[发明专利]一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法

说明书

本申请公开了一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法，三电平逆变器为中点钳位三电平逆变器，包括：桥臂包括串联的第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组，钳位开关包括第五开关模组和第六开关模组，还包括控制器；控制器在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。在电平切换前半周内工频管出现短路，在半母线短路前触发故障保护，防止半母线短路，例如在判断出现故障时，及时告警，采取保护措施，如控制三电平逆变器及时停机。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法。

背景技术

现有的1100V或1500V光伏系统基本采用三电平逆变器。常见的三电平逆变器包括I型三电平、T型三电平和有源嵌位ANPC三电平。

三电平逆变器工作时，如果存在开关管关不断的情况，则会导致逆变器的半母线短路；如果逆变器中开关管的耐短路能力较差，则开关管很快会被损坏，进而可能导致整个三电平逆变器失效。

因此，如何准确判断三电平逆变器的开关管存在无法关断的故障至关重要。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法，能够准确判断三电平逆变器中是否存在开关管故障。

本申请提供一种三电平逆变器，包括：第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；

第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，第二开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和输出端；第三开关模组的第一端和第二端分别连接输出端和第二节点；第四开关模组的第一端和第二端分别连接第二节点和负母线；第五开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和N线；第六开关模组的第一端和第二端分别连接N线和第二节点；

控制器，用于在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。

优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压由正半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出+1电平；再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出-1电平，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。

优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压由负半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出-1电平；再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出+1电平，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。

优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压过零点，且三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制三电平逆变器输出第一电平。

优选地，控制器，具体用于控制三电平逆变器输出第一电平，预设时间段后，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。

优选地，还包括：连接在三电平逆变器的输出端的滤波电感；

预设时间段ton与预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：

Unbus×ton/2LIref；

其中，Unbus为半母线电压，L为滤波电感的感值。

优选地，第五开关模组至少包括第五开关管，第六开关模组至少包括第六开关管；

或，