[發明專利]具有兩個直流鏈的三電平逆變器及其控制裝置和方法

有效

• 申請號: 201310071251.4
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103715924A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 樸容淳;薛承基;林春浩;李成勛;李基成
• 申請（專利權）人: LG優普樂株式會社;（財團法人）基礎電力研究院
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;G05F1/67
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

1.一種具有兩個直流（DC）鏈的三電平逆變器，所述三電平逆變器用于將多個光伏（PV）模塊內生成的DC電力轉換成交流（AC）電力，其中所述兩個DC鏈中的第一DC鏈的一端連接至所述多個PV模塊中的產生第一電位的第一電位點，以及

所述兩個DC鏈中的第二DC鏈的一端連接至所述多個PV模塊中的產生低于所述第一電位的第二電位的第二電位點，以及

所述第一DC鏈的另一端和所述第二DC鏈的另一端都連接至所述多個PV模塊中的產生具有所述第一電位和所述第二電位之間的中間電平的第三電位的第三電位點。

2.一種用于控制根據權利要求1的具有兩個DC鏈的三電平逆變器的裝置，所述裝置包括：

兩個最大功率點跟蹤（MPPT）執行單元，所述MPPT執行單元用于對所述兩個DC鏈中的每一個獨立地執行MPPT以分別生成DC鏈電壓參考值；

算術運算單元，所述算術運算單元用于通過接收從所述兩個MPPT執行單元輸出的所述DC鏈電壓參考值，執行所述DC鏈電壓參考值中的每一個的和運算以及差運算；

相電壓參考單元，所述相電壓參考單元用于基于通過執行所述算術運算單元的和運算計算的值生成每個相電壓參考值；

零序電壓參考單元，所述零序電壓參考單元用于基于通過執行所述算術運算單元的差運算計算的值，生成零序電壓的參考值；以及

柵極驅動單元，所述柵極驅動單元用于生成最終參考值并使用所述最終參考值向所述三電平逆變器的開關元件的每個柵極施加信號，所述最終參考值是通過將由所述零序電壓參考單元計算的所述零序電壓的參考值與所述相電壓參考單元的每個相電壓參考值相加得到的。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述零序電壓參考單元生成零序電壓的參考值，在該參考值處所述DC鏈之間的電壓差跟蹤由所述算術運算單元的差運算計算的值。

4.根據權利要求2或3所述的裝置，其中，所述零序電壓參考單元包括：

比例積分處理單元，所述比例積分處理單元用于從由所述算術運算單元的差運算計算的值中減去所述DC鏈之間的所述電壓差，用于通過使用預定增益對減法運算后的值執行比例積分，以及用于生成逆變器中點電流參考值；以及

電壓參考輸出單元，所述電壓參考輸出單元用于通過使用由所述比例積分處理單元生成的所述逆變器中點電流參考值，生成并輸出所述零序電壓的參考值。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述電壓參考輸出單元根據來自曲線圖中的每個操作狀態來確定臨界點，通過使用所確定的臨界點執行線性插值，從而生成與由所述比例積分處理單元生成的所述逆變器中點電流參考值相對應的零序電壓的參考值，所述曲線圖的X軸設為逆變器中點電流，Y軸設為零序電壓的參考值。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中，當確定所述操作狀態和計算所述臨界點時，所述電壓參考輸出單元使用所述相電壓參考值、采樣周期、每個相電流幅值和每個DC鏈電壓幅值。

7.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述柵極驅動單元通過使用載波來生成脈寬調制（PWM）信號，并將所述PWM信號施加到所述開關元件的每個柵極，所述載波的幅值根據每個DC鏈電壓和所述最終參考值而動態變化。

8.一種用于控制根據權利要求1的具有兩個DC鏈的三電平逆變器的方法，所述方法包括：

（a）對所述兩個DC鏈中的每一個獨立地執行最大功率點跟蹤（MPPT）以分別生成DC鏈電壓參考值；

（b）通過接收在（a）中生成的所述DC鏈電壓參考值，執行所述DC鏈電壓參考值中的每一個的和運算以及差運算；

（c）基于通過執行（b）中的和運算計算的值，生成每個相電壓參考值；

（d）基于通過執行（b）中的差運算計算的值，生成零序電壓的參考值；以及

（e）生成最終參考值，并使用所述最終參考值將信號施加到所述三電平逆變器的開關元件的每個柵極，所述最終參考值是通過將在（d）中計算的零序電壓的參考值與在（c）中計算的每個相電壓參考值相加而得到。

9.根據權利要求8中的所述方法，其中，（d）包括生成零序電壓的參考值，在該參考值處所述DC鏈之間的電壓差跟蹤通過（b）中的差運算計算的值。