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CN116345940A - 一种逆变装置及其控制方法 - Google Patents

一种逆变装置及其控制方法 Download PDF

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CN116345940A
CN116345940A CN202310339681.3A CN202310339681A CN116345940A CN 116345940 A CN116345940 A CN 116345940A CN 202310339681 A CN202310339681 A CN 202310339681A CN 116345940 A CN116345940 A CN 116345940A
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inverter
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capacitor
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陆丰隆
刘帅
陈东
石磊
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Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种逆变装置及其控制方法,该逆变装置包括直流母线、母线电容、逆变桥臂、滤波电路、开关单元以及控制器。逆变桥臂与正负直流母线连接,滤波电路连接于逆变桥臂和用电负载之间。该逆变装置在并网和离网之间转换的工作场景,当工作场景为并网或者离网带平衡负载时,逆变器采用共模注入调制模式;当工作场景为离网带平衡负载时,逆变器采用普通SPWM调制模式。实施本申请,可以在更多工作场景下提高逆变器的工作效率,且实现方式简单,稳定可靠,对负载友好。

Description

一种逆变装置及其控制方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种逆变装置及其控制方法。
背景技术
储能逆变器是光伏发电系统和储能系统里的常用设备,通常,根据用户用电需求,储能逆变器有并网运行和离网带负载运行两种工况,并且会在多种工况间进行切换。
现有技术中,储能逆变器常采用多电平逆变电路,特别地,具有并离网切换功能的储能逆变器的应用场景包括离网带不平衡负载的情况,因此必须对负载N线进行控制,这就导致多电平逆变电路只能进行普通的SPWM调制,使得具有并离网切换功能的逆变器效率较低。
发明内容
本申请提供了一种逆变装置及其控制方法,可以提高含并离网切换功能的逆变装置的转换效率,实现方式简单,对负载友好。
第一方面,本申请提供了一种逆变装置,该逆变装置包括直流母线、母线电容、逆变桥臂、滤波电路、开关单元和控制器。其中,所述直流母线与所述逆变桥臂相连,所述母线电容连接在正负直流母线之间,所述滤波电路连接于所述逆变桥臂和用户负载之间,所述滤波电路的滤波电容组公共端用于通过所述开关单元和用户负载的N线相连。本申请提供的逆变器可工作于并网或者离网应用场景下,并根据应用场景的更具体的不同进行逆变调制方式的切换,从而提高逆变器的效率,其具体实施由上述逆变装置实现。在本申请中,可根据不同的应用场景灵活选用多电平逆变器的调制模式,增加了逆变桥臂采用共模注入调制的调制模式,从而提升逆变器的整体工作效率,灵活性强,实现方式简单。
结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,所述滤波电路的滤波电容组公共端与所述母线电容的中点连接,以使用户负载N线可与所述母线电容的中点导通,有利于用户各类特性负载稳定工作。
结合第一方面,在第二种可能的实施方式中,所述逆变装置还包括第四桥臂,所述第四桥臂的输入端分别正直流母线和负直流母线连接,所述滤波电路的滤波电容组公共端还用于与所述第四桥臂的输出端连接,以使用户负载N线可与所述第四桥臂的输出端导通。
结合第一方面第一种可能的实施方式或第一方面第二种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,所述滤波电路包括第一滤波电感单元及滤波电容单元,所述第一滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第一端依次与所述逆变桥臂的三个输出端连接。所述滤波电容单元包括滤波电容组,所述滤波电容组包括三个滤波电容,所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端依次与所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第二端连接,所述滤波电容组的三个滤波电容的第二端连接于滤波电容组公共端。所述开关单元的第一端通过所述滤波电容组公共端与所述母线电容的中点相连,所述开关单元的第二端用于与用户负载的N线相连。所述第一滤波电感单元和滤波电容单元作为滤波电路的部分,可以吸收逆变桥臂产生的高频谐波,从而减少负载的高频噪声。
结合第一方面第一种可能的实施方式或第一方面第二种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,所述滤波电路包括第一滤波电感单元、滤波电容单元及第四桥臂。所述第一滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第一端依次与所述逆变桥臂的三个输出端连接。所述滤波电容单元包括滤波电容组,所述滤波电容组包括三个滤波电容,所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端依次与所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第二端连接,所述滤波电容组的三个滤波电容的第二端连接于滤波电容组公共端。所述第四桥臂连接于所述正负直流母线之间,所述第四桥臂的输出端通过一电感连接所述开关单元的第一端和所述滤波电容组公共端,所述开关单元的第二端用于与用户负载的N线相连。
结合第一方面第三种可能的实施方式或第一方面第四种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,所述滤波电容单元还包括安规电容组。所述安规电容组包括三个滤波电容,所述安规电容组的三个滤波电容的第一端依次用于与用户负载的三个输入端连接,所述安规电容组的三个滤波电容的第二端连接于安规电容组公共端。所述安规电容组可以达到更好的EMC抑制作用,并提高用户用电的安全性。
结合第一方面第五种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,所述安规电容组公共端连接于所述开关单元的第二端。
结合第一方面第五种可能的实施方式,在第七种可能的实施方式中,所述安规电容组公共端连接于所述开关单元的第一端。
结合第一方面第五种可能的实施方式或第一方面第六种可能的实施方式,在第八种可能的实施方式中,所述安规电容组公共端通过一电容连接于所述开关单元的第一端或者第二端。
结合第一方面第五种至第八种可能的任一实施方式,在第九种可能的实施方案中,所述滤波电路还包括第二滤波电感单元,所述第二滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第二滤波电感单元的三个滤波电感分别连接于所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端和所述安规电容组的三个滤波电容的第一端之间。
结合第一方面第三种可能的实施方式,在第九种可能的实施方式中,所述开关单元的第一端与所述母线电容的中点间串联一电感,所述开关单元的第二端与用户负载的N线间串联一电感。本实施方式中,串联的两个滤波电感可以在各自闭合回路中增强滤波过程。
结合第一方面第一种至第九种可能的任一实施方式,在第十种可能的实施方式中,所述逆变装置包括两组钳位二极管,所述两组钳位二极管中的任一组包括串联连接的两二极管,所述两二极管的正极连接正直流母线,所述两二极管的负极连接负直流母线,所述开关单元的第一端和第二端分别连接于所述两组钳位二极管之间。本实施方式可以确保并离网工作场景切换时逆变器的正常稳定运行,可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载友好,稳定可靠。
结合第一方面第二种可能的实施方式,在第十一种可能的实施方式中,所述第四桥臂包括两电平桥臂或多电平桥臂。
结合第一方面第十一种可能的实施方式,在第十二种可能的实施方式中,所述第四桥臂的输出端通过一电感与所述母线电容的中点相连。本实施方式可以增加正负半母线均压电路对某些特定半波能量负载的带载能力,也起到减弱母线纹波的作用,提高整个系统的可靠性和适用性。
应理解的是,本申请上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
图1为本申请实施例提供的逆变器的工作系统示意图。
图2为本申请实施例提供的逆变电路工作原理示意图。
图3为本申请实施例提供的逆变电路工作原理的又一示意图。
图4为本申请提供的电路拓扑实施例一。
图5为本申请提供的电路拓扑实施例二。
图6为本申请提供的电路拓扑实施例三。
图7为本申请提供的电路拓扑实施例四。
图8为本申请提供的电路拓扑实施例五。
图9为本申请提供的电路拓扑实施例六。
图10为本申请提供的电路拓扑实施例七。
图11为本申请提供的电路拓扑实施例八。
图12为本申请提供的电路拓扑实施例九。
图13为本申请提供的电路拓扑实施例十。
图14为本申请提供的电路拓扑实施例十一。
具体实施方式
本申请提供的逆变电路是一种直流(direct current,DC)/交流(alternatingcurrent,AC)变换电路,可适用于光伏发电设备或者风力发电设备等多种类型的发电设备,以及不同类型的用电设备(如电网、家用设备或者工业和商业用电设备)的供电,可应用于汽车领域以及微电网领域,也可应用于纯储能供电应用场景以及光储混合供电应用场景等不同应用场景。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。
请一并参见图1,图1为本申请提供的具有并离网切换功能的逆变器的工作系统示意图。本申请提供的逆变器工作系统示意图包括逆变器01、光伏发电组件02、储能设备03、交流电网04以及离网负载05。所述光伏发电组件02、储能设备03、交流电网04以及离网负载05分别与逆变器01相连。在光伏供电应用场景下,所述光伏发电组件02包括至少一组光伏阵列,该光伏阵列可由多个光伏板串联组成,所述光伏发电组件02用于将太阳能转换为直流电能,并输送至所述逆变器01,。在储能供电应用场景下,所述储能设备03包括至少一个储能电池(如锂离子电池和铅酸电池)或者超级电容(又名电化学电容),用于储存电能以及作为逆变器工作系统中直流电的补充设备。所述交流电网04用于接收逆变器转换后的交流电,或者,用于给储能设备03充电。所述离网负载05可以是离网平衡负载,也可以是离网不平衡负载。所述逆变器01是本申请提供的具有并离网切换功能的逆变器的工作系统中的核心设备,用于DC/AC的转换,在许多场景下,用户逆变器输出的交流电用途不是单一不变的,有时所述逆变器直接并网,所述逆变器产生的交流电直接输送至交流电网,有时所述逆变器离网,所述逆变器产生的交流电供给离网负载使用,本申请提供的逆变器可以根据用户用电场景的不同,灵活切换逆变器逆变电路的调制方式,从而提高逆变器效率。
下面将结合图2至图7对本申请提供的逆变电路及其工作原理进行说明。
参见图2,图2是图1中所述逆变器01的逆变电路工作原理的一示意图。本申请提供的逆变电路包括逆变模块1a、滤波模块2a以及可控开关单元4a。为方便描述所述逆变电路工作原理,引入用电模块3a进行说明。所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述可控开关单元4a连接于母线中点和所述用电模块3a之间,所述滤波模块2a还和所述可控开关单元4a相连。其中,所述逆变模块1a包括逆变桥臂11a、正负直流母线和两组并联在正负直流母线上的母线电容,所述逆变桥臂11a可以是三桥臂逆变桥,所述逆变桥臂11a包括三个输入端,所述逆变桥臂11a的第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与正母线、负母线和母线中点相连,所述逆变桥臂11a的输出端是所述逆变模块1a的输出端,可选的,所述逆变桥臂11a也可以是两桥臂逆变桥。所述滤波模块2a包括滤波电感单元21a和滤波电容单元22a,所述滤波电感单元21a的输入端与所述逆变模块1a的输出端相连,所述滤波电容单元22a的三个第一端与所述滤波电感单元21a的三个输出端相连,所述滤波电容单元22a还与所述用电模块3a相连。所述可控开关单元4a的第一端与母线中点相连,所述可控开关单元4a的第二端与用电模块相连,所述可控开关单元4a还与所述滤波模块2a相连。所述用电模块3a的用电设备或者用电端可以是交流电网31a,也可以是离网负载32a。
当用电端是所述交流电网31a时,所述逆变器01处于并网工作场景,所述逆变模块1a从母线电源获取直流电能量,并将直流电转换为交流电,所述滤波模块将所述交流电转换成更为平滑的交流电,所述平滑交流电传输至所述用电模块3a,用于交流电网31a的电能供给,所述可控开关单元4a断开,所述逆变桥臂11a处于共模注入调制模式;当用电端是所述离网负载32a时,所述逆变器01处于离网工作场景,所述逆变模块1a从母线电源获取直流电能量,并将直流电转换为交流电,所述滤波模块将所述交流电转换成更为平滑的交流电,所述平滑交流电传输至所述用电模块3a,用于所述离网负载32a的电能供给,离网场景下,所述逆变电路有以下两种工作状态:1.若所述离网负载32a是离网平衡负载,所述可控开关单元4a断开,所述逆变桥臂11a处于共模注入调制模式。2.若所述离网负载32a是离网非平衡负载,所述可控开关单元4a闭合,所述逆变桥臂11a处于SPWM调制模式。特别地,本申请所述的共模注入调制模式包括SVPWM调制模式或者DPWM调制模式。
对于所述逆变器01工作状态的判断,本申请不对其判断方式进行限制,在此仅列举两种判断方式帮助读者理解。针对所述逆变器01处于并网或者离网的工作状态,例如,可以通过对逆变器输出的电流的频率进行扰动,观测扰动后的电流频率是否恢复来判断逆变器处于并网或者离网的工作状态,具体地,若电流频率恢复,则可以认为逆变器处于并网的工作状态,若电流频率不恢复,则可以认为逆变器处于离网的工作状态。又例如,若逆变器处于离网的工作状态,可以测量逆变器输出的各相电流,通过比较各相电流的幅值或有效值来判断逆变器处于离网带平衡负载的工作状态还是离网带不平衡负载的工作状态,具体地,若各相电流的幅值或有效值的偏差处于一定范围内,则可以认为逆变器处于离网带平衡负载的工作状态,若任意两相电流的幅值或有效值的偏差大于一定范围,则可以认为逆变器处于离网带不平衡负载的工作状态。
请一并参见图3,图3是本申请提供的逆变电路工作原理的又一示意图。相比于图2,图3具体展示了所述滤波电感单元21a和所述用电模块3a包含的元器件。本申请提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。在图2所示的滤波电感单元21a中可包括3个滤波电感,其中,滤波电感L211的输入端与所述逆变桥臂的第一输出端相连,滤波电感L212的输入端与所述逆变桥臂的第二输出端相连,第三滤波电感L213的输入端与所述逆变桥臂的第三输出端相连;所述滤波电感L211的输出端、所述滤波电感L212的输出端和所述第三滤波电感L213的输出端依次与所述滤波电容单元22a的三个第一端相连。逆变器处于并网工作场景或者处于离网带平衡负载的工作场景时,所述可控开关单元4a的开合和所述逆变桥臂11a的工作状态会发生变化,为方便描述,所述用电模块3a的用电端以三相离网负载为例进行说明。如图3所示,所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的三个第一端相连。所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述逆变器01处于离网带平衡负载场景,所述逆变模块1a从母线电源获取直流电能量,并将直流电转换为交流电,所述滤波模块2a将所述交流电转换成更为平滑的交流电,所述平滑交流电传输至所述三相离网负载,用于所述三相离网负载的电能供给,所述可控开关单元4a断开,所述逆变桥臂11a处于共模注入调制模式;当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述逆变器01处于离网带非平衡负载工作场景,所述逆变模块1a从母线电源获取直流电能量,并将直流电转换为交流电,所述滤波模块2a将所述交流电转换成更为平滑的交流电,所述平滑交流电传输至用电模块3a,用于所述三相离网负载的电能供给,所述可控开关单元4a闭合,所述逆变桥臂11a处于SPWM调制模式。
请一并参见图4,图4是本申请提供的电路拓扑实施例一。本申请实施例一提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S21,所述开关S21连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述开关S21可以为绝缘栅双极性晶体管,或者金属氧化物半导体场效应晶体管,或者继电器。所述开关S21可以由硅半导体材料Si,或者第三代宽禁带半导体材料的碳化硅SiC,或者氮化镓GaN,或者金刚石,或者氧化锌ZnO,或者其它材料制成。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括一组滤波电容组,即滤波电容组1b。本申请实施例中,所述滤波电容单元22a包含的滤波电容组1b连接于所述滤波电感单元21a和所述用电模块3a之间,所述滤波电容组1b的三个第一端依次与所述滤波电感单元21a的输出端和所述用电模块3a的三相输入端相连,所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点112与开关S21的第一端相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述开关S21断开,此时所述三相离网负载的N线与母线中点不相连,所述逆变桥臂11a可以处于共模注入调制模式,提高逆变器工作效率。当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述开关S21闭合,由于受到所述三相离网负载的N线与母线中点连接的限制,所述逆变桥臂11a只能采用SPWM调制模式。无论开关S21断开还是闭合,所述母线中点、所述逆变桥臂11a、所述滤波电感单元21a和所述滤波电容组1b均可以形成一个闭合回路,所述逆变桥臂11a产生的大部分高频谐波将被回路中的滤波元件吸收,所述三相负载工作受到谐波噪声的影响较小。当所述开关S21闭合时,所述三相离网负载和所述滤波电容组1b可以形成一个闭合回路,所述滤波电容组1b可以吸收由负载产生的高频谐波,所述三相离网负载受到谐波噪声的影响较小。因此本申请实施例可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载比较友好。
请一并参见图5,图5是本申请提供的电路拓扑实施例二。实施例二具体展示了滤波电容组1b的电路组成形式,并在实施例1的基础上,新增安规电容组2b,安规电容组2b设置在用户负载的输入端侧,可以达到更好的EMC抑制作用,并提高用户用电的安全性。本申请实施例二提供的电路拓扑图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述安规电容组2b的三个第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。在图3所示的滤波电容单元22a中可包括滤波电容组1b和安规电容组2b,其中,所述滤波电容组1b包括C21、C22和C23三个电容,所述安规电容组2b包括C24、C25和C26三个电容。所述滤波电容组1b中,电容C21的第一端连接于所述滤波电感L211的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C22的第一端连接于所述滤波电感L212的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C23的第一端连接于所述第三滤波电感L213的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C21、C22和C23各自的第二端通过结点108连接于一电容公共端,并通过结点110与所述可控开关单元4a相连。所述安规电容组2b中,电容C24的第一端连接于所述滤波电感L211的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C25的第一端连接于所述滤波电感L212的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C26的第一端连接于所述第三滤波电感L213的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C24、C25和C26各自的第二端通过结点109连接于一电容公共端,并通过结点111与所述可控开关单元4a相连。可控开关单元4a中可包括开关S11,所述开关S11的第一端通过结点101与母线中点相连,所述开关S11的第一端还通过结点110与所述滤波电容组1b相连;所述开关S11的第二端与所述三相离网负载的N线相连,所述开关S11的第二端还通过结点111与所述安规电容组2b相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述开关S11断开,此时所述三相离网负载的N线与母线中点不相连,所述逆变桥臂11a可以处于共模注入调制模式,提高逆变器工作效率。当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述开关S11闭合,由于受到所述三相离网负载的N线与母线中点连接的限制,所述逆变桥臂11a只能采用SPWM调制模式。无论开关S11断开还是闭合,所述母线中点、所述逆变桥臂11a、所述滤波电感单元21a和所述滤波电容组1b均可以形成一个闭合回路,所述逆变桥臂11a产生的大部分高频谐波将被回路中的滤波元件吸收,所述三相负载工作受到谐波噪声的影响较小。无论开关S11断开还是闭合,所述三相离网负载和所述安规电容组2b也可以形成一个闭合回路,即使逆变器发生了工作场景的切换,即所述开关S11发生了断开或者闭合的转换,所述安规电容组2b也可以吸收由负载或者开关产生的高频谐波,因此所述三相离网负载受到谐波噪声的影响较小。因此本申请实施例可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载友好。
请一并参见图6,图6是本申请提供的电路拓扑实施例三。为简化描述,图6中滤波电容组1b和安规电容组2b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例三提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S31,所述开关S31连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组和第二滤波电感单元22b,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b和所述安规电容组2b的组成及连接方式请参见图5的说明。本申请实施例中,所述滤波电感单元22a中的滤波电容组1b和安规电容组2b间串联连接第二滤波电感单元22b。所述第二滤波电感单元22b包括电感L214、电感L215和电感L216,所述电感L214的第一端、所述电感L215的第一端和所述电感L216的第一端依次所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述电感L214的第二端、所述电感L215的第二端和所述电感L216的第二端依次所述安规电容组2b的三个第一端和所述三相离网负载的三个输入端相连。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点113与开关S31的第一端相连,所述安规电容组2b的电容公共端通过结点114与开关S31的第二端相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述开关S31断开,此时所述三相离网负载的N线与母线中点不相连,所述逆变桥臂11a可以处于共模注入调制模式,提高逆变器工作效率。当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述开关S31闭合,由于受到所述三相离网负载的N线与母线中点连接的限制,所述逆变桥臂11a只能采用SPWM调制模式。无论开关S31断开还是闭合,所述母线中点、所述逆变桥臂11a、所述滤波电感单元21a和所述滤波电容组1b均可以形成一个闭合回路,所述逆变桥臂11a产生的大部分高频谐波将被回路中的滤波元件吸收,所述三相负载工作受到谐波噪声的影响较小。无论开关S31断开还是闭合,所述三相离网负载和所述安规电容组2b也可以形成一个闭合回路,即使逆变器发生了工作场景的切换,即所述开关S31发生了断开或者闭合的转换,所述安规电容组2b也可以吸收由负载或者开关产生的高频谐波,所述三相离网负载受到谐波噪声的影响较小。本申请实施例中的第二滤波电感单元22b串联在所述滤波电容组1b和所述安规电容组2b之间,相当于对供给所述三相离网负载的交流电进行了更深一步的滤波处理。因此本申请实施例可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载非常友好。
请一并参见图7,图7是本申请提供的电路拓扑实施例四。同样为简化描述,图6中滤波电容组1b和安规电容组2b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例四提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b和所述安规电容组2b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述可控开关单元4a包括开关S41,所述开关S41与母线中点间串联一个电感L404,所述开关S41与所述三相离网负载的N线间串联一个电感L405,所述开关S41的第一端通过结点115与所述电感L404的第二端和所述滤波电容组1b的电容公共端相连,所述开关S41的第二端通过结点116与所述电感L405的第一端和所述安规电容组2b的电容公共端相连。所述电感L404的第一端与母线中点相连,所述电感L405的第二端与所述三相离网负载的N线相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述开关S41断开,此时所述三相离网负载的N线与母线中点不相连,所述逆变桥臂11a可以处于共模注入调制模式,提高逆变器工作效率。当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述开关S41闭合,由于受到所述三相离网负载的N线与母线中点连接的限制,所述逆变桥臂11a只能采用SPWM调制模式。无论开关S41断开还是闭合,所述母线中点、所述逆变桥臂11a、所述滤波电感单元21a、所述滤波电容组1b和所述电感L404均可以形成一个闭合回路,所述逆变桥臂11a产生的大部分高频谐波将被回路中的滤波元件吸收,所述三相负载工作受到谐波噪声的影响较小。无论开关S41断开还是闭合,所述三相离网负载、所述电感L405和所述安规电容组2b也可以形成一个闭合回路,即使逆变器发生了工作场景的切换,即所述开关S41发生了断开或者闭合的转换,所述安规电容组2b也可以吸收由负载或者开关产生的高频谐波,所述三相离网负载受到谐波噪声的影响较小。本申请实施例的电感L404串联于母线中点和所述开关S41的第一端之间,相当于在上述第一个闭合回路中增加了一个滤波元件,进一步加强了滤波过程;本申请实施例的电感L405串联于所述三相离网负载的N线和所述开关S41的第二端之间,相当于在上述第二个闭合回路中增加了一个滤波元件,进一步加强了滤波过程。因此本申请实施例可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载非常友好。
请一并参见图8,图8是本申请提供的电路拓扑实施例五。同样为简化描述,图5中滤波电容组1b和安规电容组2b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例5提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b和所述安规电容组2b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述可控开关单元4a包括开关S51和4个钳位二极管,所述4个钳位二极管分别是二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4。其中,所述开关S51的第一端通过结点117与母线中点和所述滤波电容组1b的电容公共端相连,所述开关S51的第二端通过结点118与所述三相离网负载的N线和所述滤波电容组1b的电容公共端相连。所述二极管D1和所述二极管D3并联,所述二极管D1和所述二极管D3的正极与负母线相连,所述二极管D1的负极与所述开关S51的第一端相连,所述二极管D3的负极与所述开关S51的第二端相连;所述二极管D2和所述二极管D4并联,所述二极管D2和所述二极管D4的负极与正母线相连,所述二极管D2的正极与所述开关S51的第一端相连,所述二极管D4的正极与所述开关S51的第二端相连。
当所述三相离网负载是平衡负载时,所述开关S51断开,此时所述三相离网负载的N线与母线中点不相连,所述逆变桥臂11a可以处于共模注入调制模式,提高逆变器工作效率。当所述三相离网负载是非平衡负载时,所述开关S51闭合,由于受到所述三相离网负载的N线与母线中点连接的限制,所述逆变桥臂11a只能采用SPWM调制模式。无论开关S51断开还是闭合,所述母线中点、所述逆变桥臂11a、所述滤波电感单元21a和所述滤波电容组1b均可以形成一个闭合回路,所述逆变桥臂11a产生的大部分高频谐波将被回路中的滤波元件吸收,所述三相负载工作受到谐波噪声的影响较小。无论开关S51断开还是闭合,所述三相离网负载和所述安规电容组2b也可以形成一个闭合回路,即使逆变器发生了工作场景的切换,即所述开关S51发生了断开或者闭合的转换,所述安规电容组2b也可以吸收由负载或者开关产生的高频谐波,所述三相离网负载受到谐波噪声的影响较小。本申请实施例还提供了4个钳位二极管,所述开关S51在工作时两端电压并不稳定,所述二极管D1和所述二极管D2可以对所述开关S51的第一端进行钳位,所述二极管D3和所述二极管D4可以对所述开关S51的第二端进行钳位,从而保证所述开关S51的稳定工作,确保并离网工作场景切换时逆变器的正常稳定运行。因此本申请实施例可以在多种逆变器工作场景下,提高逆变器的工作效率,对负载友好,稳定可靠。
请一并参见图9,图9是本申请提供的电路拓扑实施例六。为简化描述,图9中滤波电容组1b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例六提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S61,所述开关S61连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组和第二滤波电感单元22b,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述安规电容组2b包括C24、C25和C26三个电容,电容C24的第一端连接于所述滤波电感L214的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C25的第一端连接于所述滤波电感L215的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C26的第一端连接于所述第三滤波电感L216的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C24、C25和C26各自的第二端通过结点122连接于一电容公共端。本申请实施例中,所述滤波电感单元22a中的滤波电容组1b和安规电容组2b间串联连接第二滤波电感单元22b。所述第二滤波电感单元22b包括电感L214、电感L215和电感L216,所述电感L214的第一端、所述电感L215的第一端和所述电感L216的第一端依次所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述电感L214的第二端、所述电感L215的第二端和所述电感L216的第二端依次所述安规电容组2b的三个第一端和所述三相离网负载的三个输入端相连。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点123与开关S61的第一端相连。相比于实施例三,实施例六可以在实施例三的基础上,在某些场景如测试场景等中,其安规电容组只需滤除三相系统火线之间的差模纹波分量。
请一并参见图10,图10是本申请提供的电路拓扑实施例七。为简化描述,图10中滤波电容组1b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例七提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S71,所述开关S71连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组和第二滤波电感单元22b,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述安规电容组2b包括C24、C25和C26三个电容,电容C24的第一端连接于所述滤波电感L214的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C25的第一端连接于所述滤波电感L215的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C26的第一端连接于所述第三滤波电感L216的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C24、C25和C26各自的第二端通过结点124连接于一电容公共端。本申请实施例中,所述滤波电感单元22a中的滤波电容组1b和安规电容组2b间串联连接第二滤波电感单元22b。所述第二滤波电感单元22b包括电感L214、电感L215和电感L216,所述电感L214的第一端、所述电感L215的第一端和所述电感L216的第一端依次所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述电感L214的第二端、所述电感L215的第二端和所述电感L216的第二端依次所述安规电容组2b的三个第一端和所述三相离网负载的三个输入端相连。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点123与开关S71的第一端相连,所述安规电容组2b的电容公共端通过结点126与开关S71的第一端相连。相比于实施例三,实施例七可以在实施例三的基础上,增加了多级LC滤波电路,可以处理更多频段的纹波,提高系统运行的稳定性,并对用户负载更加友好。
请一并参见图11,图11是本申请提供的电路拓扑实施例八。为简化描述,图11中滤波电容组1b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例八提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S81,所述开关S81连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组和第二滤波电感单元22b,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述安规电容组2b包括C24、C25和C26三个电容,电容C24的第一端连接于所述滤波电感L214的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C25的第一端连接于所述滤波电感L215的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C26的第一端连接于所述第三滤波电感L216的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C24、C25和C26各自的第二端通过结点124连接于一电容公共端。本申请实施例中,所述滤波电感单元22a中的滤波电容组1b和安规电容组2b间串联连接第二滤波电感单元22b。所述第二滤波电感单元22b包括电感L214、电感L215和电感L216,所述电感L214的第一端、所述电感L215的第一端和所述电感L216的第一端依次所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述电感L214的第二端、所述电感L215的第二端和所述电感L216的第二端依次所述安规电容组2b的三个第一端和所述三相离网负载的三个输入端相连。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点125与开关S81的第一端相连,所述安规电容组2b的电容公共端124通过串联一电容C27与结点126相连,结点126与开关S81的第一端相连。相比于实施例三,实施例八可以在实施例三的基础上,在某些场景下,使所述安规电容组的电容公共点通过电容C27与用户负载的N线相连,既可以即滤除共模纹波分量也可以滤除差模纹波分量,提高了整个系统的适用性。
请一并参见图12,图12是本申请提供的电路拓扑实施例九。为简化描述,图12中滤波电容组1b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例九提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S111,所述开关S111连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组和第二滤波电感单元22b,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述安规电容组2b包括C24、C25和C26三个电容,电容C24的第一端连接于所述滤波电感L214的输出端和所述三相离网负载的Wa相输入端之间,电容C25的第一端连接于所述滤波电感L215的输出端和所述三相离网负载的Wc相输入端之间,电容C26的第一端连接于所述第三滤波电感L216的输出端和所述三相离网负载的Wb相输入端之间,电容C24、C25和C26各自的第二端通过结点124连接于一电容公共端。本申请实施例中,所述滤波电感单元22a中的滤波电容组1b和安规电容组2b间串联连接第二滤波电感单元22b。所述第二滤波电感单元22b包括电感L214、电感L215和电感L216,所述电感L214的第一端、所述电感L215的第一端和所述电感L216的第一端依次所述滤波电容组1b的三个第一端相连,所述电感L214的第二端、所述电感L215的第二端和所述电感L216的第二端依次所述安规电容组2b的三个第一端和所述三相离网负载的三个输入端相连。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点133与开关S111的第一端相连,所述安规电容组2b的电容公共端124通过串联一电容C27与结点134相连,结点134与开关S111的第二端相连。相比于实施例三,实施例九可以在实施例三的基础上,在某些场景下,使所述安规电容组的电容公共点通过电容C27与用户负载的N线相连,既可以即滤除共模纹波分量也可以滤除差模纹波分量,提高了整个系统的适用性。
请一并参见图13,图13是本申请提供的电路拓扑实施例十。为简化描述,图13中滤波电容组1b和安规电容组2b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例三提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S91,所述开关S91连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括两组电容组,所述两组电容组包括滤波电容组1b和安规电容组2b,所述滤波电容组1b和所述安规电容组2b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点128与开关S91的第一端相连,所述安规电容组2b的电容公共端通过结点129与开关S91的第二端相连。本实施例中,所述逆变装置还包括第四桥臂,所述第四桥臂包括开关管M1和开关管M2,所述第四桥臂的两输入端分别连接到正负直流母线,所述第四桥臂的输出端通过一电感L3与开关S91的第一端相连。相比于实施例三,实施例十在实施例三的基础上,通过第四桥臂单独对用户负载的N线电流进行调制,对用户的各种特性的负载非常友好,提高了整个系统的适用性。
请一并参见图14,图14是本申请提供的电路拓扑实施例十一。为简化描述,图14中滤波电容组1b省略表出,详细内容可参见图5。本申请实施例十一提供的逆变电路工作原理示意图包括逆变模块1a、滤波模块2a、用电模块3a以及可控开关单元4a,所述逆变模块1a连接在母线上,所述滤波模块2a连接于所述逆变模块1a和用电模块3a之间,所述滤波模块2a还通过所述滤波电容单元22a与所述可控开关单元4a相连。所述用电模块中3a包括三相离网负载,所述三相离网负载的Wa相输入端、Wb相输入端和Wc相输入端依次与所述滤波电容单元22a的第一端相连,所述三相离网负载的N线与所述可控开关单元4a的第二端相连。所述可控开关单元4a包括开关S101,所述开关S101连接于母线中点和所述三相离网负载的N线之间。所述滤波模块2a包括所述滤波电感单元21a和所述滤波电容单元22a。所述滤波电容单元22a中包括滤波电容组1b,所述滤波电容组1b的组成及连接方式请参见图5的说明。所述滤波电容组1b的电容公共端通过结点132与开关S101的第一端相连。本实施例中,所述逆变装置还包括第四桥臂,所述第四桥臂包括开关管M1和开关管M2,所述第四桥臂的两输入端分别连接到正负直流母线,所述第四桥臂的输出端通过一电感L3与开关S101的第一端相连,所述第四桥臂的输出端还通过电感L3与母线的中点101相连。相比于实施例三,实施例十一通过第四桥臂,可以增加正负半母线均压电路对某些特定半波能量负载的带载能力,也起到减弱母线纹波的作用,提高整个系统的可靠性和适用性。
需要说明的是,上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所描述的单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的连接可以是通过一些接口、设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
以上所述,仅为本发明的具体实现方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种逆变装置,其特征在于,包括:直流母线、母线电容、逆变桥臂、滤波电路、开关单元和控制器,所述直流母线与所述逆变桥臂相连,所述母线电容连接在正负直流母线之间,所述滤波电路连接于所述逆变桥臂和用户负载之间,所述滤波电路的滤波电容组公共端用于通过所述开关单元和用户负载的N线相连,
所述控制器用于,根据所述逆变装置的不同工作状态,控制所述开关单元导通或者关断,以切换所述逆变桥臂的不同调制模式,所述不同工作状态包括并网的工作状态、离网带平衡负载的工作状态和离网带不平衡负载的工作状态。
2.根据权利要求1所述的逆变装置,其特征在于,所述控制器用于:
当所述逆变装置处于离网带不平衡负载的工作状态时,控制所述开关单元闭合,控制所述逆变桥臂切换至普通SPWM调制模式;
当所述逆变装置处于并网的工作状态时,控制所述开关单元断开,控制所述逆变桥臂切换至共模注入调制模式。
3.根据权利要求1所述的逆变装置,其特征在于,所述控制器用于:
当所述逆变装置处于离网带不平衡负载的工作状态时,控制所述开关单元闭合,控制所述逆变桥臂切换至普通SPWM调制模式;
当所述逆变装置处于离网带平衡负载的工作状态时,控制所述开关单元断开,控制所述逆变桥臂切换至共模注入调制模式。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述滤波电路的滤波电容组公共端还与所述母线电容的中点连接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述逆变装置还包括第四桥臂,所述第四桥臂的输入端分别正直流母线和负直流母线连接,所述滤波电路的滤波电容组公共端还用于与所述第四桥臂的输出端连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述滤波电路包括第一滤波电感单元及滤波电容单元;
所述第一滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第一端依次与所述逆变桥臂的三个输出端连接;
所述滤波电容单元包括滤波电容组,所述滤波电容组包括三个滤波电容,所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端依次与所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第二端连接,所述滤波电容组的三个滤波电容的第二端连接于滤波电容组公共端;
所述开关单元的第一端通过所述滤波电容组公共端与所述母线电容的中点相连,所述开关单元的第二端用于与用户负载的N线相连。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述滤波电路包括第一滤波电感单元、滤波电容单元及第四桥臂;
所述第一滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第一端依次与所述逆变桥臂的三个输出端连接;;
所述滤波电容单元包括滤波电容组,所述滤波电容组包括三个滤波电容,所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端依次与所述第一滤波电感单元的三个滤波电感的第二端连接,所述滤波电容组的三个滤波电容的第二端连接于滤波电容组公共端;
所述第四桥臂连接于所述正负直流母线之间,所述第四桥臂的输出端通过一电感连接所述开关单元的第一端和所述滤波电容组公共端,所述开关单元的第二端用于与用户负载的N线相连。
8.根据权利要求6或7中所述的逆变装置,其特征在于,所述滤波电容单元还包括安规电容组;
所述安规电容组包括三个滤波电容,所述安规电容组的三个滤波电容的第一端依次用于与用户负载的三个输入端连接,所述安规电容组的三个滤波电容的第二端连接于安规电容组公共端。
9.根据权利要求8所述的逆变装置,其特征在于,所述安规电容组公共端连接于所述开关单元的第二端。
10.根据权利要求8所述的逆变装置,其特征在于,所述安规电容组公共端连接于所述开关单元的第一端。
11.根据权利要求8或9所述的逆变装置,其特征在于,所述安规电容组公共端通过一电容连接于所述开关单元的第一端或者第二端。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述滤波电路还包括第二滤波电感单元,所述第二滤波电感单元包括三个滤波电感,所述第二滤波电感单元的三个滤波电感分别连接于所述滤波电容组的三个滤波电容的第一端和所述安规电容组的三个滤波电容的第一端之间。
13.根据权利要求6所述的逆变装置,其特征在于,所述开关单元的第一端与所述母线电容的中点间串联一电感,所述开关单元的第二端与用户负载的N线间串联一电感。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的逆变装置,其特征在于,所述逆变装置包括两组钳位二极管,所述两组钳位二极管中的任一组包括串联连接的两二极管,所述两二极管的正极连接正直流母线,所述两二极管的负极连接负直流母线,所述开关单元的第一端和第二端分别连接于所述两组钳位二极管之间。
15.根据权利要求5所述的逆变装置,其特征在于,所述第四桥臂包括两电平桥臂或多电平桥臂,所述第四桥臂的输出端通过一电感与所述母线电容的中点相连。。
16.一种逆变装置的控制方法,所述控制方法包括:
当所述逆变装置处于离网带不平衡负载的工作状态时,控制所述开关单元闭合,控制所述逆变桥臂切换至普通SPWM调制模式,所述逆变装置包括开关单元和逆变桥臂,所述开关单元的第一端与所述逆变桥臂的中点输入端相连,所述开关单元的第二端通过滤波电路和所述逆变桥臂的输出相连;
当所述逆变装置处于并网的工作状态或者离网带平衡负载的工作状态时,控制所述开关单元断开,控制所述逆变桥臂切换至共模注入调制模式,所述逆变装置包括开关单元和逆变桥臂,所述开关单元的第一端与所述逆变桥臂的中点输入端相连,所述开关单元的第二端通过滤波电路和所述逆变桥臂的输出相连。
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Cited By (1)

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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3562016A1 (de) * 2018-04-23 2019-10-30 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Vorladung eines zwischenkreises
US11159095B1 (en) * 2020-11-12 2021-10-26 King Abdulaziz University 11-level boost active neutral point clamped inverter topology with higher voltage gain
CN115622435B (zh) * 2022-12-13 2023-04-28 麦田能源有限公司 基于场景观测的逆变器的控制方法、装置及逆变器系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116819400A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 深圳市首航新能源股份有限公司 一种逆变器n线检测控制电路及其方法
CN116819400B (zh) * 2023-08-29 2023-12-26 深圳市首航新能源股份有限公司 一种逆变器n线检测控制电路及其方法

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