开关器件S₄之间，所述第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第三开关器件S₃和第四开关器件S₄用于将直流侧光伏板的直流电压逆变为并网交流侧可接收的交流电压。

可选的，一种单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，包含：

S1、根据并网交流侧的频率要求获取电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref；

S2、根据直流侧光伏板发电的功率和并网交流侧的参考电压幅值获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；

S3、根据电容电流参考值i_c ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B；

S4、根据并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的正负判断第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄，结合第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B获取第一开关信号GS₁、第二开关信号GS₂、第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B以分别控制第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第五开关器件S_A和第六开关器件S_B；

S5、将所有开关信号送入逆变器对应的开关器件以驱动逆变器。

可选的，所述步骤S1中，

并网交流侧电压参考值v_ac ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref符合公式(1)：

并网交流侧的瞬时功率P_ac如公式(2)所示，

以双线频的脉动功率P_r被电容C完全缓冲可得出电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref：

其中，V_ac表示并网交流侧参考电压的幅值，I_ac表示并网交流侧参考电流的幅值；V_c表示电容电压平均值，是一个设计变量，需要满足V_c>P_dc/ωC_b*sin(2ωt)；ω＝2πf表示并网交流侧的电角速度，f表示并网交流侧电压频率；C_b表示电容容值；P_dc表示光伏板的发电功率。

可选的，所述步骤S2中，

根据光伏板的发电功率P_dc，结合公式(1)和公式(3)获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref：

可选的，所述步骤S3中，

单相三电平微型光伏逆变器四种工作状态的导通占空比分别为d₁、d₂、d₃和d₄，其中d₁+d₂+d₃+d₄＝1，处于状态1时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B开通，处于状态2时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B关断，处于状态3时第五开关器件S_A开通且第六开关器件S_B关断，处于状态4时第五开关器件S_A关断且第六开关器件S_B开通，第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B表示为公式(7)：

根据公式(8)所示的一个开关周期T_s内的并网交流侧电流参考值i_ac ^ref、直流输入电流I_dc以及电容参考电流i_c ^ref的公式，获得公式(9)所示的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B：

其中，V_dc为直流侧光伏板发电的电压，可通过电压传感器测量获得。

可选的，所述步骤S4中，

将公式(9)获得的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B与周期为T_s幅值为1的三角载波W_ave进行比较，通过公式(10)获得第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B：

根据公式(1)获得的并网交流侧电压参考值v_ac ^ref，并通过公式(11)获得第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄：

根据公式(10)和公式(11)所获得的第五开关信号GS_A、第六开关信号GS_B、第三开关信号GS₃和第四开关信号GS₄获取第一开关信号GS₁和第二开关信号GS₂：

其中，0表示关断开关器件，1表示激活开关器件。

可选的，一种所述单相三电平微型光伏逆变器开环控制方法的***，包含：

电容电压参考值获取模块，用于获取电容电压参考值v_c ^ref；

电容电流参考值获取模块，用于获取电容电流参考值i_c ^ref；

并网交流侧参考电流获取模块，其接收所述电容电压参考值获取模块的信息，所述并网交流侧参考电流获取模块用于获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；

开关导通比获取模块，其接收所述电容电压参考值获取模块、电容电流参考值获取模块、并网交流侧参考电流获取模块的信息，获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B；

逆变桥开关信号模块，用于获取第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄；

开关信号获取模块，用于获取第一开关器件S₁的第一开关信号GS₁、第二开关器件S₂的第二开关信号GS₂、第五开关器件S_A的第五开关信号GS_A和第六开关器件S_B的第六开关信号GS_B；

输出模块，用于将各个开关信号送入逆变器对应的开关器件以驱动逆变器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的一种单相三电平微型光伏逆变器及其开环控制方法和***中，该逆变器由滤波及续流电感、电容、多个钳位二极管和开关器件组成，可较好地将直流侧光伏板的直流电压逆变为并网交流侧可以接收的交流电压。

进一步的，该逆变器的开环控制方法中，首先获取电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref；其次，根据光伏板发电的功率P_dc和交流参考电压幅值V_ac获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；然后，将电容电流参考值i_c ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref送入开关导通比获取模块获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B。之后根据并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的正负来得出第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄，并结合第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B获取第一开关信号GS₁、第二开关信号GS₂、第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B。最后，将所有的开关信号送入对应的开关器件来驱动逆变器。上述开环控制方法简单有效地使逆变器实现了光伏板直流电的逆变控制，输出能够满足并网需求的较高正弦度和较低谐波含量的交流电压和电流，该方法步骤简单，易于实现，适合大范围推广应用。

附图说明

图1为本发明的一种单相三电平微型光伏逆变器的开环控制原理示意图；

图2(a)为本发明的单相三电平微型光伏逆变器处于状态1的局部示意图；

图2(b)为本发明的单相三电平微型光伏逆变器处于状态2的局部示意图；

图2(c)为本发明的单相三电平微型光伏逆变器处于状态3的局部示意图；

图2(d)为本发明的单相三电平微型光伏逆变器处于状态4的局部示意图；

图3为本发明的一种单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法流程示意图；

图4为本发明的单相三电平微型光伏逆变器输出电流的仿真结果；

图5为本发明的单相三电平微型光伏逆变器输出电压的仿真结果。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，为本发明的一种单相三电平微型光伏逆变器7的开环控制原理示意图，其中，该单相三电平微型光伏逆变器7(可简称为逆变器)包含：滤波及续流电感L₁、第一钳位二极管D_A、第二钳位二极管D_B、第三钳位二极管D_C、电容C、第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第三开关器件S₃、第四开关器件S₄、第五开关器件S_A和第六开关器件S_B。

其中，U_dc表示光伏板生成的直流电压，用于向并网交流侧输出功率。所述滤波及续流电感L₁输入端与直流侧光伏板连接，所述滤波及续流电感L₁用于保持直流侧光伏板输出电流的稳定，并减小电流纹波。所述第一钳位二极管D_A输入端与所述滤波及续流电感L₁的输出端连接，所述第一钳位二极管D_A输出端连接第三钳位二极管D_C的输入端。所述滤波及续流电感L₁的输出端依次连接第五开关器件S_A、第六开关器件S_B、第二钳位二极管D_B的输入端，所述第二钳位二极管D_B输出端与直流侧光伏板连接。所述电容C一端与所述第一钳位二极管D_A的输出端连接，所述电容C的另一端连接于所述第五开关器件S_A和第六开关器件S_B之间。所述第一钳位二极管D_A、第二钳位二极管D_B、第三钳位二极管D_C用于防止电流由电容C和并网交流侧回流至直流侧。

所述第一开关器件S₁一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第三开关S₃器件，所述第三开关器件S₃与所述直流侧光伏板连接。所述第二开关器件S₂一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第四开关器件S₄，所述第四开关器件S₄与所述直流侧光伏板连接。并网交流侧的一端连接于所述第一开关器件S₁和所述第三开关器件S₃之间，并网交流侧的另一端连接于所述第二开关器件S₂和所述第四开关器件S₄之间，所述第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第三开关器件S₃和第四开关器件S₄用于将直流侧光伏板的直流电压逆变为并网交流侧可接收的交流电压。

其中，所述第五开关器件S_A和第六开关器件S_B用于实现逆变器7的4种工作状态。如图2(a)所示，当逆变器7处于状态1时，第五开关器件S_A和第六开关器件S_B开通。如图2(b)所示，当逆变器7处于状态2时，第五开关器件S_A和第六开关器件S_B关断。如图2(c)所示，当逆变器7处于状态3时，第五开关器件S_A开通且第六开关器件S_B关断。如图2(d)所示，当逆变器7处于状态4时，第五开关器件S_A关断且第六开关器件S_B开通。

在本实施例中，所述电容C为双频功率补偿电容，能够将输出到并网交流侧的电压分为三个电平，分别为状态1和状态4的0电平，状态2的U_dc电平，以及状态3的U_dc+v_c电平(v_c为电容C两端的电压)。

进一步的，如图3所示，本发明还公开了一种单相三电平微型光伏逆变器7的开环控制方法(即逆变器7的开环控制算法)，其中，并网交流侧参考电压的幅值V_ac、频率f、光伏板的发电功率P_dc、周期T_s、电容电压平均值V_c通过现有信息可知悉。

具体地，该开环控制方法包含：

S1、根据并网交流侧的频率要求获取电容电压参考值v_c ^ref，并根据电容C两端的电压和电流的关系获取电容电流参考值i_c ^ref。

其中，所述步骤S1中，并网交流侧电压参考值v_ac ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref符合公式(1)：

并网交流侧的瞬时功率P_ac如公式(2)所示，

以双线频的脉动功率P_r被电容C完全缓冲可得出电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref：

其中，V_ac表示并网交流侧参考电压的幅值，I_ac表示并网交流侧参考电流的幅值；V_c表示电容电压平均值，是一个设计变量，需要满足V_c>P_dc/ωC_b*sin(2ωt)；ω＝2πf表示并网交流侧的电角速度，f表示并网交流侧电压频率；C_b表示电容容值；P_dc表示光伏板的发电功率，在本发明的开环控制方法中为给定值。

S2、根据直流侧光伏板发电的功率和并网交流侧的参考电压幅值获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref。

其中，所述步骤S2中，根据光伏板的发电功率P_dc，结合公式(1)和公式(3)获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref：

S3、根据电容电流参考值i_c ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B。

所述步骤S3中，单相三电平微型光伏逆变器7的四种工作状态的导通占空比分别为d₁、d₂、d₃和d₄(分别对应状态1、状态2、状态3和状态4)，其中d₁+d₂+d₃+d₄＝1，处于状态1时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B开通，处于状态2时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B关断，处于状态3时第五开关器件S_A开通且第六开关器件S_B关断，处于状态4时第五开关器件S_A关断且第六开关器件S_B开通，第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B可以表示为公式(7)：

根据公式(8)所示的一个开关周期T_s内的并网交流侧电流参考值i_ac ^ref、直流输入电流I_dc以及电容参考电流i_c ^ref的公式，获得公式(9)所示的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B：

其中，V_dc为直流侧光伏板发电的电压，可通过电压传感器测量获得。

S4、根据并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的正负判断第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄，结合第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B获取第一开关信号GS₁、第二开关信号GS₂、第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B以分别控制第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第五开关器件S_A和第六开关器件S_B。

具体地，所述步骤S4中，将公式(9)获得的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B与周期为T_s幅值为1的三角载波W_ave进行比较，通过公式(10)获得第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B：

根据公式(1)获得的并网交流侧电压参考值v_ac ^ref，并通过公式(11)获得第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄：

根据公式(10)和公式(11)所获得的第五开关信号GS_A、第六开关信号GS_B、第三开关信号GS₃和第四开关信号GS₄获取第一开关信号GS₁和第二开关信号GS₂：

其中，0表示关断开关器件，1表示激活开关器件。

S5、将所有开关信号送入逆变器7对应的开关器件以驱动逆变器7。

基于同一发明构思，如图1所示，本发明还公开了一种所述单相三电平微型光伏逆变器7开环控制方法的***，其包含：电容电压参考值获取模块1、电容电流参考值获取模块2、并网交流侧参考电流获取模块3、开关导通比获取模块5、逆变桥开关信号模块4、开关信号获取模块6和输出模块。

其中，所述电容电压参考值获取模块1用于获取电容电压参考值v_c ^ref，所述电容电流参考值获取模块2用于获取电容电流参考值i_c ^ref，所述并网交流侧参考电流获取模块3接收所述电容电压参考值获取模块1的信息，所述并网交流侧参考电流获取模块3用于获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref。所述开关导通比获取模块5接收所述电容电压参考值获取模块1、电容电流参考值获取模块2、并网交流侧参考电流获取模块3的信息，获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B。所述逆变桥开关信号模块4用于获取第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄。所述开关信号获取模块6用于获取第一开关器件S₁的第一开关信号GS₁、第二开关器件S₂的第二开关信号GS₂、第五开关器件S_A的第五开关信号GS_A和第六开关器件S_B的第六开关信号GS_B。所述输出模块(图中未示出)用于将各个开关信号送入逆变器7对应的开关器件以驱动逆变器7。

在一实施例中，采用本发明的单相三电平微型光伏逆变器7开环控制方法和***所产生的信号控制逆变器7输出电流仿真结果。如图4所示，可以看出，基于上述控制方法和***，该光伏逆变器7可以获得谐波含量较低，正弦度较高的输出电流。如图5所示，为逆变器7输出电压的仿真结果，可以看出并网交流侧输出电压v_ac也能够维持较高的正弦度，而且能够准确的跟踪并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的变化。

综上所述，本发明的单相三电平微型光伏逆变器7、开环控制方法及***中，该逆变器7由滤波及续流电感L₁、电容C、多个钳位二极管和开关器件组成，可较好地将直流侧光伏板的直流电压逆变为满足并网需求的交流电压，实现电能的并网控制。其中，该逆变器7的开环控制方法中首先获取电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref；其次，根据光伏板发电的功率P_dc和交流参考电压幅值V_ac获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；然后，将电容电流参考值i_c ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref送入开关导通比获取模块5获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B。之后根据并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的正负来得出第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄，并结合第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B获取第一开关信号GS₁、第二开关信号GS₂、第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B。最后，将所有的开关信号送入对应的开关器件来驱动逆变器7。上述开环控制方法简单有效地使逆变器7实现了光伏板直流电的逆变控制，输出能够满足并网需求的正弦交流电，该方法步骤简单，易于实现，适合大范围推广应用。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种单相三电平微型光伏逆变器，其特征在于，包含：

滤波及续流电感L₁，其输入端与直流侧光伏板一端连接，所述滤波及续流电感L₁用于保持直流侧光伏板输出电流的稳定，并减小电流纹波；

第一钳位二极管D_A，其输入端与所述滤波及续流电感L₁的输出端连接，所述第一钳位二极管D_A输出端连接一第三钳位二极管D_C的输入端；

第二钳位二极管D_B，所述滤波及续流电感L₁的输出端依次连接第五开关器件S_A、第六开关器件S_B、第二钳位二极管D_B的输入端，所述第二钳位二极管D_B输出端与直流侧光伏板另一端连接；

电容C，其一端与所述第一钳位二极管D_A的输出端连接，所述电容C的另一端连接于所述第五开关器件S_A和第六开关器件S_B之间；

第一开关器件S₁，其一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第三开关器件S₃一端，所述第三开关器件S₃另一端与所述直流侧光伏板连接；

第二开关器件S₂，其一端与所述第三钳位二极管D_C的输出端连接，另一端连接一第四开关器件S₄一端，所述第四开关器件S₄另一端与所述直流侧光伏板另一端连接；

并网交流侧的一端连接于所述第一开关器件S₁和所述第三开关器件S₃之间，并网交流侧的另一端连接于所述第二开关器件S₂和所述第四开关器件S₄之间，所述第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第三开关器件S₃和第四开关器件S₄用于将直流侧光伏板的直流电压逆变为并网交流侧可接收的交流电压。

2.一种如权利要求1所述的单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，其特征在于，包含：

S1、根据并网交流侧的频率要求获取电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref；

S2、根据直流侧光伏板发电的功率和并网交流侧的参考电压幅值获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；

S3、根据电容电流参考值i_c ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B；

S4、根据并网交流侧电压参考值v_ac ^ref的正负判断第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄，结合第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B获取第一开关信号GS₁、第二开关信号GS₂、第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B以分别控制第一开关器件S₁、第二开关器件S₂、第五开关器件S_A和第六开关器件S_B；

S5、将所有开关信号送入逆变器对应的开关器件以驱动逆变器。

3.如权利要求2所述的单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，

并网交流侧电压参考值v_ac ^ref和并网交流侧电流参考值i_ac ^ref符合公式(1)：

并网交流侧的瞬时功率P_ac如公式(2)所示，

以双线频的脉动功率P_r被电容C完全缓冲可得出电容电压参考值v_c ^ref和电容电流参考值i_c ^ref：

其中，V_ac表示并网交流侧参考电压的幅值，I_ac表示并网交流侧参考电流的幅值；V_c表示电容电压平均值，是一个设计变量，需要满足V_c>P_dc/ωC_b*sin(2ωt)；ω＝2πf表示并网交流侧的电角速度，f表示并网交流侧电压频率；C_b表示电容容值；P_dc表示光伏板的发电功率。

4.如权利要求3所述的单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，

根据光伏板的发电功率P_dc，结合公式(1)和公式(3)获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref：

5.如权利要求4所述的单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，

单相三电平微型光伏逆变器四种工作状态的导通占空比分别为d₁、d₂、d₃和d₄，其中d₁+d₂+d₃+d₄＝1，处于状态1时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B开通，处于状态2时第五开关器件S_A和第六开关器件S_B关断，处于状态3时第五开关器件S_A开通且第六开关器件S_B关断，处于状态4时第五开关器件S_A关断且第六开关器件S_B开通，第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B表示为公式(7)：

根据公式(8)所示的一个开关周期T_s内的并网交流侧电流参考值i_ac ^ref、直流输入电流I_dc以及电容参考电流i_c ^ref的公式，获得公式(9)所示的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B：

其中，V_dc为直流侧光伏板发电的电压，可通过电压传感器测量获得。

6.如权利要求5所述的单相三电平微型光伏逆变器的开环控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，

将公式(9)获得的第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B与周期为T_s幅值为1的三角载波W_ave进行比较，通过公式(10)获得第五开关信号GS_A和第六开关信号GS_B：

根据公式(1)获得的并网交流侧电压参考值v_ac ^ref，并通过公式(11)获得第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄：

根据公式(10)和公式(11)所获得的第五开关信号GS_A、第六开关信号GS_B、第三开关信号GS₃和第四开关信号GS₄获取第一开关信号GS₁和第二开关信号GS₂：

其中，0表示关断开关器件，1表示激活开关器件。

7.一种如权利要求2-6任一项所述的单相三电平微型光伏逆变器开环控制方法的***，其特征在于，包含：

电容电压参考值获取模块，用于获取电容电压参考值v_c ^ref；

电容电流参考值获取模块，用于获取电容电流参考值i_c ^ref；

并网交流侧参考电流获取模块，其接收所述电容电压参考值获取模块的信息，所述并网交流侧参考电流获取模块用于获取并网交流侧电流参考值i_ac ^ref；

开关导通比获取模块，其接收所述电容电流参考值获取模块、并网交流侧参考电流获取模块的信息，获取第五开关器件S_A的导通占空比d_A和第六开关器件S_B的导通占空比d_B；

逆变桥开关信号模块，用于获取第三开关器件S₃的第三开关信号GS₃和第四开关器件S₄的第四开关信号GS₄；

开关信号获取模块，用于获取第一开关器件S₁的第一开关信号GS₁、第二开关器件S₂的第二开关信号GS₂、第五开关器件S_A的第五开关信号GS_A和第六开关器件S_B的第六开关信号GS_B；

输出模块，用于将各个开关信号送入逆变器对应的开关器件以驱动逆变器。

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