CN106230003B - 一种级联多电平逆变系统及其调制方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的所述级联多电平逆变系统及其调制方法和控制器，首先根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元，实现了最大功率点跟踪控制和功率不平衡的抑制；然后根据计算得到的无功电流指令值、有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置，其中，所述无功电流指令值与无功补偿电流分量大小相等、方向相反，使得所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1，满足电网的要求。

Description

一种级联多电平逆变系统及其调制方法和控制器
技术领域
本发明涉及逆变系统调制技术领域，特别涉及一种级联多电平逆变系统及其调制方法和控制器。
背景技术
当前，级联多电平技术在电机驱动、中压SVG等领域已经得到了较好的发展，是一种成熟的技术。近年来因为光伏组件本身就是独立的直流源，因此级联多电平技术在光伏领域的应用也日渐广泛。级联多电平逆变系统可以实现每个光伏组件的最大功率点跟踪，而且作为一个多电平拓扑在效率上也有比较大的优势，其拓扑结构如图1所示。但是级联多电平技术在光伏领域的应用也存在一些难点，比如当光伏组件失效、遮挡、严重失配时，光伏组件的功率存在不同程度的不平衡，将会导致整个系统的调制电压偏低及单个逆变模块调制电压饱和的问题，进而严重影响光伏系统工作的稳定性，导致系统保护关机。
为了对上述功率不平衡的情况进行抑制，现有技术一般通过无功补偿方法，在输出的电流中注入容性或者感性的无功，补偿调制电压，进而实现整个系统的稳定运行。
虽然采用无功补偿的方案进行不平衡的抑制，能够实现对于不同程度的不平衡的抑制作用。但是该方案会向电网注入容性或者感性的无功，这是电网所不允许的。
发明内容
本发明提供一种级联多电平逆变系统及其调制方法和控制器，以解决现有技术中会向电网注入无功电流的问题。
为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种级联多电平逆变系统的调制方法，应用于级联多电平逆变系统的控制器，所述级联多电平逆变系统包括：与所述控制器相连的无功补偿装置和多个逆变单元，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的调制方法包括：
根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；
根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；
根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；
根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
优选的，在所述将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置之前还包括：
根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
根据所述谐波电流分量和使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，计算得到补偿总谐波失真的第二调制信号用于输出。
优选的，所述根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，包括：
根据采样得到的各个直流源的电压信号和电流信号，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值；
根据各个逆变单元的功率指令值、所述无功补偿电流分量及采样得到的电网电压信号，计算得到电网电流指令值；
根据所述电网电流指令值和采样得到的电网电流信号，计算得到调制电压指令值；
将所述调制电压指令值分离为有功调制信号和无功调制信号；
根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号和所述无功调制信号进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号。
一种级联多电平逆变系统的控制器，应用于级联多电平逆变系统的无功补偿装置和多个逆变单元，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的控制器包括：
第一调制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
第二调制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
优选的，所述第二调制模块还用于：
根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
根据所述谐波电流分量和使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，计算得到补偿总谐波失真的第二调制信号用于输出。
优选的，所述第一调制模块包括：
第一控制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号和电流信号，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值；
第一计算模块，用于根据各个逆变单元的功率指令值、所述无功补偿电流分量及采样得到的电网电压信号，计算得到电网电流指令值；
第二计算模块，用于根据所述电网电流指令值和采样得到的电网电流信号，计算得到调制电压指令值；
第三计算模块，用于将所述调制电压指令值分离为有功调制信号和无功调制信号；
第四计算模块，用于根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号和所述无功调制信号进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号。
一种级联多电平逆变系统，包括：无功补偿装置、多个逆变单元及控制器；所述控制器应用上述任一所述的级联多电平逆变系统的调制方法；
所述无功补偿装置与电网相连；
所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；
所述无功补偿装置为：电压型无功补偿电路、电流型无功补偿电路或者开关箝位型三电平无功补偿电路。
优选的，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第一电容和第一电感；其中：
所述第一电容连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述第一电感的一端与所述H桥逆变模块的一个输出端相连；
所述第一电感的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
优选的，所述电流型无功补偿电路包括：H桥逆变模块和第二电感；其中：
所述第二电感连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述H桥逆变模块的两个输出端分别与电网相连。
优选的，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管及第三电感；其中：
所述第二电容和所述第三电容串联连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述第二电容和所述第三电容串联的连接点通过反向串联的所述第一开关管和所述第二开关管与所述H桥逆变模块的一个输出端及所述第三电感的一端相连；
所述第三电感的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
本发明提供的所述级联多电平逆变系统的调制方法，首先根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元，实现了最大功率点跟踪控制和功率不平衡的抑制；然后根据计算得到的无功电流指令值、有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置，其中，所述无功电流指令值与无功补偿电流分量大小相等、方向相反，使得所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1，满足电网的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的级联多电平逆变系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的级联多电平逆变系统的电路示意图；
图3是本发明另一实施例提供的级联多电平逆变系统的调制方法的流程图；
图4是本发明另一实施例提供的级联多电平逆变系统的调制方法的另一流程图；
图5是本发明另一实施例提供的级联多电平逆变系统的调制方法的另一流程图；
图6是本发明另一实施例提供的级联多电平逆变系统的控制器的结构示意图；
图7是本发明另一实施例提供的级联多电平逆变系统的控制器的另一结构示意图；
图8是本发明另一实施例提供的无功补偿装置的电路示意图；
图9是本发明另一实施例提供的无功补偿装置的另一电路示意图；
图10是本发明另一实施例提供的无功补偿装置的另一电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明提供一种级联多电平逆变系统的调制方法，以解决现有技术中会向电网注入无功电流的问题。
具体的，所述级联多电平逆变系统的调制方法，应用于级联多电平逆变系统的控制器，所述级联多电平逆变系统如图2所示，包括：与所述控制器相连的无功补偿装置和多个逆变单元(图2中以H桥模块为例进行展示)，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的调制方法如图3所示，包括：
S101、根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
S102、根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；
S103、根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；
S104、根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；
S105、根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
通过步骤S101控制各个逆变单元，抑制功率不平衡，实现整个级联多电平逆变系统的稳定工作，使得每个直流源(图2以光伏组件为例进行展示)都能够实现MPPT(MaximumPower Point Tracking，最大功率点跟踪)的效果，但是同时对于电网会注入用于抑制功率不平衡的无功电流。
然后通过步骤S102至S105控制所述无功补偿装置，使其通过一个与无功补偿电流分量大小相等、方向相反的无功电流指令值，消除上述用于抑制功率不平衡的无功电流，使得所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1，满足电网的要求。
在具体的实际应用中，步骤S101和步骤S102至S105之间的顺序并不做具体限定，图3仅为一种示例，可以视其具体应用环境而定，能够实现每个直流源的MPPT控制、功率不平衡的抑制及所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的方案均在本申请的保护范围内。
本实施例提供的所述级联多电平逆变系统的调制方法，通过上述步骤，即便在光伏组件严重不平衡的情况下，如部分光伏板失效、遮挡或者损坏，光伏组件仍然能够处于MPPT工作状态，实现系统稳定发电，同时对电网而言其输出功率因数为1，满足电网的要求，解决了现有技术的问题。
值得说明的是，现有技术中还存在一种通过MPPT工作区域，来抑制功率不平衡，实现系统的稳定运行的方案，但是该方案只能对部分比较轻度的不平衡进行抑制，而抑制的代价是严重损失发电量，将会导致较大的经济损失。
而本实施例提供的所述级联多电平逆变系统的调制方法，每个直流源(比如图2所示的光伏组件)都能够进行MPPT，进而实现其正常MPPT并网发电的功能，保证了系统的正常发电量，避免了上述现有技术导致的经济损失。
本发明另一优选的实施例提供了另外一种级联多电平逆变系统的调制方法，如图4所示，包括：
S201、根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
S202、根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；
S203、根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；
S204、根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；
S205、根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
S206、根据所述谐波电流分量、所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1并补偿总谐波失真的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
通过步骤S205和S206，使得所述无功补偿装置也可以作为谐波电流的补偿装置，补偿输入电流的THD(Total Harmonic Distortion，总谐波失真简称)，降低输出电流的THD，更利于所述级联多电平逆变系统的应用。
在具体的实际应用中，步骤S201和步骤S202至S206之间的顺序并不做具体限定，图4仅为一种示例，可以视其具体应用环境而定，能够实现每个直流源的MPPT控制、功率不平衡的抑制、所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1及降低输出电流THD的方案均在本申请的保护范围内。
本发明另一具体的实施例提供了另外一种级联多电平逆变系统的调制方法，如图5所示，包括：
S301、根据采样得到的各个直流源的电压信号和电流信号，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值；
S302、根据各个逆变单元的功率指令值、所述无功补偿电流分量及采样得到的电网电压信号，计算得到电网电流指令值；
S303、根据所述电网电流指令值和采样得到的电网电流信号，计算得到调制电压指令值；
S304、将所述调制电压指令值分离为有功调制信号和无功调制信号；
在具体的实际应用中，可以结合功率因数角等进行所述调制电压指令值的分离，此处不做具体限定，可以视其具体应用环境而定。
S305、根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号和所述无功调制信号进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
S306、根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；
S307、根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；
S308、根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；
S309、根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
S310、根据所述谐波电流分量、所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1并补偿总谐波失真的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
步骤S301至S305提供了一种对于各个逆变单元的具体控制方法，即便在光伏组件严重不平衡的情况下，如部分光伏板失效、遮挡或者损坏，光伏组件仍然能够处于MPPT工作状态，实现系统稳定发电。
当然，控制各个直流源处于MPPT工作状态，抑制功率不平衡的方案并不限定于此，还可以根据具体的应用环境进行选定和具体变化，能够实现各个直流源的MPPT和抑制功率不平衡的方案均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例还提供了一种级联多电平逆变系统的控制器，应用于级联多电平逆变系统的无功补偿装置和多个逆变单元，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的控制器如图6所示，包括：第一调制模块101和第二调制模块102；其中：
第一调制模块101用于根据采样得到的各个直流源的电压信号(vpv1、vpv2…vpvn)、电流信号(ipv1、ipv2…ipvn)、电网电压信号vs及电网电流信号is，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号(vH1 *、vH2 *…vHn *)，将第一调制信号(vH1 *、vH2 *…vHn *)输出至各个逆变单元；
第二调制模块102用于根据采样得到的各个直流源的电压信号(vpv1、vpv2…vpvn)、电流信号(ipv1、ipv2…ipvn)及电网电压信号vs，计算得到无功补偿电流分量isq *；根据无功补偿电流分量isq *计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号vrdc *及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号vrdc，计算得到有功电流指令值irsq *；根据所述无功电流指令值、有功电流指令值irsq *及采样得到的无功补偿装置的电流信号irs，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将第二调制信号vr *输出至所述无功补偿装置。
本实施例提供的所述级联多电平逆变系统的控制器，通过上述原理，即便在光伏组件严重不平衡的情况下，如部分光伏板失效、遮挡或者损坏，光伏组件仍然能够处于MPPT工作状态，实现系统稳定发电，同时对电网而言其输出功率因数为1，满足电网的要求，解决了现有技术的问题。
优选的，第二调制模块102还用于：
根据采样得到的电网电压信号vs和电网电流信号is，计算得到谐波电流分量ish *；
根据谐波电流分量ish *和使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，计算得到补偿总谐波失真的第二调制信号vr *用于输出。
本实施例提供的所述级联多电平逆变系统的控制器，使得所述无功补偿装置也可以作为谐波电流的补偿装置，补偿输入电流的THD，更利于所述级联多电平逆变系统的应用。
具体的，参见图7，第一调制模块101包括：第一控制模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块及第四计算模块；其中：
第一控制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号(vpv1、vpv2…vpvn)和电流信号(ipv1、ipv2…ipvn)，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值(P1 *、P2 *…Pn *)；
第一计算模块，用于根据各个逆变单元的功率指令值(P1 *、P2 *…Pn *)、无功补偿电流分量isq *及采样得到的电网电压信号vs，计算得到电网电流指令值is *；
第二计算模块，用于根据所述电网电流指令值is *和采样得到的电网电流信号is，计算得到调制电压指令值vH *；
第三计算模块，用于将调制电压指令值vH *分离为有功调制信号vHP *和无功调制信号vHQ *；
第四计算模块，用于根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号vHP *和所述无功调制信号vHQ *进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号(vH1 *、vH2 *…vHn *)。
第二调制模块102包括：
第五计算模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号(vpv1、vpv2…vpvn)、电流信号(ipv1、ipv2…ipvn)及电网电压信号vs，计算得到无功补偿电流分量isq *；
第六计算模块，用于根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号vrdc *及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号vrdc，计算得到有功电流指令值irsq *；
第七计算模块，用于根据采样得到的电网电压信号vs和电网电流信号is，计算得到谐波电流分量ish *；
第八计算模块，用于根据无功补偿电流分量isq *计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；根据谐波电流分量ish *、所述无功电流指令值、有功电流指令值irsq *及采样得到的无功补偿装置的电流信号irs，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1并补偿总谐波失真的第二调制信号，将第二调制信号vr *输出至所述无功补偿装置。
具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种级联多电平逆变系统，如图2所示，包括：无功补偿装置、多个逆变单元(图2中以H桥模块为例进行展示)、滤波电容C、滤波电感L及控制器；所述控制器应用上述任一实施例所述的级联多电平逆变系统的调制方法，实现功率不平衡抑制、各个直流源的MPPT控制、输出功率因数为1以及补偿输入电流的THD。
所述无功补偿装置与电网相连；
所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；
可选的，所述无功补偿装置为：电压型无功补偿电路、电流型无功补偿电路或者开关箝位型三电平无功补偿电路。
参见图8，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第一电容C1和第一电感L1；其中：
第一电容C1连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
第一电感L1的一端与所述H桥逆变模块的一个输出端相连；
第一电感L1的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
参见图9，所述电流型无功补偿电路包括：H桥逆变模块和第二电感L2；其中：
第二电感L2连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述H桥逆变模块的两个输出端分别与电网相连。
参见图10，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第二电容C2、第三电容C3、第一开关管S1、第二开关管S2及第三电感L3；其中：
第二电容C2和第三电容C3串联连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
第二电容C2和第三电容C3串联的连接点通过反向串联的第一开关管S1和第二开关管S2与所述H桥逆变模块的一个输出端及第三电感L3的一端相连；
第三电感L3的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
在具体的实际应用中，所述无功补偿装置可以由半导体、电容、电感等原件组成桥式电路，比如电压型无功补偿电路(图8为其一种典型示例)和电流型无功补偿电路(图9为其一种典型示例)。当然，所述无功补偿装置也可以结合多电平技术，形成各种衍生电路，比如图10所示的开关箝位型三电平电路。但是所述无功补偿装置的具体实现形式并不仅限于图8至图10所示的示例，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
具体的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种级联多电平逆变系统的调制方法，其特征在于，应用于级联多电平逆变系统的控制器，所述级联多电平逆变系统包括：与所述控制器相连的无功补偿装置和多个逆变单元，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的调制方法包括：
根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；
根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；
根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；
根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
2.根据权利要求1所述的级联多电平逆变系统的调制方法，其特征在于，根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置之前还包括：
根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置，包括：
根据所述谐波电流分量、所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1并补偿总谐波失真的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
3.根据权利要求1所述的级联多电平逆变系统的调制方法，其特征在于，所述根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，包括：
根据采样得到的各个直流源的电压信号和电流信号，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值；
根据各个逆变单元的功率指令值、所述无功补偿电流分量及采样得到的电网电压信号，计算得到电网电流指令值；
根据所述电网电流指令值和采样得到的电网电流信号，计算得到调制电压指令值；
将所述调制电压指令值分离为有功调制信号和无功调制信号；
根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号和所述无功调制信号进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号。
4.一种级联多电平逆变系统的控制器，其特征在于，应用于级联多电平逆变系统的无功补偿装置和多个逆变单元，所述无功补偿装置与电网相连，所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；所述级联多电平逆变系统的控制器包括：
第一调制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号、电网电压信号及电网电流信号，进行最大功率点跟踪控制，并计算得到抑制功率不平衡的第一调制信号，将所述第一调制信号输出至各个逆变单元；
第二调制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号、电流信号及电网电压信号，计算得到无功补偿电流分量；根据所述无功补偿电流分量计算得到与其大小相等、方向相反的无功电流指令值；根据所述无功补偿装置的直流侧电压给定值信号及采样得到的所述无功补偿装置的直流侧电压信号，计算得到有功电流指令值；根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
5.根据权利要求4所述的级联多电平逆变系统的控制器，其特征在于，所述第二调制模块还用于：
根据采样得到的电网电压信号和电网电流信号，计算得到谐波电流分量；
所述第二调制模块用于根据所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置时，具体用于：
根据所述谐波电流分量、所述无功电流指令值、所述有功电流指令值及采样得到的无功补偿装置的电流信号，计算得到使所述级联多电平逆变系统的输出功率因数为1并补偿总谐波失真的第二调制信号，将所述第二调制信号输出至所述无功补偿装置。
6.根据权利要求4或5所述的级联多电平逆变系统的控制器，其特征在于，所述第一调制模块包括：
第一控制模块，用于根据采样得到的各个直流源的电压信号和电流信号，进行最大功率点跟踪计算，进行最大功率点跟踪控制，得到各个逆变单元的功率指令值；
第一计算模块，用于根据各个逆变单元的功率指令值、所述无功补偿电流分量及采样得到的电网电压信号，计算得到电网电流指令值；
第二计算模块，用于根据所述电网电流指令值和采样得到的电网电流信号，计算得到调制电压指令值；
第三计算模块，用于将所述调制电压指令值分离为有功调制信号和无功调制信号；
第四计算模块，用于根据有功分配原则和无功分配原则将所述有功调制信号和所述无功调制信号进行分配，通过矢量合成计算得到输出至各个逆变单元的所述第一调制信号。
7.一种级联多电平逆变系统，其特征在于，包括：无功补偿装置、多个逆变单元及控制器；所述控制器应用权利要求1至3任一所述的级联多电平逆变系统的调制方法；
所述无功补偿装置与电网相连；
所述多个逆变单元分别与多个直流源相连；
所述无功补偿装置为：电压型无功补偿电路、电流型无功补偿电路或者开关箝位型三电平无功补偿电路。
8.根据权利要求7所述的级联多电平逆变系统，其特征在于，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第一电容和第一电感；其中：
所述第一电容连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述第一电感的一端与所述H桥逆变模块的一个输出端相连；
所述第一电感的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
9.根据权利要求7所述的级联多电平逆变系统，其特征在于，所述电流型无功补偿电路包括：H桥逆变模块和第二电感；其中：
所述第二电感连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述H桥逆变模块的两个输出端分别与电网相连。
10.根据权利要求7所述的级联多电平逆变系统，其特征在于，所述电压型无功补偿电路包括：H桥逆变模块、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管及第三电感；其中：
所述第二电容和所述第三电容串联连接于所述H桥逆变模块的两个输入端之间；
所述第二电容和所述第三电容串联的连接点通过反向串联的所述第一开关管和所述第二开关管与所述H桥逆变模块的一个输出端及所述第三电感的一端相连；
所述第三电感的另一端与所述H桥逆变模块的另一个输出端分别与电网相连。
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