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CN116388591A - 一种逆变器和逆变器控制方法 - Google Patents

一种逆变器和逆变器控制方法 Download PDF

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CN116388591A CN202310244355.4A CN202310244355A CN116388591A CN 116388591 A CN116388591 A CN 116388591A CN 202310244355 A CN202310244355 A CN 202310244355A CN 116388591 A CN116388591 A CN 116388591A
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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器和逆变器控制方法，所述逆变器包括逆变系统和控制器，所述逆变系统包括逆变电路、正负直流母线、母线电容和均衡电路。所述逆变器用于当用户连接不平衡负载时，根据所述不平衡负载对所述母线电容产生的不同大小电压波动，对所述均衡电路进行控制，从而实现所述母线电容和所述均衡电路共同分摊电流波动的功能，降低所述母线电容和均衡电路的设计成本，效果显著，适用性好。

Description

一种逆变器和逆变器控制方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种逆变器和逆变器控制方法。
背景技术
用于实现直流电与交流电转换的逆变器，广泛应用于光伏发电、不间断供电电源(uninterruptible power system,UPS)、电池系统等场景中。随着传统化石能源的日益紧缺，以太阳能为代表的新能源逐渐受到人们的重视，越来越多的家庭用户、工商业用户安装了光伏发电系统，并且为了提高光伏发电系统的经济性和稳定性，通常还同时安装了电池管理系统，配合光伏发电系统工作。当本地交流电网发生故障时，光伏发电系统和电池管理系统可以在一定程度上独立支撑本地交流负载正常运行，这就为逆变器提出了更多功能和更高供电能力的需求。通常，本地交流负载为不平衡负载，为保证不平衡负载在本地交流电网发生故障时可以正常运行，作为光伏组件和电池的直流电与本地交流负载的交流电进行转换的关键设备逆变器，其逆变电路中常设计一均衡电路为本地交流负载提供均衡能力，然而，由于本地交流负载的复杂性，均衡电路的设计要求和成本较高，均衡电路工作时的损耗较大。
发明内容
本申请提供了一种逆变器和逆变器控制方法，可以降低含均衡电路的逆变器的设计成本和工作损耗，效果显著，适用性好。
第一方面，本申请提供了一种逆变器的逆变系统，该逆变系统包括逆变电路、正负直流母线、母线电容和均衡电路。所述逆变电路的正、副输入端分别与所述母线电容的正、负端连接，所述均衡电路的正、负输入端分别与所述母线电容的正、负端连接。其中，所述母线电容包括串联的正母线电容和负母线电容，所述正母线电容的一端、所述逆变电路的正输入端和正直流母线电气连接，所述正母线电容的另一端、所述逆变电路的中点输入端和所述负母线电容的一端电气连接，所述负母线电容的一端同时作为所述母线电容的中点端，所述负母线电容的另一端、所述逆变电路的负输入端和负直流母线电气连接。所述均衡电路为两电平电路，包括两电平开关管桥臂和滤波电感，所述两电平开关管桥臂的正端作为所述均衡电路的正输入端和正直流母线连接，所述两电平开关管桥臂的负端作为所述均衡电路的负输入端和负直流母线连接，所述两电平开关管桥臂的中点端和所述滤波电感的一端连接，所述滤波电感的另一端作为所述均衡电路的输出端和所述逆变电路的中点输入端连接。所述逆变电路的输出端与本地负载连接，为本地负载提供工作所需的交流电，所述均衡电路为本地负载提供不平衡电流，以减小所述母线电容的电压波动，保证本地负载可以正常工作。本申请提供的逆变器可应用于户用或者工商业场景，并具有离网运行的功能，具体来说，就是当本地交流电网出现故障时，所述逆变器可以独立支撑用户负载工作一段时间。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述逆变器为三相逆变器，所述逆变电路为T型三相三电平逆变电路，所述T型三相三电平逆变电路包括3组T型三电平开关管桥臂和3组LC滤波器，所述3组T型三电平开关管桥臂的正端相互电气连接，作为所述逆变电路的正输入端；所述3组T型三电平开关管桥臂的负端相互电气连接，作为所述逆变电路的负输入端；所述3组T型三电平开关管桥臂的中点输入端相互电气连接，作为所述逆变电路的中点输入端。所述3组LC滤波器的三输出端分别作为所述逆变电路的A相、B相和C相输出端。所述逆变电路还包括N相输出端和中点输入端。所述逆变电路的中点输入端和所述逆变电路的N相输出端电气连接，所述3组LC滤波器中的三滤波电容的中点可以与所述逆变电路的N相输出端电气连接，也可以与所述逆变电路的N相输出端电气断开，具体来说，当电气连接时，所述逆变电路中的逆变桥臂产生的共模电流的一部分，可以经过所述3组LC滤波器中的三滤波电容的中点回流至所述逆变电路的中点输入端，降低流入用户负载的共模电流；当电气断开时，所述逆变电路的逆变桥臂产生的共模电流基本全部流入用户负载，在某些特殊场景下可以实现对用户负载的共模电流调整。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述逆变器为两相逆变器，所述逆变电路为Her ic逆变电路，所述Her ic逆变电路包括2组竖桥开关管桥臂、1组横桥开关管桥臂和2组LC滤波器。所述2组竖桥开关管桥臂的正端作为所述逆变电路的正输入端，所述2组竖桥开关管桥臂的负端作为所述逆变电路的负输入端，所述2组竖桥开关管桥臂的中点端通过所述横桥开关管桥臂相互连接。所述2组LC滤波器的两输出端分别作为所述逆变电路的L1相和L2相输出端。所述逆变电路还包括N相输出端和中点输入端。所述逆变电路的中点输入端和所述逆变电路的N相输出端连接，所述2组LC滤波器中的两滤波电容的中点可以与所述逆变电路的N相输出端电气连接，也可以与所述逆变电路的N相输出端电气断开，具体来说，当电气连接时，所述逆变电路中的逆变桥臂产生的共模电流的一部分，可以经过所述2组LC滤波器中的两滤波电容的中点回流至所述逆变电路的中点输入端，降低流入用户负载的共模电流；当电气断开时，所述逆变电路的逆变桥臂产生的共模电流基本全部流入用户负载，在某些特殊场景下可以实现对用户负载的共模电流调整。
第二方面，本申请提供了一种逆变系统均衡电路的控制方法，所述控制方法应用于上述第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式中，本申请提供的控制方法包括，
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流，然后经过滤波器得到电流低频分量，接着由上述电流低频分量和第一预设比例经乘法运算后得到均衡电路输出端电流参考值，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值和均衡电路输出端电流，经控制调节器调整后得到控制信号，所述控制信号用于控制所述均衡电路，最终控制所述均衡电路的输出端电流趋于与所述均衡电路输出端电流参考值一致。其中，所述第一预设比例小于100％。所述控制方法执行后，所述逆变电路中点输入端的电流的低频分量中第一预设比例的部分由所述均衡电路提供，剩余低频分量由所述母线电容提供，此外，所述逆变电路中点输入端的电流的高频分量和所述均衡电路输出端的电流的高频分量也仍由所述母线电容承担。所述控制方法至少有两个作用，一方面，所述均衡电路输出端的电流可以降低所述母线电容中点端电流的低频分量，从而实现降低所述正母线电容和所述负母线电容上的电压波动的效果；另一方面，所述均衡电路无需完全抵消所述逆变电路在所述母线电容中点端上产生的电压波动，从而降低了对所述均衡电路输出电流能力的设计要求，降低了所述均衡电路的损耗和成本。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流，然后经过滤波器得到电流低频分量，接着由上述电流低频分量经波形生成器进行波形生成后，再和第一预设比例进行乘法运算后得到均衡电路输出端电流参考值，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值和均衡电路输出端电流，经控制调节器调整后得到控制信号，所述控制信号用于控制所述均衡电路，最终控制所述均衡电路的输出端电流趋于与所述均衡电路输出端电流参考值一致。其中，所述第一预设比例小于100％。所述控制方法执行后，所述逆变电路中点输入端的电流的有效值的低频分量中第一预设比例的部分由所述均衡电路提供，剩余部分由所述母线电容提供，此外，所述逆变电路中点输入端的电流的高频分量和所述均衡电路输出端的电流的高频分量也仍由所述母线电容承担。除此之外，由于在控制方法中增加了波形生成器环节，所述均衡电路仅需输出规则波形的电流。所述控制方法在第二方面第一种可能的实现方式中控制方法的基础上，实现了所述均衡电路仅需输出规则波形的电流的功能优化，进一步降低了所述均衡电路的设计要求，从而进一步降低所述均衡电路的损耗和成本。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流，然后经过滤波器得到电流低频分量，接着所述电流低频分量经过傅里叶变换得到其基波分量，将所述电流低频分量与所述基波分量进行减法运算得到所述电流低频分量的其余谐波分量，接着将所述基波分量与第一预设比例进行乘法运算后，将运算结果与所述其余谐波分量相加后得到均衡电路输出端电流参考值，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值和均衡电路输出端电流，经控制调节器调整后得到控制信号，所述控制信号用于控制所述均衡电路，最终所述均衡电路的输出端电流趋于与所述均衡电路输出端电流参考值一致。其中，所述第一预设比例小于100％。所述控制方法执行后，所述均衡电路输出端电流为所述电流低频分量的基波分量的第一预设比例和所述电流低频分量的其余谐波分量，因此所述母线电容只需承担剩余比例的所述电流低频分量的基波分量，并且所述剩余比例的所述电流低频分量的基波分量的波形是期望的规则波形，有利于所述母线电容的规格设计。所述控制方法在第二方面第一种可能的实现方式中控制方法的基础上，进一步降低了所述母线电容的设计要求，有利于所述母线电容的规格设计，同时提高均衡电路输出端电流的灵活度，实现对系统其它性能的补偿和优化。
第三方面，本申请提供了一种控制均衡电路工作或者停止的流程，所述流程应用于上述第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式中，本申请提供的流程包括，
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述流程包括：检测所述母线电容的正负母线电容电压，获取所述均衡电路的母线电容电压差值，判断所述均衡电路是否工作，若所述均衡电路工作，则根据第二方面第一种可能的实现方式至第二方面第三种可能的实现方式中任一所述的均衡电路控制方法，控制所述均衡电路输出端的电流，若所述均衡电路未工作，则判断所述母线电容电压差值是否大于第一阈值，若所述母线电容电压差值大于第一阈值，则控制所述均衡电路开始工作，该情况说明所述母线电容电压波动较大，需要所述均衡电路工作为所述逆变电路中点输入端提供电流，若所述母线电容电压差值不大于第一阈值，则回到流程开端，重新进行本流程的工作，该情况说明所述母线电容电压波动较小，无需所述均衡电路工作，故返回流程开端重新进行判断。实施本流程，可以在所述逆变器的母线电容的电压波动过大时，才启动所述逆变器的均衡电路，从而提高所述逆变器的工作效率。
结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，所述流程包括：获取所述逆变电路中点输入端的电流，判断所述均衡电路是否工作，若所述均衡电路工作，则根据第二方面第一种可能的实现方式至第二方面第三种可能的实现方式中任一所述的均衡电路控制方法，控制所述均衡电路输出端的电流，若所述均衡电路未工作，则判断所述逆变电路中点输入端的电流是否大于第二阈值，若所述逆变电路中点输入端的电流大于第二阈值，则控制所述均衡电路开始工作，该情况说明所述逆变电路的中点输入端电流较大，需要所述均衡电路工作为所述逆变电路中点输入端提供电流，若所述逆变电路中点输入端的电流大于第二阈值，则回到流程开端，重新进行本流程的工作，该情况说明所述逆变电路中点输入端电流较小，无需所述均衡电路工作，故返回流程开端重新进行判断。在本流程中，所述逆变电路中点输入端的电流可以通过采样电路采样获取得到，也可以通过所述逆变电路的电路结构经计算得到。实施本流程，可以在所述逆变器的逆变电路中点输入端电流过大时，才启动所述逆变器的均衡电路，从而提高所述逆变器的工作效率。
结合第三方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述流程包括：检测所述母线电容的正负母线电容电压，获取所述均衡电路的母线电容电压差值，判断所述均衡电路是否工作，若所述均衡电路未工作，所述流程与第三方面第一种可能的实现方式中流程类似，在此不作赘述，若所述均衡电路工作，则根据第二方面第一种可能的实现方式至第二方面第三种可能的实现方式中任一所述的均衡电路控制方法，控制所述均衡电路输出端的电流，并且在此步骤完成后继续判断所述母线电容电压差值是否小于第三阈值，若所述母线电容电压差值小于第三阈值，则控制所述均衡电路不工作，该情况说明所述母线电容电压的波动程度已完全处于所述母线电容自身可承受的范围内，无需所述均衡电路额外提供均衡能力，若所述母线电容电压差值不小于第三阈值，则说明所述均衡电路的母线电容电压的波动程度依然较大，故返回本流程开端继续进行调节。其中，第一阈值大于第三阈值。实施本流程，在判断和控制所述均衡电路工作与否的基础上，增加了控制所述均衡电路不工作的流程，本流程可以使所述均衡电路在合适的情况下不工作，降低所述逆变系统的损耗。
结合第三方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述流程包括：检测所述母线电容的正负母线电容电压，获取所述均衡电路的母线电容电压差值，判断所述均衡电路是否工作，若所述均衡电路未工作，所述流程与第三方面第一种可能的实现方式中流程类似，在此不作赘述，若所述均衡电路工作，在控制所述均衡电路输出电流之前，先进行一次所述母线电容电压差值与第五阈值的比较，若所述母线电容电压差值不大于第五阈值，说明该情况下所述母线电容的电压波动程度比较大，但所述均衡电路按照第一预设比例工作后，已满足所述母线电容的均衡需求，则根据第二方面第一种可能的实现方式至第二方面第三种可能的实现方式中任一所述的均衡电路控制方法，控制所述均衡电路输出端的电流，并且在此步骤完成后继续判断所述母线电容电压差值是否小于第三阈值，若所述母线电容电压差值小于第三阈值，则控制所述均衡电路不工作，该情况说明所述母线电容电压的波动程度已完全处于所述母线电容自身可承受的范围内，无需所述均衡电路额外提供均衡能力，若所述母线电容电压差值不小于第三阈值，则说明所述均衡电路的母线电容电压的波动程度依然较大，故返回本流程开端继续进行调节，若所述母线电容电压差值大于第五阈值，说明该情况下所述母线电容的电压波动程度很大，所述均衡电路按照第一预设比例工作后，无法满足所述母线电容的均衡需求，则将第一预设比例调高为第二预设比例，再根据根据第二方面第一种可能的实现方式至第二方面第三种可能的实现方式中任一所述的均衡电路控制方法，控制所述均衡电路输出端的电流，其中，第二预设比例大于第一预设比例。其中，第五阈值大于第三阈值。实施本流程，可以在所述均衡电路已经工作、且所述母线电容电压的差值仍然较大的情况下，自动调高第一预设比例，从而使所述均衡电路在不同的情况下输出不同等级的电流，优化不同情况下所述逆变系统的损耗。
附图说明
图1为本申请提供的包括均衡电路的逆变系统示意图。
图2为本申请提供的包括均衡电路的三相逆变系统。
图3为本申请提供的包括均衡电路的两相逆变系统。
图4为本申请提供的均衡电路的控制方法。
图5为一均衡电路控制方法下的电流波形。
图6为本申请提供的均衡电路的又一控制方法。
图7为又一均衡电路控制方法下的电流波形。
图8为本申请提供的均衡电路的又一控制方法。
图9为又一均衡电路控制方法下的电流波形。
图10为本申请提供的控制均衡电路工作的一流程。
图11为本申请提供的控制均衡电路工作的又一流程。
图12为本申请提供的控制均衡电路开始工作和不工作的一流程。
图13为本申请提供的控制均衡电路调整输出端电流的一流程。
具体实施方式
随着生活品质的提升，人们对新能源发电系统的用电稳定性有了更高的要求，当本地交流电网出现故障时，新能源发电系统应当在一定程度上独立支撑本地交流负载正常运行，因此，越来越多的新能源发电系统核心设备逆变器设计了均衡电路以保证本地交流负载在离网场景下能正常运行，然而由于用户本地交流负载多种多样，其用电特性复杂多变，均衡电路的设计成本和工作损耗较高。
本申请提供了一种逆变器和逆变系统控制方法，通过控制均衡电路的输出电流，分配均衡电路和母线电容的电流能力占比，可以降低均衡电路的设计成本和工作损耗，方案简单有效，适用性强。
本申请提供的逆变器可以适用于新能源发电领域，传统发电调峰调频领域，重要设备供电领域，新能源汽车领域等多种应用领域，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的逆变器可适用于储能系统，不间断供电系统，电机驱动系统等不同的供电系统，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的逆变器可适配于不同的应用场景，比如，对光能供电环境中的逆变电路进行控制的应用场景、风能供电环境中的逆变电路进行控制的应用场景、纯储能供电环境中的逆变电路进行控制的应用场景或者其它应用场景，在此不做限制。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先以一包括均衡电路的逆变系统为例介绍本发明方案。
请参见图1，图1是本申请提供的包括均衡电路101的逆变系统示意图。为描述简单，本申请后述的控制方法和控制流程均以此图中的逆变系统为例进行说明。如图1所示，所述逆变系统包括逆变电路103、母线电容102、均衡电路101和正负直流母线。其中，所述逆变电路103包括正输入端INV+，负输入端INV-和中点输入端INVn，以及A相、B相、C相三相输出端和N相输出端，所述中点输入端INVn与所述N相输出端电气耦合。所述母线电容102包括串联的正母线电容Cpos和负母线电容Cneg，所述正母线电容Cpos的一端作为所述母线电容的正端C+，所述正母线电容Cpos的另一端作为所述母线电容102的中点端Cn与所述负母线电容Cneg的一端相连，所述负母线电容Cneg的另一端作为所述母线电容102的负端C-。所述均衡电路101包括正输入端BAN+，负输入端BAN-和输出端BANn。所述正负直流母线包括正直流母线BUS+和负直流母线BUS-。所述逆变电路103正输入端INV+、所述母线电容102正端C+和所述均衡电路101正输入端BAN+电气耦合至所述正直流母线BUS+，所述逆变电路103负输入端INV-、所述母线电容102负端C-和所述均衡电路101负输入端BAN-电气耦合至所述负直流母线BUS-，所述逆变电路103中点输入端INVn、所述母线电容102中点端Cn和所述均衡电路101输出端BANn电气耦合。
所述逆变电路103，用于将正负直流母线的直流电压转化为三相交流电压，并以三相四线制形式，将所述三相交流电提供给所述逆变电路103的A相、B相、C相三相输出端和N相输出端。所述母线电容102，用于保持正直流母线BUS+和负直流母线BUS-之间的电压稳定。所述均衡电路101，用于为所述逆变电路103中点输入端INVn提供电流，同时降低所述母线电容102为所述逆变电路103中点输入端INVn提供的电流，从而降低所述正母线电容Cpos和所述负母线电容Cneg上的电压波动。具体而言，在图1中所述逆变电路103中点输入端INVn、所述母线电容102中点端Cn和所述均衡电路101输出端BANn的电气耦合点，由基尔霍夫定律可知，ineu＝iban+icn。其中，ineu为所述逆变电路103中点输入端电流，iban为所述均衡电路101输出端电流，icn为所述母线电容102中点端电流。需要注意，所述逆变电路103的中点输入端电流ineu由所述逆变电路103的拓扑、工作方式和输出端电流决定，而所述逆变电路103的输出端电流又由用户负载决定，故所述逆变电路103的中点输入端电流ineu在某一确定的逆变系统、某一特定工作条件及某一确定用户负载场景下是确定的，改变前述任一条件，所述逆变电路103的中点输入端电流ineu即发生改变，例如，在用户改变本地交流负载后，所述逆变电路103的中点输入端电流ineu会发生改变。在某一确定工作条件和某一确定负载场景下，所述逆变电路103的中点输入端电流ineu为一定值，根据ineu＝iban+icn，增大所述均衡电路101输出端电流iban，则所述母线电容102中点端电流icn减小，减小所述均衡电路101输出端电流iban，则所述母线电容102中点端电流icn增大。本发明合理调控所述均衡电路101输出端电流iban，使所述母线电容102中点端电流icn处于一合理范围，从而使所述逆变电路103在所述母线电容102中点端产生的电压波动，在所述母线电容102可以承受的范围内，一部分由所述母线电容102承担，另一部分则由所述均衡电路101抵消。
本发明适用于两相及三相逆变器中，例如，图2及图3为本发明的某些应用场景。
请参见图2，图2为本申请提供的包括均衡电路101的三相逆变系统。如图2所示，所述三相逆变系统包括逆变电路103、母线电容102和均衡电路101。所述逆变电路103为典型的T型三相三电平逆变电路103，包括3组T型三电平开关管桥臂和3组LC滤波器。所述3组T型三电平开关管桥臂的正端相互电气连接，作为所述逆变电路103的正输入端；所述3组T型三电平开关管桥臂的负端相互电气连接，作为所述逆变电路103的负输入端；所述3组T型三电平开关管桥臂的中点端相互电气连接，作为所述逆变电路103的中点输入端。所述3组LC滤波器的三输出端分别作为所述逆变电路103的A相、B相和C相输出端。所述逆变电路103还包括N相输出端，所述3组LC滤波器中的滤波电容CA、滤波电容CB和滤波电容CC的中点、所述逆变电路103的中点输入端和所述逆变电路103的N相输出端电气连接。所述母线电容102包括串联的正母线电容Cpos和负母线电容Cneg，所述正母线电容Cpos的一端、所述逆变电路103的正输入端和正直流母线电气连接，所述正母线电容Cpos的另一端为母线电容102的中点端并与所述逆变电路103的中点输入端和所述负母线电容Cneg的一端电气连接，所述负母线电容Cneg的另一端、所述逆变电路103的负输入端和负直流母线电气连接。所述均衡电路101为两电平电路，包括两电平开关管桥臂和滤波电感，所述两电平开关管桥臂的正端作为所述均衡电路101的正输入端和正直流母线连接，所述两电平开关管桥臂的负端作为所述均衡电路101的负输入端和负直流母线连接，所述两电平开关管桥臂的中点端和所述滤波电感的一端连接，所述滤波电感的另一端作为所述均衡电路101的输出端和所述逆变电路103的中点输入端连接。
对于家庭用户和工商业用户，所述逆变电路103的三相输出端可能分别连接不同特性的本地负载，此类负载称为不平衡负载，例如，所述逆变电路103的A相连接阻性负载，B相连接容性负载，C相连接感性负载，不平衡本地负载会产生不平衡电流。所述逆变电路103的三相输出端还连接到本地交流电网，此时本地负载的不平衡电流可以由本地交流电网提供，但当本地交流电网出现故障时，所述逆变电路103需要为不平衡本地负载提供能量，此时所述逆变电路103的N相输出端与本地负载的公共端连接，所述逆变电路103为不平衡本地负载产生的公共端电流提供回路。当所述逆变电路103为不平衡本地负载提供能量时，所述母线电容102为所述逆变电路103的中点输入端提供的电流会显著上升，引起所述母线电容102的电压剧烈波动，最终导致所述逆变电路103无法正常工作。通过增加所述母线电容102的容量可以解决上述问题，但增加母线电容102容量会明显增大逆变器体积和提高逆变器成本。因此，可以利用所述逆变电路103的均衡电路101为所述逆变电路103的中点输入端提供电流，同时降低所述母线电容102为所述逆变电路103的中点输入端提供的电流，从而降低所述母线电容102的电压波动，保证所述逆变电路103正常工作。
所述均衡电路101的输出电流根据所述逆变电路103的中点输入端的电流ineu变化而发生相应改变，因此对所述均衡电路101控制的第一步即为获取所述逆变电路103的中点输入端电流ineu。所述逆变电路103的中点输入端电流ineu可以由采样电路获得，也可以由所述逆变电路103的三相输出端电流iA、iB和iC，以及所述逆变电路103的中点输出端电流iN经过计算获得。通过计算获得所述逆变电路103的中点输入端电流ineu的方法具体为，已知所述逆变电路103的3组T型三电平开关管桥臂的控制信号的占空比分别为DA、DB和DC，则所述逆变电路103的3组T型三电平开关管桥臂的中点端电流分别为iA*(1-|DA|)、iB*(1-|DB|)和iC*(1-|DC|),所述逆变电路103的中点输出端电流iN为-(iA+iB+iC)，在不考虑上述电流的高频分量的情况下，所述逆变电路103的中点输入端电流经近似计算后可得，ineu＝iA*(1-|DA|)+iB*(1-|DB|)+iC*(1-|DC|)-(iA+iB+iC)。根据实际电路拓扑，通过逆变器已有的各电流采样值，计算获得所述逆变电路103的中点输入端电流近似值，可以在无需额外增加所述逆变电路103的中点输入端电流采样电路的情况下，实现所述均衡电路的控制，并降低逆变器的硬件成本，需要注意的是，本申请不对所述逆变电路103的中点输入端电流的获取方式进行限制。
在本申请中，当所述3组LC滤波器中的滤波电容CA、滤波电容CB和滤波电容CC的中点，与所述逆变电路103的中点输入端电气连接时，所述逆变电路103中的逆变桥臂产生的共模电流的一部分，可以经过所述3组LC滤波器中的滤波电容CA、滤波电容CB和滤波电容CC的中点回流至所述逆变电路103的中点输入端，降低流入用户负载的共模电流；当所述3组LC滤波器中的滤波电容CA、滤波电容CB和滤波电容CC的中点，与所述逆变电路103的中点输入端电气断开时，所述逆变电路103的逆变桥臂产生的共模电流基本全部流入用户负载，在某些特殊场景下可以实现对用户负载的共模电流调整。本申请不对所述3组LC滤波器中的滤波电容CA、滤波电容CB和滤波电容CC的中点是否与所述逆变电路103的中点输入端电气连接进行限制。
请参见图3，图3是本申请提供的包括均衡电路101的两相逆变系统。对图2中三相逆变系统中的逆变电路103进行替换，同样适用于本申请，例如图3，则是将图2中典型的T型三相三电平逆变电路103替换为两相Her ic逆变电路103的结果。本申请不对逆变电路103的具体形式进行限制，例如，逆变电路103也可以是中点钳位或有源中点钳位三电平三相逆变电路，等等。如图3所示，所述两相逆变系统包括逆变电路103、母线电容102和均衡电路101。所述逆变电路103为Her ic逆变电路103，包括2组竖桥开关管桥臂、1组横桥开关管桥臂和2组LC滤波器。所述2组竖桥开关管桥臂的正端作为所述逆变电路103的正输入端，所述2组竖桥开关管桥臂的负端作为所述逆变电路103的负输入端。所述2组LC滤波器的两输出端分别作为所述逆变电路103的L1相和L2相输出端。所述逆变电路103还包括N相输出端和中点输入端。所述逆变电路103的中点输入端和所述逆变电路103的N相输出端连接，所述2组LC滤波器中的滤波电容CL1和滤波电容CL2的中点可以与所述逆变电路103的N相输出端电气连接，也可以与所述逆变电路103的N相输出端电气断开。
同理，在用户的负载为两相不平衡负载时，所述逆变电路103的均衡电路101可以降低所述母线电容102的电压波动，与图2中的原理类似，在此不作赘述。
所述两相逆变系统的逆变电路103中点输入端电流的获取同样可以通过采样电路获得，也可以通过计算得到。通过计算获得所述逆变电路103的中点输入端电流ineu的方法具体为，ineu＝-(iL1+iL2)。
请一并参见图4及图5，图4为本申请提供的均衡电路的控制方法，图5为实施图4中均衡电路控制方法的电流波形。如图4所示，所述均衡电路的控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流ineu，然后经过滤波器得到电流低频分量ineu_f，接着由上述电流低频分量ineu_f和第一预设比例经乘法运算后得到均衡电路输出端电流参考值iref，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值iref和均衡电路输出端电流iban，经控制调节器调整后得到控制信号Dban，所述控制信号Dban用于控制所述均衡电路，最终所述均衡电路的输出端电流iban趋于与所述均衡电路输出端电流参考值iref一致。其中，所述第一预设比例小于100％。所述母线电容承受的逆变电路中点输入端的电流ineu包含了由所述逆变电路进行开关动作引起的高频分量，以及由所述逆变电路三相输出端电流iA、iB、iC和N相输出端电流引起的低频分量；所述均衡电路输出端的电流iban包含了由所述均衡电路进行开关动作引起的高频分量，以及经所述控制信号Dban控制后输出的低频分量。经图4中控制方法执行后，所述逆变电路中点输入端的电流ineu的低频分量中第一预设比例的部分由所述均衡电路提供，剩余低频分量由所述母线电容提供，此外，所述逆变电路中点输入端的电流ineu的高频分量和所述均衡电路输出端的电流iban的高频分量也仍由所述母线电容承担。
图5是所述逆变电路A相输出端连接阻性负载，输出20A电流，B相输出端连接阻性负载，输出20A电流，C相输出端无输出，所述第一预设比例为60％的情况下，采用图4中均衡电路控制方法下的电流波形。其中，实线波形为所述逆变电路中点输入端的电流ineu的低频分量ineu_f，虚线波形为所述均衡电路输出端的电流iban的低频分量iban_f，点划线为所述母线电容中点端电流icn的低频分量icn_f。根据ineu_f和第一预设比例60％，在合理的控制调节器设计下，所述均衡电路的输出端电流的低频分量iban_f的幅值约为ineu_f的60％，所述低频分量iban_f可以抵消ineu_f的一部分，从而降低所述母线电容中点端电流的低频分量icn_f，可以看到，所述母线电容中点端电流的低频分量icn_f的幅值约为ineu_f的40％。
在本申请中，一方面，所述均衡电路输出端的电流可以降低所述母线电容中点端电流的低频分量，从而实现降低所述正母线电容和所述负母线电容上的电压波动的效果；另一方面，所述均衡电路无需完全抵消所述逆变电路在所述母线电容中点端上产生的电压波动，从而降低了对所述均衡电路输出电流能力的设计要求，降低了所述均衡电路的损耗和成本。通常情况下，为了在所述均衡电路上获得足够的损耗和成本收益，所述第一预设比例应当小于90％，所述逆变电路在所述母线电容中点端上产生的电压波动，未被所述均衡电路抵消的部分，仍由所述母线电容承受。在合理的第一预设比例选取下，由所述母线电容承担的电压波动仍处于所述母线电容设计规格范围内，从而保证所述母线电容可靠地工作。即，本发明既可以充分利用母线电容承受电压波动的能力，又能降低对均衡电路的要求，实现母线电容和均衡电路之间的权衡设计。
请一并参见图6及图7，图6为本申请提供的均衡电路的又一控制方法，图7为实施图6中均衡电路控制方法的电流波形。如图6所示，所述均衡电路的控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流ineu，然后经过滤波器得到电流低频分量ineu_f，接着由上述电流低频分量ineu_f经波形生成器进行波形生成后，再和第一预设比例进行乘法运算后得到均衡电路输出端电流参考值iref，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值iref和均衡电路输出端电流iban，经控制调节器调整后得到控制信号Dban，所述控制信号Dban用于控制所述均衡电路，最终所述均衡电路的输出端电流iban趋于与所述均衡电路输出端电流参考值iref一致。其中，所述第一预设比例小于100％。图6所示控制方法与图4所示控制方法的区别在于生成所述均衡电路输出端电流参考值iref的过程中增加了波形生成器的波形变换环节。在根据所述逆变电路中点输入端电流ineu经过滤波器得到电流低频分量ineu_f后，所述波形生成器可以根据所述电流低频分量ineu_f生成与所述ineu_f具有相同频率和相位的等效正弦波形，再根据所述第一预设比例得到所述均衡电路输出端电流参考值iref，该电流参考值的波形即为正弦波形，最终，经控制器调节后的均衡电路的输出端电流iban也同样为正弦波形，所述iban的有效值为所述ineu低频分量有效值的第一预设比例。同图4中控制方法达到的效果类似，经图6中控制方法执行后，所述逆变电路中点输入端的电流ineu的低频分量有效值的第一预设比例的部分由所述均衡电路提供，剩余部分由所述母线电容提供，此外，所述逆变电路中点输入端的电流ineu的高频分量和所述均衡电路输出端的电流iban的高频分量也仍由所述母线电容承担。除此之外，由于在控制方法中增加了波形生成器环节，所述均衡电路仅需输出规则波形的电流，大大降低了所述均衡电路的设计难度。
图7是所述逆变电路A相输出端连接阻性负载，输出20A电流，B相输出端连接阻性负载，输出20A电流，C相输出端无输出，所述第一预设比例为60％的情况下，采用图6中均衡电路控制方法下的电流波形。其中，实线波形为所述逆变电路中点输入端的电流ineu的低频分量ineu_f，虚线波形为所述均衡电路输出端的电流iban的低频分量iban_f，点划线为所述母线电容中点端电流icn的低频分量icn_f。根据ineu_f、正弦波形生成器和第一预设比例60％，在合理的控制调节器设计下，所述均衡电路的输出端电流的低频分量iban_f为一正弦波形电流，其有效值约为ineu_f的有效值的60％，其频率和相位与ineu_f相同，所述iban_f可以抵消ineu_f的一部分，从而降低所述母线电容中点端电流的低频分量icn_f。
利用图6所示的控制方法，同样可以降低所述母线电容中点端电流的低频分量，保证所述母线电容的可靠性，并且，在图4中控制方法的基础上，还进一步降低了所述均衡电路的设计要求，从而进一步降低所述均衡电路的损耗和成本。需要说明的是，图6中的波形生成器并不限于正弦波形生成器，也可以是其他类型的波形生成器，控制所述均衡电路输出不同波形的电流。本申请中的波形生成器包括但不限于：生成有效值和相位角相同的正弦波形、三角波形、方形波形的波形生成器、生成幅值或者峰值相同的波形的波形生成器以及生成相位角相差一定角度的波形的波形生成器等，从而提高均衡电路输出端电流的灵活度，实现对系统其他性能的补偿和优化。
请一并参见图8及图9，图8为本申请提供的均衡电路的又一控制方法，图9为实施图8中均衡电路控制方法的电流波形。如图8所示，所述均衡电路的控制方法包括：首先获取所述逆变电路中点输入端电流ineu，然后经过滤波器得到电流低频分量ineu_f，接着所述电流低频分量ineu_f经过傅里叶变换得到其基波分量ineu_fund和其余谐波分量ineu_other，接着将所述基波分量ineu_fund与第一预设比例进行乘法运算后，将运算结果与所述其余谐波分量ineu_other相加后得到均衡电路输出端电流参考值iref，最后根据所述均衡电路输出端电流参考值iref和均衡电路输出端电流iban，经控制调节器调整后得到控制信号Dban，所述控制信号Dban用于控制所述均衡电路，最终所述均衡电路的输出端电流iban趋于与所述均衡电路输出端电流参考值iref一致。其中，所述第一预设比例小于100％。图8所示控制方法与图4所示控制方法的区别在于生成所述均衡电路输出端电流参考值iref的过程中增加了傅里叶变换过程，并在后续得到所述均衡电路输出端电流参考值iref的步骤中，仅将所述电流低频分量ineu_f的基波分量ineu_fund进行比例运算，而所述电流低频分量ineu_f的其余谐波分量ineu_other得到保留。在根据所述逆变电路中点输入端电流ineu经过滤波器得到电流低频分量ineu_f后，所述傅里叶变换过程可以将所述电流低频分量ineu_f分解为所述基波分量ineu_fund和所述其余谐波分量ineu_other，再将所述基波分量ineu_fund与所述第一预设比例相乘，然后与所述其余谐波分量ineu_other相加得到所述均衡电路输出端电流参考值iref，经过上述过程得到的所述均衡电路输出端电流参考值iref与所述电流低频分量ineu_f相比，所述均衡电路输出端电流参考值iref的基波分量与所述电流低频分量ineu_f的基波分量的第一预设比例相同，所述均衡电路输出端电流参考值iref的其余谐波分量与所述电流低频分量ineu_f的其余谐波分量相同。在图4中控制方法达到的效果的基础上，即在充分利用了母线电容承受电压波动的能力，又降低了对均衡电路的要求的基础上，由于所述傅里叶变换过程的增加，最终使得均衡电路输出端的电流iban含所述电流低频分量ineu_f的全部其余谐波分量ineu_other，如此所述母线电容只需承担部分所述电流低频分量ineu_f的基波分量，有利于所述母线电容的规格设计。
图9是所述逆变电路A相输出端连接阻性负载，输出20A电流，B相输出端连接阻性负载，输出20A电流，C相输出端无输出，所述第一预设比例为60％的情况下，采用图8中均衡电路控制方法下的电流波形。其中，实线波形为所述逆变电路中点输入端的电流ineu的低频分量ineu_f，虚线波形为所述均衡电路输出端的电流iban的低频分量iban_f，点划线为所述母线电容中点端电流icn的低频分量icn_f。根据ineu_f、傅里叶变换过程和第一预设比例60％，在合理的控制调节器设计下，所述均衡电路的输出端电流的低频分量iban_f为一波形，该波形的基波分量与ineu_f的基波分量的60％相同，该波形的其余谐波分量与ineu_f的其余谐波分量相同，所述低频分量iban_f可以抵消ineu_f的基波分量的60％和全部ineu_f的其余谐波分量，从而保证所述母线电容仅承担ineu_f的基波分量的40％。
利用图8所示的控制方法，同样可以降低所述均衡电路的设计要求，降低所述均衡电路的损耗和成本，并且在图4中控制方法的基础上，还进一步降低了所述母线电容的设计要求，所述母线电容仅需承担部分所述低频分量ineu_f的基波分量。需要说明的是，图8中傅里叶变换过程中的基波分量可以是期望基波分量，其余谐波分量可以是特定次谐波分量，从而保证所述母线电容中点端电流包含期望的基波而不包含特定次谐波分量，有利于所述母线电容的规格设计，同时提高均衡电路输出端电流的灵活度，实现对系统其它性能的补偿和优化。
上述内容具体说明了所述均衡电路工作的控制方法，解释了本申请是如何利用所述均衡电路达到母线电容和均衡电路协同分摊电流波动的效果。在实际的逆变器产品工作过程中，所述逆变电路的中点输入端电流往往需要达到一定数值时，即所述母线电容所承受的电压波动往往需要达到一定水平时，所述均衡电路才会开始工作，从而提高所述逆变器产品的工作效率。以下内容则详细说明了本申请控制所述均衡电路工作或者不工作的流程。
以下流程中，判断所述均衡电路是否工作的具体方式包括但不限于：若所述控制器对所述均衡电路的开关管发送驱动信号，则所述均衡电路工作；若所述控制器对所述均衡电路的开关管不发送驱动信号，则所述均衡电路不工作。
请参见图10，图10为本申请提供的控制均衡电路工作的一流程。如图10所示，所述控制均衡电路工作的流程包括：
步骤1：检测所述正母线电容电压和所述负母线电容电压，进行差值计算，获得母线电容电压差值。执行步骤2。
步骤2：判断所述均衡电路是否工作。若所述均衡电路工作，执行步骤5；若所述均衡电路不工作，执行步骤3。
步骤5：获取所述逆变电路中点输入端电流，并根据该电流值和第一预设比例，控制所述均衡电路的输出端电流。该步骤中，控制所述均衡电路的输出端电流的具体控制方法可以是上述图4至图9中描述的任一控制方法。
步骤3：判断所述母线电容电压差值是否大于第一阈值。若所述母线电容电压差值大于第一阈值，执行步骤4；若所述母线电容电压差值不大于第一阈值，执行步骤1。该步骤对所述均衡电路是否需要工作进行判断，当所述母线电容电压差值大于第一阈值，即所述逆变系统中，用户本地交流负载需求的不平衡电流较大，需要所述均衡电路工作以额外提供均衡能力；当所述母线电容电压差值不大于第一阈值时，所述逆变系统中，所述母线电容本身的均衡能力足够，可以提供用户本地交流负载需求的不平衡电流，暂不需要所述均衡电路工作，为保证所述母线电容始终可以正常工作，因此重新返回步骤1，监测所述母线电容电压的差值情况。
步骤4：所述均衡电路开始工作。
请参见图11，图11为本申请提供的控制均衡电路工作的又一流程。图11与图10中控制流程的区别在于判断所述均衡电路是否需要工作时选取的判断对象不同。如图11所示，所述控制均衡电路工作的流程包括：
步骤6：获取所述逆变电路中点输入端电流。执行步骤7。
步骤7：判断所述均衡电路是否工作。如所述均衡电路工作，执行步骤10；若所述均衡电路不工作，执行步骤8。
步骤10：根据所述逆变电路中点输入端电流和第一预设比例，控制所述均衡电路的输出端电流。该步骤中，控制所述均衡电路的输出端电流的具体控制方法可以是上述图4至图9中描述的任一控制方法。
步骤8：判断所述逆变电路中点输入端电流是否大于第二阈值。若所述逆变电路中点输入端电流大于第二阈值，执行步骤9；若所述逆变电路中点输入端电流不大于第二阈值，执行步骤6。该步骤对所述均衡电路是否需要工作进行判断，当所述逆变电路中点输入端电流大于第二阈值，即所述逆变系统中，用户本地交流负载需求的不平衡电流较大，需要所述均衡电路工作以额外提供均衡能力；当所述逆变电路中点输入端电流不大于第二阈值时，所述逆变系统中，所述母线电容本身的均衡能力足够，可以提供用户本地交流负载需求的不平衡电流，暂不需要所述均衡电路工作，为保证所述母线电容始终可以正常工作，因此重新返回步骤6，监测所述逆变电路中点输入端的电流情况。
步骤9：所述均衡电路开始工作。
请参见图12，图12为本申请提供的控制均衡电路工作和停止的一流程。图12与图10中控制流程的区别在于在控制所述均衡电路开始工作的基础上增加了控制所述均衡电路不工作的流程，该流程可以使所述均衡电路在合适的情况下不工作，降低所述逆变系统的损耗。
如图12所示，所述控制均衡电路工作和停止的流程包括：
步骤11：检测所述正母线电容电压和所述负母线电容电压，进行差值计算，获得母线电容电压差值。执行步骤12。
步骤12：判断所述均衡电路是否工作。若所述均衡电路工作，执行步骤15；若所述均衡电路不工作，执行步骤13。
步骤15：获取所述逆变电路中点输入端电流，并根据该电流值和第一预设比例，控制所述均衡电路的输出端输出新的均衡电流。执行步骤16。该步骤中，控制所述均衡电路的输出端电流的具体控制方法可以是上述图4至图9中描述的任一控制方法。
步骤16：判断所述母线电容电压差值是否小于第三阈值。若所述母线电容电压差值小于第三阈值，执行步骤17；若所述母线电容电压差值不小于第三阈值，执行步骤11。该步骤对所述均衡电路是否需要不工作进行判断，当所述母线电容电压差值小于第三阈值，即所述逆变系统经所述均衡电路参与均衡调节后，或用户本地交流负载的工作情况发生改变，导致所述母线电容电压的波动程度已完全处于所述母线电容自身可承受的范围内，无需所述均衡电路额外提供均衡能力；当所述母线电容电压差值不小于第三阈值，即所述母线电容电压差值比较大，还没有达到停止所述均衡电路工作的母线电容电压波动程度，因此重新返回步骤11。步骤16中，对所述均衡电路是否需要不工作进行判断时，也可以通过比较所述逆变电路中点输入端电流与第四阈值进行，即，若所述逆变电路中点输入端电流小于第四阈值，执行步骤17；若所述逆变电路中点输入端电流不小于第四阈值，执行步骤11。
步骤17：所述均衡电路不工作。
步骤13：判断所述母线电容电压差值是否大于第一阈值。若所述母线电容电压差值大于第一阈值，执行步骤14；若所述母线电容电压差值不大于第一阈值，执行步骤11。第一阈值大于第三阈值。该步骤对所述均衡电路是否需要工作进行判断，当所述母线电容电压差值大于第一阈值，即所述逆变系统中，用户本地交流负载需求的不平衡电流较大，需要所述均衡电路工作以额外提供均衡能力；当所述母线电容电压差值不大于第一阈值时，所述逆变系统中，所述母线电容本身的均衡能力足够，可以提供用户本地交流负载需求的不平衡电流，暂不需要所述均衡电路工作，为保证所述母线电容始终可以正常工作，因此重新返回步骤11，监测所述母线电容电压的差值情况。
步骤14：所述均衡电路开始工作。
图12的以上流程，在判断所述均衡电路是否需要工作时，也可以通过检测所述逆变电路中点输入端电流来进行，可参考图11的流程。
请参见图13，图13为本申请提供的控制均衡电路调整输出电流的一流程。图13与图12中控制流程的区别在于在控制所述均衡电路开始工作和不工作的基础上增加了自动调节均衡电路第一预设比例的功能，该功能可以在所述均衡电路已经工作、且所述母线电容电压的差值仍然较大的情况下，自动调高第一预设比例，从而使所述均衡电路在不同的情况下输出不同等级的电流，优化不同情况下所述逆变系统的损耗。如图13所示，所述控制均衡电路工作和停止的流程包括：
步骤18：检测所述正母线电容电压和所述负母线电容电压，进行差值计算，获得母线电容电压差值。执行步骤19。
步骤19：判断所述均衡电路是否工作。若所述均衡电路工作，执行步骤22；若所述均衡电路不工作，执行步骤20。
步骤22：判断所述母线电容电压差值是否大于第五阈值。若所述母线电容电压差值大于第五阈值，执行步骤23；若所述母线电容电压差值不大于第五阈值，执行步骤24。在所述均衡电路已经工作的情况下，该步骤对所述均衡电路是否需要改变所述均衡电路控制方法中的第一预设比例进行判断，当所述母线电容电压差值大于第五阈值，即所述逆变系统经所述均衡电路参与均衡调节后，所述母线电容电压差值仍然较大，需要提高所述均衡电路输出的电流以减轻所述母线电容的电压波动；当所述母线电容电压差值不大于第五阈值，即所述逆变系统经所述均衡电路参与均衡调节后，所述母线电容电压差值不大，所述均衡电路可仍然按照第一预设比例工作。步骤22中，对所述均衡电路是否需要改变所述均衡电路控制方法中的第一预设比例进行判断时，也可以通过比较逆变电路中点输入端电流和第六阈值进行，即，若所述逆变电路中点输入端电流大于第六阈值，执行步骤23；若所述逆变电路中点输入端电流不大于第六阈值，执行步骤24。
步骤23：获取所述逆变电路中点输入端电流，并根据该电流值和第二预设比例，控制所述均衡电路的输出端电流。第二预设比例大于第一预设比例。该步骤中，控制所述均衡电路的输出端电流的具体控制方法可以是上述图4至图9中描述的任一控制方法，只是将其中的第一预设比例提高为第二预设比例，从而可以提高所述均衡电路的输出端电流，以此减小所述母线电容电压的波动。
步骤24：获取所述逆变电路中点输入端电流，并根据该电流值和第一预设比例，控制所述均衡电路的输出端电流。执行步骤25。该步骤中，控制所述均衡电路的输出端电流的具体控制方法可以是上述图4至图9中描述的任一控制方法。
步骤25：判断所述母线电容电压差值是否小于第三阈值。第五阈值大于第三阈值。若所述母线电容电压差值小于第三阈值，执行步骤26；若所述母线电容电压差值不小于第三阈值，执行步骤18。该步骤对所述均衡电路是否需要不工作进行判断，当所述母线电容电压差值小于第三阈值，即所述逆变系统经所述均衡电路参与均衡调节后，或用户本地交流负载的工作情况发生改变，导致所述母线电容电压的波动程度已完全处于所述母线电容自身可承受的范围内，无需所述均衡电路额外提供均衡能力；当所述母线电容电压差值不小于第三阈值，即所述母线电容电压差值比较大，还没有达到停止所述均衡电路工作的母线电容电压波动程度，因此重新返回步骤18。
步骤26：所述均衡电路不工作。
步骤20：判断所述母线电容电压差值是否大于第一阈值。若所述母线电容电压差值大于第一阈值，执行步骤21；若所述母线电容电压差值不大于第一阈值，执行步骤18。第一阈值大于第三阈值。该步骤对所述均衡电路是否需要工作进行判断，当所述母线电容电压差值大于第一阈值，即所述逆变系统中，用户本地交流负载需求的不平衡电流较大，需要所述均衡电路工作以额外提供均衡能力；当所述母线电容电压差值不大于第一阈值时，所述逆变系统中，所述母线电容本身的均衡能力足够，可以提供用户本地交流负载需求的不平衡电流，暂不需要所述均衡电路工作，为保证所述母线电容始终可以正常工作，因此重新返回步骤18，监测所述母线电容电压的差值情况。
步骤21：所述均衡电路开始工作。
图13的以上流程，在判断所述均衡电路是否需要工作时，也可以通过检测所述逆变电路中点输入端电流来进行，可参考图11的流程。
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 (20)

1.一种逆变器，其特征在于，包括：逆变电路、正负直流母线、母线电容、均衡电路和控制器，所述逆变电路、所述母线电容和所述均衡电路均与所述正负直流母线连接；
所述逆变电路的输入包括正输入端、负输入端和中点输入端，所述逆变电路的正输入端和负输入端分别与所述正负直流母线连接，所述逆变电路的输出包括三相输出端和中点输出端或者两相输出端和中点输出端，所述逆变电路的输出用于连接用户负载；
所述母线电容，用于降低所述逆变电路的电压波动，以保证所述逆变器正常工作，所述母线电容包括正母线电容和负母线电容，所述正母线电容和负母线电容串联，连接在所述正负直流母线之间，且所述正母线电容和负母线电容的中点端与所述逆变电路的中点输入端连接；
所述均衡电路包括正输入端、负输入端和输出端，所述均衡电路的正输入端和负输入端分别与所述正负直流母线连接，所述均衡电路的输出端和所述逆变电路的中点输入端连接；
所述控制器用于根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使所述母线电容的中点端的输出电流为icn，其中，0<iban<ineu，0<icn<ineu。
2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：
根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使其输出端输出均衡电流iban，以在低频分量上，或在低频分量的有效值上，使所述iban＝K*ineu，其中，所述K为第一预设比例，且所述K大于0小于1。
3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：
根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使其输出端输出均衡电流iban，以在低频分量上使所述iban＝K*ineu_fund+ineu_other，其中，所述ineu_fund为所述ineu的基波分量，所述ineu_other为所述ineu的谐波分量，所述K为第一预设比例，且所述K大于0小于1。
4.根据权利要求2或3所述的逆变器，其特征在于，在低频分量上，所述均衡电路输出端输出均衡电流iban和所述母线电容的中点端的输出电流icn的叠加等于所述逆变电路的中点输入端电流ineu。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的逆变器，其特征在于，所述均衡电路包括至少两开关管和一滤波电感，所述至少两开关管串联，连接在所述正负直流母线之间，所述滤波电感一端与所述至少两开关管的中点连接，另一端与所述母线电容的中点端连接；
所述控制器用于根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路的至少两开关管的导通和关断，以调整所述均衡电路输出端输出的均衡电流iban。
6.根据权利要求5所述的逆变器，其特征在于，
所述控制器用于根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu和第一预设比例K得到所述iban的参考值iref，再根据所述参考值iref输出控制信号，以控制所述均衡电路输出均衡电流iban，并调整所述均衡电流iban与所述参考值iref一致。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的逆变器，其特征在于，包括：
所述逆变电路为T型、或中点钳位、或有源中点钳位三电平三相逆变电路，所述三电平三相逆变电路包括三组三电平开关管桥臂和三组LC滤波器，所述三组三电平开关管桥臂的正端与负端分别与正负直流母线连接，所述三组三电平开关管桥臂的中点输入端相互连接，所述三组LC滤波器的输入端分别与所述三组三电平开关管桥臂的输出端连接，所述三组LC滤波器的输出端用于与用户负载连接，所述逆变电路的中点输入端用于与用户负载的N线端连接。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的逆变器，其特征在于，包括：
所述逆变电路为Heric逆变电路，所述Heric逆变电路包括两组竖桥开关管桥臂、一组横桥开关管桥臂和两组LC滤波器，所述两组竖桥开关管桥臂的正端与负端分别与正负直流母线连接，所述两组竖桥开关管桥臂的中点端通过所述横桥开关管桥臂相互连接，所述两组LC滤波器的输入端分别与所述两组竖桥开关管桥臂的中点端连接，所述两组LC滤波器的输出端用于与用户负载连接，所述逆变电路的中点端用于与用户负载的N线端连接。
9.根据权利要求7或8所述的逆变器，其特征在于，包括，
所述逆变电路中的LC滤波器的滤波电容中点与所述逆变电路的中点输入端电气连接，用于降低流入用户负载的共模电流；或
所述逆变电路中的LC滤波器的滤波电容中点与所述逆变电路的中点输入端电气断开，用于调整用户负载的共模电流。
10.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，包括，
所述逆变电路的中点端输入端电流通过采样电路获得；或
所述逆变电路的中点端输入端电流通过所述逆变电路的输入端电流或输出端电流计算获得。
11.一种均衡电路控制方法，用于发电系统，所述发电系统包括逆变电路、正负直流母线、母线电容、均衡电路，所述逆变电路、所述母线电容和所述均衡电路均与所述正负直流母线连接；
所述方法包括：
获取所述逆变电路的中点输入端电流ineu，其中所述逆变电路的中点输入端与所述母线电容的中点端连接，所述逆变电路的中点输入端和所述均衡电路的输出端连接；
根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn，其中，0<iban<ineu，0<icn<ineu。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，包括：
根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使其输出端输出均衡电流iban，以在低频分量上，或在低频分量的有效值上使所述iban＝K*ineu，其中，所述K为第一预设比例，且K大于0小于1。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，包括：
根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使其输出端输出均衡电流iban，以在低频分量上使所述iban＝K*ineu_fund+ineu_other，其中，所述ineu_fund为所述ineu的基波分量，所述ineu_other为所述ineu的谐波分量，所述K为第一预设比例，且K大于0小于1。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的电流为icn，包括：
获取母线电容电压差值，所述母线电容电压差值为所述正母线电容电压与所述负母线电容电压之差；
若所述均衡电路不工作，比较所述母线电容电压差值与第一阈值，若所述母线电容电压差值大于所述第一阈值，控制所述均衡电路工作。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn，包括：
若所述均衡电路不工作，比较所述ineu与第二阈值，若所述ineu大于所述第二阈值，控制所述均衡电路工作。
16.根据权利要求14或15中所述的方法，其特征在于，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，包括：
若所述均衡电路工作，则根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban,并使母线电容的中点端的输出电流为icn。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn，包括：
获取母线电容电压差值，所述母线电容电压差值为所述正母线电容电压与所述负母线电容电压之差；
比较所述母线电容电压差值与第三阈值，若所述母线电容电压差值小于第三阈值，控制所述均衡电路不工作。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn，包括：
比较所述ineu与第四阈值，若所述ineu小于第四阈值，控制所述均衡电路不工作。
19.根据权利要求16中所述的方法，其特征在于，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，包括：
获取母线电容电压差值，所述母线电容电压差值为所述正母线电容电压与所述负母线电容电压之差；
比较所述母线电容电压差值与第五阈值，若所述母线电容电压差值大于第五阈值，调整所述第一预设比例K为第二预设比例K’，K<K’<1，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn。
20.根据权利要求16中所述的方法，其特征在于，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，包括：
比较所述ineu与第六阈值，若所述ineu大于所述第六阈值，调整所述第一预设比例K为第二预设比例K’，K<K’<1，根据所述逆变电路的中点输入端电流ineu，控制所述均衡电路以使所述均衡电路输出端输出均衡电流iban，并使母线电容的中点端的输出电流为icn。
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