五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法，包括：调整开关管的通断状态，由第一储能单元中的电容为悬浮电容和滤波电容充电；在对悬浮电容和滤波电容充电过程中，当满足第一条件时调整开关管的通断状态，对滤波电容进行放电；在对滤波电容进行放电过程中，当满足第二条件时停止对滤波电容进行放电；若悬浮电容的电压达到设定值，则完成预充电；否则，再次执行对悬浮电容和滤波电容进行充电的操作。本发明专利技术公开的预充电控制方法，在不增加新的硬件的前提下，对悬浮电容安全地进行预充电。本发明专利技术还公开了预充电控制装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于逆变器
，尤其涉及五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法及装置。
技术介绍
有源中点钳位型逆变器的出现弥补了二极管钳位型逆变器和电容钳位型逆变器的缺点，不仅使用的钳位器件较少，并且控制过程较为简单。图1示出了五电平有源中点钳位型逆变器的结构，其中第一储能单元包括偶数个串联的电容，第一储能单元的第一端与供电装置的正极连接，第一储能单元的第二端与供电装置的负极连接，第一开关管组的第一端与第一储能单元的第一端连接，第一开关管组的第二端通过一个开关管连接至交流输出端，第二开关管的第一端与第一储能单元的第二端连接，第二开关管组的第二端通过一个开关管连接至交流输出端，第三开关管组的第一端与第一开关管组的第二端连接，第三开关管组的第二端与第二开关管组的第二端连接，第三开关管组的第三端与第一储能单元的中点N连接，在第一开关管组的第二端和第二开关管组的第二端之间设置有第二储能单元，该第二储能单元包括悬浮电容。图2示出了一种典型的五电平有源中点钳位型逆变器的结构，包括：第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1至第八开关管S8、以及悬浮电容Cf。其中，第一开关管S1至第八开关管S8均具有体二极管或者反并联一个二极管，第一电容C1和第二电容C2串联，第一开关管S1的第一端与第一电容C1的第一端连接、第二端与第三开关管S3的第二端连接，第二开关管S2的第一端与第三开关管S3的第一端连接、第二端与第一电容C1和第二电容C2的公共端连接，第五开关管S5的第二端与第一电容C1和第二电容C2的公共端N连接、第一端与第四开关管S4的第一端连接，第六开关管S6的第一端与第四开关管S4的第二端连接、第二端与第二电容C2的第二端连接，第七开关管S7的第一端分别与悬浮电容Cf的第一端以及第一开关管S1的第二端连接，第八开关管S8的第二端分别与悬浮电容Cf的第二端以及第六开关管S6的第一端连接，第七开关管S7的第二端与第八开关管S8的第一端连接、作为交流输出端，该交流输出端连接有电感L。将五电平有源中点钳位型逆变器应用于光伏并网系统的情况下，在光伏并网系统运行之前，要对五电平有源中点钳位型逆变器的第一储能单元中的电容，以及第二储能单元中的悬浮电容进行预充电。以图2所示五电平有源中点钳位型逆变器为例，在光伏并网系统运行之前，要对五电平有源中点钳位型逆变器中的第一电容C1、第二电容C2和悬浮电容Cf进行预充电。第一电容C1和第二电容C2是与光伏电池直接连接，或者是通过Boost电路与光伏电池连接，由于光伏电池的PV特性，使得对第一电容C1和第二电容C2充电时不存在电流过大或者尖峰电流的问题。而对悬浮电容Cf进行充电过程中，要避免出现尖峰电流损坏悬浮电容Cf。目前主要通过充电辅助电路对悬浮电容Cf进行充电。一种方式如图3所示，在直流侧增加串联的第一开关K1和第一电阻R1，通过直流侧为悬浮电容Cf充电。另一种方式如图4所示，在交流侧增加串联的第二开关K2和第二电阻R2，通过交流侧为悬浮电容Cf充电。但是，上述的两种对悬浮电容Cf进行预充电的方式，都需要增加新的硬件，提高系统成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法及装置，在不增加新的硬件的前提下，对五电平有源中点钳位型逆变器中的悬浮电容安全地进行预充电。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法，所述五电平有源中点钳位型逆变器包括第一储能单元、第二储能单元、第一开关管组、第二开关管组、第三开关管组和两个开关管，所述第一储能单元包括偶数个串联的电容，所述第二储能单元包括悬浮电容；所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与滤波电路连接，所述滤波电路至少包括第一电感和滤波电容，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与所述第一电感的第一端连接，所述滤波电容的第一端与所述第一电感的第二端连接、第二端与所述第一储能单元的中点连接；所述预充电控制方法包括：调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电；在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件；当确定满足所述第一条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电，对所述滤波电容进行放电；在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件；当确定满足所述第二条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述滤波电容进行放电；判断所述悬浮电容的电压是否达到设定值；若所述悬浮电容的电压达到所述设定值，则完成对所述悬浮电容的预充电，若所述悬浮电容的电压未达到所述设定值，则再次执行由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电的步骤及后续步骤。优选的，上述预充电控制方法中，所述在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件，包括：判断所述滤波电容的电压是否升至第一电压值；若所述滤波电容的电压升至所述第一电压值，则确定满足第一条件；若所述滤波电容的电压未升至所述第一电压值，则确定不满足第一条件。优选的，上述预充电控制方法中，所述在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件，包括：判断对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电的充电时间是否达到第一时间值；若充电时间达到所述第一时间值，则确定满足第一条件；若充电时间未达到所述第一时间值，则确定不满足第一条件。优选的，上述预充电控制方法中，所述在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件，包括：判断所述滤波电容的电压是否降至第二电压值；若所述滤波电容的电压降至所述第二电压值，则确定满足第二条件；若所述滤波电容的电压未降至所述第二电压值，则确定不满足第二条件。优选的，上述预充电控制方法中，所述在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件，包括：判断对所述滤波电容进行放电的放电时间是否达到第二时间值；若放电时间达到所述第二时间值，则确定满足第二条件；若放电时间未达到所述第二时间值，则确定不满足第一条件。本专利技术提供一种五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制装置，所述五电平有源中点钳位型逆变器包括第一储能单元、第二储能单元、第一开关管组、第二开关管组、第三开关管组和两个开关管，所述第一储能单元包括偶数个串联的电容，所述第二储能单元包括悬浮电容；所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与滤波电路连接，所述滤波电路至少包括第一电感和滤波电容，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与所述第一电感的第一端连接，所述滤波电容的第一端与所述第一电感的第二端连接、第二端与所述第一储能单元的中点连接；所述预充电控制装置包括：第一控制单元，用于调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电；第一处理单元，用于在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件；第二控制单元，用于在确定满足所述第一条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电，对所述滤波电容进行放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法，所述五电平有源中点钳位型逆变器包括第一储能单元、第二储能单元、第一开关管组、第二开关管组、第三开关管组和两个开关管，所述第一储能单元包括偶数个串联的电容，所述第二储能单元包括悬浮电容；其特征在于，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与滤波电路连接，所述滤波电路至少包括第一电感和滤波电容，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与所述第一电感的第一端连接，所述滤波电容的第一端与所述第一电感的第二端连接、第二端与所述第一储能单元的中点连接；所述预充电控制方法包括：调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电；在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件；当确定满足所述第一条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电，对所述滤波电容进行放电；在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件；当确定满足所述第二条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述滤波电容进行放电；判断所述悬浮电容的电压是否达到设定值；若所述悬浮电容的电压达到所述设定值，则完成对所述悬浮电容的预充电，若所述悬浮电容的电压未达到所述设定值，则再次执行由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电的步骤及后续步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制方法，所述五电平有源中点钳位型逆变器包括第一储能单元、第二储能单元、第一开关管组、第二开关管组、第三开关管组和两个开关管，所述第一储能单元包括偶数个串联的电容，所述第二储能单元包括悬浮电容；其特征在于，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与滤波电路连接，所述滤波电路至少包括第一电感和滤波电容，所述五电平有源中点钳位型逆变器的交流输出端与所述第一电感的第一端连接，所述滤波电容的第一端与所述第一电感的第二端连接、第二端与所述第一储能单元的中点连接；所述预充电控制方法包括：调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电；在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件；当确定满足所述第一条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电，对所述滤波电容进行放电；在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件；当确定满足所述第二条件时，调整所述五电平有源中点钳位型逆变器中开关管的通断状态，停止对所述滤波电容进行放电；判断所述悬浮电容的电压是否达到设定值；若所述悬浮电容的电压达到所述设定值，则完成对所述悬浮电容的预充电，若所述悬浮电容的电压未达到所述设定值，则再次执行由所述第一储能单元中的电容为所述悬浮电容和所述滤波电容充电的步骤及后续步骤。2.根据权利要求1所述的预充电控制方法，其特征在于，所述在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件，包括：判断所述滤波电容的电压是否升至第一电压值；若所述滤波电容的电压升至所述第一电压值，则确定满足第一条件；若所述滤波电容的电压未升至所述第一电压值，则确定不满足第一条件。3.根据权利要求1所述的预充电控制方法，其特征在于，所述在对所述悬浮电容和所述滤波电容充电过程中，判断是否满足第一条件，包括：判断对所述悬浮电容和所述滤波电容进行充电的充电时间是否达到第一时间值；若充电时间达到所述第一时间值，则确定满足第一条件；若充电时间未达到所述第一时间值，则确定不满足第一条件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的预充电控制方法，其特征在于，所述在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件，包括：判断所述滤波电容的电压是否降至第二电压值；若所述滤波电容的电压降至所述第二电压值，则确定满足第二条件；若所述滤波电容的电压未降至所述第二电压值，则确定不满足第二条件。5.根据权利要求1至3中任一项所述的预充电控制方法，其特征在于，所述在对所述滤波电容进行放电过程中，判断是否满足第二条件，包括：判断对所述滤波电容进行放电的放电时间是否达到第二时间值；若放电时间达到所述第二时间值，则确定满足第二条件；若放电时间未达到所述第二时间值，则确定不满足第一条件。6.一种五电平有源中点钳位型逆变器的预充电控制装置，所述五...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐君，陈鹏，曹金虎，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34