一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，属于电力电子变换器控制技术领域。
【背景技术】
[0002]随着能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能、风能、燃料电池等新能源发电技术成为世界各国关注和研究的热点。新能源发电系统按照是否与公共电网相连，分为并网运行和独立运行两种方式，其中，并网运行是新能源发电应用最普遍的方式，而并网逆变器作为新能源并网系统中的关键部件，提高其可靠性、效率和功率密度具有重要意义。
[0003]双降压式逆变器具有可靠性高、独立二极管续流等优点，但是其滤波电感半周期工作，故功率密度较低。多电平技术可以降低开关管和滤波电感的电压阶梯，故在同样电感电流纹波和功率的条件下，相对于三电平全桥并网逆变器，五电平全桥并网逆变器可以将电感体积减小一半。但是，由于输入侧采用分压电容串联，故在一定的调制比范围内，输入分压电容电压会不均压。
[0004]参考传统单相半桥三电平逆变器的输入电容均压方法，如图1所示，五电平全桥并网逆变器可以根据输入分压电容的电压差调整电流参考信号偏置的方式实现电容均压，但该方法需要同时采样两个输入电容电压，增大了电路成本，控制程序和调制方法都更加复杂，亟需改进。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法。
[0006]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0007]作为本发明的一个具体实施例，五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，所采用的全桥并网逆变器包括直流电源仏。、输入分压电容、五电平全桥逆变电路、第一输出滤波电感Lfl、第二输出滤波电感LfjP输出滤波电容C f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路和调制电路，所述控制电路包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，所述调制电路包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第二减法器、第三减法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器；
[0008]该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容:
[0009]采用电流传感器采样电感电流紅得到电感电流反馈信号i…电感电流反馈信号iu与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i 第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号I，调制信号I分别与第二减法器的正输入端、第一乘法器的一个输入端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端_ue分别与第三减法器的正输入端、第二乘法器的一个输入端、第六比较器的同相端连接;
[0010]直流偏置信号叫与第二减法器的负输入端连接，第二减法器的输出端连接第一比较器的同相端，第一比较器的反相端连接三角载波信号ust，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号ugsl;
[0011]直流偏置信号叫与第三减法器的负输入端连接，第三减法器的输出端连接第二比较器的同相端，第二比较器的反相端连接三角载波信号ust，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号ugs2;
[0012]第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的同相端，第三比较器的反相端连接三角载波信号ust，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号ugs3;
[0013]第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的同相端，第四比较器的反相端连接三角载波信号ust，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号ugs4;
[0014]第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号ugs5;
[0015]第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号ugs6。
[0016]优选地，前述直流偏置信号ub的幅值等于三角载波信号u st的峰值；当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号k= 1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号k取值>0且〈1。
[0017]作为本发明的另一个具体实施例，五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，所采用的全桥并网逆变器包括直流电源Ud。、输入分压电容、五电平全桥逆变电路、第一输出滤波电感Lfl、第二输出滤波电感LfjP输出滤波电容C f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路和调制电路，所述控制电路包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，所述调制电路包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第一加法器、第二加法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器；
[0018]该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容:
[0019]采用电流传感器采样电感电流紅得到电感电流反馈信号i…电感电流反馈信号1与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i μ第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号调制信号\分别与第一比较器的同相端、第三比较器的同相端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端-1分别与第二比较器的同相端、第四比较器的同相端、第六比较器的同相端连接；
[0020]三角载波信号ust分别与第一加法器的一个输入端、第一乘法器的一个输入端、第二乘法器的一个输入端、第二加法器的一个输入端连接；
[0021]直流偏置信号ub与第一加法器的另一个输入端连接，第一加法器的输出端连接第一比较器的反相端，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号11_;
[0022]直流偏置信号叫与第二加法器的另一个输入端连接，第二加法器的输出端连接第二比较器的反相端，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号1^2;
[0023]第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的反相端，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号11_;
[0024]第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的反相端，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号11_;
[0025]第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号ugs5;
[0026]第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号ugs6。
[0027]优选地，前述直流偏置信号ub的幅值等于三角载波信号u st的峰值；当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号k= 1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号k取值>1且〈2。
[0028]进一步地，当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，电网电压\正半周且大于直流电源Ud。电压幅值一半，第一开关管驱动信号u gsl高频动作，第三开关管驱动信号ugs3长高，电网电压u 半周且绝对值大于直流电源U d。电压幅值一半，第二开关管驱动信号Ugs2高频动作，第四开关管驱动信号u gs4长高