(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211256345.4 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 中国计量大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 学源街258号 (72)发明人 宋春伟　何金龙　李刚　 (51)Int.Cl. H02M 1/12(2006.01) H02M 7/483(2007.01) H02M 7/5387(2007.01) H02M 1/00(2007.01) H02M 1/088(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/01(2006.01) (54)发明名称 光伏并网级联逆变 器及其控制方法 (57)摘要 本发明公布了一种光伏并网级联逆变器及 其控制方法， 主电路由两个低频工作功率单元以 及一个高频工作功率单元构成， 由光伏电池组产 生的直流电压作为各功率单元的输入电压。 MCU 将并网电流给定值与采集到的输出并网电流的 差值作为数字PI调节 器的输入， 数字PI调节 器输 出调制波。 各载波周期内， 根据调制波与输出电 流极性确定三个工作功率单元开 关管驱动信号， 并由MCU外部引脚输出。 本发明公布的控制方法 适用于三个功率单元输入电压比值为3∶2∶ 1的情 况， 并且通过输出13电平高频PWM电压降低了输 出并网电流谐波 含量。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115483815 A 2022.12.16 CN 115483815 A 1.一种光伏并网级联逆变器， 其特征在于， 主电路由低频工作功率单元1、 低频工作功 率单元2与高频工作 功率单元3构成； 光伏电池组1输出的+3E直流电压作为低频工作 功率单 元1输入电压， 光伏电池组2输出的+2E直流电压作为低频工作功率单元2输入电压， 光伏电 池组3输出的+E直流电压作为高频工作功率单元3输入电压； 低频工作功率单元1输入端跨 接半桥B11与半桥B12， 低频工作功率单元2输入端跨接半桥B21与半桥B22， 高频工作功率单元3 输入端跨接半桥B31与半桥B32； 带反并联二极管D11的全控开关管S11与带反并联二极管D12的 全控开关管S12串联构成半桥B11， 带反并联二极管D13的全控开关管S13与带反并联二极管D14 的全控开关管S14串联构成半桥B12； 带反并联二极管D21的全控开关管S21与带反并联二极管 D22的全控开关管S22串联构成半桥B21， 带反并联二极管D23的全控开关管S23与带反并联二极 管D24的全控开关管S24串联构成半桥B22； 带反并联二极管D31的全控开关管S31与带反并联二 极管D32的全控开关管S32串联构成半桥B31， 带反并联二极管D33的全控开关管S33与带反并联 二极管D34的全控开关管S34串联构成半桥B32； 半桥B12中点B1与半桥B21中点A2相连， 半桥B22 中点B2与 半桥B31中点A3相连， 半桥B11中点A1与 半桥B32中点B3两端电压作为并网级联逆变 器输出电压； MCU将并网电流给定值与采集到的输出并网电流的差值作为数字PI调节器的 输入， 数字PI调节器输出调制波Vm。 MCU引脚P11、 P12、 P13与P14分别输出开关管S11、 S12、 S13与 S14的驱动信号， 引脚P21、 P22、 P23与P24分别输出开关管S21、 S22、 S23与S24的驱动信号， 引脚P31、 P32、 P33与P34分别输出开关管S31、 S32、 S33与S34的驱动信号； 各载波周期内， 根据调制波Vm与输 出电流io极性确定低频工作功率 单元1各开关管驱动信号， 若调制波Vm＞5E且 输出电流io≥ 0则P11、 P14输出高电平且P12、 P13输出低电平， 若4E＜调制波Vm≤5E且输出电流io≥0则P11、 P14输出高电平且P12、 P13输出低电平， 若3E＜调制波Vm≤4E且 输出电流io≥0则P11、 P14输出高 电平且P12、 P13输出低电平， 若2E＜调制波Vm≤3E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若E＜调制波Vm≤2E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输 出低电平， 若 ‑E＜调制波Vm≤E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若‑2E＜调制波Vm≤ ‑E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若 ‑3E＜ 调制波Vm≤ ‑2E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若 ‑4E＜调制波 Vm≤‑3E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若 ‑5E＜调制波Vm≤ ‑ 4E且输出电流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若调制波Vm≤ ‑5E且输出电 流io≥0则P11输出高电平且P12、 P13、 P14输出低电平， 若调制波Vm＞5E且输出电流io＜0则P13 输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若4E＜调制波Vm≤5E且输出电流io＜0则P13输出高电 平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若3E＜调制波Vm≤4E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若2E＜调制波Vm≤3E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输 出低电平， 若E＜调制波Vm≤2 E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若‑E＜调制波Vm≤E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若 ‑2E＜调 制波Vm≤ ‑E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若 ‑3E＜调制波Vm ≤‑2E且输出电流io＜0则P13输出高电平且P11、 P12、 P14输出低电平， 若 ‑4E＜调制波Vm≤ ‑3E 且输出电流io＜0则P12、 P13输出高电平且P11、 P14输出低电平， 若 ‑5E＜调制波Vm≤ ‑4E且输出 电流io＜0则P12、 P13输出高电平且P11、 P14输出低电平， 若调制波Vm≤ ‑5E且输出电流io＜0则 P12、 P13输出高电平且P11、 P14输出低电平； 各载波周期内， 根据调制波Vm与输出电流io极性确 定低频工作功率单元2各开关管驱动信号， 若调制波Vm＞5E且输出电流io≥0则P21、 P24输出权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115483815 A 2高电平且P22、 P23输出低电平， 若4E＜调制波Vm≤5E且输出电流io≥0则P21、 P24输出高电平且 P22、 P23输出低电平， 若3E＜调制波Vm≤4E且输出电流io≥0则P21输出高电平且P22、 P23、 P24输 出低电平， 若2E＜调制波Vm≤3E且输出电流io≥0则P21、 P24输出高电平且P22、 P23输出低电 平， 若E＜调制波Vm≤2E且输出电流io≥0则P21、 P24输出高电平且P22、 P23输出低电平， 若 ‑E＜ 调制波Vm≤E且输出电流io≥0则P21输出高电平且P22、 P23、 P24输出低电平， 若 ‑2E＜调制波Vm ≤‑E且输出电流io≥0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若 ‑3E＜调制波Vm≤ ‑2E且输出电流io ≥0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若 ‑4E＜调制波Vm≤ ‑3E且输出电流io≥0则P21输出高电平 且P22、 P23、 P24输出低电平， 若 ‑5E＜调制波Vm≤ ‑4E且输出电流io≥0则P21、 P22、 P23、 P24输出低 电平， 若调制波Vm≤ ‑5E且输出电流io≥0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若调制波Vm＞5E且 输出电流io＜0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若4E＜调制波Vm≤5E且输出电流io＜0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若3E＜调制波Vm≤4E且输出电流io＜0则P23输出高电平且P21、 P22、 P24输出低电平， 若2E＜调制波Vm≤3E且输出电流io＜0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若E＜ 调制波Vm≤2E且输 出电流io＜0则P21、 P22、 P23、 P24输出低电平， 若 ‑E＜调制波Vm≤E且输出电 流io＜0则P23输出高电平且P21、 P22、 P24输出低电平， 若 ‑2E＜调制波Vm≤ ‑E且输出电流io＜0 则P22、 P23输出高电平且P21、 P24输出低电平， 若 ‑3E＜调制波Vm≤ ‑2E且输出电流io＜0则P22、 P23输出高电平且P21、 P24输出低电平， 若 ‑4E＜调制波Vm≤ ‑3E且输出电流io＜0则P23输出高 电平且P21、 P22、 P24输出低电平， 若 ‑5E＜调制波Vm≤ ‑4E且输出电流io＜0则P22、 P23输出高电 平且P21、 P24输出低电平， 若调制波Vm≤ ‑5E且输出电流io＜0则P22、 P23输出高电平且P21、 P24 输出低电平； 根据调制波Vm确定的比较信号与三角载波比较获得高频工作功率单元3各开 关管的驱动信号， 若比较信号大于三角载波则P31、 P34输出