1.一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，包括前级变换模块和电网输出模块；

所述前级变换模块包括输入直流电压Vin；输入电抗Lin、单向功率半导体开关管S1、单向功率半导体开关管S2、单向功率半导体开关管S3、单向功率半导体开关管S4、单向功率半导体开关管S5、单向功率半导体开关管S6、单向功率半导体开关管S7、单向功率半导体开关管S8、单向功率半导体开关管S9、单向功率半导体开关管S10、单向功率半导体开关管S11；二极管D1、二极管D2、二极管D3；开关电容器CA、开关电容器CB和开关电容器CC；任何一个单向功率半导体开关均由一个IGBT和一个反并联的二极管组成；

所述电网输出模块包括输出电感LF和输出电压Vg；

所述直流电压Vin正极一端连接单向功率半导体开关管S1的集电极，另一端接地；

所述单向功率半导体开关管S1的集电极连接输入电压Vin的正极，其发射极连接单向功率半导体开关管S2的集电极和输入电抗Lin；

所述单向功率半导体开关管S2的集电极连接单向功率半导体开关管S1的发射极和输入电抗Lin，其发射极连接二极管D3的阳极并接地；

所述输入电抗Lin的一端连接单向功率半导体开关管S1和S2，另一端连接单向功率半导体开关管S3的集电极和开关电容器CA的正极；

所述二极管D3的阴极连接开关电容器CA的负极和单向功率半导体开关管S4的发射极；

所述单向功率半导体开关管S3的发射极连接单向功率半导体开关管S5的集电极和二极管D1的阴极；

所述单向功率半导体开关管S4的集电极连接单向功率半导体开关管S6的发射极和二极管D2的阴极，其发射极连接二极管D3的阳极和开关电容器CA的负极；

所述单向功率半导体开关管S5的发射极连接二极管D2的阳极和开关电容器CB的负极；

所述单向功率半导体开关管S6的集电极连接二极管D1的阴极和单向功率半导体开关管S7的集电极；

所述单向功率半导体开关管S7的集电极连接单向功率半导体开关管S6的集电极和二极管D1的阴极，其发射极连接开关电容器CB的正极和单向功率半导体开关管S8的集电极；

所述单向功率半导体开关管S8的集电极连接单向功率半导体开关管S7的发射极和开关电容器CB的正极，其发射极连接所述开关电容器CC的负极和单向功率半导体开关管S9的集电极；

所述开关电容器CC的正极连接单向功率半导体开关管S7以及单向功率半导体开关管S10的集电极，负极连接单向功率半导体开关管S8的发射极和单向功率半导体开关管S9的集电极；

所述单向功率半导体开关管S9的发射极连接开关电容器CB的负极和单向功率半导体开关管S11的发射极以及二极管D2的阳极和单向功率半导体开关管S5的发射极，其集电极连接单向功率半导体开关管S8的发射极和开关电容器CC的负极；

所述单向功率半导体开关管S10的发射极连接输出电感LF和单向功率半导体开关管S11的集电极，其集电极连接开关电容器CC的正极；

所述单向功率半导体开关管S11的发射极连接二极管D2的阳极和单向功率半导体开关管S5的发射极以及开关电容器CB的负极和单向功率半导体开关管S9的发射极；

所述输出电感LF一端连接单向功率半导体开关管S10的发射极和单向功率半导体开关管S11的集电极，另一端连接输出电压Vg。

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，共有七种电平输出模式，定义开关函数为单向功率半导体开关管导通为1，关闭为0；定义11个单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11]，所述一种用于光伏并网的逆变器共有7种有效输出状态，分别为[1、0、1、0、1、0、0、1、0、1、0]、[1、0、1、

0、1、0、1、0、0、1、0]、[1、0、1、1、0、0、1、0、1、1、0]、[1、0、1、1、0、0、1、0、1、0、1]、[1、0、0、1、0、

1、1、0、0、0、1]、[0、1、0、1、0、1、0、0、1、0、1]、[0、1、0、1、0、1、0、1、0、0、1]。

3.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[1、0、1、0、1、0、0、1、0、1、0]时为正向高电平输出状态，输出电压满足Vo＝Vin+VCB+VCC＝3Vin其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCB和VCC分别为开关电容器CB和开关电容器CC的电压；

开关电流应力配置为

is3＝is5＝is8＝is10＝ig(t)ig(t)＝imaxsin(ωt)

is1＝iin＝iccA+ig(t)其中，is1、is3、is5、is8、is10分别为单向功率半导体开关管S1、S3、S5、S8、S10的电流，ig(t)为电网电流，iin为输入电流，imax为电网电流峰值，ω为电网角频率，iccA为开关电容器CA的充电电流。

4.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[1、0、1、0、1、0、1、0、0、1、0]时为正向中电平输出状态，输出电压满足Vo＝Vin+VCB＝2Vin

其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCB为开关电容器CB的电压；

开关电流应力配置为

is3＝is5＝is7＝is10＝ig(t)is1＝iin＝iccA+ig(t)其中，is1、is3、is5、is7、is10分别为单向功率半导体开关管S1、S3、S5、S7、S10的电流，ig(t)为电网电流，iin为输入电流，imax为电网电流峰值，ω为电网角频率，iccA为开关电容器CA的充电电流。

5.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[1、0、1、1、0、0、1、0、1、1、0]时为正向低电平输出状态，输出电压满足Vo＝Vin

VCB＝VCC＝Vin

其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCB和VCC分别为开关电容器CB和开关电容器CC的电压；

开关电流应力配置为

is3＝is5＝is7＝is10＝ig(t)ig(t)＝imaxsin(ωt)

is1＝iin＝iccA+iα

iα＝iccB＝iccC+ig(t)iβ＝iccB

iγ＝iccC

其中，is1、is3、is5、is7、is10分别为单向功率半导体开关管S1、S3、S5、S7、S10的电流，ig(t)为电网电流，iin为输入电流，imax为电网电流峰值，ω为电网角频率，iccA、iccB、iccC分别为开关电容器CA、开关电容器CB、开关电容器CC的充电电流，iα为经单向功率半导体开关管S3向二极管D1的电流，iβ为经单向功率半导体开关管S7向开关电容器CB的电流，iγ经开关电容器CC向单向功率半导体开关管S9的电流。

6.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[1、0、1、1、0、0、1、0、1、0、1]时为零电平输出状态，输出电压为零电平；

开关电流应力配置为

is11＝ig(t)＝imaxsin(ωt)is1＝iin＝iccA+iα

iα＝iccB＝iccC

iβ＝iccB

iγ＝iccC

其中，is1、is11分别为单向功率半导体开关管S1、S11的电流，ig(t)为电网电流，imax为电网电流峰值，iin为输入电流，ω为电网角频率，iccA、iccB、iccC分别为开关电容器CA、开关电容器CB、开关电容器CC的充电电流，iα为经单向功率半导体开关管S3向二极管D1的电流，iβ为经单向功率半导体开关管S7向开关电容器CB的电流，iγ经开关电容器CC向单向功率半导体开关管S9的电流。

7.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[1、0、0、1、0、1、1、0、0、0、1]时为负向低电平输出状态，输出电压满足Vo＝‑VCB＝‑Vin

其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCB为开关电容器CB的电压；

开关电流应力配置为

is4＝is6＝is7＝is11＝ig(t)ig(t)＝imaxsin(ωt)

is1＝iin＝iccA

其中，is1、is4、is6、is7、is10分别为单向功率半导体开关管S1、S4、S6、S7、S11的电流，ig(t)为电网电流，iin为输入电流，imax为电网电流峰值，ω为电网角频率，iccA为开关电容器CA的充电电流。

8.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[0、1、0、1、0、1、0、0、1、0、1]负向中电平输出状态，输出电压满足Vo＝‑(VCA+VCC)＝‑2Vin其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCA、VCC为开关电容器CA、开关电容器CC的电压；

开关电流应力配置为

is2＝is4＝is6＝is9＝is11＝ig(t)ig(t)＝imaxsin(ωt)

其中，is2、is4、is6、is9、is11分别为单向功率半导体开关管S2、S4、S6、S9、S11的电流，ω为电网角频率，ig(t)为电网电流，imax为电网电流峰值。

9.根据权利要求1所述的一种用于光伏并网的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，所述单向功率半导体开关管的状态变量矩阵为[0、1、0、1、0、1、0、1、0、0、1]负向高电平输出状态，输出电压满足Vo＝‑(VCA+VCB+VCC)＝‑3Vin其中Vo为输出电压，Vin为输入电压，VCA、VCB和VCC分别为开关电容器CA、开关电容器CB和开关电容器CC的电压；

开关电流应力配置为

is2＝is4＝is6＝is8＝is11＝ig(t)ig(t)＝imaxsin(ωt)

其中，is2、is4、is6、is8、is11分别为单向功率半导体开关管S2、S4、S6、S8、S11的电流，ω为电网角频率，ig(t)为电网电流，imax为电网电流峰值。