[发明专利]三相四线制三电平光伏并网逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种三相四线制三电平光伏并网逆变器，该逆变器的正负极连接作为输入源的太阳能板（PV），其特征在于，该逆变器包含电路连接的滤波电容、升压电路、三相四线逆变电路、滤波电路、控制器（101）；

所述的三相四线逆变电路包含并联在直流母线两端的电容电路和三相桥臂；

所述的三相四线逆变电路中的电容电路包含串联的第一电解电容（C₁）和第二电解电容（C₂），两端电压分别为（V_dc1、V_dc2），流过第一电解电容（C₁）和第二电解电容（C₂）的电流分别为（i_dc1、i_dc2）；

所述的三相四线逆变电路中的三相桥臂中的每相桥臂分别包含若干串联的开关管，每个开关管的两端都反相并联一个二极管，每相桥臂还包含若干箝位二极管，所述的箝位二极管串联后并联在上半部分开关管和下半部分开关管之间；

由每相桥臂的中点引出（A、B、C）三个相线，每相桥臂的中点与电容电路的中点相连，引出中性线，由三相四线逆变电路输出的（A、B、C）三个相线分别经过滤波电路的三路滤波分路进行滤波后，接入三相电网（e_a、e_b、e_c），三相四线逆变电路输出的中性线接入电网的中性点。

2.如权利要求1所述的三相四线制三电平光伏并网逆变器，其特征在于，所述的滤波电容并接于太阳能板（PV）两端，采用电解电容（C_b）。

3.如权利要求1所述的三相四线制三电平光伏并网逆变器，其特征在于，所述的升压电路包含电路连接的电感（L_b）、二极管（D_b）、开关管（T_b），还包含反向并联在开关管（T_b）两端的二极管（D_b0）。

4.如权利要求1所述的三相四线制三电平光伏并网逆变器，其特征在于，所述的滤波电路包含三路滤波分路，每路滤波分路都包含电路连接的电阻（R）和电感（L）。

5.一种三相四线制三电平光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于，该控制方法包含以下步骤：

步骤1、控制器（101）测量得到太阳能板（PV）的输入电压（V_PV）、电流（I_PV），采用最大功率追踪MPPT方法，得到太阳能板（PV）应工作的输出电压点，以此作为升压变换器的输入；

步骤2、控制器（101）中的升压变换器根据输入的直流电压（V_PV）及要输出的直流母线参考电压（                                                ），计算占空比（D），控制器（101）输出占空比为（D）的PWM脉冲，驱动升压电路工作；

占空比（D）与输入电压（V_PV）和输出电压（）的关系为：=V_PV/(1-D)；

步骤3、计算d轴参考电流；

步骤4、计算q轴电流参考值；

步骤5、采用母线电压平衡控制方法，产生0轴电流参考值

步骤6、控制器（101）返回电网三相电压（e_a、e_b、e_c）、三相四线逆变电路输出的电流三相瞬时值（i_a、i_b、i_c），三相四线逆变电路输出的三相电压（V_a、V_b、V_c）：

                                                                    (1)

其中，，，，分别为三相四线逆变电路输出的相电压、相电流、电网相电压向量；

步骤7、坐标变换，将abc坐标系下的步骤6中的各值变换到dq0坐标系，得dq0坐标系下的各分量e_d、e_q、e₀、i_d、i_q、i₀；

将所有量折算到以同步速ω旋转的dq0坐标系统中，折算关系如下：

   (2)

                                            (3)

这两个变换矩阵具有如下关系：

                  ；

步骤8、计算得到逆变器输出电压的dq0坐标系的三个分量u_d、u_q、u₀：

根据步骤7中的坐标变换关系对步骤6中的公式（1）进行变换：

                                  (4)

步骤9、采用三维空间电压矢量PWM控制方式求取各个开关管的开关时间并生成相应的PWM脉冲驱动三相四线逆变电路的各开关管；

步骤10、逆变器的输出电流经滤波电路滤波后接入电网，向公共电网发出电能。