CN110048588A - 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，在对逆变器进行交流合闸操作之前，先根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；再控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压，以补偿交流开关两端之间的共模电压差；然后再控制逆变器实现交流合闸，则可避免共模冲击电流的出现；因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置。
背景技术
在新能源并网发电系统，比如光伏发电、风力发电、储能系统等中，由逆变器来执行能量传送和能量转换的任务。如图1所示，在逆变器内部，其交流滤波器与电网接口之间通常设置有继电器、接触器等机械式交流开关，闭合该交流开关，即实现交流合闸，可以使逆变器连接电网，进而实现能量转换和传送。
为了避免闭合交流开关时两边的电压差引起冲击电流，可以在交流开关闭合前，逆变器先通过其DC/AC变换器在其交流电容(即该交流滤波器的差模电容)上生成与电网电压的频率、相位、幅值均对应相同的电压波形，然后再闭合该交流开关。
但是，上述方案仅能够抑制差模冲击电流，若在闭合该交流开关之前，其两端存在共模电压差，则在闭合时仍然会存在共模冲击电流。在带有交流电容引回直流侧的逆变器拓扑中，比如图1所示的交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器中，交流合闸时的共模冲击电流如虚线所示，会依次经过交流电容、直流母线电容、直流对地等效电容(如Y电容)和/或寄生电容(图1中统一以C1进行表示)到地，再由地通过电网、RCD(ResidualCurrent Device，剩余电流装置)和交流开关再次回到交流侧，相应的电流环路并不经过交流电感(即该交流滤波器中的电感)，因此冲击电流将会非常大；并且，发电系统对地等效电容(如Y电容)以及寄生电容越大，共模冲击电流越大。而共模冲击电流可能触发外部漏电流保护器(即图1中的RCD)动作，导致逆变器脱网，也可能对逆变器的控制系统和驱动波形造成瞬时干扰，导致逆变器运行故障。
发明内容
本发明提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，以避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
本发明一方面提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，包括：
在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；
控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压；
控制逆变器实现交流合闸。
优选的，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之后，或者，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压的同时，还包括：
根据采集得到的交流端口电压，控制所述逆变器中的DC/AC变换器使所述交流电容上的电压波形与所述交流端口电压的波形相同。
优选的，所述补偿电压的计算式为：
Vc＝V2/2+V1-V3；
其中，Vc为所述补偿电压，V1为所述逆变器的直流母线负极对地电压，V2为所述逆变器直流母线上的电压，V3为所述逆变器的交流端口对地平均电压。
优选的，所述补偿电压的计算式为：
其中，Vi为第i次采样的所述交流开关跨接电压，n为所述交流开关跨接电压的采集次数，且n为m的倍数，m为所述交流开关跨接电压在一个交流电压波形完整周期内的采集点数。
优选的，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之前，还包括：
控制所述逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升所述逆变器的直流母线电压。
优选的，在计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压之后，还包括：
判断所述补偿电压是否大于阈值；
若所述补偿电压大于所述阈值，则执行控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压的步骤；
若所述补偿电压小于等于所述阈值，则直接执行控制逆变器实现交流合闸的步骤。
优选的，在控制逆变器实现交流合闸之后，还包括：
控制所述逆变器中的DC/AC变换器不再在所述交流电容上产生所述补偿电压。
本发明第二方面提供一种逆变器，包括：主电路和控制器；其中：
所述主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关以及交流端口；
所述直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
所述直流母线电容连接于所述逆变器的直流母线正负极之间；
所述DC/AC变换器的直流侧分别与所述逆变器的直流母线正负极相连；
所述DC/AC变换器的交流侧通过所述交流滤波器与所述交流开关的一端相连；
所述交流开关的另一端与所述交流端口的内侧相连；
所述交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
所述控制器用于执行如上述任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。
优选的，所述逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法中，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之前，还包括控制所述逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升所述逆变器的直流母线电压时，所述主电路还包括：设置于所述直流端口的内侧与所述直流母线之间的DC/DC变换器。
优选的，所述直流母线电容包括两个串联的电容；两个电容串联的中点为所述逆变器的直流母线中点，并与所述交流滤波器的电容公共点相连。
优选的，所述DC/AC变换器为三电平及以上电平拓扑；
所述DC/AC变换器的直流侧包括三个端子，分别与所述逆变器的直流母线正极、直流母线中点及直流母线负极对应相连。
本发明第三实施例还提供一种新能源并网发电系统，其特征在于，包括：直流电源和如上述任一所述的逆变器；其中：
所述直流电源与所述逆变器的直流端口相连；
所述直流电源为光伏阵列和储能系统中的至少一个。
本发明提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在对逆变器进行交流合闸操作之前，先根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；再控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压，以补偿交流开关两端之间的共模电压差；然后再控制逆变器实现交流合闸，则可避免共模冲击电流的出现；因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题。
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是现有技术提供的三相T型三电平逆变器的主电路结构图；
图2是本发明申请实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的流程图；
图3是本发明申请实施例提供的连接IT系统的三相T型三电平逆变器的主电路结构图；
图4是本发明申请实施例提供的交流电容上的电压波形示意图；
图5和图6是本发明申请实施例提供的逆变器两种电容连接方式示意图；
图7a和图7b是本发明申请另一实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的另外两种流程图；
图8是本发明申请另一实施例提供的交流电容上的电压波形示意图；
图9和图10是本发明申请另一实施例提供的两种交流电容对地电压的波形示意图；
图11是本发明申请另一实施例提供的交流电容上的电压波形示意图；
图12是本发明申请另一实施例提供的交流电容上被削顶的电压波形示意图；
图13是本发明申请实施例提供的连接TN系统的三相T型三电平逆变器的主电路结构图；
图14是本发明申请另一实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的另外一种流程图；
图15是本发明申请另一实施例提供的避免削顶后交流电容上的电压波形示意图；
图16和图17是本发明申请另一实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的另外两种流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，以避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。
以交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器为例进行说明，该逆变器包括：主电路和控制器；其中：
如图1所示，其主电路中包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关以及交流端口；
直流端口的外侧与直流电源相连；该直流电源可以是光伏阵列、风力发电系统以及储能系统中的至少一个；此时其交流端口的外侧与交流电源和/或交流负载相连。或者，其直流端口的外侧也可以与直流负载相连；此时，逆变器从交流端口的交流电源取电，为直流负载供电，此时的逆变器也可以称为整流器。
直流母线电容连接于逆变器的直流母线正负极之间；如图1所示，直流母线电容包括两个串联的电容，两个电容串联的一端与直流母线正极相连，串联的另一端与直流母线负极相连，串联的中点为直流母线中点。
DC/AC变换器为三电平及以上电平拓扑；且该DC/AC变换器的直流侧包括三个端子，分别的直流侧分别与逆变器的直流母线正极、直流母线中点以及直流母线负极相连；实际应用中，直流母线正负极可以直接作为直流端口，当然，还可以在逆变器的直流端口与直流母线之间设置有DC/DC变换器，也可以设置有直流滤波器，此处均不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
交流开关的一端通过交流滤波器与DC/AC变换器的交流侧相连；交流开关的另一端与交流端口的内侧相连；实际应用中，该交流开关可以为继电器、接触器等机械式交流开关，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
该交流滤波器中包括三个交流电感和三个交流电容，三个交流电感的第一端分别与DC/AC变换器的交流侧各相端口一一对应相连；三个交流电感的第二端分别与三个交流电容的第一端一一对应相连，三个连接点分别与交流开关中相应的开关设备相连；三个交流电容的第二端相连，连接点作为交流滤波器的电容公共点，与直流母线中点相连。
其控制器能够控制DC/AC变换器及开关装置的运行，并具体能够通过执行图2所示的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。当然，实际应用中，也可以由其他控制器，比如系统控制器，或者额外的独立控制器来执行该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
请参见图2，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法包括：
S101、在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器中交流电容待补偿上的补偿电压；
交流合闸操作指的是闭合逆变器的交流滤波器与电网接口之间的交流开关的操作。
当逆变器的交流端口与TN系统相连时，如图1所示，由于交流电网对地的共模电压为零，所以，此时采集得到的交流端口对地电压也为零；则为了确保交流开关闭合时其两端的共模电压差为零，需要其另一端的逆变器中交流电容对地共模电压与交流端口对地电压相同。实际应用中，可以先根据实时采集得到的直流母线负极对地电压(即直流母线负极对地Y电容C1的电压)V1和逆变器直流母线上的电压V2，计算得到逆变器对地共模电压为V2/2+V1；结合交流电容上电压为零，且交流端口对地电压为零，计算得到补偿电压Vc为V2/2+V1。在光伏逆变器等需要采集对地绝缘阻抗的逆变器中，本身就具备直流母线负极对地Y电容C1的电压采集电路，因此无需额外增加硬件成本。
当逆变器的交流端口与IT系统相连时，如图3所示，交流开关合闸时的共模冲击电流在交流侧将经过交流Y电容或者对地寄生电容(图3中统一以C2进行表示)形成环路，该交流Y电容或者对地寄生电容C2可能来自电网侧的其他发电设备或者用电负荷，且设备越多，C2的等效值越大，也即合闸共模冲击电流越大。此时，逆变器的控制器采集直流母线负极对地电压V1、直流母线上的电压V2以及交流端口对地电压；并根据交流端口对地电压计算平均值，得到交流端口对地平均电压V3；进而计算得到逆变器对地共模电压Vc＝V2/2+V1-V3，电压Vc就是交流电容上待补偿的补偿电压。该交流端口对地平均电压V3，是交流端口对地电压的平均值，也就是交流电网对地的共模电压的平均值，可以通过采集任意一相电压对地电压、以20ms为周期来计算平均值作为该交流端口对地平均电压V3；也可以采集三相对地电压值，然后求平均值该交流端口对地平均电压V3；若电网提供了N线(变压器中性点抽头)，可以直接采集N线对地的电压平均值作为该交流端口对地平均电压V3；也可以用3个阻抗相等的设备按照星型连接在三相电网上，采集和计算该星型阻抗的中性点对地电压的平均值作为该交流端口对地平均电压V3，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
实际应用中，若在交流开关两端设置了电压采集电路，则还可以直接采集交流开关跨接电压Vi，即交流开关两端的共模电压差；比如，采集n次交流开关跨接电压Vi之后，根据计算得到平均值，作为该补偿电压Vc；n为交流开关跨接电压的采集次数，且n为m的倍数，m为交流开关跨接电压在一个交流电压波形完整周期内的采集点数，比如200；且n和m均为正整数，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
S102、控制逆变器中的DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压；
对于交流端口连接TN系统的逆变器，以图1为例进行说明，通过三电平DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压Vc(如图4所示)，t0时刻完成补偿，使交流开关两端的共模电压差为零，此时可以闭合交流开关进行并网，不会产生共模冲击电流。因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题、对逆变器内部的硬件电路的大电流冲击应力问题、较大的共模电压变化率或共模电流变化率对控制系统的瞬态干扰问题。
为了在所有交流电容上产生相同的直流电压，交流电容的一端连接交流电感，另一端需要连接直流母线或者大地。图1所示的交流电容的另一端连接在直流母线中点，当然也可以连接在直流母线正极、负极或其他电势点。如图5所示，以其中的一个交流电容Ca为例，若需要在交流电容Ca上产生正的补偿电压，可以通过DC/AC变换器中的开关S1、S2、S3构造降压变换器；如图5中实线部分所示，通过S3常通、S2常关，S1进行斩波来为交流电容Ca充电；同理，若需要在交流电容Ca上产生负的补偿电压，可以通过开关S4、S2、S3构造降压变换器，通过S3常关、S2常通，S4进行斩波来为电容Ca充电。
如图6所示，若交流电容为逆变器交流端的Y电容，交流电容Ca的另一端连接大地，则可以通过开关S1、S4构造降压变换器；如图6中的实线部分所示，为交流电容Ca充电的电流会流经直流侧对地电容C1和C2。若需要在交流电容Ca上产生正的补偿电压，则需要通过S1进行斩波、S4常关，S4的反并联二极管作为S1关断时的续流二极管使用；若需要在交流电容Ca上产生负的补偿电压，则需要通过S4进行斩波、S1常关，S1的反并联二极管作为S4关断时的续流二极管使用。需要说明，在图6所示方案中，在为交流电容Ca提供补偿电压的时候，同时会改变直流侧Y电容C1和C2对地的共模电压。
S103、控制逆变器实现交流合闸。
在交流开关两端的共模电压差为零之后，再控制交流开关闭合，实现交流合闸，能够消除现有技术合闸时出现的共模冲击电流。
本实施例提供的该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其逆变器在交流开关闭合之前，通过DC/AC变换器的工作，在交流电容上产生补偿电压，以消除交流开关两端的共模电压差，然后再闭合交流开关，即可消除交流开关合闸时的共模冲击电流，能够解决现有技术交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题，以及对逆变器内部的硬件电路的大电流冲击问题，提高逆变器的可靠性。
需要说明的是，图1、图3、图5和图6中的逆变器拓扑仅为一种示例，本实施例提供的该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，还可以应用于两电平逆变器、二极管中点钳位型三电平逆变器、五电平逆变器、单相H桥逆变器以及其他逆变器拓扑，均在本申请的保护范围内。
为了进一步提高并网的可靠性，可以在消除交流开关两端的共模电压差之后，进一步消除差模电压差，以消除闭合交流开关时的差模电流冲击。因此，本发明另一实施例还提供了一种具体的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在上述实施例及图1至图6的基础之上，优选的，如图7a所示，在执行步骤S102、控制逆变器中的DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压之后，还包括：
S201、根据采集得到的交流端口电压，控制逆变器中的DC/AC变换器使交流电容上的电压波形与交流端口电压的波形相同。
以图1所示的交流端口连接TN系统的逆变器为例进行说明，在对逆变器补偿共模电压后，再通过采集得到的交流端口电压，也即交流电网的电压，控制DC/AC变换器在交流电容上产生峰峰值、频率、相位均与交流电网电压相等的差模电压；然后再闭合交流开关，此时共模冲击电流和差模冲击电流都将被消除，确保对逆变器内部的硬件电路无电流冲击。图8所示是某一相交流电容上的电压变化示意图，在t0时刻其电压由DC/AC变换器控制到补偿电压Vc；在t0-t1时间段内，其电压在补偿电压Vc的基础上再叠加逐渐增多的差模电压，直至t1时刻差模电压与电网电压同步，然后闭合交流开关进行并网发电。图9所示是在这一过程中该相交流电容对地电压与电网电压的对比。该交流电容对地电压，也就是相应交流电容上的电压与逆变器对地共模电压之和。在初始阶段交流电容自身上的电压为0，交流电容对地电压就是逆变器对地共模电压Vc，在t0时刻交流电容对地电压补偿至0V，在t1时刻与电网电压同步。
对于IT系统，交流电网对大地的共模电压可能不是零。对于图3所示的逆变器，其交流电容对地电压的波形如图10所示。
实际应用中，上述控制DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压和差模电压的步骤也可以合二为一，即如图7b所示，步骤S102和步骤S201同时执行；具体的，当采集和计算得到补偿电压以及电网电压后，直接在交流电容上生成带补偿电压的交流波形(如图11所示)。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
值得说明的是，若待补偿的补偿电压较大、超过了直流母线电压上限Vh或者下限Vl，则可能会导致电容电压被削顶(如图12所示)，使得抑制冲击电流的效果变低。
此时，可以在逆变器的直流母线与输入端口之间设置升压型DC/DC变换器(如图13所示)，该升压型DC/DC变换器可以为Boost变换器，也可以为其他类型变换器，此处不做限定。
该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在上述实施例及图1至图11的基础之上，优选的，如图14所示(以在图2的基础上为例进行展示)，执行步骤S102、控制逆变器中的DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压之前，还包括：
S202、控制逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升逆变器的直流母线电压。
在交流电容上产生补偿电压之前，先控制升压型DC/DC变换器抬升直流母线电压,可以降低调制度，防止交流电压叠加补偿电压后调制度超过1,扩大保护补偿电压范围后的电压波形如图15所示、不再被削顶。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
在实际系统中，交、直流的共模电压本身可能会实时变化，并且补偿过程也可能会改变交、直流的共模电压，因此可能需要实时计算和调整补偿电压，也就是说上述实施例中的步骤S101和S102都以持续实时进行为优。
也就是说，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在上述实施例及图1至图15的基础之上，优选的，如图16所示(以在图2的基础上为例进行展示)，在步骤S101、计算得到逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压之后，还包括：
S203、判断补偿电压是否大于阈值；
若补偿电压大于阈值，则执行步骤S102、控制逆变器中的DC/AC变换器在交流电容上产生补偿电压；
若补偿电压小于等于阈值，则直接执行步骤S103、控制逆变器实现交流合闸。
例如，在初始时刻，通过步骤S101计算得到待补偿的补偿电压大小为V1，而在步骤S102进行补偿后，通过持续进行的步骤S101发现仍然有共模电压差V2，则此时将通过持续进行的步骤S102按照V2进行补偿，如此反复直至共模电压差在一个可接受范围，即小于等于上述阈值。实际应用中，该阈值的设置视其应用环境而定，此处不做限定，均在本申请的保护范围内。
另外，在上述各个实施例及图1至图16的基础之上，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法如图17所示(以在图2的基础上为例进行展示)，在步骤S103、控制逆变器实现交流合闸之后，还包括：
S204、控制逆变器中的DC/AC变换器不再在交流电容上产生补偿电压。
即在并网之后退出共模补偿。实际应用中，为了避免突然退出共模补偿带来的系统震荡，可以缓慢退出。例如共模补偿电压为100V，可以以5V/s的速度逐渐减小共模补偿电压，在20s内将补偿电压减小到0，进而实现平稳退出补偿。
其余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一种逆变器，包括：主电路和控制器；其中：
如图1和图3所示，其主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关以及交流端口；
直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
直流母线电容连接于逆变器的直流母线正负极之间；
DC/AC变换器的直流侧分别与逆变器的直流母线正负极相连；
DC/AC变换器的交流侧通过交流滤波器与交流开关的一端相连；
交流开关的另一端与交流端口的内侧相连；
交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
优选的，逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法中，控制逆变器中的DC/AC变换器在交流电容上产生待补偿电压之前，还包括控制逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升逆变器的直流母线电压时，该逆变器的主电路还包括：设置于直流端口的内侧与直流母线之间的DC/DC变换器；实际应用中还可以设置有直流滤波器，此处不做具体限定，视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
优选的，如图1和图3所示，直流母线电容包括两个串联的电容；两个电容串联的中点为逆变器的直流母线中点，并与交流滤波器的电容公共点相连。并且，DC/AC变换器为三电平及以上电平拓扑；DC/AC变换器的直流侧包括三个端子，分别与逆变器的直流母线正极、直流母线中点及直流母线负极对应相连。
需要说明的是，图1和图3所示的交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器拓扑仅为一种示例，实际应用中，该逆变器主电路中的DC/AC变换器还可以为两电平逆变拓扑、二极管中点钳位型三电平逆变拓扑、五电平逆变拓扑、单相H桥逆变拓扑以及其他逆变拓扑，均在本申请的保护范围内。
该控制器用于执行上述任一实施例所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的执行过程及原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供一种新能源并网发电系统，包括：直流电源和如上述实施例所述的逆变器；其中：
该直流电源与逆变器的直流端口相连；
且，该直流电源为光伏阵列和储能系统中的至少一个。
该逆变器的具体结构及工作原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
值得说明的是，实际应用中，并不仅限于由逆变器中的控制器来实现该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，也可以由其他控制器，比如新能源并网发电系统中的系统控制器，或者额外的独立控制器来执行该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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 (12)
1.一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，包括：
在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；
控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压；
控制逆变器实现交流合闸。
2.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之后，或者，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压的同时，还包括：
根据采集得到的交流端口电压，控制所述逆变器中的DC/AC变换器使所述交流电容上的电压波形与所述交流端口电压的波形相同。
3.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，所述补偿电压的计算式为：
Vc＝V2/2+V1-V3；
其中，Vc为所述补偿电压，V1为所述逆变器的直流母线负极对地电压，V2为所述逆变器直流母线上的电压，V3为所述逆变器的交流端口对地平均电压。
4.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，所述补偿电压的计算式为：
其中，Vi为第i次采样的所述交流开关跨接电压，n为所述交流开关跨接电压的采集次数，且n为m的倍数，m为所述交流开关跨接电压在一个交流电压波形完整周期内的采集点数。
5.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之前，还包括：
控制所述逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升所述逆变器的直流母线电压。
6.根据权利要求1-5任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，在计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压之后，还包括：
判断所述补偿电压是否大于阈值；
若所述补偿电压大于所述阈值，则执行控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压的步骤；
若所述补偿电压小于等于所述阈值，则直接执行控制逆变器实现交流合闸的步骤。
7.根据权利要求1-5任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，在控制逆变器实现交流合闸之后，还包括：
控制所述逆变器中的DC/AC变换器不再在所述交流电容上产生所述补偿电压。
8.一种逆变器，其特征在于，包括：主电路和控制器；其中：
所述主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关以及交流端口；
所述直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
所述直流母线电容连接于所述逆变器的直流母线正负极之间；
所述DC/AC变换器的直流侧分别与所述逆变器的直流母线正负极相连；
所述DC/AC变换器的交流侧通过所述交流滤波器与所述交流开关的一端相连；
所述交流开关的另一端与所述交流端口的内侧相连；
所述交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
所述控制器用于执行如权利要求1-6任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。
9.根据权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法中，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之前，还包括控制所述逆变器中的升压型DC/DC变换器抬升所述逆变器的直流母线电压时，所述主电路还包括：设置于所述直流端口的内侧与所述直流母线之间的DC/DC变换器。
10.根据权利要求8或9所述的逆变器，其特征在于，所述直流母线电容包括两个串联的电容；两个电容串联的中点为所述逆变器的直流母线中点，并与所述交流滤波器的电容公共点相连。
11.根据权利要求10所述的逆变器，其特征在于，所述DC/AC变换器为三电平及以上电平拓扑；
所述DC/AC变换器的直流侧包括三个端子，分别与所述逆变器的直流母线正极、直流母线中点及直流母线负极对应相连。
12.一种新能源并网发电系统，其特征在于，包括：直流电源和如权利要求9-11任一所述的逆变器；其中：
所述直流电源与所述逆变器的直流端口相连；
所述直流电源为光伏阵列和储能系统中的至少一个。
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