本發(fā)明屬于逆變器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的出現(xiàn)彌補(bǔ)了二極管鉗位型逆變器和電容鉗位型逆變器的缺點(diǎn)，不僅使用的鉗位器件較少，并且控制過(guò)程較為簡(jiǎn)單。

圖1示出了五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的結(jié)構(gòu)，其中第一儲(chǔ)能單元包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的電容，第一儲(chǔ)能單元的第一端與供電裝置的正極連接，第一儲(chǔ)能單元的第二端與供電裝置的負(fù)極連接，第一開(kāi)關(guān)管組的第一端與第一儲(chǔ)能單元的第一端連接，第一開(kāi)關(guān)管組的第二端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管連接至交流輸出端，第二開(kāi)關(guān)管的第一端與第一儲(chǔ)能單元的第二端連接，第二開(kāi)關(guān)管組的第二端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管連接至交流輸出端，第三開(kāi)關(guān)管組的第一端與第一開(kāi)關(guān)管組的第二端連接，第三開(kāi)關(guān)管組的第二端與第二開(kāi)關(guān)管組的第二端連接，第三開(kāi)關(guān)管組的第三端與第一儲(chǔ)能單元的中點(diǎn)N連接，在第一開(kāi)關(guān)管組的第二端和第二開(kāi)關(guān)管組的第二端之間設(shè)置有第二儲(chǔ)能單元，該第二儲(chǔ)能單元包括懸浮電容。

圖2示出了一種典型的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的結(jié)構(gòu)，包括：第一電容C1、第二電容C2、第一開(kāi)關(guān)管S1至第八開(kāi)關(guān)管S8、以及懸浮電容Cf。其中，第一開(kāi)關(guān)管S1至第八開(kāi)關(guān)管S8均具有體二極管或者反并聯(lián)一個(gè)二極管，第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)，第一開(kāi)關(guān)管S1的第一端與第一電容C1的第一端連接、第二端與第三開(kāi)關(guān)管S3的第二端連接，第二開(kāi)關(guān)管S2的第一端與第三開(kāi)關(guān)管S3的第一端連接、第二端與第一電容C1和第二電容C2的公共端連接，第五開(kāi)關(guān)管S5的第二端與第一電容C1和第二電容C2的公共端N連接、第一端與第四開(kāi)關(guān)管S4的第一端連接，第六開(kāi)關(guān)管S6的第一端與第四開(kāi)關(guān)管S4的第二端連接、第二端與第二電容C2的第二端連接，第七開(kāi)關(guān)管S7的第一端分別與懸浮電容Cf的第一端以及第一開(kāi)關(guān)管S1的第二端連接，第八開(kāi)關(guān)管S8的第二端分別與懸浮電容Cf的第二端以及第六開(kāi)關(guān)管S6的第一端連接，第七開(kāi)關(guān)管S7的第二端與第八開(kāi)關(guān)管S8的第一端連接、作為交流輸出端，該交流輸出端連接有電感L。

將五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器應(yīng)用于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的情況下，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行之前，要對(duì)五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的第一儲(chǔ)能單元中的電容，以及第二儲(chǔ)能單元中的懸浮電容進(jìn)行預(yù)充電。

以圖2所示五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器為例，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行之前，要對(duì)五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中的第一電容C1、第二電容C2和懸浮電容Cf進(jìn)行預(yù)充電。第一電容C1和第二電容C2是與光伏電池直接連接，或者是通過(guò)Boost電路與光伏電池連接，由于光伏電池的PV特性，使得對(duì)第一電容C1和第二電容C2充電時(shí)不存在電流過(guò)大或者尖峰電流的問(wèn)題。而對(duì)懸浮電容Cf進(jìn)行充電過(guò)程中，要避免出現(xiàn)尖峰電流損壞懸浮電容Cf。

目前主要通過(guò)充電輔助電路對(duì)懸浮電容Cf進(jìn)行充電。一種方式如圖3所示，在直流側(cè)增加串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)K1和第一電阻R1，通過(guò)直流側(cè)為懸浮電容Cf充電。另一種方式如圖4所示，在交流側(cè)增加串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)K2和第二電阻R2，通過(guò)交流側(cè)為懸浮電容Cf充電。

但是，上述的兩種對(duì)懸浮電容Cf進(jìn)行預(yù)充電的方式，都需要增加新的硬件，提高系統(tǒng)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法及裝置，在不增加新的硬件的前提下，對(duì)五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中的懸浮電容安全地進(jìn)行預(yù)充電。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法，所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器包括第一儲(chǔ)能單元、第二儲(chǔ)能單元、第一開(kāi)關(guān)管組、第二開(kāi)關(guān)管組、第三開(kāi)關(guān)管組和兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，所述第一儲(chǔ)能單元包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的電容，所述第二儲(chǔ)能單元包括懸浮電容；所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與濾波電路連接，所述濾波電路至少包括第一電感和濾波電容，所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與所述第一電感的第一端連接，所述濾波電容的第一端與所述第一電感的第二端連接、第二端與所述第一儲(chǔ)能單元的中點(diǎn)連接；

所述預(yù)充電控制方法包括：

調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，由所述第一儲(chǔ)能單元中的電容為所述懸浮電容和所述濾波電容充電；

在對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件；

當(dāng)確定滿足所述第一條件時(shí)，調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容進(jìn)行充電，對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電；

在對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件；

當(dāng)確定滿足所述第二條件時(shí)，調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電；

判斷所述懸浮電容的電壓是否達(dá)到設(shè)定值；

若所述懸浮電容的電壓達(dá)到所述設(shè)定值，則完成對(duì)所述懸浮電容的預(yù)充電，若所述懸浮電容的電壓未達(dá)到所述設(shè)定值，則再次執(zhí)行由所述第一儲(chǔ)能單元中的電容為所述懸浮電容和所述濾波電容充電的步驟及后續(xù)步驟。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制方法中，所述在對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件，包括：

判斷所述濾波電容的電壓是否升至第一電壓值；

若所述濾波電容的電壓升至所述第一電壓值，則確定滿足第一條件；

若所述濾波電容的電壓未升至所述第一電壓值，則確定不滿足第一條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制方法中，所述在對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件，包括：

判斷對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間是否達(dá)到第一時(shí)間值；

若充電時(shí)間達(dá)到所述第一時(shí)間值，則確定滿足第一條件；

若充電時(shí)間未達(dá)到所述第一時(shí)間值，則確定不滿足第一條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制方法中，所述在對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件，包括：

判斷所述濾波電容的電壓是否降至第二電壓值；

若所述濾波電容的電壓降至所述第二電壓值，則確定滿足第二條件；

若所述濾波電容的電壓未降至所述第二電壓值，則確定不滿足第二條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制方法中，所述在對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件，包括：

判斷對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間是否達(dá)到第二時(shí)間值；

若放電時(shí)間達(dá)到所述第二時(shí)間值，則確定滿足第二條件；

若放電時(shí)間未達(dá)到所述第二時(shí)間值，則確定不滿足第一條件。

本發(fā)明提供一種五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制裝置，所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器包括第一儲(chǔ)能單元、第二儲(chǔ)能單元、第一開(kāi)關(guān)管組、第二開(kāi)關(guān)管組、第三開(kāi)關(guān)管組和兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，所述第一儲(chǔ)能單元包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的電容，所述第二儲(chǔ)能單元包括懸浮電容；所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與濾波電路連接，所述濾波電路至少包括第一電感和濾波電容，所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與所述第一電感的第一端連接，所述濾波電容的第一端與所述第一電感的第二端連接、第二端與所述第一儲(chǔ)能單元的中點(diǎn)連接；

所述預(yù)充電控制裝置包括：

第一控制單元，用于調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，由所述第一儲(chǔ)能單元中的電容為所述懸浮電容和所述濾波電容充電；

第一處理單元，用于在對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件；

第二控制單元，用于在確定滿足所述第一條件時(shí)，調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容進(jìn)行充電，對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電；

第二處理單元，用于在對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件；

第三控制單元，用于在確定滿足所述第二條件時(shí)，調(diào)整所述五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電；

第三處理單元，用于判斷所述懸浮電容的電壓是否達(dá)到設(shè)定值，若所述懸浮電容的電壓達(dá)到所述設(shè)定值，則確定完成對(duì)所述懸浮電容的預(yù)充電，若所述懸浮電容的電壓未達(dá)到所述設(shè)定值，則觸發(fā)所述第一控制單元執(zhí)行操作，直至所述懸浮電容的電壓達(dá)到所述設(shè)定值。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制裝置中，所述第一處理單元包括：

第一判斷模塊，用于判斷所述濾波電容的電壓是否升至第一電壓值；

第一處理模塊，用于在所述濾波電容的電壓升至所述第一電壓值的情況下，確定滿足第一條件，在所述濾波電容的電壓未升至所述第一電壓值的情況下，確定不滿足第一條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制裝置中，所述第一處理單元包括：

第二判斷模塊，用于判斷對(duì)所述懸浮電容和所述濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間是否達(dá)到第一時(shí)間值；

第二處理模塊，用于在所述充電時(shí)間達(dá)到所述第一時(shí)間值的情況下，確定滿足第一條件，在所述充電時(shí)間未達(dá)到所述第一時(shí)間值的情況下，確定不滿足第一條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制裝置中，所述第二處理單元包括：

第三判斷模塊，用于判斷所述濾波電容的電壓是否降至第二電壓值；

第三處理模塊，用于在所述濾波電容的電壓降至所述第二電壓值的情況下，確定滿足第二條件，在所述濾波電容的電壓未降至所述第二電壓值的情況下，確定不滿足第二條件。

優(yōu)選的，上述預(yù)充電控制裝置中，所述第二處理單元包括：

第四判斷模塊，用于判斷對(duì)所述濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間是否達(dá)到第二時(shí)間值；

第四處理單元，用于在所述放電時(shí)間達(dá)到所述第二時(shí)間值的情況下，確定滿足第二條件，在所述放電時(shí)間未達(dá)到所述第二時(shí)間值的情況下，確定不滿足第一條件。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明公開(kāi)的應(yīng)用于五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法，首先利用第一儲(chǔ)能單元中的電容對(duì)懸浮電容和濾波電路中的濾波電容進(jìn)行充電，之后控制濾波電容中的濾波電容放電，通過(guò)多輪充放電操作完成對(duì)懸浮電容的預(yù)充電。可以看到，本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制方法，利用并網(wǎng)逆變系統(tǒng)原有的濾波電路形成充放電回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮電容的預(yù)充電，而不需要增加新的硬件，能夠降低系統(tǒng)成本；并且，濾波電路中的第一電感在充放電過(guò)程中起到限流作用，能夠避免在懸浮電容產(chǎn)生尖峰電流，從而安全地為懸浮電容進(jìn)行預(yù)充電。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的電路圖；

圖3為現(xiàn)有的具有充電輔助電路的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的電路圖；

圖4為現(xiàn)有的具有充電輔助電路的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的電路圖；

圖5為本發(fā)明公開(kāi)的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法的流程圖；

圖6為基于本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制方法形成的充電回路的示意圖；

圖7為基于本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制方法形成的放電回路的示意圖；

圖8為本發(fā)明公開(kāi)的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明公開(kāi)一種五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法及裝置，在不增加新的硬件的前提下，對(duì)五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中的懸浮電容安全地進(jìn)行預(yù)充電。

本發(fā)明公開(kāi)的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：第一儲(chǔ)能單元、第二儲(chǔ)能單元、第一開(kāi)關(guān)管組、第二開(kāi)關(guān)管組、第三開(kāi)關(guān)管組和兩個(gè)開(kāi)關(guān)管。其中，第一儲(chǔ)能單元包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的電容，第一儲(chǔ)能單元的第一端與供電裝置的正極連接，第一儲(chǔ)能單元的第二端與供電裝置的負(fù)極連接。第一開(kāi)關(guān)管組的第一端與第一儲(chǔ)能單元的第一端連接，第一開(kāi)關(guān)管組的第二端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管連接至交流輸出端。第二開(kāi)關(guān)管的第一端與第一儲(chǔ)能單元的第二端連接，第二開(kāi)關(guān)管組的第二端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管連接至交流輸出端。第三開(kāi)關(guān)管組的第一端與第一開(kāi)關(guān)管組的第二端連接，第三開(kāi)關(guān)管組的第二端與第二開(kāi)關(guān)管組的第二端連接，第三開(kāi)關(guān)管組的第三端與第一儲(chǔ)能單元的中點(diǎn)N連接。在第一開(kāi)關(guān)管組的第二端和第二開(kāi)關(guān)管組的第二端之間設(shè)置有第二儲(chǔ)能單元，該第二儲(chǔ)能單元包括懸浮電容。

另外，五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與濾波電路連接，該濾波電路至少包括第一電感和濾波電容，五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與第一電感的第一端連接，濾波電容的第一端與第一電感的第二端連接、第二端與第一儲(chǔ)能單元的中點(diǎn)N連接。

圖6和圖7示出了五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的典型結(jié)構(gòu)，包括第一電容C1、第二電容C2、懸浮電容Cf，以及第一開(kāi)關(guān)管S1至第八開(kāi)關(guān)管S8。

其中：

第一開(kāi)關(guān)管S1至第八開(kāi)關(guān)管S8均具有體二極管或反并聯(lián)一個(gè)二極管。

第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)。

第一開(kāi)關(guān)管S1的第一端與第一電容C1的第一端連接、第二端與第三開(kāi)關(guān)管S3的第二端連接，第二開(kāi)關(guān)管S2的第一端與第三開(kāi)關(guān)管S3的第一端連接、第二端與第一電容C1和第二電容C2的公共端連接。

第五開(kāi)關(guān)管S5的第二端與第一電容C1和第二電容C2的公共端N連接、第一端與第四開(kāi)關(guān)管S4的第一端連接，第六開(kāi)關(guān)管S6的第一端與第四開(kāi)關(guān)管S4的第二端連接、第二端與第二電容C2的第二端連接。

第七開(kāi)關(guān)管S7的第一端分別與懸浮電容Cf的第一端以及第一開(kāi)關(guān)管S1的第二端連接，第八開(kāi)關(guān)管S8的第二端分別與懸浮電容Cf的第二端以及第六開(kāi)關(guān)管S6的第一端連接，第七開(kāi)關(guān)管S7的第二端與第八開(kāi)關(guān)管S8的第一端連接、作為交流輸出端。

另外，五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與濾波電路連接，該濾波電路至少包括第一電感La和濾波電容Ca。五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端與第一電感La的第一端連接，濾波電容Ca的第一端與第一電感La的第二端連接、第二端與第一電容C1和第二電容C2的公共端N連接。

這里需要說(shuō)明的是，五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器作為并網(wǎng)逆變器使用時(shí)，在其交流輸出端與電網(wǎng)之間必須要設(shè)置濾波電路，也就是說(shuō)圖6和圖7中所示的濾波電路為并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中原有的電路。

另外，與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端連接的濾波電路可以為L(zhǎng)CL濾波電路，即如圖6和圖7中所示的結(jié)構(gòu)。具體的：第一電感La的第一端與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端連接，第一電感La的第二端分別與濾波電容Ca的第一端以及第二電感Lga的第一端連接，濾波電容Ca的第二端與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中第一電容C1和第二電容C2的公共端N連接。

與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端連接的濾波電路也可以為L(zhǎng)C濾波電路。具體的：第一電感La的第一端與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的交流輸出端連接，濾波電容Ca的第一端與第一電感La的第二端連接，濾波電容Ca的第二端與五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中第一電容C1和第二電容C2的公共端N連接。

下面結(jié)合圖5對(duì)本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制方法進(jìn)行說(shuō)明。包括：

步驟S1：調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，由第一儲(chǔ)能單元中的電容為懸浮電容和濾波電容充電。

以圖6和圖7所示的電路為例，控制第一開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通，控制第二開(kāi)關(guān)管S2、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6和第七開(kāi)關(guān)管S7關(guān)斷，由直流側(cè)的第一電容C1為懸浮電容Cf和濾波電容Ca充電。

整個(gè)充電回路為：第一電容C1-第一開(kāi)關(guān)管S1-懸浮電容Cf-第八開(kāi)關(guān)管S8的體二極管/第八開(kāi)關(guān)管S8的第一端和第二端之間反并聯(lián)的二極管-第一電感La-濾波電容Ca-第一電容C1，如圖5中所示。第一電感La在充電過(guò)程中起到限流作用。這里需要說(shuō)明的是，其他開(kāi)關(guān)管的通斷對(duì)充電回路沒(méi)有影響。通常，懸浮電容Cf與濾波電容Ca的電容值相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，例如：懸浮電容Cf的電容值為130uF，濾波電容的電容值為10uF。

步驟S2：在對(duì)懸浮電容和濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件。

步驟S3：當(dāng)確定滿足第一條件時(shí)，調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電，對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

如果對(duì)濾波電容的充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致濾波電容出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象而損壞。因此，在對(duì)懸浮電容和濾波電容充電過(guò)程中，要判斷是否滿足第一條件，當(dāng)滿足第一條件時(shí)，表明濾波電容將要出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象。相應(yīng)的，要調(diào)整開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電，對(duì)濾波電容進(jìn)行放電，以便再次對(duì)懸浮電容進(jìn)行充電。

以圖6和圖7所示的電路為例，控制第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第六開(kāi)關(guān)管S6和第七開(kāi)關(guān)管S7關(guān)斷，控制第五開(kāi)關(guān)管S5和第八開(kāi)關(guān)管S8導(dǎo)通，對(duì)濾波電容Ca進(jìn)行放電，以便再次對(duì)懸浮電容Cf進(jìn)行充電。

整個(gè)放電回路為：第一電容C1和第二電容C2的公共端N-濾波電容Ca-第一電感La-第八開(kāi)關(guān)管S8-第四開(kāi)關(guān)管S4的體二極管/第四開(kāi)關(guān)管S4的第一端和第二端之間反并聯(lián)的二極管-第五開(kāi)關(guān)管S5-第一電容C1和第二電容C2的公共端N，如圖6中所示。第一電感La在放電過(guò)程中起到限流作用。這里需要說(shuō)明的是，其他開(kāi)關(guān)管的通斷對(duì)放電回路沒(méi)有影響。

步驟S4：在對(duì)濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件。

步驟S5：當(dāng)確定滿足第二條件時(shí)，調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

如果對(duì)濾波電容的放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致濾波電容形成反向電壓。因此，在對(duì)濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，要判斷是否滿足第二條件，當(dāng)滿足第二條件時(shí)，表明濾波電容將要出現(xiàn)反向電壓。相應(yīng)的，當(dāng)確定滿足第二條件時(shí)，要調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

以圖6和圖7所示的電路為例，控制第五開(kāi)關(guān)管S5關(guān)斷，停止對(duì)濾波電容Ca進(jìn)行放電。

步驟S6：判斷懸浮電容的電壓是否達(dá)到設(shè)定值，若懸浮電容的電壓達(dá)到設(shè)定值，則完成對(duì)懸浮電容的預(yù)充電，若懸浮電容的電壓未達(dá)到設(shè)定值，則再次執(zhí)行步驟S1。

通過(guò)執(zhí)行一次步驟S1至步驟S5，即完成一輪充放電操作，此時(shí)要判斷懸浮電容的電壓是否達(dá)到設(shè)定值。如果懸浮電容的電壓達(dá)到設(shè)定值，則完成對(duì)懸浮電容的預(yù)充電。如果懸浮電容的電壓未達(dá)到設(shè)定值，則需要再進(jìn)行充放電操作，直至懸浮電容的電壓達(dá)到設(shè)定值。

本發(fā)明公開(kāi)的應(yīng)用于五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法，首先利用第一儲(chǔ)能單元中的電容對(duì)懸浮電容和濾波電路中的濾波電容進(jìn)行充電，之后控制濾波電容中的濾波電容放電，通過(guò)多輪充放電操作完成對(duì)懸浮電容的預(yù)充電?？梢钥吹?，本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制方法，利用并網(wǎng)逆變系統(tǒng)原有的濾波電路形成充放電回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮電容的預(yù)充電，而不需要增加新的硬件，能夠降低系統(tǒng)成本；并且，濾波電路中的第一電感在充放電過(guò)程中起到限流作用，能夠避免在懸浮電容產(chǎn)生尖峰電流，從而安全地為懸浮電容進(jìn)行預(yù)充電。

在上述預(yù)充電控制方法中，作為一種實(shí)施方式，第一條件配置為：濾波電容的電壓升至第一電壓值。

相應(yīng)的，在對(duì)懸浮電容和濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件，包括：判斷濾波電容的電壓是否升至第一電壓值；若濾波電容的電壓升至第一電壓值，則確定滿足第一條件；若濾波電容的電壓未升至第一電壓值，則確定不滿足第一條件。

當(dāng)濾波電容的電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)濾波電容造成損壞，因此可以將濾波電容的電壓作為判斷是否要停止對(duì)其進(jìn)行充電的依據(jù)。

實(shí)施中，可以根據(jù)濾波電容的耐壓來(lái)確定第一電壓值。例如：如果是380V線電壓的電網(wǎng)，每相的濾波電容的耐壓一般是300V，那么第一電壓值可以配置為250V，當(dāng)濾波電容的電壓達(dá)到250V時(shí)，就關(guān)斷第一開(kāi)關(guān)管。

在上述預(yù)充電控制方法中，作為另一種實(shí)施方式，第一條件配置為：對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間達(dá)到第一時(shí)間值。

相應(yīng)的，在對(duì)懸浮電容和濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件，包括：判斷對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間是否達(dá)到第一時(shí)間值；若充電時(shí)間達(dá)到第一時(shí)間值，則確定滿足第一條件；若充電時(shí)間未達(dá)到第一時(shí)間值，則確定不滿足第一條件。

濾波電容的充電時(shí)間與濾波電容的電壓呈現(xiàn)一定的關(guān)系，因此可以將對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間作為判斷是否要停止對(duì)其進(jìn)行充電的依據(jù)。

實(shí)施中，該第一時(shí)間值根據(jù)濾波電容的充電速率與濾波電容的耐壓確定。該第一時(shí)間值的取值應(yīng)保證，對(duì)濾波電容進(jìn)行充電的時(shí)間達(dá)到第一時(shí)間值時(shí)，濾波電容的電壓小于其耐壓。

在上述預(yù)充電控制方法中，作為一種實(shí)施方式，第二條件配置為：濾波電容的電壓降至第二電壓值。

相應(yīng)的，在對(duì)濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件，包括：判斷濾波電容的電壓是否降至第二電壓值；若濾波電容的電壓降至第二電壓值，則確定滿足第二條件；若濾波電容的電壓未降至第二電壓值，則確定不滿足第二條件。

如果濾波電容的放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致濾波電容出現(xiàn)反向電壓，因此可以將濾波電容的電壓作為判斷是否要控制濾波電容停止放電的依據(jù)。以380V線電壓的電網(wǎng)為例，第二電壓值可配置為30V左右的數(shù)值。

在上述預(yù)充電控制方法中，作為一種實(shí)施方式，第二條件配置為：對(duì)濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間達(dá)到第二時(shí)間值。

相應(yīng)的，在對(duì)濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件，包括：判斷對(duì)濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間是否達(dá)到第二時(shí)間值；若放電時(shí)間達(dá)到第二時(shí)間值，則確定滿足第二條件；若放電時(shí)間未達(dá)到第二時(shí)間值，則確定不滿足第一條件。

濾波電容的放電時(shí)間與濾波電容的電壓呈現(xiàn)一定的關(guān)系，因此可以將對(duì)濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間作為判斷是否要控制濾波電容停止放電的依據(jù)。

實(shí)施中，該第二時(shí)間值根據(jù)濾波電容的放電速率確定。該第二時(shí)間中的取值應(yīng)保證，對(duì)濾波電容進(jìn)行放電的時(shí)間達(dá)到第二時(shí)間值時(shí)，濾波電容不出現(xiàn)反向電壓。

本發(fā)明上述公開(kāi)了五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制方法，相應(yīng)的，本發(fā)明公開(kāi)五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制裝置，下文關(guān)于預(yù)充電控制裝置的描述與上文關(guān)于預(yù)充電控制方法的描述，可以相互參見(jiàn)。

參見(jiàn)圖8，圖8為本發(fā)明公開(kāi)的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的預(yù)充電控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該預(yù)充電控制裝置包括第一控制單元10、第一處理單元20、第二控制單元30、第二處理單元40、第三控制單元50和第三處理單元60。圖8中的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)如圖6所示。

其中：

第一控制單元10，用于調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，由第一儲(chǔ)能單元中的電容為懸浮電容和濾波電容充電。

第一處理單元20，用于在對(duì)懸浮電容和濾波電容充電過(guò)程中，判斷是否滿足第一條件。

第二控制單元30，用于在確定滿足第一條件時(shí)，調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電，對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

第二處理單元40，用于在對(duì)濾波電容進(jìn)行放電過(guò)程中，判斷是否滿足第二條件。

第三控制單元50，用于在確定滿足第二條件時(shí)，調(diào)整五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，停止對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

第三處理單元60，用于判斷懸浮電容的電壓是否達(dá)到設(shè)定值，若懸浮電容的電壓達(dá)到設(shè)定值，則確定完成對(duì)懸浮電容的預(yù)充電，若懸浮電容的電壓未達(dá)到設(shè)定值，則觸發(fā)第一控制單元10執(zhí)行操作，直至懸浮電容的電壓達(dá)到設(shè)定值。

本發(fā)明公開(kāi)的預(yù)充電控制裝置，利用并網(wǎng)逆變系統(tǒng)原有的濾波電路形成充放電回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮電容的預(yù)充電，而不需要增加新的硬件，能夠降低系統(tǒng)成本；并且，濾波電路中的第一電感在充放電過(guò)程中起到限流作用，能夠避免在懸浮電容產(chǎn)生尖峰電流，從而安全地為懸浮電容進(jìn)行預(yù)充電。

在上述預(yù)充電控制裝置中，作為一種實(shí)施方式，第一處理單元20包括：

第一判斷模塊，用于判斷濾波電容的電壓是否升至第一電壓值；

第一處理模塊，用于在濾波電容的電壓升至第一電壓值的情況下，確定滿足第一條件，在濾波電容的電壓未升至第一電壓值的情況下，確定不滿足第一條件。

作為另一種實(shí)施方式，第一處理單元20包括：

第二判斷模塊，用于判斷對(duì)懸浮電容和濾波電容進(jìn)行充電的充電時(shí)間是否達(dá)到第一時(shí)間值；

第二處理模塊，用于在充電時(shí)間達(dá)到第一時(shí)間值的情況下，確定滿足第一條件，在充電時(shí)間未達(dá)到第一時(shí)間值的情況下，確定不滿足第一條件。

在上述預(yù)充電控制裝置中，作為一種實(shí)施方式，第二處理單元40包括：

第三判斷模塊，用于判斷濾波電容的電壓是否降至第二電壓值；

第三處理模塊，用于在濾波電容的電壓降至第二電壓值的情況下，確定滿足第二條件，在濾波電容的電壓未降至第二電壓值的情況下，確定不滿足第二條件。

在另一種實(shí)施方式中，第二處理單元40包括：

第四判斷模塊，用于判斷對(duì)濾波電容進(jìn)行放電的放電時(shí)間是否達(dá)到第二時(shí)間值；

第四處理單元，用于在放電時(shí)間達(dá)到第二時(shí)間值的情況下，確定滿足第二條件，在放電時(shí)間未達(dá)到第二時(shí)間值的情況下，確定不滿足第一條件。

最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。