專利名稱：一種七電平電路、并網逆變器及其調制方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種七電平電路、并網逆變器及其調制方法和裝置。
背景技術：
逆變器的分類，一般是根據逆變器應用場合和控制方式的不同可分為離網型逆變器和并網型逆變器，在并網型逆變器中根據是否帶有變壓器又可分為變壓器隔離型逆變器和無變壓器型逆變器。無變壓器型逆變器由于系統結構簡單，效率高，體積小，成本低等諸多優點，得到了快速的發展。 但是無變壓器型逆變器由于不能實現直流輸入源和交流負載間的電氣隔離，漏電流問題是其可靠性的關鍵指標之一。為獲得較高的效率，常采用單極性調制策略，傳統的H4拓撲已不能同時兼顧漏電流和高效率。為消除單極性SPWM調制產生的高頻共模電壓，必須使得續流階段的續流回路嵌位在太陽能電池電壓的一半，才能達到消除共模電壓漏電流的目的。采用改進型拓撲，如H5、H6、Heric拓撲，實現了單極性調制策略，在一定程度上解決了漏電流問題，其橋臂輸出電壓等效為三電平輸出。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種七電平電路、并網逆變器及其調制方法和系統，實現兼顧漏電流和高效率兩方面的問題。本發明提供一種七電平電路，所述七電平電路包括直流升壓電路、與直流電源相并聯的對稱雙Buck電路；所述直流升壓電路包括與直流電源并聯的第四電容CBl和直流斬波器；第二開關管和第二二極管的公共端與所述直流斬波器和第四電容CBl的公共端之間連有第八開
關管;所述對稱雙Buck電路包括第一電容和第二電容串聯后并聯在所述直流電源兩偵U，第一二極管和第二二極管串聯后與所述直流電源并聯，第一電容與第一二極管之間設置有第一開關管，第二二極管與第二電容之間設置有第二開關管；第一二極管和第一開關管的公共端與所述七電平電路輸出端之間設置有第一電感，第二開關管和第二二極管的公共端與所述七電平電路輸出端之間設置有第二電感；第一電容與第二電容的連接點與第一二極管和第二二極管的連接點直接相連。優選地，所述直流斬波器包括所述第四電容CBl與直流電源的負母線端之間串聯的第三二極管和第五電感，直流電源的正母線端與第三二極管和第五電感的公共端之間設置的第七開關管。優選地，包括
控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值。優選地，包括當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路不工作，控制第一、二開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照五電平調節方式工作；所述調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4 和 t8;將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6;
調制波的第一半周期的波形和第二半周期的分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別為L和t3，以及t5和t7 ；to-t!時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷；ti_t2時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述
第二開關管導通；t2_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述
第一開關管導通；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述
第一開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述
第二開關管關斷；t5_t6時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述
第二開關管導通；t6_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述
第一開關管導通；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述
第一開關管關斷。優選地，當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為h、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點h、t4和t8 ；將t(l延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為A和t3，以及t5和t7 ；在時間點h和t2之間設置時間點tlx，在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心；在時間點〖5和〖6之間設置時間點t5x，在時間點〖6和〖7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x-t7x時間段；to-t!時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷；時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tlx-t3x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3x_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷； t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5_t5x時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5x-t7x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7x_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。優選地，當直流電源輸出電壓低于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為t。、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點h、t4和t8 ；將t(l延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為A和t3，以及t5和t7 ；調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，分別記為tly和t3y，以及t5y和t7y ；to-t!時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷；ti_tly時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tly-t3y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3y_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；
t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5_t5y時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5y-t7y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7y_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。本發明提供一種七電平電路的調制裝置，所述調制裝置通過控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值；優選地，所述裝置包括第一開關管工作狀態確定單元、第一時間確定單元和第一控制單兀；所述第一開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路不工作，控制第一、二開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照五電平調節方式工作；所述第一時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為所述調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點和t8 ;將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別為A和t3，以及t5和t7 ；所述第一控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為Aft1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷；ti_t2時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t2_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷；t5_t6時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t6_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷。優選地，包括第二開關管工作狀態確定單元、第二時間確定單元和第二控制單元;第二開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；所述第二時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Vt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點Vt4和t8 ;將to延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為A和t3，以及t5和t7 ;在時間點^和〖2之間設置時間點tlx，在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心；在時間點t5和t6之間設置時間點t5x，在時間點t6和t7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x-t7x時間段；所述第二控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為AtTt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升 壓電路中的第八開關管關斷山-tu時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tlx_t3x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3x_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5_t5x時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5x_t7x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7x_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。優選地，所述裝置包括第三開關管工作狀態確定單元、第三時間確定單元和第三控制單兀；所述第三開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓低于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；所述第三時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Vt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點Vt4和t8 ;將to延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為A和t3，以及t5和t7 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，分別記為tly和t3y，以及t5y和t7y ；；所述第三控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為Aft1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷山-\時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tly-t3y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3y-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5-t5y時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5y-t7y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7y-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第 八開關管關斷。本發明還提供一種并網逆變器，包括所述的七電平電路，以及與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路。本發明還提供一種并網逆變器，包括所述的七電平電路，與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路，以及并聯在所述七電平電路與工頻換相逆變電路之間的第三電容。本發明還提供一種控制并網逆變器的方法，所述并網逆變器包括所述的七電平電路，所述七電平電路采用所述的調制方法。本發明還提供一種控制并網逆變器的裝置，所述并網逆變器包括所述的七電平電路，所述七電平電路采用所述的調制裝置。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明實施例所述七電平電路，由于電路包括直流升壓電路、與直流電源相并聯的對稱雙Buck電路；所述直流升壓電路工作時，可以實現七電平調節方式工作。當本發明實施例所述七電平電路應用于并網逆變器時，可以滿足在前級直流電源輸出電壓不能達到逆變電壓的要求時，通過直流升壓電路的升壓，從而達到逆變電壓的要求，實現逆變。本發明實施例所述并網逆變器的調制方法和裝置，在電網電壓的第一半周期和第二半周期是間隔地出現第三模態C和第四模態D，這樣可以有效抵消第三模態C和第四模態D時雙Buck電路的第一電容Cl和第二電容C2上產生的電壓波動。并且第一、二電容Cl、C2和第一、二電感LI、L2的持續放電和持續充電時間都較短，大大減小了第一、二電容Cl、C2和第一、二電感L1、L2的端電壓波動，從而減小輸出電壓的紋波，改善了輸出波形。并且，本發明實施例所述并網逆變器的調制方法和裝置，可以使得開關管按照五電平或者七電平的調節方式工作，提高了效率。同時由于電平數目增多，電平之間的電壓差減少，共模電壓也相應減少，從而抑制了漏電流。
圖I是本發明七電平電路應用于并網逆變器第一實施例電路圖2是本發明七電平電路應用于并網逆變器第二實施例電路圖；圖3a是本發明實施例七電平電路的第一種工作模態A示意圖；圖3b是本發明實施例七電平電路的第二種工作模態B示意圖；圖3c是本發明實施例七電平電路的第三種工作模態C示意圖；圖3d是本發明實施例七電平電路的第四種工作模態D示意圖；圖3e是本發明實施例七電平電路的第五種工作模態E示意圖；圖4是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法第一實施例的原理圖；圖5是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法第二實施例的原理圖；圖6是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法第三實施例的原理圖；圖7是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置第一實施例的結構圖；圖8是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置第二實施例的結構圖；圖9是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置第三實施例的結構圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。參見圖1，該圖是本發明七電平電路應用于并網逆變器第一實施例電路圖。一種七電平電路，包括直流升壓電路、與直流電源相并聯的對稱雙Buck電路。所述直流升壓電路包括與直流電源并聯的第四電容CBl和直流斬波器；第二開關管T2和第二二極管D2的公共端與所述直流斬波器和第四電容CBl的公共端之間連有第八開關管TB2。所述對稱雙Buck電路包括第一電容Cl和第二電容C2串聯后并聯在所述直流電源兩側，第一二極管Dl和第二二極管D2串聯后與所述直流電源并聯，第一電容Cl與第一二極管Dl之間設置有第一開關管Tl，第二二極管D2與第二電容C2之間設置有第二開關管T2 ;第一二極管Dl和第一開關管的公共端與七電平電路輸出端之間設置有第一電感LI，第二開關管T2和第二二極管D2的公共端與所述七電平電路輸出端之間設置有第二電感L2。第一電容與第二電容的連接點與第一二極管和第二二極管的連接點直接相連。本發明實施例所述七電平電路，由于電路包括直流升壓電路、與直流電源相并聯的對稱雙Buck電路；所述直流升壓電路工作時，可以實現七電平調節方式工作。參見圖I，本發明實施例所述七電平電路應用于并網逆變器時，所述逆變電路包括所述的七電平電路，以及與所述七電平電路相并聯的工頻換相逆變電路。當本發明第一實施例所述七電平電路應用于并網逆變器時，可以滿足在直流電源輸出電壓不能達到逆變電壓的要求時，通過直流升壓電路的升壓，從而達到逆變電壓的要、求，實現逆變。在所述七電平電路與工頻換相逆變電路之間還可以并聯有第三電容，進一步減小THD。參見圖2，該圖是本發明七電平電路應用于并網逆變器第二實施例電路圖。本發明第二實施例相對第一實施例的區別在于，所述直流斬波器給出具體的實現方式。所述直流斬波器包括所述第四電容CBl與直流電源的負母線端之間串聯的第三二極管DBl和第五電感LBl ;直流電源的正母線端與第三二極管DBl和第五電感LBl的 公共端之間設置的第七開關管TBl。參見圖2，本發明實施例所述七電平電路應用于并網逆變器時，所述逆變電路包括所述的七電平電路，以及與所述七電平電路相并聯的工頻換相逆變電路。當本發明第二實施例所述七電平電路應用于并網逆變器時，可以滿足在直流電源輸出電壓不能達到逆變電壓的要求時，通過直流升壓電路的升壓，從而達到逆變電壓的要求，實現逆變。在所述七電平電路與工頻換相逆變電路之間還可以并聯有第三電容C3，進一步減小 THD。本發明實施例所述的七電平電路的調制方法，包括控制所述第一開關管Tl、第二開關管T2和第八開關管TB2的開關狀態，使得第一電容Cl和第二電容C2的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值；參見圖3a至圖3e，圖3a是本發明實施例七電平電路的第一種工作模態A示意圖；圖3b是本發明實施例七電平電路的第二種工作模態B示意圖；圖3c是本發明實施例七電平電路的第三種工作模態C示意圖；圖3d是本發明實施例七電平電路的第四種工作模態D示意圖；圖36是本發明實施例七電平電路的第五種工作模態E示意圖。本發明實施例七電平電路的第一種工作模態A :第一、二開關管Tl、T2同時導通；第八開關管TB2關斷。第一、二電容Cl、C2同時放電，此時第三電容C3電壓為直流電源電壓VI，即V3=V10本發明七電平電路的第二種工作模態B :第一、二、八開關管T1、T2、TB2同時關斷；第一、二電感LI、L2通過第一、二二極管D1、D2續流，第三電容C3電壓為0，即V3=0。本發明七電平電路的第三種工作模態C :第一開關管Tl導通，第二、八開關管T2、TB2關斷。第一電容Cl為負載供電，電容C3電壓為VI，即V3=Vl/2。本發明七電平電路的第四種工作模態狀態D :第一、八開關管T1、TB2關斷，第二開關管T2導通。第二電容C2為負載供電，第三電容C3的電壓為VI，即V3=Vl/2。本發明七電平電路的第五種工作模態狀態E :第二開關管T2關斷，第一開關管Tl、第八開關管TB2導通。第四電容CBl為負載供電，第三電容C3的電壓為V2，即V3=V2。參見圖4是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法第一實施例的原理圖。圖4中并網電壓絕對值的瞬時值為U，并網電流的瞬時值為i。由于調制波根據所述電網電壓采樣處理后獲得，所述調制波波形與所述電網電壓波形基本一致，差別可忽略不計。因此圖中采用電網電壓波形，可被認為是調制波。本實施例提供的七電平電路的調制方法，第一電容Cl和第二電容C2的公共端的電壓是直流電壓Vl的一半即V1/2 ；當直流電源輸出電壓高于調制波峰值時，所述直流升壓電路不工作，第一、二開關管Tl、T2按照五電平調節方式工作。當本發明七電平電路應用于光伏并網逆變器時，判斷光伏PV電壓也稱最大功率點跟蹤電壓(MPPT)高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路不工作，第一、二開關管Tl、T2按照五電平調節方式工作，第三至第六開關管T3、T4、T5、T6起工頻換相作用。調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為V t4和t8 ；t4為周期T的中點； 獲得這三個過零點h、t4和t8。將t(l延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6。調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為h和t3，調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為t5和t7。to-t!時間段，控制第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管T2關斷；trt2時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通；t2-t3時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通；t3-t4時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管T2關斷；t5-t6時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通；t6-t7時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通；t7-t8時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷。需要說明的是，本發明實施例中開關管間斷地導通和關斷，是由驅動脈沖信號來實現，例如，給第一開關管Tl的控制端提供驅動脈沖信號，則在驅動脈沖信號的高電平時間段內第一開關管Tl導通，則驅動脈沖信號的低電平時間段內第一開關管Tl則關斷。第二開關管T2的導通和關斷情況類似。該驅動脈沖信號是按照正弦脈沖寬度調制得到的。由圖4可以看出，時間段，本發明七電平電路的第二種工作模態B與本發明七電平電路的第三種工作模態C切換；Vt2時間段，本發明七電平電路的第一種工作模態A與本發明七電平電路的第四種工作模態D切換；t2_t3時間段，本發明七電平電路的第一種工作模態A與本發明七電平電路的第三種工作模態C切換；t3_t4時間段，本發明七電平電路的第二種工作模態B與本發明七電平電路的第四種工作模態D切換；t4_t5時間段，本發明七電平電路的第二種工作模態B與本發明七電平電路的第三種工作模態C切換；
t5_t6時間段，本發明七電平電路的第一種工作模態A與本發明七電平電路的第四種工作模態D切換；t6_t7時間段，本發明七電平電路的第一種工作模態A與本發明七電平電路的第三種工作模態C切換；t7_t8時間段，本發明七電平電路的第二種工作模態B與本發明七電平電路的第四種工作模態D切換。從圖4可以看出，在調制波的第一半周期切換的工作模態分別是BC、AD、AC和BD。由于第一種工作模態A和第二種工作模態B中電路結構是對稱的，在第一種工作模態A中第一電容Cl、第二電容C2的狀態是相同的，同時放電，因此，第一種工作模態A時可以認為直流電源的電壓不變，第一電容Cl和第二電容C2的中點電流為零，第一電容Cl和第二電容C2的電壓保持恒定，不會發生偏移。在第二種工作模態B中，第一電容Cl和第二電容C2的狀態也是相同的，同時不放電，因此，第二種工作模態B時可以認為第一電容Cl和第二電容C2的中點電流為零，第一電容Cl和第二電容C2的電壓保持恒定，不會發生偏移。因此，第一電容Cl和第二電容C2上電壓穩定不會產生波動。因此，在調制中，可以不考慮第一種工作模態A和第二種工作模態B時第一電容Cl和第二電容C2上的電壓波動。第三種工作模態C時,第一電容Cl放電,第二電容C2充電。這樣第一電容Cl和第二電容C2的電壓發生偏移。第四種工作模態D時,第一電容Cl充電,第二電容C2放電。這樣,第一電容Cl和第二電容C2的電壓發生偏移。因此，本發明實施例主要考慮第三種工作模態C和第四種工作模態D時第一電容Cl和第二電容C2上的電壓波動。在調制波的第一半周期中，可以看作切換的工作模態是第三種工作模態C、第四種工作模態D、第三種工作模態C、第四種工作模態D。這樣就使得第三種工作模態C和第四種工作模態D間隔地出現，從而可以有效地抵消第三種工作模態C和第四種工作模態D中第一電容Cl和第二電容C2上產生的電壓波動。同理，在調制波的第二半周期切換的工作模態也是模態第三種工作模態C、第四種工作模態D、第三種工作模態C、第四種工作模態D。具體地，在調制波的第一半周期中，to-t!時間段第三種工作模態C使第一電容Cl放電，電壓下降；t「t2時間段第四種工作模態D使第一電容Cl充電，電壓上升；t2-t3時間段，第三種工作模態C使第一電容Cl放電，電壓下降；t3-t4時間段，第四種工作模態D使第一電容Cl充電，電壓上升。本發明實施例提供的七電平電路的調制方法，第一電容Cl上的電壓波動明顯地降低。由于第二電容C2上的波動電壓與第一電容Cl上的類似，在此不再贅述。本發明實施例提供的七電平電路的調制方法，在調制波的第一半周期和第二半周期是間隔地出現第三種工作模態C和第四種工作模態D，這樣可以有效抵消第三種工作模態C和第四種工作模態D時第一電容Cl和第二電容C2上產生的電壓波動。并且第一電容Cl、第二電容C2和第一電感LI、第二電感L2的持續放電和持續充電時間都較短，大大減小了第一電容Cl、第二電容C2和第一電感LI、第二電感L2的端電壓波動，從而減小輸出電壓的紋波，改善了輸出波形。需要說明的是，獲得調制波在一個周期T的三個過零點V &和t8可以有很多實現方式，例如，可以通過并網鎖相環找出調制波過零點的時刻，來獲得這三個過零點。需要說明的是，所述周期T是由電網頻率決定的，例如，當電網頻率為50Hz時，所 述周期T為20ms。參見圖5，該圖是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法第二實施例的原理圖。當直流電源輸出電壓(應用于光伏并網逆變器時，為光伏PV電壓或者最大功率點跟蹤電壓)高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，第一、二、八開關管T1、T2、TB2可以按照七電平調節方式工作。圖5這種情況下，直流電源輸出電壓Vl已經達到電網電壓的峰值，但此時直流升壓電路繼續工作，使得直流升壓電路的輸出電壓V2大于直流電源輸出電壓VI。對tlx、t3x (tlx-t3x即為直流升壓電路工作時段)給出了兩條設計準則加以限定。(I)在滿足THD要求的情況下，只要滿足直流升壓電路輸出電壓V2大于直流電源輸出電壓VI，控制V2盡可能地取值較小，以保證tlx-t3x時間段盡管直流升壓電路工作，但是由于增加了一個電平調制，總體來看，仍可保證七電平電路的效率較高。(2)在滿足THD要求的情況下，tlx盡可能地取值較小一點，以保證從V1/2電平到Vl電平的切換時間與從Vl電平到V2電平的切換時間基本相同，這樣整個周期下來，仍可保證七電平電路的效率較高。綜上所述，采用圖5所示的調制方法時，可以實現七電平，因此效率高于采用圖4所示調制方法的效率。本發明七電平電路中的第一電容Cl和第二電容C2的公共端的電壓是直流電壓VI的一半即V1/2 ;所述直流升壓電路中第四電容CBl的電壓為V2 ；調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為V t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點h、t4和t8 ；將t(l延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為h和t3，調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為t5和t7 ；在時間點h和t2之間設置時間點tlx，在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心；
在時間點〖5和〖6之間設置時間點t5x，在時間點〖6和〖7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x_t7x時間段；to-t!時間段，控制第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管T2關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管TB2關斷；trtlx時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通，控制第八開關管TB2關斷；tlx-t3x時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管Tl導通；控制所述第八開關管TB2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；；t3x_t3時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通，控制第八開關管TB2關斷；t3-t4時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷，控制第八開關管TB2關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管T2關斷，控制第八開關管TB2關斷；t5-t5x時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通，控制第八開關管TB2關斷；t5x-t7x時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管Tl導通；控制所述第八開關管TB2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7x_t7時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通，控制第八開關管TB2關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷，控制第八開關管TB2關斷。由圖5可以看出，Vt1時間段，第二種工作模態B與第三種工作模態C切換；trtlx時間段，第一種工作模態A與第四種工作模態D切換；tlx-t3x時間段，第一種工作模態A與第五種工作模態E切換；t3x-t3時間段，第一種工作模態A與第三種工作模態C切換；t3-t4時間段，第二種工作模態B與第四種工作模態D切換；t4-t5時間段，第二種工作模態B與第三種工作模態C切換；t5-t5x時間段，第一種工作模態A與第四種工作模態D切換；t5x-t7x時間段，第一種工作模態A與第五種工作模態E切換；t7x_t7時間段，第一種工作模態A與第三種工作模態C切換；t7-t8時間段，第二種工作模態B與第四種工作模態D切換。參見圖6，該圖是本發明并網逆變器中七電平電路的調制方法第三實施例的原理圖。當直流電源輸出電壓(當應用于光伏并網逆變器時，為光伏PV電壓或者最大功率點跟蹤電壓)低于調制波峰值時，所述直流升壓電路工作，第一、二、八開關管T1、T2、TB2按照七電平調節方式工作；
本發明七電平電路中的第一電容Cl和第二電容C2的公共端的電壓是直流電壓VI的一半即V1/2 ;所述直流升壓電路中第四電容CBl的電壓為V2 ；
調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為h、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點h、t4和t8 ；將t(l延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將t0延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為h和t3，調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為t5和t7 ；調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，調制波第一半周期的波形與Vl對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為tly和t3y，調制波第二半周期的波形與Vi對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為t5y和t7y ；to-t!時間段，控制的第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制的第 二開關管T2關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管TB2關斷；trtly時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通，控制第八開關管TB2關斷；tly-t3y時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管Tl導通；控制所述第八開關管TB2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；；t3y_t3時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通，控制第八開關管TB2關斷；t3-t4時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷，控制第八開關管TB2關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管T2關斷，控制第八開關管TB2關斷；t5-t5y時間段，控制所述第一開關管Tl按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管T2導通，控制第八開關管TB2關斷；t5y-t7y時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管Tl導通；控制所述第八開關管TB2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7y_t7時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管Tl導通，控制第八開關管關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管T2按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管Tl關斷，控制第八開關管TB2關斷。由圖5可以看出，時間段，第二種工作模態B與第三種工作模態C切換；trtly時間段，第一種工作模態A與第四種工作模態D切換；tly-t3y時間段，第一種工作模態A與第五種工作模態E切換；t3y-t3時間段，第一種工作模態A與第三種工作模態C切換；t3-t4時間段，第二種工作模態B與第四種工作模態D切換；t4-t5時間段，第二種工作模態B與第三種工作模態C切換；t5-t5y時間段，第一種工作模態A與第四種工作模態D切換；t5y-t7y時間段，第一種工作模態A與第五種工作模態E切換；t7y-t7時間段，第一種工作模態A與第三種工作模態C切換；
t7-t8時間段，第二種工作模態B與第四種工作模態D切換。基于上述本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制方法，本發明還提供了本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置，下面結合具體實施例來詳細說明其組成部分。參見圖7，該圖是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置的結構圖。所述調制裝置通過控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值；一種前文實施例所述的并網逆變器的調制裝置第一實施例，具體可以包括第一開關管工作狀態確定單元11、第一時間確定單元12和第一控制單元13。第一開關管工作狀態確定單元11，用于當直流電源輸出電壓(應用于光伏并網逆 變器時，為光伏PV電壓或稱最大功率點跟蹤電壓)高于調制波峰值時，所述直流升壓電路不工作，控制第一、二開關管Tl、T2的開通和關斷，使得所述七電平電路按照五電平調節方式工作，第三至第六開關管T3、T4、T5、T6按照工頻換相作用工作；所述調制波根據所述電網電壓采樣處理后獲得，所述調制波波形與所述電網電壓波形一致；所述第一時間確定單元12，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為tQ、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4和t8 ；將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，記調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為h和t3，記調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為t5和t7 ;其中，第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電壓Vl的一半V1/2 ；所述第一控制單元13，用于控制的第一、二、八開關管的開關狀態，具體為AtTt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷；ti_t2時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t2_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷；t5_t6時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t6_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷。需要說明的是，第一時間確定單元12獲得調制波在一個周期T的三個過零點h、七4和t8可以有很多實現方式，例如，可以通過并網鎖相環找出調制波過零點的時刻，來獲得這三個過零點。需要說明的是，所述周期T是由電網頻率決定的，例如，當電網頻率為50Hz時，所述周期T為20ms。參見圖8，該圖是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置的結構圖。所述調制裝置通過控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值；一種前文實施例所述并網逆變器的調制裝置第二實施例，具體可以包括第二開關管工作狀態確定單元21、第二時間確定單元22和第二控制單元23 ；第二開關管工作狀態確定單元21，用于當直流電源輸出電壓(應用于光伏并網逆變器時，為光伏PV電壓或稱最大功率點跟蹤電壓)高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管Tl、T2、TB2的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；所述第二時間確定單元22，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為tQ、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4和t8 ； 將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，記調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為h和t3，記調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為t5和t7 ;在時間點h和t2之間設置時間點tlx，在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心；在時間點t5和t6之間設置時間點t5x，在時間點t6和t7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x-t7x時間段；其中，的第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電壓Vl的一半V1/2 ;所述直流升壓電路中第四電容CBl的電壓為V2 ；所述第二控制單元23，用于控制的第一開關管和第二開關管以及第八開關管的開關狀態，具體為AtTt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷山-tu時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tlx-t3x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3x-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5-t5x時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5x-t7x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7x-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。需要說明的是，第二時間確定單元22獲得調制波在一個周期T的三個過零點h、七4和&可以有很多中實現方式，例如，可以通過并網鎖相環找出調制波過零點的時刻，來獲得這三個過零點。需要說明的是，所述周期T是由電網頻率決定的，例如，當電網頻率為50Hz時，所述周期T為20ms。參見圖9，該圖是本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置第三實施例的結構圖。本發明實施例所述并網逆變器中七電平電路的調制裝置第三實施例，具體可以包括第三開關管工作狀態確定單元31、第三時間確定單元32和第三控制單元33。第三開關管工作狀態確定單元31，用于當直流電源輸出電壓(應用于光伏并網逆變器時，為光伏PV電壓或稱最大功率點跟蹤電壓)低于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管Tl、T2、TB2的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作； 所述第三時間確定單元32，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為tQ、t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4和t8 ；將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，記調制波第一半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為h和t3，記調制波第二半周期的波形與V1/2對應的直線的兩個交點對應的時間分別為t5和t7 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，調制波第一半周期的波形與Vi對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為tly和t3y，調制波第二半周期的波形與Vi對應的直線的兩個交點對應的時間分別記為t5y和t7y ;其中，的第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電壓Vl的一半V1/2 ;所述直流升壓電路中第四電容CBl的電壓為V2 ；
所述第三控制單元33，用于控制的第一開關管和第二開關管以及第八開關管的開關狀態，具體為AtTt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷；ti-tly時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tly-t3y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3y-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5-t5y時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5y-t7y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7y-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。需要說明的是，第三時間確定單元32獲得調制波在一個周期T的三個過零點tQ、七4和&可以有很多中實現方式，例如，可以通過并網鎖相環找出調制波過零點的時刻，來獲得這三個過零點。需要說明的是，所述周期T是由電網頻率決定的，例如，當電網頻率為50Hz時，所述周期T為20ms。本發明還公開了一種并網逆變器，包括前文所述的七電平電路，以及與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路。本發明還公開了一種并網逆變器，包括前文所述的七電平電路，與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路，以及在所述七電平電路與工頻換相逆變電路之間，并
聯有第三電容。
本發明還公開了一種控制并網逆變器的方法，所述并網逆變器包括前文所述的七電平電路，所述七電平電路采用前文所述的任何一種調制方法。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種七電平電路，其特征在于，所述七電平電路包括直流升壓電路、與直流電源相并聯的對稱雙Buck電路； 所述直流升壓電路包括與直流電源并聯的第四電容CBl和直流斬波器；第二開關管和第二二極管的公共端與所述直流斬波器和第四電容CBl的公共端之間連有第八開關管； 所述對稱雙Buck電路包括第一電容和第二電容串聯后并聯在所述直流電源兩側，第一二極管和第二二極管串聯后與所述直流電源并聯，第一電容與第一二極管之間設置有第一開關管，第二二極管與第二電容之間設置有第二開關管；第一二極管和第一開關管的公共端與所述七電平電路輸出端之間設置有第一電感，第二開關管和第二二極管的公共端與所述七電平電路輸出端之間設置有第二電感；第一電容與第二電容的連接點與第一二極管 和第二二極管的連接點直接相連。
2.根據權利要求I所述的七電平電路，其特征在于，所述直流斬波器包括所述第四電容CBl與直流電源的負母線端之間串聯的第三二極管和第五電感，直流電源的正母線端與第三二極管和第五電感的公共端之間設置的第七開關管。
3.根據權利要求I或2所述的七電平電路的調制方法，其特征在于，包括 控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值。
4.根據權利要求3所述的七電平電路的調制方法，其特征在于，包括 當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路不工作，控制第一、二開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照五電平調節方式工作；所述調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點和l8， 將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6; 調制波的第一半周期的波形和第二半周期的分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別為h和t3,以及t5和t7 ； Vt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷； ti-t2時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通； t2-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通； t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷； t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷； t5-t6時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通； t6-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通； t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷。
5.根據權利要求3所述的七電平電路的調制方法，其特征在于， 當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作； 調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為V t4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4和t8 ； 將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6; 調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為L和t3，以及t5和t7 ； 在時間點h和t2之間設置時間點tlx，在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心； 在時間點t5和t6之間設置時間點t5x，在時間點t6和t7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x-t7x時間段； Vt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制第八開關管關斷； ti-tu時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷； tlx-t3x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通； t3x-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷； t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷； t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷； t5-t5x時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷； t5x-t7x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通； t7x-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷； t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。
6.根據權利要求3所述的七電平電路的調制方法，其特征在于， 當直流電源輸出電壓低于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作；調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Ipt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點tQ、t4和t8 ； 將h延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6; 調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為L和t3，以及t5和t7 ； 調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，分別記為tly和t3y，以及t5y和t7y ； Vt1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷； ti-tly時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷； tly-t3y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通； t3y-t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷； t3-t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷； t4-t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷； t5-t5y時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷； t5y-t7y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通； t7y-t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷； t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。
7.一種根據權利要求I或2所述的七電平電路的調制裝置，其特征在于，所述調制裝置通過控制所述第一開關管、第二開關管和第八開關管的開關狀態，使得第一電容和第二電容的公共端的電壓是直流電源輸出電壓Vl的一半；使得所述七電平電路的輸出電壓V3為電網電壓的絕對值。
8.根據權利要求7所述的七電平電路的調制裝置，其特征在于，所述裝置包括第一開關管工作狀態確定單元、第一時間確定單元和第一控制單元； 所述第一開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路不工作，控制第一、二開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照五電平調節方式工作； 所述第一時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為所述調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Vt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點Vt4和t8 ;將to延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別為L和t3，以及t5和t7 ； 所述第一控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為Aft1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷；ti_t2時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t2_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷；t5_t6時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通；t6_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通；t7_t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷。
9.根據權利要求7所述的七電平電路的調制裝置，其特征在于，包括第二開關管工作狀態確定單元、第二時間確定單元和第二控制單元； 第二開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓高于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作； 所述第二時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Vt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點Vt4和t8 ;將t0延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為h和t3,以及t5和t7 ;在時間點h和t2之間設置時間點tlx,在時間點t2和t3之間設置時間點t3x，時間點tlx和時間點t3x以時間點t2為中心；在時間點t5和t6之間設置時間點t5x，在時間點t6和t7之間設置時間點t7x，時間點t5x和時間點t7x以時間點t2為中心；且tlx-t3x時間段等于t5x-t7x時間段； 所述第二控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為Aft1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制第八開關管關斷山-tu時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tlx_t3x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3x_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t3_t4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；t4_t5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5_t5x時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5x_t7x時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7x_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷；t7-t8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。
10.根據權利要求7所述的七電平電路的調制裝置，其特征在于，所述裝置包括第三開關管工作狀態確定單元、第三時間確定單元和第三控制單元； 所述第三開關管工作狀態確定單元，用于當直流電源輸出電壓低于調制波的峰值時，所述直流升壓電路工作，控制第一、二、八開關管的開通和關斷，使得所述七電平電路按照七電平調節方式工作； 所述第三時間確定單元，用于確定調制的時間段；具體為調制波在一個周期T中有三個過零點，分別記為Vt4和t8 ；t4為周期T的中點；獲得這三個過零點Vt4和t8 ;將t0延遲1/4個周期T則是第一半周期的中點t2 ;將h延遲3/4個周期T則是第二半周期的中點t6 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與V1/2對應的直線有兩個交點，分別記為h和t3，以及t5和t7 ;調制波的第一半周期的波形和第二半周期的波形分別與Vl對應的直線有兩個交點，分別記為tly和t3y，以及t5y和t7y ；； 所述第三控制單元，用于控制第一、二、八開關管的開關狀態，具體為Aft1時間段，控制第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制第二開關管關斷，控制直流升壓電路中的第八開關管關斷時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；tiy_t3y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t3y_t3時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷Aft4時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷；tft5時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第二開關管關斷，控制第八開關管關斷；t5_t5y時間段，控制所述第一開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第二開關管導通，控制第八開關管關斷；t5y_t7y時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷；控制第一開關管導通；控制所述第八開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通；t7y_t7時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制導通和關斷，控制所述第一開關管導通，控制第八開關管關斷Aft8時間段，控制所述第二開關管按照正弦脈沖寬度調制關斷和導通，控制所述第一開關管關斷，控制第八開關管關斷。
11.一種并網逆變器，其特征在于，包括權利要求I或2所述的七電平電路，以及與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路。
12.—種并網逆變器，其特征在于，包括權利要求I或2所述的七電平電路，與所述七電平電路輸出側并聯的工頻換相逆變電路，以及并聯在所述七電平電路與工頻換相逆變電路之間的第三電容。
13.—種控制并網逆變器的方法，其特征在于，所述并網逆變器包括權利要求I或2所述的七電平電路，所述七電平電路采用如權利要求3至6任一項所述的調制方法。
14.一種控制并網逆變器的裝置，其特征在于，所述并網逆變器包括權利要求I或2所述的七電平電路，所述七電平電路采用如權利要求7至10任一項所述的調制裝置。
全文摘要
一種七電平電路，包括直流升壓電路、對稱雙Buck電路；直流升壓電路包括與第四電容和直流斬波器；第二開關管和第二二極管的公共端與直流斬波器和第四電容的公共端間連有第八開關管；對稱雙Buck電路包括第一、二電容串聯后并聯在直流電源兩側，第一、二二極管串聯后與直流電源并聯，第一電容與第一二極管之間設置有第一開關管，第二二極管與第二電容之間設置有第二開關管；第一二極管與七電平電路輸出端之間設置有第一電感，第二開關管和第二二極管的公共端與七電平電路輸出端之間設置有第二電感；第一、二電容的公共點與第一、二二極管的公共點相連。本發明提供一種七電平電路、并網逆變器及其控制方法和裝置，兼顧漏電流和高效率兩方面的問題。
文檔編號H02M7/483GK102710162SQ20121019268
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者汪洪亮, 趙為 申請人:陽光電源股份有限公司