1.一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于,所述光伏逆变器包括:
光伏电池(PV);
三相全桥逆变电路,包括A相上桥臂开关管(S1)、A相下桥臂开关管(S4)、B相上桥臂开关管(S3)、B相下桥臂开关管(S6)、C相上桥臂开关管(S5)和C相下桥臂开关管(S2);
续流电路,包括A相续流开关管(S7)、AB相间续流二极管(D1)、B相续流开关管(S8)、BC相间续流二极管(D2)、C相续流开关管(S9)以及CA相间续流二极管(D3);
所述A相续流开关管(S7)的漏极与CA相间续流二极管(D3)的负极、A相上桥臂开关管(S1)的源极相连,A相续流开关管(S7)的源极与AB相间续流二极管(D1)的正极、A相下桥臂开关管(S4)的漏极相连;
所述B相续流开关管(S8)的漏极与AB相间续流二极管(D1)的负极、B相上桥臂开关管(S3)的源极相连,B相续流开关管(S8)的源极与BC相间续流二极管(D2)的正极、B相下桥臂开关管(S6)的漏极相连;
所述C相续流开关管(S9)的漏极与BC相间续流二极管(D2)的负极、C相上桥臂开关管(S5)的源极相连,C相续流开关管(S9)的源极与CA相间续流二极管(D3)的正极、C相下桥臂开关管(S2)的漏极相连;
箝位电路,包括第一直流分压电容(Cdc1)、第二直流分压电容(Cdc2)、第一箝位开关管(S10)和第二箝位开关管(S11);
所述第一直流分压电容(Cdc1)的正极与光伏电池(PV)的正极、A相上桥臂开关管(S1)的漏极、B相上桥臂开关管(S3)的漏极、C相上桥臂开关管(S5)的漏极相连;
所述第一直流分压电容(Cdc1)的负极与第二直流分压电容(Cdc2)的正极、第一箝位开关管(S10)的源极相连;
所述第二直流分压电容(Cdc2)的负极与光伏电池(PV)的负极、A相下桥臂开关管(S4)的源极、B相下桥臂开关管(S6)的源极、C相下桥臂开关管(S2)的源极相连;
所述第一箝位开关管(S10)的漏极与第二箝位开关管(S11)的漏极相连;
所述第二箝位开关管(S11)的源极与A相续流开关管(S7)的源极、AB相间续流二极管(D1)的正极、A相下桥臂开关管(S4)的漏极相连;
三相输出LC滤波电路,分别与所述三相全桥逆变电路和箝位电路连接;
三相负载,与所述三相输出LC滤波电路连接;
所述控制方法包括如下步骤:
第一步:将所述光伏逆变器的正弦调制波ura、urb、urc分别和三角载波uc交截,通过比较器比较后得到预处理信号u1、u2、u3、u4、u5和u6;
第二步:通过对预处理信号的判断,得到所述光伏逆变器的六个正常工作模态和两个续流模态;
第三步:将预处理信号u1分别和预处理信号u5、预处理信号u6做与运算后,再对两个与运算的结果做或运算,以得到A相上桥臂开关管(S1)的驱动信号ug1;将预处理信号u4分别和预处理信号u2、预处理信号u3做与运算后,再对两个与运算结果做或运算,以得到A相下桥臂开关管(S4)的驱动信号ug4;
第四步:将预处理信号u3分别和预处理信号u4、预处理信号u5做与运算后,再对两个与运算结果做或运算,以得到B相上桥臂开关管(S3)的驱动信号ug3;将预处理信号u6分别和预处理信号u1、预处理信号u2做与运算后,再对两个与运算结果做或运算,以得到B相下桥臂开关管(S6)的驱动信号ug6;
第五步:将预处理信号u5分别和预处理信号u4、预处理信号u6做与运算后,再对两个与运算结果做或运算,以得到C相上桥臂开关管(S5)的驱动信号ug5;将预处理信号u2分别和预处理信号u1、预处理信号u3做与运算后,再对两个与运算结果做或运算,以得到C相下桥臂开关管(S2)的驱动信号ug2;
第六步:将预处理信号u2和预处理信号u6做与运算后,再将与运算的结果和预处理信号u1做或运算得到A相续流开关管(S7)的驱动信号ug7;将预处理信号u2和预处理信号u4做与运算后,再将与运算的结果和预处理信号u3做或运算得到B相续流开关管(S8)的驱动信号ug8;
将预处理信号u4和预处理信号u6做与运算后,再将与运算结果和预处理信号u5做或运算得到C相续流开关管(S9)的驱动信号ug9;
第七步:将预处理信号u1、预处理信号u3和预处理信号u5做与运算,并将预处理信号u4、预处理信号u6和预处理信号u2做与运算,以得到两路信号,再将两路信号做或运算得到第一箝位开关管(S10)的驱动信号ug10和第二箝位开关管(S11)的驱动信号ug11。
2.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:所述三相输出LC滤波电路包括A相滤波电感(La)、B相滤波电感(Lb)、C相滤波电感(Lc)、A相滤波电容(Cfa)、B相滤波电容(Cfb)和C相滤波电容(Cfc);
其中,所述A相滤波电感(La)的一端与A相续流开关管(S7)的源极、AB相间续流二极管(D1)的正极、A相下桥臂开关管(S4)的漏极相连于点A,所述B相滤波电感(Lb)的一端与B相续流开关管(S8)的源极、BC相间续流二极管(D2)的正极、B相下桥臂开关管(S6)的漏极相连于点B,所述C相滤波电感(Lc)的一端与C相上桥臂开关管(S9)的源极、CA相间续流二极管(D3)的正极、C相下桥臂开关管(S2)的漏极相连于点C。
3.根据权利要求2所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:所述三相负载包括A相负载(Ra)、B相负载(Rb)和C相负载(Rc);
其中,所述A相滤波电感(La)的另一端与A相滤波电容(Cfa)的正极、A相负载(Ra)的一端相连,所述B相滤波电感(Lb)的另一端与B相滤波电容(Cfb)的正极、B相负载(Rb)的一端相连,所述C相滤波电感(Lc)的另一端与C相滤波电容(Cfc)的正极、C相负载(Rc)的一端相连,所述A相滤波电容(Cfa)的负极与B相滤波电容(Cfb)的负极、C相滤波电容(Cfc)的负极、A相负载(Ra)的另一端、B相负载(Rb)的另一端、C相负载(Rc)的另一端相连于点N。
4.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:第一步中,将所述光伏逆变器的A相、B相、C相产生的相位互差120°的正弦调制波ura、urb、urc分别和三角载波uc交截,当ura﹥uc时输出高电平,当ura﹤uc时输出低电平,从而得到预处理信号u1、u4;当ur﹥b uc时输出高电平,当urb﹤uc时输出低电平,从而得到预处理信号u3、u6;当urc﹥uc时输出高电平,当urc﹤uc时输出低电平,从而得到预处理信号u5、u2。
5.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:第二步中,所述光伏逆变器处于正常工作模态,A相上桥臂开关管(S1)、A相下桥臂开关管(S4)、B相上桥臂开关管(S3)、B相下桥臂开关管(S6)、C相上桥臂开关管(S5)和C相下桥臂开关管(S2)按SPWM的控制方式进行导通和关断,A相续流开关管(S7)和A相上桥臂开关管(S1)开关状态保持一致,B相续流开关管(S8)和B相上桥臂开关管(S3)开关状态保持一致,C相续流开关管(S9)和C相上桥臂开关管(S5)开关状态保持一致,第一箝位开关管(S10)和第二箝位开关管(S11)均处于关断的状态。
6.根据权利要求5所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:所述光伏逆变器处于正常工作模态,A相上桥臂开关管(S1)驱动信号ug1和A相下桥臂开关管(S4)驱动信号ug4相反,B相上桥臂开关管(S3)驱动信号ug3和B相下桥臂开关管(S6)驱动信号ug6相反,C相上桥臂开关管(S5)驱动信号ug5和C相下桥臂开关管(S2)驱动信号ug2相反。
7.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:第二步中,所述光伏逆变器处于续流模态,A相上桥臂开关管(S1)、A相下桥臂开关管(S4)、B相上桥臂开关管(S3)、B相下桥臂开关管(S6)、C相上桥臂开关管(S5)和C相下桥臂开关管(S2)均处于关断状态,A相续流开关管(S7)、B相续流开关管(S8)和C相续流开关管(S9)均处于导通状态,第一箝位开关管(S10)和第二箝位开关管(S11)均处于导通状态。
8.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:所述光伏逆变器在正常工作模态时,共模电压为Ud/3或2Ud/3,在续流模态时,箝位开关管将共模电压双向箝位在Ud/2处,所述共模电压的表达式为:ucm=(uAQ+uBQ+uCQ)/3;
其中,uAQ为A点与Q点的电位差,uBQ为B点与Q点的电位差,uCQ为C点与Q点的电位差。
9.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:定义所述光伏逆变器的开关状态为[M1,M2,M3,M4];
其中,M1表示A相上桥臂开关管、A相下桥臂开关管和A相续流开关管的开关状态,M1=1表示A相上桥臂开关管(S1)和A相续流开关管(S7)导通且A相下桥臂开关管(S4)关断,M1=0表示A相上桥臂开关管(S1)和A相续流开关管(S7)关断且A相下桥臂开关管(S4)导通,M1=Z表示A相上桥臂开关管(S1)和A相下桥臂开关管(S4)关断且A相续流开关管(S7)导通;M2表示B相上桥臂开关管、B相下桥臂开关管和B相续流开关管的开关状态,M2=1表示B相上桥臂开关管(S3)和B相续流开关管(S8)导通且B相下桥臂开关管(S6)关断,M2=0表示B相上桥臂开关管(S3)和B相续流开关管(S8)关断且B相下桥臂开关管(S6)导通,M2=Z表示B相上桥臂开关管(S3)和B相下桥臂开关管(S6)关断且B相续流开关管(S8)导通;M3表示C相上桥臂开关管、C相下桥臂开关管和C相续流开关管的开关状态,M3=1表示C相上桥臂开关管(S5)和C相续流开关管(S9)导通且C相下桥臂开关管(S2)关断,M3=0表示C相上桥臂开关管(S5)和C相续流开关管(S9)关断且C相下桥臂开关管(S2)导通,M3=Z表示C相上桥臂开关管(S5)和C相下桥臂开关管(S2)关断且C相续流开关管(S9)导通;M4表示箝位开关管的开关状态,M4=1表示第一箝位开关管(S10)、第二箝位开关管(S11)导通,M4=0表示第一箝位开关管(S10)、第二箝位开关管(S11)关断。
10.根据权利要求1所述的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法,其特征在于:所述光伏逆变器的六个正常工作模态分别为:[1,0,0,0]、[1,1,0,0]、[0,1,0,0]、[0,1,1,
0]、[0,0,1,0]和[1,0,1,0],续流模态为[Z,Z,Z,1]。