[发明专利]一种单相非隔离型共地五电平光伏并网逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种单相非隔离型共地五电平光伏并网逆变器的控制方法。电路拓扑包括直流电源U_DC，输入滤波电容C₁，五电平输出逆变电路，输出滤波电感L₁和电网Grid。由第一开关管S₁，第二开关管S₂，第三开关管S₃，第四开关管S₄，第五开关管S₅，第六开关管S₆，电网Grid，第一电解电容C_FC1和第二电解电容C_FC2组成五电平输出的逆变电路。本发明具有如下优点：1)相比传统逆变拓扑，完全消除了共模电流；2)使用开关管数较少，成本相对较低；3)飞跨电容的电压始终能保持稳定；4)五电平输出，输出总体谐波畸变较小。

技术领域

本发明涉及电力电子应用技术领域，具体涉及一种单相非隔离型共地五电平光伏并网逆变器的控制方法，适用于光伏并网逆变器，属于直流/交流(DC/AC)变换器领域。

背景技术

当今世界能源危机加剧，生态环境不断恶化，太阳能作为可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的重要特点，越来越受到人们的重视，其中光伏发电是太阳能的主要应用方式，光伏并网逆变器是光伏发电的核心装置。

光伏并网逆变器分为隔离型和非隔离型两大类，其中隔离型光伏并网逆变器含有变压器，体积较大、成本高、效率低，且安装难度较大。非隔离型光伏并网逆变器不含变压器，体积小、重量轻、成本低、效率高，且安装难度较小，但是需要抑制共模电流，安全性较低。要优化光伏并网逆变器的性能，必须改进拓扑结构和控制方法，消除共模电流并节约成本。

发明内容

本发明针对传统光伏并网逆变器中存在的体积大、安全性低、输出电流纹波大等问题，提出一种单相非隔离型共地五电平光伏并网逆变器的控制方法，它具有安全性高、体积小、输出电流纹波小等优点。

本发明采用的技术方案为：一种单相非隔离型共地五电平光伏并网逆变器，包括并联的直流电源U_DC和输入滤波电容C₁，输入滤波电容C₁的两端和五电平输出逆变电路输入相连，五电平输出逆变电路输出依次连接滤波电感L₁和电网Grid。

进一步，所述五电平输出逆变电路由第一开关管S₁，第二开关管S₂，第三开关管S₃，第四开关管S₄，第五开关管S₅，第六开关管S₆，第一电解电容C_FC1和第二电解电容C_FC2组成，所述第一开关管S₁的发射极与所述第二开关管S₂的集电极、所述第三开关管S₃的集电极、所述第四开关管S₄的发射极、所述第六开关管S₆的集电极相连接，所述第六开关管S₆的发射极与所述第五开关管S₅的发射极相连接，所述第三开关管S₃的发射极与所述第一电解电容C_FC1的负极相连接，所述第二电解电容C_FC2的负极与所述第一电解电容C_FC1的负极相连接，所述第一电解电容C_FC1的正极与所述第四开关管S₄的发射极相连接，所述第二电解电容C_FC2的正极与所述第五开关管S₅的集电极相连接。

进一步，所述输入滤波电容C₁为电解电容，它的正极连接直流电源的正极和第一开关管S₁的集电极，它的负极连接直流电源的负极和第二开关管S₂的发射极。