电压台阶控制方法和阶梯波级联多电平逆变器技术

本发明专利技术公开了一种电压台阶控制方法和阶梯波级联多电平逆变器。电压台阶控制方法包括，获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算输出电压的电压台阶，得到n个电压台阶的电压，n个电压台阶的电压分别为u1，u2，…，ui，…，un；对n个电压台阶的电压进行归一化处理，得到k1，k2，…，ki，…，kn；计算第1，2，…，i，…，n-1，n个电压台阶的导通角θ1，θ2，…，θi，…，θn-1，θn；利用θ1，θ2，…，θi，…，θn-1，θn，分别控制第1，2，…，i，…，n-1，n个电压台阶的导通，将直流多电平输入变成交流电平输出。本发明专利技术的导通角由电压台阶归一化计算得出，电压台阶差可以不相同，本技术方案逆变控制精度高，且可级联任意输出电压幅值的光伏电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阶梯波级联多电平逆变
，尤其涉及一种电压台阶控制方法和 阶梯波级联多电平逆变器。
技术介绍
H桥级联多电平逆变器具有多电平逆变器的诸多优点，在电机驱动、大功率有源电 力滤波等场合有广泛的应用，是大功率电力变换器的重要发展方向之一。由于级联式多电 平逆变需要多个独立直流电源，它特别适合作为太阳光伏发电系统的逆变器。阶梯波叠加 方式是级联多电平逆变器主要工作模式，这种工作模式最大的优点是开关器件工作频率 低(基波频率)、效率高、电磁干扰(EMI)小。现有的级联多电平逆变器工作原理如下，首先计算电压台阶，电压台阶之间的电 压台阶差相等，然后推导出每个电压台阶的导通角，通过控制导通角实现直流转交流。由于 设备的伏安特性的离散型、气候温度及安装位置的影响，会造成叠加的电压台阶差不相同， 现有技术的逆变控制误差较大；为了保证电压台阶差相等，需限定级联的光伏电池的输出 电压幅值，现有技术不能级联任意输出电压幅值的光伏电池。
技术实现思路
本专利技术提供一种电压台阶控制方法和阶梯波级联多电平逆变器，其逆变控制精度 高，且可级联任意输出电压幅值的光伏电池。不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制方法，包括A.获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算输出电压的电压台阶，得 到η个电压台阶的电压，其中，η个电压台阶分别为第1，2，...，i，...，η个电压台阶，η个 电压台阶的电压分别为U1, u2，...，Ui, ...，Un ；B.对η个电压台阶的电压U1, u2，...，Ui,...，Un进行归一化处理，得到Ii1 Λ2，...， . . . , kn,其中，kn = 1 ；C.计算第 1，2，...，i，...，n-l 个电压台阶的导通角 θ” θ 2，. . .，Oi,... , θ 权利要求1.不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制方法，其特征在于，包括A.获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算所述输出电压的电压台阶，得 到η个电压台阶的电压，其中，η个电压台阶分别为第1，2，...，i，...，η个电压台阶，η个 电压台阶的电压分别为U1, u2，...，Ui, ...，Un ；B.对η个电压台阶的电压U1,U2, ... , Ui,..., 进行归一化处理，得到k1; 1 ，...， . . . , kn,其中，kn = 1 ；C.计算第1，2，...，i，...，n-l 个电压台阶的导通角 θ” θ2，...，θρ...，θη_1:2.根据权利要求1所述的不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制 方法，其特征在于，步骤A具体包括获取j组光伏电池的输出电压，得到j个输出电压；利用阶梯波叠加方法计算所述j个输出电压的电压台阶，得到η个电压台阶的电压，其 中，η个电压台阶分别为第1，2，...，i，...，η个电压台阶，η个电压台阶的电压分别为U1,U2，· · ·，U^ j · · ·，Un ；其中，电压台阶的数量η为3.根据权利要求1所述的不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制方法，其特征在于，所述步骤D之后，进一步包括步骤F 计算台阶电压归一化差值4.根据权利要求1所述的不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制 方法，其特征在于，所述步骤D之后，进一步包括步骤F 计算台阶电压归一化差值5.根据权利要求1所述的不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制 方法，其特征在于，所述步骤D之后，进一步包括步骤F 计算台阶电压归一化差值ΔU1，ΔU2，...，Aui, ... , Aun Am1 = kx Au2 =k2—kx6. 一种阶梯波级联多电平逆变器，其特征在于，包括电压台阶获取单元，用于获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算所述 输出电压的电压台阶，得到η个电压台阶的电压；其中，η个电压台阶分别为第1，2，...， i，. . .，η个电压台阶，η个电压台阶的电压分别为U1, u2，. . .，Ui, . . .，Un ；电压台阶归一化单元，用于对η个电压台阶的电压Ul，u2, ...,Ui,..., Un进行归一化 处理，得到 k1; 1 ，. . .，ki; . . .，kn，其中，kn = 1 ；导通角计算单元，用于计算第1，2，. . .，i，. . .，n-1个电压台阶的导通角θ π θ 2，...，7.根据权利要求6所述的阶梯波级联多电平逆变器，其特征在于，所述电压台阶获取 单元包括输出电压获取单元，用于获取j组光伏电池的输出电压，得到j个输出电压； 电压台阶计算单元，用于利用阶梯波叠加方法计算所述j个输出电压的电压台阶，得 到η个电压台阶的电压，其中，η个电压台阶分别为第1，2，...，i，...，η个电压台阶，η个 电压台阶的电压分别为U1, u2，...，Ui, ...，Un ；其中，电压台阶的数量η为8.根据权利要求6所述的阶梯波级联多电平逆变器，其特征在于，进一步包括输出电 压调整单元；输出电压调整单元用于计算台阶电压归一化差值ΔU1，Au2,..., Aui,..., Aun Aw1 = kx Δμ,. = k( - k^输出电压的通式为9.根据权利要求6所述的阶梯波级联多电平逆变器，其特征在于，进一步包括输出电 压调整单元；输出电压调整单元用于计算台阶电压归一化差值Δ U1，Au2,..., Aui,..., Aun10.根据权利要求6所述的阶梯波级联多电平逆变器，其特征在于，进一步包括输出电 压调整单元；输出电压调整单元用于计算台阶电压归一化差值ΔU1，Au2,..., Aui,..., Aun Aw1 = k} Δμ2 =众2 - Ar1Aw, =K -kt_xaK = Κ-ι -K输出电压的通式为全文摘要本专利技术公开了一种电压台阶控制方法和阶梯波级联多电平逆变器。电压台阶控制方法包括，获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算输出电压的电压台阶，得到n个电压台阶的电压，n个电压台阶的电压分别为u1，u2，…，ui，…，un；对n个电压台阶的电压进行归一化处理，得到k1，k2，…，ki，…，kn；计算第1，2，…，i，…，n-1，n个电压台阶的导通角θ1，θ2，…，θi，…，θn-1，θn；利用θ1，θ2，…，θi，…，θn-1，θn，分别控制第1，2，…，i，…，n-1，n个电压台阶的导通，将直流多电平输入变成交流电平输出。本专利技术的导通角由电压台阶归一化计算得出，电压台阶差可以不相同，本技术方案逆变控制精度高，且可级联任意输出电压幅值的光伏电池。文档编号H02M7/42GK102082522SQ20091019418公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日专利技术者宋庆国, 徐海波, 朱忠尼, 陈元娣 申请人:广东易事特电源股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
不同电压级差的阶梯波级联多电平逆变器的电压台阶控制方法，其特征在于，包括：Ａ．获取光伏电池的输出电压，利用阶梯波叠加方法计算所述输出电压的电压台阶，得到ｎ个电压台阶的电压，其中，ｎ个电压台阶分别为第１，２，．．．，ｉ，．．．，ｎ个电压台阶，ｎ个电压台阶的电压分别为ｕ↓［１］，ｕ↓［２］，．．．，ｕ↓［ｉ］，．．．，ｕ↓［ｎ］；Ｂ．对ｎ个电压台阶的电压ｕ↓［１］，ｕ↓［２］，．．．，ｕ↓［ｉ］，．．．，ｕ↓［ｎ］进行归一化处理，得到ｋ↓［１］，ｋ↓［２］，．．．，ｋ↓［ｉ］，．．．，ｋ↓［ｎ］，其中，ｋ↓［ｎ］＝１；Ｃ．计算第１，２，．．．，ｉ，．．．，ｎ－１个电压台阶的导通角θ↓［１］，θ↓［２］，．．．，θ↓［ｉ］，．．．，θ↓［ｎ－１］：＊＊＊Ｄ．计算第ｎ个电压台阶的导通角θ↓［ｎ］：－ｋ↓［１］θ↓［１］＋（ｋ↓［１］－ｋ↓［２］）θ↓［２］＋…＋（ｋ↓［Ｎ－１］－ｋ↓［Ｎ］）θ↓［Ｎ］＋９０°＝１８０°／π其中，导通角的约束条件为：＊＊＊Ｅ．利用计算得到的导通角θ↓［１］，θ↓［２］，．．．，θ↓［ｉ］，．．．，θ↓［ｎ－１］，θ↓［ｎ］，分别控制第１，２，．．．，ｉ，．．．，ｎ－１，ｎ个电压台阶的导通，将直流多电平输入变成交流电平输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海波，朱忠尼，陈元娣，宋庆国，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44