一種非隔離型三相三電平光伏逆變器的調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電子領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種非隔離型=相=電平光伏逆變器的調(diào)制 方法，該調(diào)制方法能夠有效抑制本發(fā)明提供的兩種非隔離型=相=電平光伏逆變器的漏電 流。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)光伏逆變器因其含有工頻或高頻變壓器，使整個(gè)逆變器的體積大、成本高、效 率低。非隔離型光伏逆變器克服了W上技術(shù)缺陷，已經(jīng)成為目前學(xué)術(shù)界、工業(yè)界的研究熱點(diǎn) 之一。但由于光伏電池板和大地之間存在寄生電容，逆變器的高頻動(dòng)作會(huì)造成寄生電容上 產(chǎn)生較大的漏電流，引起并網(wǎng)電流崎變、威脅人員安全等問題。因此，漏電流的抑制成為非 隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵問題之一。
[0003] 中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N103078540A，名稱為：一種S相飛跨電容多電平光伏逆變器 調(diào)制方法，該申請(qǐng)案提出一種抑制=相飛跨電容多電平光伏逆變器漏電流的調(diào)制方法，通 過模擬電路或者數(shù)字電路對(duì)=相飛跨電容多電平逆變器實(shí)現(xiàn)單載波調(diào)制，保證了系統(tǒng)共模 電壓恒定，有效抑制系統(tǒng)漏電流。但該方法只適用于飛跨電容型多電平逆變器。中國專利 申請(qǐng)?zhí)枮镃N104022669A，名稱為：一種中性點(diǎn)錯(cuò)位光伏逆變器及其調(diào)制方法，該申請(qǐng)案提 出一種中性點(diǎn)錯(cuò)位光伏逆變器及其調(diào)制方法，通過改進(jìn)的空間矢量調(diào)制方法，即根據(jù)參考 電壓矢量在a0坐標(biāo)系下的所處區(qū)域，選擇=個(gè)相鄰的中矢量或者兩個(gè)相鄰的中矢量和 一個(gè)零矢量合成參考電壓矢量，有效降低了系統(tǒng)高頻漏電流的產(chǎn)生。但該方法只是在一定 程度上減小了系統(tǒng)的漏電流，并且該方法屬于SVPWM，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜?；痭e-SeokLee等人 在2013年第28屆IE邸應(yīng)用電力電子年會(huì)上發(fā)表文章Modulationtechniquetoreduce lesksgecurrentintr過nsformer-lessphotovoltaicsystemsusing過three-level inv&rter。文章提出，通過使用"000"矢量、中矢量、大矢量合成參考電壓矢量，使共模電壓 基本穩(wěn)定，降低了系統(tǒng)的漏電流。但該方法屬于SVPWM，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，并且共模電壓存在小范 圍的變化，該方法并不能有效抑制漏電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種非隔離型=相=電平光伏逆變器的 調(diào)制方法，該調(diào)制方法能夠有效抑制本發(fā)明提供的兩種非隔離型S相S電平光伏逆變器的 漏電流。本發(fā)明提供的兩種非隔離型=相=電平光伏逆變器，該逆變器的每一相均有四個(gè) 可控型的開關(guān)管IGBT組成，并通過其中一個(gè)開關(guān)管IGBT連接至直流側(cè)兩電容的中點(diǎn)，故將 該逆變器命名為IGBT中點(diǎn)巧位型逆變器（Neutral-Point-IGBT-Clamped)，簡稱為NPIC。為 便于說明將該兩種非隔離型=相=電平光伏逆變器分別命名為NPICl逆變器和NPIC2逆變 器。 陽0化]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006]方案一；
[0007] 一種非隔離型S相S電平光伏逆變器的調(diào)制方法，該調(diào)制方法適用于NPICl逆變 器，所述的NPICl逆變器包括第一可控型開關(guān)管Si、第二可控型開關(guān)管S2、第S可控型開關(guān) 管S3、第四可控型開關(guān)管S4、第五可控型開關(guān)管Ss、第六可控型開關(guān)管或、第屯可控型開關(guān)管 S,、第八可控型開關(guān)管Ss、第九可控型開關(guān)管Sg、第十可控型開關(guān)管Si。、第十一可控型開關(guān) 管S。、第十二可控型開關(guān)管Si2、第一電容Cl和第二電容〇2;第一可控型開關(guān)管S1的發(fā)射極 接第二可控型開關(guān)管S2的集電極，其接點(diǎn)定義為A點(diǎn)；第二可控型開關(guān)管S2的發(fā)射極接第 S可控型開關(guān)管S3的集電極，其接點(diǎn)定義為D點(diǎn)；第四可控型開關(guān)管S4的發(fā)射極接第五可 控型開關(guān)管苗的集電極，其接點(diǎn)定義為B點(diǎn)；第五可控型開關(guān)管Se的發(fā)射極接第六可控型 開關(guān)管Se的集電極，其接點(diǎn)定義為E點(diǎn)；第屯可控型開關(guān)管S7的發(fā)射極接第八可控型開關(guān) 管Ss的集電極，其接點(diǎn)定義為C點(diǎn)；第八可控型開關(guān)管SS的發(fā)射極接第九可控型開關(guān)管S9 的集電極，其接點(diǎn)定義為F點(diǎn)；第一電容Cl與第二電容C2串接，其接點(diǎn)定義為0點(diǎn)，第一電 容Cl的另一端連接直流側(cè)電源的正端，其連接點(diǎn)定義為P點(diǎn)；第二電容C2另一端連接直流 側(cè)電源的負(fù)端，其連接點(diǎn)定義為N點(diǎn)；第十可控型開關(guān)管Si。的集電極連接0點(diǎn)，其發(fā)射極連 接D點(diǎn)；第十一可控型開關(guān)管Sii的集電極連接0點(diǎn)，其發(fā)射極連接E點(diǎn)；第十二可控型開關(guān) 管Si2的集電極連接0點(diǎn)，其發(fā)射極連接F點(diǎn)；第一可控型開關(guān)管S1的集電極、第四可控型 開關(guān)管S4的集電極和第屯可控型開關(guān)管S7的集電極均連接P點(diǎn)；第S可控型開關(guān)管S3的 發(fā)射極、第六可控型開關(guān)管Se的發(fā)射極和第九可控型開關(guān)管Se的發(fā)射極均連接N點(diǎn)；
[0008] 調(diào)制方法具體包括如下步驟：
[0009] (1)首先，NPICl逆變器S相調(diào)制信號(hào)v!、v;、v:通過公式（1)得到調(diào)制信號(hào)詩。、 <3、v;b，分別乘W系數(shù)K得到調(diào)制信號(hào)Kv;。、Kv;a、Kv:b;
[0010] X：=V:-V:，Vb>V;-V:，V:b=V；-V; 0)
[0011] (2)由、K<a、經(jīng)零序分量計(jì)算得到零序信號(hào)V。； 陽〇1引做將Kv;r、Kv;a、広4分別與零序信號(hào)V。相加得到調(diào)制信號(hào)V:\ V*， 如公式似所示；
[0013] Y： =KV：+V〇,V；^KV：+V",V；= KV；+% 似
[0014] (4)調(diào)制信號(hào)V;*、V:*分別與S角載波Vc通過比較器比較后得到邏輯信號(hào) X、Y、Z;
[001引 妨為抑制NPICl逆變器的漏電流，分別選取NPICl逆變器共模電壓相同時(shí)的電壓 矢量作為逆變器的工作狀態(tài)；根據(jù)選定的工作狀態(tài)，得到開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)關(guān)于邏輯信號(hào) X、Y、Z的邏輯表達(dá)式；令gi-gi2表示NPICl逆變器的開關(guān)管Si-Si2的開關(guān)信號(hào)，則NPICl逆 變器的開關(guān)信號(hào)gi-gi2關(guān)于邏輯信號(hào)X、Y、Z的邏輯表達(dá)式，如式（3)所示，
心、
[0017] 根據(jù)開關(guān)信號(hào)的邏輯表達(dá)式（3)，設(shè)計(jì)生成開關(guān)信號(hào)的邏輯電路或采用現(xiàn)場口陣 列（FPGA)實(shí)現(xiàn)。 陽O化]方案二：
[0019] 一種非隔離型S相S電平光伏逆變器的調(diào)制方法，該調(diào)制方法適用于NPIC2逆變 器，所述的NPIC2逆變器包括第一可控型開關(guān)管Si、第二可控型開關(guān)管S2、第S可控型開關(guān) 管S3、第四可控型開關(guān)管S4、第五可控型開關(guān)管Se、第六可控型開關(guān)管Se、第屯可控型開關(guān) 管S,、第八可控型開關(guān)管Ss、第九可控型開關(guān)管或、第十可控型開關(guān)管Si。、第十一可控型開 關(guān)管S。、第十二可控型開關(guān)管Si2、第一電容Cl和第二電容〇2;第一可控型開關(guān)管S1的發(fā)射 極接第二可控型開關(guān)管S,的集電極，其接點(diǎn)定義為D點(diǎn)；第二可控型開關(guān)管S2的發(fā)射極接 第S可控型開關(guān)管S3的集電極，其接點(diǎn)定義為A點(diǎn)；第四可控型開關(guān)管S4的發(fā)射極接第五 可控型開關(guān)管Ss的集電極，其接點(diǎn)定義為E點(diǎn)；第五可控型開關(guān)管S5的發(fā)射極接第六可控 型開關(guān)管Se的集電極，其接點(diǎn)定義為B點(diǎn)；第屯可控型開關(guān)管S7的發(fā)射極接第八可控型開 關(guān)管Ss的集電極，其接點(diǎn)定義為F點(diǎn)；第八可控型開關(guān)管SS的發(fā)射極接第九可控型開關(guān)管 Sg的集電極，其接點(diǎn)定義為C點(diǎn)；第一電容C1與第二電容C2串接，其接點(diǎn)定義為0點(diǎn)，第一 電容Cl的另一端連接直流側(cè)電源的正端，其連接點(diǎn)定義為P點(diǎn)；第二電容C2的另一端連接 直流側(cè)電源的負(fù)端，其連接點(diǎn)定義為N點(diǎn)；第十可控型開關(guān)管Si。的發(fā)射極連接0點(diǎn)，其集電 極連接D點(diǎn)；第十一可控型開關(guān)管S。的發(fā)射極連接0點(diǎn)，其集電極連接E點(diǎn)；第十二可控 型開關(guān)管Si2的發(fā)射極連接0點(diǎn)，其集電極連接F點(diǎn)；第一可控型開關(guān)管S1的集電極、第四 可控型開關(guān)管S4的集電極和第屯可控型開關(guān)管S7的集電極均連接P點(diǎn)；第=可控型開關(guān)管 S3的發(fā)射極、第六可控型開關(guān)管Se的發(fā)射極和第九可控型開關(guān)管Se的發(fā)射極均連接N點(diǎn)；
[0020] 調(diào)制方法具體包括如下步驟：
[0021] (1)首先，NPIC2逆變器S相調(diào)制信號(hào)V;、誠VV:通過公式（1)得到調(diào)制信號(hào) 、七、v:b，分別乘W系數(shù)K得到調(diào)制信號(hào)Kv;。、臥;。、
[00巧似由KvIc、Kv;。、K心經(jīng)零序分量計(jì)算得到零序信號(hào)Vo; 陽02；3] 做將Kvl、KvL、Kv;，。分別與零序信號(hào)V。相加得到調(diào)制信號(hào)v;\ <、v:'，： 如公式似所示；
[0024] (4)調(diào)制信號(hào)詩、媒、C分別與S角載波Vc通過比較器比較后得到邏輯信號(hào) X、Y、Z; 陽0巧](5)為抑制NPIC2逆變器的漏電流，分別選取NPIC2逆變器共模電壓相同時(shí)的電壓 矢量作為逆變器的工作狀態(tài)；根據(jù)選定的工作狀態(tài)，得到開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)關(guān)于邏輯信號(hào) X、Y、Z的邏輯表達(dá)式；令gi-gi2表示NPIC2逆變器的開關(guān)管Si-Si