一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电力电子技术，尤其涉及一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法及装置。
【背景技术】
[0002]多电平逆变器电路具有输出谐波小、动态响应快、传输频带宽、电磁兼容性好、重量轻、体积小和效率高等优点，越来越受到光伏行业的重视，从而使多电平逆变器在中压大容量场合得到了广泛应用。如图1所示，为现有技术中的一种多电平逆变器电路的结构示意图，该多电平逆变器电路包括初级电容逆变单元11，以及级联的m个电平切换单元12，m为大于或等于1的整数，其中初级电容逆变单元11的输入端与直流电源相连，用于输入直流电源PV，该初级电容逆变单元11至少能够将直流电源转换为多电平交流电信号，可以由多个电容和开关管组成，m个电平切换单元12主要用于实现更多电平输出。
[0003]另外，如图1所示，上述每个电平切换单元12包括第一悬浮电容，第一开关管和第二开关管，其中第一悬浮电容的第一端与第一开关管的第一端电连接，第二电容的第二端与第二开关管的第一端电连接。具体的，第1个电平切换单元12中，其第一悬浮电容C1的第一端还与上述初级电容逆变单元11第一输出端电连接，第一悬浮电容C1的第二端还与上述初级电容逆变单元11第二输出端电连接，第m个电平切换单元12中，第一开关管Qlm的第二端和第二开关管Q2m的第一端电连接，并连接到逆变器的输出端，m多1 ;且当m多2时，则第i(l〈i彡m)个电平切换单元12中，第一悬浮电容Ci的第一端与第1-Ι电平切换单元12的第一开关管Qli的第二端电连接，第一悬浮电容Ci的第二端与第1-Ι电平切换单元12的第二开关管Q2i的第二端电连接。
[0004]上述逆变器电路中，第一悬浮电容在工作时电压需要达到一定值并且保持稳定，例如，对于第1个电平切换单元12，其第一悬浮电容C1电压值可保持在为PV/4，其中PV两个端点间的电压，即输入到初级电容逆变单元11的直流电源电压值，此时，如图1所示，若控制初级电容逆变单元11中的开关管，使AP两个端点间电位相等，则BN两个端点间承受的电压为整个PV两个端点间的电压减去第一悬浮电容C1两端的电压，即3PV/4，如果PV两个端点间的电压较高，则NB两个端点间初级电容逆变单元11中设置的开关管需要承受较大的电压降；同理，若BN两个端点间的电压相等，则AP两个端点间承受的电压为整个PV两个端点间电压减去第一悬浮电容C1的电压，即3PV/4，如果PV两个端点间电压较高，则AP两端端点间初级电容逆变单元11中设置的开关管承受较大的电压降，而较大的电压降会增大开关管的应力，不便于开关管的选型。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法及装置，实现对悬浮电容电压的动态调整，进而达到降低开关管应力，增大开关管选型途径的目的。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法，该方法包括:
[0007]获取所述初级电容逆变单元的输入端电压值PV ;
[0008]如果所述输入端电压值PV大于预设电压值FV，则控制至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值为所述第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和。
[0009]进一步的，如果所述输入端电压值PV大于预设电压值FV，则控制第一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值为所述第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和。
[0010]进一步的，控制m个电平切换单元中各个第一悬浮电容的实际电压值为所述第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和。
[0011]进一步的，所述多电平逆变电路输出N电平，当N为大于等于5的奇数时，对于第j个电平切换单元中的第一悬浮电容，其预设稳定电压值为Ρν/2.]+1，1彡j彡m ;当Ν等于4时，第1个电平切换单元中的第一悬浮电容，其预设稳定电压值为PV/3。
[0012]进一步的，对于第j个电平切换单元中的第一悬浮电容，其偏置电压值为固定电压值或变化值。
[0013]进一步的，所述固定电压值为0?PV/2中的任一数值。
[0014]进一步的，所述变化值为动态调节值，如以PV为自变量的因变量。
[0015]进一步的，所述预设电压值FV小于等于所述多电平逆变器的最大允许输入电压。
[0016]进一步的，所述控制至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值为所述第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和的步骤包括:监测所述至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值；如果第j个电平切换单元中第一悬浮电容的实际电压值低于预设稳定电压值与偏置电压值之和，则对所述第一悬浮电容进行充电，使所述实际电压值达到预设稳定电压值与偏置电压值之和。
[0017]进一步的，通过电压传感器监测所述至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值；或者，通过电阻分压式电路监测所述至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值。
[0018]第二方面，本发明实施例提供了一种用于执行上述方法的控制装置。该控制装置包括:
[0019]电压值获取模块，用于获取所述初级电容逆变单元的输入端电压值PV ;
[0020]控制模块，用于如果所述输入端电压值PV大于预设电压值FV，则控制至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值为所述第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和。
[0021 ] 本发明实施例提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法及装置，通过将初级电容逆变单元的输出端电压值与预设电压值比较，来控制至少一个电平切换单元中的第一悬浮电容的实际电压值，使其为第一悬浮电容的预设稳定电压值与偏置电压值之和。利用该方法简单便捷的实现了对至少一个电平切换单元的第一悬浮电容需要保持的平衡电压的动态调控，进而达到降低开关管应力，增大开关管选型途径的目的。
【附图说明】
[0022]图1为现有技术中的一种多电平逆变器电路的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例一提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法的流程图；
[0024]图3为本发明实施例二提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法的流程图；
[0025]图4A为本发明实施三提供的一种初级电容逆变单元电路的结构示意图；
[0026]图4B为本发明实施三提供的另一种初级电容逆变单元电路的结构示意图；
[0027]图4C为本发明实施三提供的又一种初级电容逆变单元电路的结构示意图；
[0028]图4D为本发明实施三提供的再一种初级电容逆变单元电路的结构示意图；
[0029]图5A为本发明实施例四提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法的流程图；
[0030]图5B为本发明实施例四提供的一种五电平逆变器电路的结构示意图；
[0031]图5C为本发明实施例四提供的一种五电平逆变器电路的工作模式；
[0032]图f5D为本发明实施例四提供的另一种五电平逆变器电路的工作模式；
[0033]图6为本发明实施例四提供的一种控制装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0035]实施例一
[0036]图2为本发明实施例一提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法的流程图，本实施例可适用于控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压动态调整的情况，该方法可以由控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的装置来执行，如图2所示，本实施例提供的一种控制多电平逆变器电路中悬浮电容电压的方法，多电平逆变器电路的结构可以如图1所示，该方法包括如下步骤:
[0037]步骤201、获取初级电容逆变单元11的输入端电压值PV。
[0038]在本实施例中，多电平逆变器电路包括初级电容逆变单元11和级联的m个电平切换单元12，初级电容逆变单元11的输入端与直流电源相连；电平切换单元12包括第一悬浮电容，第一开关管和第二开关管，其中第一悬浮电容的第一端与第一开关管的第一端电连接，第一悬浮电容的第二端与第二开关管的第二端电连接，其中，第1个电平切换单元12中，其第一悬浮电容的第一端还与初级电容逆变单元11的第一输出端电连接，第一悬浮电容的第二端还与上述初级电容逆变单元11第二输出端电连接，第m个电平切换单元12中，第一开关管的第二端和第二开关管的第一端电