多电平逆变电路的关机封波控制方法及其应用装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的多电平逆变电路的关机封波控制方法及其应用装置，在关机指令下达之后，控制多电平逆变电路在各个开关管均关断的自由状态，与，由特定开关管组合闭合使多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零的特定闭合状态之间切换，以破坏这些未受钳位保护的开关管在自由状态时因开关管参数不一致所引起的自然分压的差距积累；通过在自由状态和特定闭合状态之间进行多次往返切换控制，进而将这些未受钳位保护的开关管所承受的电压应力控制在受控范围内，降低因为开关管参数不一致而可能引起的过压风险。

Control method and application device of switching off and sealing wave for multilevel inverter circuit

【技术实现步骤摘要】
多电平逆变电路的关机封波控制方法及其应用装置
本专利技术涉及自动控制
，特别涉及一种多电平逆变电路的关机封波控制方法及其应用装置。
技术介绍
图1a所示为ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构，包括六个开关管，即：两个内管T2和T3，两个外管T1和T4，以及，两个钳位管T5和T6；并且，上述各个开关管分别配备有一个反并联二极管或体二极管(如图1a中所示的D1至D6)。受其所属逆变器的控制器控制，多电平逆变电路在由工作状态转换为停止状态时，通常会通过一定的切换逻辑来保证其开关管中的电流以受控方式在回路中流转，并带来回路电流的快速下降以保护系统的可靠关断；然后，在主电流降至为零的情况下，将其所有开关管均切换为关断状态；此时，由于二极管D5和D6的存在，两个外管T1和T4的电压应力仍可被半母线电压钳位。然而，由于两个钳位管T5和T6的断开，使得两个内管T2和T3没有钳位路径，如果系统中开关管的特性有差异，两个内管T2和T3的串联应力分配会在长时间之后出现较大差距，进而存在过压的风险。
技术实现思路
本专利技术提供一种多电平逆变电路的关机封波控制方法及其应用装置，以确保各个开关管承受的电压应力均在受控范围内。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种多电平逆变电路的关机封波控制方法，包括：在关机指令下达之后，控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换，且所述自由状态的保持时间小于第一预设时间；其中，所述自由状态为所述多电平电路中各个开关管均关断的状态；所述特定闭合状态为通过控制所述多电平逆变电路中的特定开关管组合闭合，使所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零的状态；所述第一预设时间为所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管在所述自由状态下自然分压达到承受限值的时间。优选的，在关机指令下达之后、控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换之前，还包括：控制所述多电平逆变器电路的交流输出为0状态，且所述多电平逆变电路中受钳位保护的开关管承受钳位电压。优选的，所述特定闭合状态的保持时间小于第二预设时间，确保所述特定闭合状态下的桥臂电流低于过流限值。优选的，控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换，包括：控制所述多电平逆变电路从所述自由状态开始，在所述自由状态和所述特定闭合状态之间切换。优选的，每次所述特定闭合状态下的所述特定开关管组合相同或者不相同。优选的，所述特定开关管组合为双向电流钳位开关组合；所述双向电流钳位开关组合包括：各个桥臂中的至少两个选定开关管；通过各个桥臂中的所述至少两个选定开关管的闭合，使所述多电平逆变电路在关断前状态为交流侧流入电流或者流出电流的情况下，均能够实现所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零。优选的，所述特定开关管组合为单一电流钳位开关组合；所述单一电流钳位开关组合包括：各个桥臂中的至多两个选定开关管；通过各个桥臂中的所述至多两个选定开关管的闭合，使所述多电平逆变电路在关断前状态对应的情况下，能够实现所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零；且所述多电平逆变电路的关机封波控制方法，在关机指令下达之后，还包括先执行的：识别所述多电平逆变电路的关断前状态为交流侧流入电流，或者，交流侧流出电流。优选的，在关机指令下达之后，还包括：在预设延时之后，根据所述关机指令，控制所述多电平逆变电路的交流侧与电压源之间的断开装置执行断开动作；所述预设延时大于等于0秒，并小于所述特定闭合状态与自由状态多次切换而将总母线电压充至危险值的时长。本专利技术另一方面还提供一种多电平逆变电路的关机封波控制方法的应用装置，包括：控制器和多电平逆变电路；其中，所述控制器用于执行如上述任一所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法。优选的，所述应用装置为：光伏并网逆变器、并联有源电力滤波器及高压动态无功补偿装置中的任意一种。优选的，所述多电平逆变电路为：ANPC拓扑或者I-NPC拓扑；所述多电平逆变电路中受钳位保护的开关管为桥臂中的两个外管，所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管为桥臂中的两个内管。本专利技术提供的多电平逆变电路的关机封波控制方法，在关机指令下达之后，控制多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换；其中，自由状态是指各个开关管均关断的状态；特定闭合状态是指通过控制多电平逆变电路中的特定开关管组合闭合，使多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零的状态，以破坏这些未受钳位保护的开关管在自由状态时因开关管参数不一致所引起的自然分压的差距积累；通过在自由状态和特定闭合状态之间进行多次往返切换控制，进而将这些未受钳位保护的开关管所承受的电压应力控制在受控范围内，降低因为开关管参数不一致而可能引起的过压风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a是现有技术提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构的电路图；图1b是现有技术提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构的电流流向示意图；图2a是本专利技术申请实施例提供的串联开关管承受电压应力的物理模型示意图；图2b和图2c是本专利技术申请实施例提供的串联开关管承受电压应力的物理模型的等效示意图；图3a和图3b是本专利技术申请实施例提供的多电平逆变电路的关机封波控制方法的两种流程图；图4a和图4b是本专利技术申请实施例提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构的电流流向示意图；图5a至图5d是本专利技术申请实施例提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构在状态码12控制下电流向外流通时的电流流向示意图；图6是图5a至图5d所示的时序及波形示意图；图7a至图7d是本专利技术申请实施例提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构在状态码12控制下电流向外内通时的电流流向示意图；图8是图7a至图7d所示的时序及波形示意图；图9a至图9d是本专利技术申请实施例提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构在状态码5控制下电流向外流通时的电流流向示意图；图10是图9a至图9d所示的时序及波形示意图；图11a至图11d是本专利技术申请实施例提供的ANPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构在状态码5控制下电流向外内通时的电流流向示意图；图12是图11a至图11d所示的时序及波形示意图；图13是本专利技术申请另一实施例提供的I-NPC拓扑型多电平逆变电路的一个桥臂结构的电路图；图14是本专利技术申请另一实施例提供的多电平逆变电路的关机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，包括：/n在关机指令下达之后，控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换，且所述自由状态的保持时间小于第一预设时间；/n其中，所述自由状态为所述多电平电路中各个开关管均关断的状态；所述特定闭合状态为通过控制所述多电平逆变电路中的特定开关管组合闭合，使所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零的状态；所述第一预设时间为所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管在所述自由状态下自然分压达到承受限值的时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，包括：
在关机指令下达之后，控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换，且所述自由状态的保持时间小于第一预设时间；
其中，所述自由状态为所述多电平电路中各个开关管均关断的状态；所述特定闭合状态为通过控制所述多电平逆变电路中的特定开关管组合闭合，使所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管承受电压应力为零的状态；所述第一预设时间为所述多电平逆变电路中未受钳位保护的开关管在所述自由状态下自然分压达到承受限值的时间。


2.根据权利要求1所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，在关机指令下达之后、控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换之前，还包括：
控制所述多电平逆变器电路的交流输出为0状态，且所述多电平逆变电路中受钳位保护的开关管承受钳位电压。


3.根据权利要求1所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，所述特定闭合状态的保持时间小于第二预设时间，确保所述特定闭合状态下的桥臂电流低于过流限值。


4.根据权利要求1所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，控制所述多电平逆变电路在自由状态和特定闭合状态之间切换，包括：
控制所述多电平逆变电路从所述自由状态开始，在所述自由状态和所述特定闭合状态之间切换。


5.根据权利要求1-4任一所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，每次所述特定闭合状态下的所述特定开关管组合相同或者不相同。


6.根据权利要求5所述的多电平逆变电路的关机封波控制方法，其特征在于，所述特定开关管组合为双向电流钳位开关组合；
所述双向电流钳位开关组合包括：各个桥臂中的至少两个选定开关管；通过各个桥臂中的所述至少两个选定开关管的闭合，使所述多电平逆变电路在关断前状...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄加才，徐君，张兵，文鹏，王鹏，
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