十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法

1.本发明涉及一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法，属于电力直流-交流变换技术领域。


背景技术：

2.目前，随着化石能源消耗和地球生态环境恶化，太阳能的优势不断凸显。光伏发电作为利用太阳能的一种主要形式更是被重点关注。在2021年的《中国2060年前碳中和研究报告》中预估太阳能发电在清洁能源建设的占比达到百分之四十以上，而光伏发电占太阳能发电的百分之九十七以上。
3.随着光伏发电的发展，传统光伏逆变器配备的变压器所带来的高损耗、高成本以及体积大的问题亟需解决，故去除变压器的非隔离型光伏逆变器应运而生。
4.现有的光伏逆变器虽然解决了上述缺点，但是去除了变压器导致了光伏板和输出侧失去了电气隔离，光伏板、光伏板和大地之间的寄生电容、大地和电网共同构成了一个回路，共模电压作用在这个回路上，产生了漏电流，会形成电磁干扰，影响输出电源的质量，同时，也会影响设备和人员安全。
5.有鉴于此，需要对现有的光伏逆变器拓扑和控制方法进行改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法，以解决现有光伏逆变器容易产生漏电流的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法，所述光伏逆变器包括：
8.光伏电池(pv)；
9.三相全桥逆变电路，包括a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)；
10.续流电路，包括a相续流开关管(s7)、ab相间续流二极管(d1)、b相续流开关管(s8)、bc相间续流二极管(d2)、c相续流开关管(s9)以及ca相间续流二极管(d3)；
11.所述a相续流开关管(s7)的漏极与ca相间续流二极管(d3)的负极、a相上桥臂开关管(s1)的源极相连，a相续流开关管(s7)的源极与ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连；
12.所述b相续流开关管(s8)的漏极与ab相间续流二极管(d1)的负极、b相上桥臂开关管(s3)的源极相连，b相续流开关管(s8)的源极与bc相间续流二极管(d2)的正极、b相下桥臂开关管(s6)的漏极相连；
13.所述c相续流开关管(s9)的漏极与bc相间续流二极管(d2)的负极、c相上桥臂开关管(s5)的源极相连，c相续流开关管(s9)的源极与ca相间续流二极管(d3)的正极、c相下桥臂开关管(s2)的漏极相连；
14.箝位电路，包括第一直流分压电容(c
dc1
)、第二直流分压电容(c
dc2
)、第一箝位开关管(s
10
)和第二箝位开关管(s
11
)；
15.所述第一直流分压电容(c
dc1
)的正极与光伏电池(pv)的正极、a相上桥臂开关管(s1)的漏极、b相上桥臂开关管(s3)的漏极、c相上桥臂开关管(s5)的漏极相连；
16.所述第一直流分压电容(c
dc1
)的负极与第二直流分压电容(c
dc2
)的正极、第一箝位开关管(s
10
)的源极相连；
17.所述第二直流分压电容(c
dc2
)的负极与光伏电池(pv)的负极、a相下桥臂开关管(s4)的源极、b相下桥臂开关管(s6)的源极、c相下桥臂开关管(s2)的源极相连；
18.所述第一箝位开关管(s
10
)的漏极与第二箝位开关管(s
11
)的漏极相连；
19.所述第二箝位开关管(s
11
)的源极与a相续流开关管(s7)的源极、ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连；
20.三相输出lc滤波电路，分别与所述三相全桥逆变电路和箝位电路连接；
21.三相负载，与所述三相输出lc滤波电路连接；
22.所述控制方法包括如下步骤：
23.第一步：将所述光伏逆变器的正弦调制波u
ra
、u
rb
、u
rc
分别和三角载波uc交截，通过比较器比较后得到预处理信号u1、u2、u3、u4、u5和u6；
24.第二步：通过对预处理信号的判断，得到所述光伏逆变器的六个正常工作模态和两个续流模态；
25.第三步：将预处理信号u1分别和预处理信号u5、预处理信号u6做与运算后，再对两个与运算的结果做或运算，以得到a相上桥臂开关管(s1)的驱动信号u
g1
；将预处理信号u4分别和预处理信号u2、预处理信号u3做与运算后，再对两个与运算结果做或运算，以得到a相下桥臂开关管(s4)的驱动信号u
g4
；
26.第四步：将预处理信号u3分别和预处理信号u4、预处理信号u5做与运算后，再对两个与运算结果做或运算，以得到b相上桥臂开关管(s3)的驱动信号u
g3
；将预处理信号u6分别和预处理信号u1、预处理信号u2做与运算后，再对两个与运算结果做或运算，以得到b相下桥臂开关管(s6)的驱动信号u
g6
；
27.第五步：将预处理信号u5分别和预处理信号u4、预处理信号u6做与运算后，再对两个与运算结果做或运算，以得到c相上桥臂开关管(s5)的驱动信号u
g5
；将预处理信号u2分别和预处理信号u1、预处理信号u3做与运算后，再对两个与运算结果做或运算，以得到c相下桥臂开关管(s2)的驱动信号u
g2
；
28.第六步：将预处理信号u2和预处理信号u6做与运算后，再将与运算的结果和预处理信号u1做或运算得到a相续流开关管(s7)的驱动信号u
g7
；将预处理信号u2和预处理信号u4做与运算后，再将与运算的结果和预处理信号u3做或运算得到b相续流开关管(s8)的驱动信号u
g8
；将预处理信号u4和预处理信号u6做与运算后，再将与运算结果和预处理信号u5做或运算得到c相续流开关管(s9)的驱动信号u
g9
；
29.第七步：将预处理信号u1、预处理信号u3和预处理信号u5做与运算，并将预处理信号u4、预处理信号u6和预处理信号u2做与运算，以得到两路信号，再将两路信号做或运算得到第一箝位开关管(s
10
)的驱动信号u
g10
和第二箝位开关管(s
11
)的驱动信号u
g11
。
30.作为本发明的进一步改进，所述三相输出lc滤波电路包括a相滤波电感(la)、b相
滤波电感(lb)、c相滤波电感(lc)、a相滤波电容(c
fa
)、b相滤波电容(c
fb
)和c相滤波电容(c
fc
)；
31.其中，所述a相滤波电感(la)的一端与a相续流开关管(s7)的源极、ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连于点a，所述b相滤波电感(lb)的一端与b相续流开关管(s8)的源极、bc相间续流二极管(d2)的正极、b相下桥臂开关管(s6)的漏极相连于点b，所述c相滤波电感(lc)的一端与c相上桥臂开关管(s9)的源极、ca相间续流二极管(d3)的正极、c相下桥臂开关管(s2)的漏极相连于点c。
32.作为本发明的进一步改进，所述三相负载包括a相负载(ra)、b相负载(rb)和c相负载(rc)；
33.其中，所述a相滤波电感(la)的另一端与a相滤波电容(c
fa
)的正极、a相负载(ra)的一端相连，所述b相滤波电感(lb)的另一端与b相滤波电容(c
fb
)的正极、b相负载(rb)的一端相连，所述c相滤波电感(lc)的另一端与c相滤波电容(c
fc
)的正极、c相负载(rc)的一端相连，所述a相滤波电容(c
fa
)的负极与b相滤波电容(c
fb
)的负极、c相滤波电容(c
fc
)的负极、a相负载(ra)的另一端、b相负载(rb)的另一端、c相负载(rc)的另一端相连于点n。
34.作为本发明的进一步改进，第一步中，将所述光伏逆变器的a相、b相、c相产生的相位互差120
°
的正弦调制波u
ra
、u
rb
、u
rc
分别和三角载波uc交截，当u
ra
﹥uc时输出高电平，当u
ra
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u1、u4；当u
rb
﹥uc时输出高电平，当u
rb
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u3、u6；当u
rc
﹥uc时输出高电平，当u
rc
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u5、u2。
35.作为本发明的进一步改进，第二步中，所述光伏逆变器处于正常工作模态，a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)按spwm的控制方式进行导通和关断，a相续流开关管(s7)和a相上桥臂开关管(s1)开关状态保持一致，b相续流开关管(s8)和b相上桥臂开关管(s3)开关状态保持一致，c相续流开关管(s9)和c相上桥臂开关管(s5)开关状态保持一致，第一箝位开关管(s
10
)和第二箝位开关管(s
11
)均处于关断的状态。
36.作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器处于正常工作模态，a相上桥臂开关管(s1)驱动信号u
g1
和a相下桥臂开关管(s4)驱动信号u
g4
相反，b相上桥臂开关管(s3)驱动信号u
g3
和b相下桥臂开关管(s6)驱动信号u
g6
相反，c相上桥臂开关管(s5)驱动信号u
g5
和c相下桥臂开关管(s2)驱动信号u
g2
相反。
37.作为本发明的进一步改进，第二步中，所述光伏逆变器处于续流模态，a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)均处于关断状态，a相续流开关管(s7)、b相续流开关管(s8)和c相续流开关管(s9)均处于导通状态，第一箝位开关管(s
10
)和第二箝位开关管(s
11
)均处于导通状态。
38.作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器在正常工作模态时，共模电压为ud/3或2ud/3，在续流模态时，箝位开关管将共模电压双向箝位在ud/2处，所述共模电压的表达式为：
39.u
cm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3；
40.其中，u
aq
为a点与q点的电位差，u
bq
为b点与q点的电位差，u
cq
为c点与q点的电位差。
41.作为本发明的进一步改进，定义所述光伏逆变器的开关状态为[m1,m2,m3,m4]；
[0042]
其中，m1表示a相上桥臂开关管、a相下桥臂开关管和a相续流开关管的开关状态，m1＝1表示a相上桥臂开关管(s1)和a相续流开关管(s7)导通且a相下桥臂开关管(s4)关断，m1＝0表示a相上桥臂开关管(s1)和a相续流开关管(s7)关断且a相下桥臂开关管(s4)导通，m1＝z表示a相上桥臂开关管(s1)和a相下桥臂开关管(s4)关断且a相续流开关管(s7)导通；m2表示b相上桥臂开关管、b相下桥臂开关管和b相续流开关管的开关状态，m2＝1表示b相上桥臂开关管(s3)和b相续流开关管(s8)导通且b相下桥臂开关管(s6)关断，m2＝0表示b相上桥臂开关管(s3)和b相续流开关管(s8)关断且b相下桥臂开关管(s6)导通，m2＝z表示b相上桥臂开关管(s3)和b相下桥臂开关管(s6)关断且b相续流开关管(s8)导通；m3表示c相上桥臂开关管、c相下桥臂开关管和c相续流开关管的开关状态，m3＝1表示c相上桥臂开关管(s5)和c相续流开关管(s9)导通且c相下桥臂开关管(s2)关断，m3＝0表示c相上桥臂开关管(s5)和c相续流开关管(s9)关断且c相下桥臂开关管(s2)导通，m3＝z表示c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)关断且c相续流开关管(s9)导通；m4表示箝位开关管的开关状态，m4＝1表示第一箝位开关管(s
10
)、第二箝位开关管(s
11
)导通，m4＝0表示第一箝位开关管(s
10
)、第二箝位开关管(s
11
)关断。
[0043]
作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器的六个正常工作模态分别为：[1,0,0,0]、[1,1,0,0]、[0,1,0,0]、[0,1,1,0]、[0,0,1,0]和[1,0,1,0]，续流模态为[z,z,z,1]。
[0044]
本发明的有益效果是：本发明的光伏逆变器在正常工作模态时，续流开关管和上桥臂开关管的控制信号保持一致，箝位开关管关断，共模电压为ud/3或2ud/3；在续流模态时，上下桥臂开关管均关断，续流开关管和箝位开关管均导通，箝位开关管将共模电压双向箝位在ud/2处，因此，共模电压的波形近似“马鞍”形，有效值更小，漏电流的抑制效果更好，更能保障设备和人身的安全。
附图说明
[0045]
图1为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的主电路结构图。
[0046]
图2为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的逻辑控制原理图。
[0047]
图3为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的驱动信号时序图。
[0048]
图4为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态一的示意图。
[0049]
图5为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态二的示意图。
[0050]
图6为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态三的示意图。
[0051]
图7为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态四的示意图。
[0052]
图8为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态五的示意图。
[0053]
图9为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态六的示意图。
[0054]
图10为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的模态七的示意图。
[0055]
图11为本发明中十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法的共模电压示意图。
具体实施方式
[0056]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0057]
请参阅图1所示，本发明提供了一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法，其中，十一开关箝位型三相光伏逆变器包括光伏电池(pv)、三相全桥逆变电路、续流电路、箝位电路、三相输出lc滤波电路和三相负载，具体的：
[0058]
三相全桥逆变电路包括a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)。
[0059]
续流电路包括a相续流开关管(s7)、ab相间续流二极管(d1)、b相续流开关管(s8)、bc相间续流二极管(d2)、c相续流开关管(s9)、ca相间续流二极管(d3)。
[0060]
其中，续流电路的a相续流开关管(s7)的漏极与ca相间续流二极管(d3)的负极、a相上桥臂开关管(s1)的源极相连，a相续流开关管(s7)的源极与ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连；
[0061]
b相续流开关管(s8)的漏极与ab相间续流二极管(d1)的负极、b相上桥臂开关管(s3)的源极相连，b相续流开关管(s8)的源极与bc相间续流二极管(d2)的正极、b相下桥臂开关管(s6)的漏极相连；
[0062]
c相续流开关管(s9)的漏极与bc相间续流二极管(d2)的负极、c相上桥臂开关管(s5)的源极相连，c相续流开关管(s9)的源极与ca相间续流二极管(d3)的正极、c相下桥臂开关管(s2)的漏极相连。
[0063]
箝位电路包括第一直流分压电容(c
dc1
)、第二直流分压电容(c
dc2
)、第一箝位开关管(s
10
)、第二箝位开关管(s
11
)。
[0064]
其中，箝位电路的第一直流分压电容(c
dc1
)的正极与光伏电池(pv)的正极、a相上桥臂开关管(s1)的漏极、b相上桥臂开关管(s3)的漏极、c相上桥臂开关管(s5)的漏极相连；
[0065]
第一直流分压电容(c
dc1
)的负极与第二直流分压电容(c
dc2
)的正极、第一箝位开关管(s
10
)的源极相连；
[0066]
第二直流分压电容(c
dc2
)的负极与光伏电池(pv)的负极、a相下桥臂开关管(s4)的源极、b相下桥臂开关管(s6)的源极、c相下桥臂开关管(s2)的源极相连；
[0067]
第一箝位开关管(s
10
)的漏极与第二箝位开关管(s
11
)的漏极相连；
[0068]
第二箝位开关管(s
11
)的源极与a相续流开关管(s7)的源极、ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连。
[0069]
三相输出lc滤波电路包括a相滤波电感(la)、b相滤波电感(lb)、c相滤波电感(lc)、a相滤波电容(c
fa
)、b相滤波电容(c
fb
)和c相滤波电容(c
fc
)。
[0070]
三相负载包括a相负载(ra)、b相负载(rb)和c相负载(rc)。
[0071]
三相输出lc滤波电路和三相负载电路的a相滤波电感(la)的一端与a相续流开关管(s7)的源极、ab相间续流二极管(d1)的正极、a相下桥臂开关管(s4)的漏极相连于点a，所述a相滤波电感(la)的另一端与a相滤波电容(c
fa
)的正极、a相负载(ra)的一端相连；
[0072]
b相滤波电感(lb)的一端与b相续流开关管(s8)的源极、bc相间续流二极管(d2)的正极、b相下桥臂开关管(s6)的漏极相连于点b，b相滤波电感(lb)的另一端与b相滤波电容(c
fb
)的正极、b相负载(rb)的一端相连；
[0073]
c相滤波电感(lc)的一端与c相上桥臂开关管(s9)的源极、ca相间续流二极管(d3)的正极、c相下桥臂开关管(s2)的漏极相连于点c；c相滤波电感(lc)的另一端与c相滤波电容(c
fc
)的正极、c相负载(rc)的一端相连；a相滤波电容(c
fa
)的负极与b相滤波电容(c
fb
)的负
极、c相滤波电容(c
fc
)的负极、a相负载(ra)的另一端、b相负载(rb)的另一端、c相负载(rc)的另一端相连于点n。
[0074]
请参阅图2和图3所示，本发明的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法包括以下步骤：
[0075]
第一步：将光伏逆变器a相、b相、c相产生的相位互差120
°
正弦调制波u
ra
、u
rb
、u
rc
分别和三角载波uc交截，当u
ra
﹥uc时输出高电平，当u
ra
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u1、u4；当u
rb
﹥uc时输出高电平，当u
rb
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u3、u6；当u
rc
﹥uc时输出高电平，当u
rc
﹤uc时输出低电平，从而得到预处理信号u5、u2。
[0076]
第二步：通过对六路预处理信号的判断，将一种十一开关箝位型三相光伏逆变器的工作模态分为六个正常工作模态和两个续流模态。
[0077]
具体的：当光伏逆变器处于正常工作模态时，a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)按spwm的控制方式进行导通和关断，a相续流开关管(s7)和a相上桥臂开关管(s1)开关状态保持一致，b相续流开关管(s8)和b相上桥臂开关管(s3)开关状态保持一致，c相续流开关管(s9)和c相上桥臂开关管(s5)开关状态保持一致，第一箝位开关管(s
10
)和第二箝位开关管(s
11
)均处于关断的状态；
[0078]
当光伏逆变器处于正常工作模态时，a相上桥臂开关管(s1)驱动信号u
g1
和a相下桥臂开关管(s4)驱动信号u
g4
相反，b相上桥臂开关管(s3)驱动信号u
g3
和b相下桥臂开关管(s6)驱动信号u
g6
相反，c相上桥臂开关管(s5)驱动信号u
g5
和c相下桥臂开关管(s2)驱动信号u
g2
相反；
[0079]
当光伏逆变器处于续流模态时，a相上桥臂开关管(s1)、a相下桥臂开关管(s4)、b相上桥臂开关管(s3)、b相下桥臂开关管(s6)、c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)均处于关断状态，a相续流开关管(s7)、b相续流开关管(s8)和c相续流开关管(s9)均处于导通状态，第一箝位开关管(s
10
)和第二箝位开关管(s
11
)均处于导通状态。
[0080]
第三步：将预处理信号u1分别和预处理信号u5、预处理信号u6做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到a相上桥臂开关管(s1)的驱动信号u
g1
；将预处理信号u4分别和预处理信号u2、预处理信号u3做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到a相下桥臂开关管(s4)的驱动信号u
g4
；
[0081]
第四步：将预处理信号u3分别和预处理信号u4、预处理信号u5做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到b相上桥臂开关管(s3)的驱动信号u
g3
；将预处理信号u6分别和预处理信号u1、预处理信号u2做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到b相下桥臂开关管(s6)的驱动信号u
g6
；
[0082]
第五步：将预处理信号u5分别和预处理信号u4、预处理信号u6做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到c相上桥臂开关管(s5)的驱动信号u
g5
；将预处理信号u2分别和预处理信号u1、预处理信号u3做与运算后，再将两个与运算结果做或运算得到c相下桥臂开关管(s2)的驱动信号u
g2
；
[0083]
第六步：将预处理信号u2和预处理信号u6做与运算后，再将与运算结果和预处理信号u1做或运算得到a相续流开关管(s7)的驱动信号u
g7
；将预处理信号u2和预处理信号u4做与运算后，再将与运算结果和预处理信号u3做或运算得到b相续流开关管(s8)的驱动信号u
g8
；
将预处理信号u4和预处理信号u6做与运算后，再将与运算结果和预处理信号u5做或运算得到c相续流开关管(s9)的驱动信号u
g9
；
[0084]
第七步：将预处理信号u1、预处理信号u3、预处理信号u5和预处理信号u4、预处理信号u6、预处理信号u2分别做与运算得到两路信号，再将两路信号做或运算得到第一箝位开关管(s
10
)的驱动信号u
g10
和第二箝位开关管(s
11
)的驱动信号u
g11
。
[0085]
请参阅图3所示，驱动信号时序图的波形从上至下依次为：光伏逆变器a相、b相、c相产生的相位互差120
°
正弦调制波u
ra
、u
rb
、u
rc
和三角载波uc；a相上桥臂开关管(s1)的栅极与漏极之间的电压波形u
g1
；a相下桥臂开关管(s4)的栅极与漏极之间的电压波形u
g4
；b相上桥臂开关管(s3)的栅极与漏极之间的电压波形u
g3
；b相下桥臂开关管(s6)的栅极与漏极之间的电压波形u
g6
；c相上桥臂开关管(s5)的栅极与漏极之间的电压波形u
g5
；c相下桥臂开关管(s2)的栅极与漏极之间的电压波形u
g2
；a相续流开关管(s7)的栅极与漏极之间的电压波形u
g7
；b相续流开关管(s8)的栅极与漏极之间的电压波形u
g8
；c相续流开关管(s9)的栅极与漏极之间的电压波形u
g9
；箝位开关管(s
10
、s
11
)的栅极与漏极之间的电压波形u
gc
。
[0086]
定义光伏逆变器的开关状态为[m1,m2,m3,m4]；其中，m1表示a相上桥臂开关管、a相下桥臂开关管和a相续流开关管的开关状态，m1＝1表示a相上桥臂开关管(s1)和a相续流开关管(s7)导通且a相下桥臂开关管(s4)关断，m1＝0表示a相上桥臂开关管(s1)和a相续流开关管(s7)关断且a相下桥臂开关管(s4)导通，m1＝z表示a相上桥臂开关管(s1)和a相下桥臂开关管(s4)关断且a相续流开关管(s7)导通；m2表示b相上桥臂开关管、b相下桥臂开关管和b相续流开关管的开关状态，m2＝1表示b相上桥臂开关管(s3)和b相续流开关管(s8)导通且b相下桥臂开关管(s6)关断，m2＝0表示b相上桥臂开关管(s3)和b相续流开关管(s8)关断且b相下桥臂开关管(s6)导通，m2＝z表示b相上桥臂开关管(s3)和b相下桥臂开关管(s5)关断且b相续流开关管(s6)导通；m3表示c相上桥臂开关管、c相下桥臂开关管和c相续流开关管的开关状态，m3＝1表示c相上桥臂开关管(s5)和c相续流开关管(s9)导通且c相下桥臂开关管(s2)关断，m3＝0表示c相上桥臂开关管(s5)和c相续流开关管(s9)关断且c相下桥臂开关管(s2)导通，m3＝z表示c相上桥臂开关管(s5)和c相下桥臂开关管(s2)关断且c相续流开关管(s9)导通；m4表示箝位开关管的开关状态，m4＝1表示第一箝位开关管(s
10
)、第二箝位开关管(s
11
)导通，m4＝0表示第一箝位开关管(s
10
)、第二箝位开关管(s
11
)关断。
[0087]
因此，光伏逆变器的六个正常工作模态分别为：[1,0,0,0]、[1,1,0,0]、[0,1,0,0]、[0,1,1,0]、[0,0,1,0]和[1,0,1,0]，续流模态为[z,z,z,1]，以下简要分析光伏逆变器在各模态的工作原理：
[0088]
模态一：请参阅图4所示，光伏逆变器开关状态为[1,0,0,0]，开关管s1、s2、s6和s7的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s3、s4、s5、s8、s9、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经s1—s7—la—ra—n—rb、rc—lb、lc—s6、s2，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
aq
＝ud，u
bq
＝u
cq
＝0，故共模电压为：
[0089]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝ud/3。
[0090]
模态二：请参阅图5所示，光伏逆变器开关状态为[1,1,0,0]，开关管s1、s2、s3、s7和s8的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s4、s5、s6、s9、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经
s1、s3—s7、s8—la、lb—ra、rb—n—rc—lc—s2，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
aq
＝u
bq
＝ud，u
cq
＝0，故共模电压为：
[0091]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝2ud/3。
[0092]
模态三：请参阅图6所示，光伏逆变器开关状态为[0,1,0,0]，开关管s2、s3、s4和s8的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s1、s5、s6、s7、s9、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经s3—s8—lb—rb—n—ra、rc—la、lc—s4、s2，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
bq
＝ud，u
aq
＝u
cq
＝0，故共模电压为：
[0093]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝ud/3。
[0094]
模态四：请参阅图7所示，光伏逆变器开关状态为[0,1,1,0]，开关管s3、s4、s5、s8和s9的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s1、s2、s6和s9的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经s3、s5—s8、s9—lb、lc—rb、rc—n—ra—la—s4，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
bq
＝u
cq
＝ud，u
aq
＝0，故共模电压为：
[0095]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝2ud/3。
[0096]
模态五：请参阅图8所示，光伏逆变器开关状态为[0,0,1,0]，开关管s4、s5、s6和s9的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s1、s2、s3、s7、s8、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经s5—s9—lc—rc—n—ra、rb—la、lb—s4、s6，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
cq
＝ud，u
aq
＝u
bq
＝0，故共模电压为：
[0097]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝ud/3。
[0098]
模态六：请参阅图9所示，光伏逆变器开关状态为[1,0,1,0]，开关管s1、s5、s6、s7和s9的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s2、s3、s4、s8、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。电流从光伏电池pv的正极流出，流经s1、s5—s7、s9—la、lc—ra、rc—n—rb—lb—s6，然后流回光伏电池pv的负极。此时，由于u
aq
＝u
cq
＝ud，u
bq
＝0，故共模电压为：
[0099]ucm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝2ud/3。
[0100]
模态七：请参阅图10所示，光伏逆变器开关状态为[z,z,z,1]，开关管s7、s8、s9、s
10
和s
11
的栅极与漏极之间的电压为高电平，它们处于导通状态；开关管s1、s2、s3、s4、s5和s6的栅极与漏极之间的电压为低电平，它们处于关断状态。该模态的前一状态为正常工作状态，这里以模态一进入模态七为例，其他情况类似。此时电路进入续流阶段，电流依次流经s7—la—ra—n—rb—lb—d2—s9—d3和s2—la—ra—n—rc—lc—d3，光伏电池pv与交流侧断开，上下桥臂开关管均断开，其寄生电容值相同，使a、b和c三点相对于q点的电位差为ud/2，即：
[0101]uaq
＝u
bq
＝u
cq
＝ud/2，
[0102]
故共模电压u
cm
＝(u
aq
+u
bq
+u
cq
)/3＝ud/2。
[0103]
请参阅图11所示，从本发明的控制方法中光伏逆变器共模电压示意图，中可以看出光伏逆变器在正常工作模态时，共模电压为ud/3或2ud/3，在续流模态时，箝位开关管将共模电压双向箝位在ud/2处，共模电压的波形近似“马鞍”形。
[0104]
综上所述，本发明的十一开关箝位型三相光伏逆变器的控制方法在正常工作模态
时，续流开关管和上桥臂开关管的控制信号保持一致，箝位开关管关断，共模电压为ud/3或2ud/3；在续流模态时，上下桥臂开关管均关断，续流开关管和箝位开关管均导通，箝位开关管将共模电压双向箝位在ud/2处，因此，共模电压的波形近似“马鞍”形，有效值更小，漏电流的抑制效果更好，更能保障设备和人身的安全。本发明能够有效降低非隔离型三相光伏逆变器存在漏电流的问题，为抑制非隔离型三相光伏逆变器的漏电流提供了一种方法，具有一定的工程应用价值。
[0105]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。