单向多串光伏逆变器电路控制装置和控制方法与流程

1.本发明涉及电力变换技术领域，尤其涉及一种单向多串光伏逆变器电路控制装置和控制方法。


背景技术：

2.逆变器是光伏系统设计的核心。在传统的光伏系统中，如图1所示，隔离式dc-dc(直流-直流)转换器嵌入在太阳电池阵和逆变器之间，以控制dc-link(直流链路)电压的水平，从而使多阶功率变换器能够从太阳能电池中吸收最大功率。然而，由于该结构使用了寿命较短的大型dc-link电容器，使得这种结构效率低下且不可靠。此外，该结构中由于需要使用大型无源元件，如电感、电容、变压器等，所以容易导致系统的功率密度降低。
3.如图2所示，采用了新的转换器技术方案即采用高频ac-link(交流链路)，通过高频ac-link将传统光伏系统的运行任务一次完成，因此能够增加功率重量比并提高转换器的可靠性。然而，在具有高频ac-link和软开关能力且在输出侧具有单向开关的双向三相逆变器结构中，高频ac-link链路电压具有很大的负峰值，对电力电子开关施加了很大的应力。
4.另外，光伏逆变器有多种结构，例如集中式、组串式、多组串式和微型逆变器结构。目前通过多种结构的分析，可以得到的是，多串结构能够为每个串单独进行mppt(maximum power point tracking，最大功率点跟踪)的能力优于其他结构。然而，如图3所示，用于光伏应用的配备高频ac链路的多串双向三相逆变器仍然存在电力电子开关上电压应力较大、逆变器效率低，并使得光伏系统功率密度低的问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种单向多串光伏逆变器电路控制装置，该控制装置能够降低逆变器电路中电力电子开关上的电压应力，并能够提高光伏系统的转换效率和功率密度，以及能够使得太阳电池阵组串在不同运行条件下工作，并实现不同工作模式的隔离。
6.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
7.一种单向多串光伏逆变器电路控制装置，包括：单向多串光伏逆变器电路和开关调节器，所述单向多串光伏逆变器电路与所述开关调节器连接，所述单向多串光伏逆变器电路包括：
8.太阳电池阵组件，所述太阳电池阵组件包括若干个太阳电池阵组串，所述太阳电池阵组串包括若干个输入回路开关管，所述太阳电池阵组件用于输出第一直流电；
9.高频ac链路，所述高频ac链路与所述太阳电池阵组件连接，所述高频ac链路包括储能电感和谐振电容，所述太阳电池阵组件通过所述第一直流电向所述储能电感充电，使得所述单向多串光伏逆变器电路工作在充电模式，其中，所述高频ac链路与所述太阳电池阵组件组成输入回路；
10.三相交流逆变器，与所述高频ac链路连接，所述三相交流逆变器包括若干个输出回路开关管，所述储能电感与所述三相交流逆变器组成输出回路，所述储能电感向所述三相交流逆变器放电，使得所述单向多串光伏逆变器电路工作在放电模式，所述三相交流逆变器用于将通过储能电感放电得到的第二直流电逆变成交流电并输入至电网；
11.其中，所述开关调节器用于根据若干个太阳电池阵组串进行mppt运算后输出的输入参考电流对所述太阳电池阵组件中的输入回路开关管进行控制，以及用于根据所述三相交流逆变器的输出参考电流对所述三相交流逆变器中的输出回路开关管进行控制，其中，所述输出参考电流根据若干个太阳电池阵组串进行mppt运算后输出的输出功率运算得到。
12.可选的，每一所述太阳电池阵组串包括：
13.太阳电池阵；
14.输入回路二极管和输入回路开关管，所述输入回路二极管的阳极与所述太阳电池阵的正极连接，所述输入回路开关管的第一端与所述输入回路二极管的阴极连接；
15.其中，太阳电池阵组串中各个太阳电池阵的负极连接具有第一节点，各个输入回路开关管的第二端连接具有第二节点，各个输入回路开关管的第三端与所述开关调节器连接，所述开关调节器通过所述第三端对相应的输入回路开关管进行控制。
16.可选的，所述三相交流逆变器包括：
17.第一开关管至第六开关管，所述第一开关管、第三开关管和第五开关管的第二端连接至所述第二节点，其中，所述第一开关管至所述第六开关管为所述输出回路开关管；
18.第一二极管至第六二极管，所述第二二极管、第四二极管和第六二极管的阳极连接至所述第一节点，所述第一开关管至所述第六开关管的第一端分别与相应的所述第一二极管至所述第六二极管的阴极连接，其中，第一二极管的阳极与第二开关管的第二端连接且具有第三节点，第三二极管的阳极与第四开关管的第二端连接且具有第四节点，第五二极管的阳极与第六开关管的第二端连接且具有第五节点；
19.第一电感至第三电感，所述第一电感的一端连接至所述第三节点，所述第一电感的另一端连接至电网a相输入端，所述第二电感的一端连接至所述第四节点，所述第二电感的另一端连接至电网b相输入端，所述第三电感的一端连接至所述第五节点，所述第三电感的另一端连接至电网c相输入端；
20.第一电容至第三电容，所述第一电容、第二电容、第三电容的一端分别连接至所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的另一端相连且接地。
21.可选的，所述储能电感和所述谐振电容并联后的一端连接至所述第一节点，另一端连接至所述第二节点，所述储能电感充放电后，与所述谐振电容发生谐振，使得所述单向多串光伏逆变器电路工作在谐振模式。
22.可选的，该装置还包括：若干个mppt运算单元，每一所述mppt运算单元与相应的太阳电池阵连接，所述mppt运算单元用于获取相应的太阳电池阵的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流运算得到相应的输入参考电流和输出功率；
23.交流链路单元，与所述高频ac链路连接，所述交流链路单元用于采集所述储能电感两端的电压和所述储能电感所在支路的电流；
24.所述开关调节器还用于获取各个太阳电池阵的输出电压和输出电流，以及所述储
能电感两端的电压和所述储能电感所在支路的电流，并在所述输入参考电流的基础上，根据各个太阳电池阵的输出电压和输出电流以及所述储能电感两端的电压和所述储能电感所在支路的电流，对所述太阳电池阵组件中相应的输入回路开关管进行控制。
25.可选的，该装置还包括：
26.功率累加单元，与各个所述mppt运算单元连接，所述功率累加单元用于对各个所述mppt运算单元输出的输出功率进行累加得到累加功率；
27.功率损耗单元，与所述功率累加单元连接，所述功率损耗单元用于根据所述累加功率运算得到相应的功率损耗；
28.相位角运算单元，与所述三相交流逆变器的输出端连接，所述相位角运算单元用于根据所述三相交流逆变器的各相输出电压运算得到相应的相位角；
29.输出参考电流运算单元，分别与所述功率累加单元、所述功率损耗单元、所述相位角运算单元和所述三相交流逆变器的输出端连接，所述输出参考电流运算单元用于根据所述累加功率、所述功率损耗、所述相位角和所述三相交流逆变器的各相输出电压运算得到所述三相交流逆变器各相输出的所述输出参考电流；
30.所述开关调节器还用于获取所述三相交流逆变器各相输出的实际输出电流，并在所述输出参考电流的基础上，根据所述实际输出电流对相应的输出回路开关管进行控制。
31.可选的，该装置还包括：
32.控制器，分别与所述输出参考电流运算单元和所述三相交流逆变器的输出端连接，所述控制器用于获取所述三相交流逆变器的各相输出参考电流和各相输出电压，并根据各相输出参考电流确定第一相对和第二相对，以及根据所述第一相对、所述第二相对和各相输出电压分别确定相应的第一线电压和第二线电压，并确定所述第一线电压和所述第二线电压中幅值较小的线电压对应的第一相对象限，以根据所述第一相对象限控制所述储能电感在放电时工作在第一放电模式，以及确定所述第一线电压和所述第二线电压中幅值较大的线电压对应的第二相对象限，以根据所述第二相对象限控制所述储能电感在放电时工作在第二放电模式。
33.可选的，所述高频ac链路用于对所述单向多串光伏逆变器电路的充电模式和放电模式进行隔离。
34.可选的，每一输出回路开关管与相应的二极管连接后，形成反向阻断开关。
35.为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种单向多串光伏逆变器电路控制方法，应用于上述所述的单向多串光伏逆变器电路控制装置，该方法包括：
36.获取各个太阳电池阵的输出电压、输出电流、输入参考电流，以及储能电感两端的电压和所述储能电感所在支路的电流；
37.根据各个太阳电池阵的所述输出电压、所述输出电流、所述输入参考电流，以及储能电感两端的电压和所述储能电感所在支路的电流对各个太阳电池阵对应的输入回路开关管进行控制；
38.获取三相交流逆变器各相输出的实际输出电流和输出参考电流；
39.根据所述实际输出电流和所述输出参考电流对所述三相交流逆变器中的输出回路开关管进行控制。
40.本发明至少具有以下技术效果：
41.(1)本发明通过对不同的太阳电池阵组串进行单独的mppt运算，可使得太阳电池阵组串能够在不同运行条件下工作，并通过获取各个太阳电池阵的输出电压、输出电流、输入参考电流、储能电感两端的电压、所述储能电感所在支路的电流、三相交流逆变器各相输出的实际输出电流和输出参考电流，以及根据上述参数对各个太阳电池阵对应的输入回路开关管、三相交流逆变器中的输出回路开关管进行精确控制，从而可有效降低电力电子开关即各开关管上的电压应力，并且能够提高系统的转换效率和功率密度。
42.(2)本发明通过高频ac链路的设计还能够实现单向多串光伏逆变器电路充电模式和放电模式的隔离，并且在放电模式中通过控制器的设计还能够进一步对放电模式进行划分实现输出回路开关管更为精确的控制；另外，每一输出回路开关管与相应的二极管连接后形成单向开关，还能使得开关的数量少于具有双向开关的结构中的开关数量，从而使得该控制装置和逆变器电路能够满足中低功率应用。
43.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
44.图1为传统的光伏系统结构框图；
45.图2为改进后的光伏系统结构框图；
46.图3为配备高频ac链路的多串双向三相逆变器的电路拓扑示意图；
47.图4为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路控制装置结构框图；
48.图5为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路拓扑示意图；
49.图6为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路控制装置工作原理图；
50.图7为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路控制方法的流程图；
51.图8-图12为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路不同工作模式图；
52.图13为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路工作时序图。
具体实施方式
53.下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
54.下面参考附图描述本实施例的单向多串光伏逆变器电路控制装置和控制方法。
55.图4为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路控制装置结构框图。如图4所示，该单向多串光伏逆变器电路控制装置100包括：单向多串光伏逆变器电路10和开关调节器20，单向多串光伏逆变器电路10与开关调节器连接20。如图5所示，单向多串光伏逆变器电路10包括：太阳电池阵组件11、高频ac链路12和三相交流逆变器13。
56.其中，太阳电池阵组件11包括若干个太阳电池阵组串，太阳电池阵组串包括若干个输入回路开关管如s7、s8……
sn，太阳电池阵组件11用于输出第一直流电；高频ac链路12与太阳电池阵组件11连接，高频ac链路12包括储能电感l1和谐振电容c1，太阳电池阵组件11通过第一直流电向储能电感l1充电，使得单向多串光伏逆变器电路10工作在充电模式，其中，高频ac链路12与太阳电池阵组件11组成输入回路；三相交流逆变器13与高频ac链路
12连接，三相交流逆变器13包括若干个输出回路开关管s
1-s6，储能电感l1与三相交流逆变器13组成输出回路，储能电感l1向三相交流逆变器13放电，使得单向多串光伏逆变器电路10工作在放电模式，三相交流逆变器13用于将通过储能电感l1放电得到的第二直流电逆变成交流电并输入至电网。
57.其中，开关调节器20与输入回路开关管和输出回路开关管的控制端连接(图5中未示出)，开关调节器20用于根据若干个太阳电池阵组串进行mppt运算后输出的输入参考电流对太阳电池阵组件11中的输入回路开关管进行控制，以及用于根据三相交流逆变器13的输出参考电流对三相交流逆变器13中的输出回路开关管进行控制，其中，输出参考电流根据若干个太阳电池阵组串进行mppt运算后输出的输出功率运算得到。
58.本实施例中，通过对不同的太阳电池阵组串进行mppt运算，并获得输入参考电流和输出参考电流，然后通过输入参考电流和输出参考电流对各个开关管进行精确控制，能够使得太阳电池阵组串在不同的运行条件下工作，且能够降低各个开关管上的电压应力。并且，本实施例中，可选择具有不同光辐射或不同电压和功率等级的太阳电池阵组串作为逆变器电路的输入，当为每个具有不同电压和功率等级的太阳电池阵组串执行单独的mppt运算时，可提高整个光伏系统的转换效率和功率密度。
59.如图5所示，每一太阳电池阵组串包括：太阳电池阵(如pv串1、pv串2)、输入回路二极管(如d7
……
dn)和输入回路开关管(如s7……
sn)，输入回路二极管的阳极与太阳电池阵的正极连接，输入回路开关管的第一端与输入回路二极管的阴极连接；其中，太阳电池阵组串中各个太阳电池阵的负极连接具有第一节点，各个输入回路开关管的第二端连接具有第二节点，各个输入回路开关管的第三端与开关调节器20连接，开关调节器20通过第三端对相应的输入回路开关管进行控制。另外，各个太阳电池阵还并联有滤波电容，如pv串1并联有滤波电容c5，本实施例中，通过滤波电容c5可对pv串1输出的信号进行滤波。
60.请继续参考图5，三相交流逆变器13包括：
61.第一开关管至第六开关管即s
1-s6，第一开关管s1、第三开关管s3和第五开关管s5的第二端连接至第二节点，其中，第一开关管s1至第六开关管s6为输出回路开关管。
62.第一二极管d1至第六二极管d6，第二二极管d2、第四二极管d4和第六二极管d6的阳极连接至第一节点，第一开关管s1至第六开关管s6的第一端分别与相应的第一二极管d1至第六二极管d6的阴极连接，其中，第一二极管d1的阳极与第二开关管s2的第二端连接且具有第三节点，第三二极管d3的阳极与第四开关管s4的第二端连接且具有第四节点，第五二极管d5的阳极与第六开关管s6的第二端连接且具有第五节点。
63.第一电感l2至第三电感l4，第一电感l2的一端连接至第三节点，第一电感l2的另一端连接至电网a相输入端，第二电感l3的一端连接至第四节点，第二电感l3的另一端连接至电网b相输入端，第三电感l4的一端连接至第五节点，第三电感l4的另一端连接至电网c相输入端。
64.第一电容c2至第三电容c4，第一电容c2、第二电容c3、第三电容c4的一端分别连接至第三节点、第四节点和第五节点，第一电容c2、第二电容c3和第三电容c4的另一端相连且接地。
65.其中，储能电感l1和谐振电容c1并联后的一端连接至第一节点，另一端连接至第二节点，储能电感l1充放电后，与谐振电容c1发生谐振，使得单向多串光伏逆变器电路10工
作在谐振模式。
66.本实施例中，每个输入pv组串可以单独的模式对储能电感l1充电，并以单独模式对其放电。其中，高频ac链路12的充放电均以高频进行。在该逆变器电路中，储能电感l1是将功率从输入侧传输到输出侧的主要组件，谐振电容c1主要是用于参与每种充电/放电模式之间的部分谐振，使得逆变器电路工作在谐振模式，并使所有输入回路和输出回路开关实现zvs(零电压开关)，提高逆变器效率。本实施例中的高频ac链路12相对于传统直流链路的组件相比，储能电感l1和谐振电容c1更紧凑。由此，本实施例中通过设置高频ac链路12，使得输入侧对链路充电和输出侧对链路放电之间总是存在一个谐振阶段，从而可实现输入和输出之间的固有隔离，使得充放电模式不会同时连接到链路。其中，输入侧指pv组串向储能电感l1充电一侧，输出侧指储能电感l1向三相交流逆变器13放电一侧。
67.需要说明的是，对于该逆变器电路的所有部分谐振模式都发生在软开关操作中，使得该逆变器电路具有软开关能力。具体的，以这种方式，在部分谐振模式下可激活下一个充电/放电模式的适当开关。由于高频ac链路12两端电压是反向偏置的，所以适当开关没有导通。随后，所有输入回路和输出回路开关在zvs中打开。此外，由于采用了链路电容器和精确的开关管控制方法，所有逆变器开关在zvs中都会关闭，并在关断操作后，开关电压会从零下降/上升。
68.另外，输出回路开关管与二极管相连可形成单向rb(反向阻断)开关，从而使得逆变器开关具有反向阻断能力，本实施例中，通过单向rb开关的使用，可使得三相交流逆变器13具有较低的总通态电压。当然，为抑制开关谐波，还可在输出侧使用小型低通滤波器。本实施例中，由于使用单向开关，因此其开关的数量会少于具有双向开关的逆变器结构中的开关数量，从而使得该逆变器电路能够适应中低功率应用。
69.如图6所示，该装置还包括：若干个mppt运算单元和交流链路单元。
70.其中，每一mppt运算单元与相应的太阳电池阵连接，mppt运算单元用于获取相应的太阳电池阵的输出电压(如v
pv1
)和输出电流(如i
pv1
)，并根据输出电压和输出电流运算得到相应的输入参考电流(如i*1)和输出功率(如p*1)；交流链路单元与高频ac链路12连接，交流链路单元用于采集储能电感l1两端的电压vl和储能电感l1所在支路的电流il。如图6所示，开关调节器20还用于获取各个太阳电池阵的输出电压和输出电流，以及储能电感l1两端的电压vl和储能电感l1所在支路的电流il，并在输入参考电流的基础上，根据各个太阳电池阵的输出电压和输出电流以及储能电感l1两端的电压vl和储能电感l1所在支路的电流il，对太阳电池阵组件中相应的输入回路开关管进行控制。
71.请继续参考图6，该装置还包括：功率累加单元、功率损耗单元、相位角运算单元和输出参考电流运算单元。
72.其中，功率累加单元与各个mppt运算单元连接，功率累加单元用于对各个mppt运算单元输出的输出功率(如p*1和p*2)进行累加得到累加功率pin；功率损耗单元与功率累加单元连接，功率损耗单元用于根据累加功率pin运算得到相应的功率损耗；相位角运算单元与三相交流逆变器13的输出端连接，相位角运算单元用于根据三相交流逆变器13的各相输出电压va、vb和vc运算得到相应的相位角θ，其中，需以输出功率因数等于单位的方式选择该角度；输出参考电流运算单元分别与功率累加单元、功率损耗单元、相位角运算单元和三相交流逆变器13的输出端连接，输出参考电流运算单元用于根据累加功率pin、功率损
耗、相位角θ和三相交流逆变器13的各相输出电压va、vb和vc运算得到三相交流逆变器13各相输出的输出参考电流i*a、i*b和i*c。如图6所示，开关调节器20还用于获取三相交流逆变器13各相输出的实际输出电流ia、ib和ic，并在输出参考电流的基础上，根据实际输出电流对相应的输出回路开关管进行控制。
73.需要说明的是，本实施例中的输出参考电流为单位功率因数的输出参考电流，单位功率因数的输出参考电流采用如下公式表示：
[0074][0075]
其中，i*a是a相的输出参考电流，i*a是其有效值，f0是公用电网频率，pout是向公用电网输送的输出功率，v
line
是线路电网电压的有效值。
[0076]
在本发明的一个实施例中，该装置还包括：控制器。其中，控制器分别与输出参考电流运算单元和三相交流逆变器13的输出端连接，控制器用于获取三相交流逆变器13的各相输出参考电流i*a、i*b和i*c和各相输出电压va、vb和vc，并根据各相输出参考电流i*a、i*b和i*c确定第一相对和第二相对，以及根据第一相对、第二相对和各相输出电压va、vb和vc分别确定相应的第一线电压和第二线电压，并确定第一线电压和第二线电压中幅值较小的线电压对应的第一相对象限，以根据第一相对象限控制储能电感l1在放电时工作在第一放电模式，以及确定第一线电压和第二线电压中幅值较大的线电压对应的第二相对象限，以根据第二相对象限控制储能电感l1在放电时工作在第二放电模式。
[0077]
具体的，由于每次输出参考电流之和为零。因此，其中一输出参考电流具有最高幅度和一定的极性，另外两个输出参考电流具有较低幅度和相反的极性。以这种方式，有两个相对可以使链路放电。在第一次放电模式中，控制器可选择具有最高和次高输出参考电流幅度的相作为相对，在第二次放电模式中，控制器可选择具有最高和最低幅度的相作为相对。在这两对之间，首先选择线电压幅值较小的相对。例如，如果输出参考电流的瞬时值为i*a＝1a，i*b＝-3a，i*c＝2a，则相对ba象限和bc象限由控制器选择。如果此时这些相对的瞬时输出线电压为vba＝-180v和vbc＝-240v，则首先选择相对ba象限，并使逆变器电路工作在第一放电模式，然后选择相对bc象限，使逆变器电路工作在第二放电模式。
[0078]
图7为本发明一实施例提供的单向多串光伏逆变器电路控制方法的流程图。如图7所示，该单向多串光伏逆变器电路控制方法包括：
[0079]
步骤s1：获取各个太阳电池阵的输出电压、输出电流、输入参考电流，以及储能电感两端的电压和储能电感所在支路的电流。
[0080]
步骤s2：根据各个太阳电池阵的输出电压、输出电流、输入参考电流，以及储能电感两端的电压和储能电感所在支路的电流对各个太阳电池阵对应的输入回路开关管进行控制。
[0081]
步骤s3：获取三相交流逆变器各相输出的实际输出电流和输出参考电流。
[0082]
步骤s4：根据实际输出电流和输出参考电流对三相交流逆变器中的输出回路开关管进行控制。
[0083]
需要说明的是，本实施例的单向多串光伏逆变器电路控制方法的具体实施方式可
参见上述单向多串光伏逆变器电路控制装置的具体实施方式，为避免冗余，此处不再赘述。
[0084]
下面以两个pv串为例，并结合图8-图12的各种工作模式图和图13的工作时序图对本实施例的单向多串光伏逆变器电路控制方法进行详细阐述。
[0085]
工作模式1(链路充电模式)：
[0086]
如图8所示，v
pv1
》v
pv2
、vb《0和vc》va》0时，输入侧开关s7在最高电压电平即pv串1的输出电压v
pv1
作用下导通，并将太阳电池阵pv串1连接到高频ac链路。此时，链路上的储能电感l1在pv串1的作用下充电，然后获取pv串1的输出电流，当开关调节器检测到pv串1的平均电流达到其输入参考电流i*1时，控制pv串1对应的输入侧开关s7关断。在链路充电后，逆变器电路进入部分谐振模式。本实施例中，开关调节器也可根据储能电感所在支路的电流对相应的输入侧开关管进行控制，如充电电流达到预设值控制输入侧开关管关断。
[0087]
工作模式2(部分谐振模式)：
[0088]
如图9所示，v
pv1
》v
pv2
、vb《0和vc》va》0时，输出侧和输入侧开关都关断，链路上的储能电感l1和谐振电容c1谐振，并导致链路电压从pv串1电压水平(最高电压)降低到pv串2电压水平(第二高电压)。当所获取的储能电感l1两端的电压降低到pv串2电压水平时，pv串2对应的开关s8在此模式下有效(其栅极信号已准备好)但处于反向偏置状态，因此不会打开。
[0089]
工作模式3(链路充电模式)：
[0090]
如图10所示，v
pv1
》v
pv2
、vb《0和vc》va》0时，pv串2对应的开关s8正向偏置并导通，且将pv串2连接到高频ac链路。链路上的储能电感l1再次在输入侧pv串2的作用下充电，直到开关调节器检测到pv串2的平均电流达到其输入参考电流i*2时，控制其相应的开关s8关闭。
[0091]
需要说明的是，如果其中一个光伏组串由于故障或光辐射不足而导致功率为零，则提出的逆变器具有在这种情况下产生正确响应并发挥良好性能的能力。例如，如果pv串1发生故障，使其功率变为零，则mppt算法则将其输入参考电流i*1设置为零。由于pv串1的输出电流也为零，逆变器电路会从工作模式1跳转，立即进入工作模式2。
[0092]
工作模式4(部分谐振模式)：
[0093]
如图9所示，在此模式下，所有输入侧和输出侧开关管都关闭，高频ac链路开始谐振。
[0094]
为了对输出电流有良好的控制并最大限度地减少输出和输入谐波，链路放电模式可分为第一放电模式和第二放电模式。在这种模式下，链路电压即储能电感l1两端的电压降低到负电压电平，该负电压电平等于所选相对的线路电压电平。当链路电压在工作模式4中变为负值时，控制器可选择两个输出相位对，并依次执行第一放电模式和第二放电模式。
[0095]
工作模式5(第一放电模式)：
[0096]
如图11所示，在该模式开始时，若控制器检测到工作模式4中谐振的链路电压达到所选输出相对的电压电平(例如ba象限)，则通过开关调节器控制适当的开关s2和s3正向偏置并打开。此时，充电的高频ac链路被放电到第一相对ba对应的第一相对ba象限中，直到a相的实际电流即平均电流达到其输出参考电流时，开关调节器控制开关s2关闭，链路进入下一个部分谐振模式。
[0097]
工作模式6(部分谐振模式)：
[0098]
如图9所示，在此模式下，允许链路电压摆动到在工作模式4期间选择的其他相对的线电压(例如bc象限)。
[0099]
工作模式7(第二放电模式)：
[0100]
如图12所示，在该模式开始时，链路电压等于第二相对线电压vbc，此时，s3和s6正向偏置，高频ac链路放电到第二相对bc对应的第二相对bc象限中，直到c相的实际电流即平均电流达到其输出参考电流，工作模式7结束时，开关调节器控制开关s3和s6关闭。
[0101]
工作模式8(部分谐振模式)：
[0102]
在这种情况下，链路电压和电流进入摆动状态。在此模式下，链路电压分别达到负峰值和正峰值。之后，链路电压达到适当的光伏组串电压水平，即控制器选择的组串。在这种模式下，控制器可将门信号发送到工作模式1中必须打开的正确开关。但工作模式1未开始前，该开关是反向偏置的并且不会导通。
[0103]
综上所述，本发明通过对不同的太阳电池阵组串进行单独的mppt运算，可使得太阳电池阵组串能够在不同运行条件下工作，并通过获取各个太阳电池阵的输出电压、输出电流、输入参考电流、储能电感两端的电压、所述储能电感所在支路的电流、三相交流逆变器各相输出的实际输出电流和输出参考电流，以及根据上述参数对各个太阳电池阵对应的输入回路开关管、三相交流逆变器中的输出回路开关管进行精确控制，从而可有效降低电力电子开关即各开关管上的电压应力，并且能够提高系统的转换效率和功率密度；另外，本发明通过高频ac链路的设计还能够实现单向多串光伏逆变器电路充电模式和放电模式的隔离，并且在放电模式中通过控制器的设计还能够进一步对放电模式进行划分实现输出回路开关管更为精确的控制；另外，每一输出回路开关管与相应的二极管连接后形成单向开关，还能使得开关的数量少于具有双向开关的结构中的开关数量，从而使得该控制装置和逆变器电路能够满足中低功率应用。
[0104]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0105]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。