[发明专利]悬浮电容五电平逆变器及其低电压穿越控制方法和装置

说明书

本申请公开了悬浮电容五电平逆变器及其低电压穿越控制方法和装置，该方法包括：获取悬浮电容五电平逆变器的并网点电压；判断所述并网点电压是否低于第一预设值；当判断得到所述并网点电压低于所述第一预设值时，通过调节悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流的大小来增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压，直至所述悬浮电容电压增大至第二预设值时，将悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流恢复到正常值，从而实现了在悬浮电容五电平逆变器低电压穿越时，避免发生开关管应力超标。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及悬浮电容五电平逆变器及其低电压穿越控制方法和装置。

背景技术

国家电网规定光伏逆变器应该具有低电压穿越能力。所谓低电压穿越，是指在光伏逆变器并网点电压跌落的时候，光伏逆变器能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。

本申请以悬浮电容五电平逆变器为研究对象，其拓扑结构如图1所示，包括：正母线电容C1、负母线电容C2、悬浮电容C3、开关管Q7、开关管Q8和逆变单元，其中：正母线电容C1连接在正母线PV+与母线中点N之间，负母线电容C2连接在负母线PV-与母线中点N之间，悬浮电容C3并联在所述逆变单元的输出端口，开关管Q7连接在悬浮电容C3的高压端与桥臂输出端R之间，开关管Q8连接在悬浮电容C3的低压端与桥臂输出端R之间。

悬浮电容五电平逆变器在低电压穿越时，输出有功功率降低，母线电压升高，按照国家并网标准要求，需要输出无功电流来支撑电网电压，但输出无功电流速度缓慢，致使悬浮电容五电平逆变器输出电流较低，无法将悬浮电容C3的电压快速冲高，这容易造成所述逆变单元中连接在正母线PV+与悬浮电容C3之间的开关管以及连接在负母线PV-与悬浮电容C3之间的开关管上的电压超出其各自所能承受的最大电压应力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了悬浮电容五电平逆变器及其低电压穿越控制方法和装置，以实现在悬浮电容五电平逆变器低电压穿越时，避免发生开关管应力超标，方案如下：

一种悬浮电容五电平逆变器低电压穿越控制方法，包括：

获取悬浮电容五电平逆变器的并网点电压；

判断所述并网点电压是否低于第一预设值；

当判断得到所述并网点电压低于所述第一预设值时，通过调节悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流的大小来增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压，直至所述悬浮电容电压增大至第二预设值时，将悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流恢复到正常值。

其中，所述通过调节悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流的大小来增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压，包括：

判断悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流是否低于第三预设值；

若判断得到悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流低于所述第三预设值，增大悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流，以增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压；

否则，维持悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流在一定时间内不变，以增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压。

其中，所述增大悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流，包括：

增大悬浮电容五电平逆变器输出有功电流的给定，或者增加虚拟电网前馈。

其中，在通过调节悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流的大小来增大悬浮电容五电平逆变器的悬浮电容电压期间，悬浮电容五电平逆变器输出的有功电流为固定值或变化值。

其中，所述第一预设值低于电网额定电压的10％。

一种悬浮电容五电平逆变器低电压穿越控制装置，包括：