CN113726143B - 一种anpc型三电平逆变器的关机方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机方法、系统及装置，该关机方法包括：采样ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；当收到关机信号，根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的高频开关管；等待预设时间段，开通第二半桥模块中的第二高频开关管；在电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的低频开关管；等待预设时间段，关断第二半桥模块中的第二高频开关管。本申请在收到关机信号时，根据逆变电流和输出电压确定电流过零点时刻，并规定了所有开关管的动作时刻，从而保证不会在电流过零时发生换相，确保了所有开关管在安全范围内工作，使得逆变器能够可靠关机。

Description

一种ANPC型三电平逆变器的关机方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及逆变器控制领域，特别涉及一种ANPC型三电平逆变器的关机方法、系统及装置。
背景技术
当前，ANPC（Active Neutral-point-clamped，有源中点钳位）型三电平逆变器，如图1所示，相较NPC（Neutral Point Clamped，中点钳位）三电平逆变器具有较大优势，因此在高压大功率场合的光伏逆变应用中日趋广泛。
ANPC三电平逆变器的关机分为正常关机和故障关机两种，正常关机是将逆变电流降到0后关断T1/T4，然后等待足够长的时间后关断T2/T3/T5/T6；紧急关机时向关断T1/T4，然后等待足够长的时间关断T2/T3和T5/T6。以上关机时序只能在纯有功、电感纹波很小的理想情况下才能够实现可靠关机，实际情况下电流过零时极易发生换相，产生反向电流，如果此时依然按照原本方法关机，在T1/T4关断时，T2/T3/T5/T6尚未关断，反向电流将进一步增大，导致T2/T3/T5/T6承受较大的冲击电流，并且T2/T3/T5/T6关断时T2/T3容易因过压导致损坏。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种ANPC型三电平逆变器的关机方法、系统及装置。其具体方案如下：
一种ANPC型三电平逆变器的关机方法，所述ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个所述半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，所述两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，所述低频开关管的第一端和两个所述高频开关管的第一端均相连，所述低频开关管的第二端作为所述ANPC型三电平逆变器的输出端，所述第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，所述第二高频开关管的第二端连接母线中点，该关机方法包括：
采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；
当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
等待预设时间段，开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
在所述电流过零点时刻，关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；
等待所述预设时间段，关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。
优选的，当所述关机信号为正常关机信号，则所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的过程包括：
根据第一公式计算第一延时时长，所述第一公式包括：
Figure 409272DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 823067DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一延时时长，
Figure 20830DEST_PATH_IMAGE003
为与所述输出端连接的负荷电感；
Figure 427541DEST_PATH_IMAGE004
为自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起至所述电流过零点时刻，所述逆变电流的电流变化量；
Figure 659939DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 274329DEST_PATH_IMAGE006
对应的所述输出电压的电压变化量；
确定所述电流过零点时刻为：自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起，等待所述第一延时时长后的时刻。
优选的，所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的过程，包括：
判断当前所述逆变电流是否大于阈值；
若否，则直接关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
若是，则控制所述第一半桥模块直至当前所述逆变电流不大于所述阈值，然后关断第一半桥模块中的所述高频开关管。
优选的，当所述关机信号为紧急关机信号，则所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值；
计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长；
确定所述电流过零点时刻为：自所述逆变电流达到所述最大电流值起，等待所述第二延时时长后的时刻。
优选的，所述根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值的过程，包括：
根据第二公式计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值，所述第二公式包括：
Figure 959388DEST_PATH_IMAGE007
；
其中
Figure 576314DEST_PATH_IMAGE008
为所述最大电流值，
Figure 522274DEST_PATH_IMAGE009
为收到所述关机信号时的所述逆变电流，
Figure 199243DEST_PATH_IMAGE010
为直流偏置曲线方程中
Figure 371598DEST_PATH_IMAGE011
对应的偏置值；
Figure 136423DEST_PATH_IMAGE012
为自收到所述关机信号起至所述逆变电流达到所述最大电流值，所述输出电压的电压变化量；
Figure 343413DEST_PATH_IMAGE013
为系统延时。
优选的，所述计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长的过程，包括：
根据第三公式计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长，所述第三公式包括：
Figure 50338DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 709990DEST_PATH_IMAGE015
为所述第二延时时长；
Figure 668718DEST_PATH_IMAGE016
为所述逆变电流到达所述最大电流值至所述电流过零点时刻，所述输出电压的电压变化量。
优选的，所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的同时，还包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压计算功率因数；
所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的过程，包括：
当所述功率因数为1，关断所述第一半桥模块中的所述第一高频开关管，并封闭所述第一半桥模块中的所述第二高频开关管的脉冲；
当所述功率因数不为1，关断所述第一半桥模块中的所述第二高频开关管，并封闭所述第一半桥模块中的所述第一高频开关管的脉冲。
优选的，所述预设时间段具体为开关管死区时间。
相应的，本申请还公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机系统，所述ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个所述半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，所述两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，所述低频开关管的第一端和两个所述高频开关管的第一端均相连，所述低频开关管的第二端作为所述ANPC型三电平逆变器的输出端，所述第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，所述第二高频开关管的第二端连接母线中点；该关机系统包括采样模块、计时模块和动作模块，其中：所述采样模块用于采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；所述计时模块用于：
当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，触发所述动作模块，以关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
等待预设时间段，触发所述动作模块，以开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
在所述电流过零点时刻，触发所述动作模块关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；
等待所述预设时间段，触发所述动作模块关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。
相应的，本申请还公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述ANPC型三电平逆变器的关机方法的步骤。
本申请公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机方法，包括：采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的所述高频开关管；等待预设时间段，开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；在所述电流过零点时刻，关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；等待所述预设时间段，关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。本申请在收到关机信号时，根据逆变电流和输出电压确定电流过零点时刻，并规定了所有开关管的动作时刻，从而保证不会在电流过零时发生换相，确保了所有开关管在安全范围内工作，使得逆变器能够可靠关机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种ANPC型三电平逆变器的电路拓扑图；
图2为本发明实施例中一种ANPC型三电平逆变器的关机方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例中一种ANPC型三电平逆变器的关机时序图；
图4为本发明实施例中一种ANPC型三电平逆变器的关机时序图；
图5为本发明实施例中一种ANPC型三电平逆变器的关机时序图；
图6为本发明实施例中一种ANPC型三电平逆变器的关机系统的结构分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
传统的以上关机时序只能在纯有功、电感纹波很小的理想情况下才能够实现可靠关机，实际情况下电流过零时极易发生换相，产生反向电流，如果此时依然按照原本方法关机，开关管可能承受较大的冲击电流，或容易因过压导致损坏。
本申请在收到关机信号时，根据逆变电流和输出电压确定电流过零点时刻，并规定了所有开关管的动作时刻，从而保证不会在电流过零时发生换相，确保了所有开关管在安全范围内工作，使得逆变器能够可靠关机。
本发明实施例公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机方法，ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，低频开关管的第一端和两个高频开关管的第一端均相连，低频开关管的第二端作为ANPC型三电平逆变器的输出端，第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，第二高频开关管的第二端连接母线中点，参见图1所示的ANPC型三电平逆变器的电路结构，其中电容C1的第一端和C2的第一端分别为母线正极和母线负极，C1和C2的公共点作为母线中点，上半桥模块的低频开关管为T2，第一高频开关管为T1，第二高频开关管为T5，下半桥模块的低频开关管为T3，第一高频开关管为T4，第二高频开关管为T6，不论是高频开关管还是低频开关管，T1~T6都有一个对应的二极管D1~D6与之配合。
参见图2所示，该关机方法包括：
S1：采样ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；
S2：当收到关机信号，根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的高频开关管；
S3：等待预设时间段，开通第二半桥模块中的第二高频开关管；
S4：在电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的低频开关管；
S5：等待预设时间段，关断第二半桥模块中的第二高频开关管；
其中第一半桥模块为：收到关机信号前，高频开关管正在工作的半桥模块，第二半桥模块为另一半桥模块。
也就是说，如果收到关机信号前，高频开关管T1或T5正在工作，则第一半桥模块为上半桥模块，第二半桥模块为下半桥模块，如果收到关机信号前，高频开关管T4或T6正在工作，则第一半桥模块为下半桥模块，第二半桥模块为上半桥模块；除此外，也可将正在工作的低频开关管对应的半桥模块确定为第一半桥模块，此处仅为对第一半桥模块为工作的半桥模块的功能性描述。
可以理解的是，步骤S1对逆变电流和输出电压进行监测，当收到关机信号时，步骤S2将利用当前时刻采集到的逆变电流和输出电流进行运算确定电流过零点时刻，然后关断第一半桥模块中的高频开关管，由于实际工作时第一高频开关管和第二高频开关管的脉冲互补，同一时刻只有一个高频开关管导通，因此关断高频开关管时，只关断当前导通的高频开关管，另一高频开关管本身闭合，因此停止该高频开关管的后续脉冲输出即可；收到关机信号和关断第一半桥模块中的高频开关管之间的时差，根据实际情况确定，当关机信号为紧急关机信号，则时差为0，当关机信号为正常关机信号，可按照正常关机延时要求进行；然后进入步骤S3，等待预设时间段，开通第二半桥模块中的第二高频开关管，达到钳位电压的效果；进入步骤S4，再等待至电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的低频开关管，该时刻的关断，使得即使是电感纹波存在、非纯有功情况下，现有技术中开关管上电流穿越到零点另一边导致电压电流换相的现象也不会再出现；然后进入步骤S5等待预设时间段，关断第二半桥模块中的第二高频开关管。
可以理解的是，步骤S3和S5中第二半桥模块中动作的高频开关管均为第二高频开关管，用于实现钳位电压的效果，因此开通第二半桥模块的高频开关管的动作，应当紧接着关断第一半桥模块的高频开关管的动作，两个动作之间的时差越小越好，但为了保护电路，避免误导通的情况出现，该时差必须不小于器件机械动作的死区时间，因此预设时间段一般选择为开关管死区时间。
需要注意的是，上文在描述各类动作时，动作对应的时间包括时刻和时间段两种，具体的：
在T_01时刻，关断第一半桥模块的高频开关管；
等待预设时间td，也即在T_01+td时刻，开通第二半桥模块中的第二高频开关管；
在T_02时刻，也即电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的低频开关管；
等待预设时间段td，也即在T_02+td时刻，关断第二半桥模块中的第二高频开关管。
可以理解的是，不同功率因数下第一半桥模块中正在工作的高频开关管也不相同，因此对高频开关管的关断实施，包括对处于导通状态的开关管的关断和对处于关断状态的开关管的脉冲封闭两种，其目的均是为了在步骤S1之后第一半桥模块中的所有高频开关管不再导通，具体的，在步骤S2根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻的同时，还包括：
根据逆变电流和输出电压计算功率因数；
因此，关断第一半桥模块中的高频开关管的过程，包括：
当功率因数为1，关断第一半桥模块中的第一高频开关管，并封闭第一半桥模块中的第二高频开关管的脉冲；
当功率因数不为1，关断第一半桥模块中的第二高频开关管，并封闭第一半桥模块中的第一高频开关管的脉冲。
具体的，将上半桥模块作为第一半桥模块为例，收到关机信号前，上半桥模块的T1或T5正在工作，T2处于恒导通状态，第二半桥模块中动作的第二高频开关管为T6，具体的关机时序如下表1所示：
表1 上半桥模块为第一半桥模块时的通用关机时序
Figure 572958DEST_PATH_IMAGE017
将下半桥模块作为第一半桥模块的情况，其开关管与上文中情况对应，即第一高频开关管T1对应T4，第二高频开关管T5对应T6，低频开关管T2对应T3，按照相同的处理思路实施即可。
可以理解的是，考虑系统在电路上的延时，除了步骤S1的电气数值采集涉及到实际电气状态反馈外，步骤S2-S5的所有的开关管动作，均以独立时钟计时，按照表1中设定好的动作时序进行。
本申请公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机方法，包括：采样ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；当收到关机信号，根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的高频开关管；等待预设时间段，开通第二半桥模块中的第二高频开关管；在电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的低频开关管；等待预设时间段，关断第二半桥模块中的第二高频开关管；其中第一半桥模块为：收到关机信号前，高频开关管正在工作的半桥模块，第二半桥模块为另一半桥模块。本申请在收到关机信号时，根据逆变电流和输出电压确定电流过零点时刻，并规定了所有开关管的动作时刻，从而保证不会在电流过零时发生换相，确保了所有开关管在安全范围内工作，使得逆变器能够可靠关机。
本发明实施例公开了一种具体的ANPC型三电平逆变器的关机方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，当关机信号为正常关机信号，则根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻的过程包括：
根据第一公式计算第一延时时长，第一公式包括：
Figure 654047DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 879623DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一延时时长，
Figure 376463DEST_PATH_IMAGE003
为与所述输出端连接的负荷电感；
Figure 417100DEST_PATH_IMAGE004
为自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起至所述电流过零点时刻，所述逆变电流的电流变化量；
Figure 75615DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 287022DEST_PATH_IMAGE006
对应的所述输出电压的电压变化量；
确定电流过零点时刻为：自关断第一半桥模块中的高频开关管起，等待第一延时时长后的时刻。
可以理解的是，输出电压与负荷电感、逆变电流存在对应关系，可用于计算未发生的输出电压，进而确定与之相关的电压变化量，该部分属于公知常识，此处不再赘述。
进一步的，正常关断过程中，当考虑在逆变电流不超过阈值的情况下进行，因此关断第一半桥模块中的高频开关管的过程，包括：
判断当前逆变电流是否大于阈值；
若否，则直接关断第一半桥模块中的高频开关管；
若是，则控制第一半桥模块直至当前逆变电流不大于阈值，然后关断第一半桥模块中的高频开关管。
可以理解的是，如果收到关机信号时当前逆变电流不大于阈值，直接关断第一半桥模块的高频开关管，电流变化量为当前逆变电流与零点电流的差值，如果收到关机信号时电流大于阈值，则需要通过控制第一半桥模块的开关管通断脉冲来控制逆变电流降低，直至逆变电流不大于阈值，关断第一半桥模块的高频开关管的时刻为逆变电流下降到该阈值时，电流变化量为阈值与零点电流的差值。
需要注意的是，本实施例中对关断时序中的时刻作了进一步的限定，因此仍以上半桥模块为第一半桥模块为例，设关断第一半桥模块的高频开关管的时刻为T_11，整个开关时序如下表2所示。
表2 上半桥模块为第一半桥模块、收到正常关机信号时的关机时序
Figure 181029DEST_PATH_IMAGE018
进一步的，以纯有功、功率因数为1的情况为例，当前逆变电流不大于阈值的关机时序图如图3所示，当前逆变电流大于阈值的关机时序图如图4所示，最后所有开关管关断，完成可靠关机。
本发明实施例公开了一种具体的ANPC型三电平逆变器的关机方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，当关机信号为紧急关机信号，立刻关断第一半桥模块中的高频开关管，同时根据逆变电流和输出电压计算电流过零点时刻包括：
根据逆变电流和输出电压，计算关断第一半桥模块中的高频开关管的动作之后逆变电流的最大电流值；
计算逆变电流从最大电流值降低到零的第二延时时长；
确定电流过零点时刻为：自逆变电流达到最大电流值起，等待第二延时时长后的时刻。
进一步的，根据逆变电流和输出电压，计算关断第一半桥模块中的高频开关管的动作之后逆变电流的最大电流值的过程，包括：
根据第二公式计算关断第一半桥模块中的高频开关管的动作之后逆变电流的最大电流值，第二公式包括：
Figure 217118DEST_PATH_IMAGE007
；
其中
Figure 921900DEST_PATH_IMAGE008
为所述最大电流值，
Figure 43440DEST_PATH_IMAGE009
为收到所述关机信号时的所述逆变电流，
Figure 147662DEST_PATH_IMAGE010
为直流偏置曲线方程中
Figure 631733DEST_PATH_IMAGE011
对应的偏置值；
Figure 163208DEST_PATH_IMAGE012
为自收到所述关机信号起至所述逆变电流达到所述最大电流值，所述输出电压的电压变化量；
Figure 240886DEST_PATH_IMAGE013
为系统延时。
其中，系统延时包括采样延时、控制延时和响应延时，这三部分延时均为由硬件决定的、无法消除的已知延时；直流偏置曲线方程已知，一般由设备厂家提供。
可以理解的是，关断第一半桥模块的高频开关管后，经过系统延时，逆变电流将到达最大电流值。
进一步的，计算逆变电流从最大电流值降低到零的第二延时时长的过程，包括：
根据第三公式计算逆变电流从最大电流值降低到零的第二延时时长，第三公式包括：
Figure 257121DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 2223DEST_PATH_IMAGE015
为所述第二延时时长；
Figure 563655DEST_PATH_IMAGE016
为所述逆变电流到达所述最大电流值至所述电流过零点时刻，输出电压的电压变化量。
可以理解的是，输出电压与负荷电感、逆变电流存在对应关系，可用于计算未发生的输出电压，进而确定上文中提到的与之相关的电压变化量，该部分属于公知常识，此处不再赘述。
需要注意的是，本实施例中对关断时序中的时刻作了进一步的限定，因此仍以上半桥模块为第一半桥模块为例，设收到紧急关机信号后立刻关断第一半桥模块的高频开关管的时刻为T_21，整个开关时序如下表3所示。
表3 上半桥模块为第一半桥模块、收到紧急关机信号时的关机时序
Figure 128628DEST_PATH_IMAGE019
进一步的，以纯有功、功率因数为1的情况为例，收到紧急关机信号后关机时序图如图5所示，最后所有开关管关断，完成可靠关机。
相应的，本申请还公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机系统，所述ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个所述半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，所述两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，所述低频开关管的第一端和两个所述高频开关管的第一端均相连，所述低频开关管的第二端作为所述ANPC型三电平逆变器的输出端，所述第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，所述第二高频开关管的第二端连接母线中点；
该关机系统如图6所示，包括采样模块1、计时模块2和动作模块3，其中：所述采样模块1用于采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；所述计时模块2用于：
当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，触发所述动作模块3，以关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
等待预设时间段，触发所述动作模块3，以开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
在所述电流过零点时刻，触发所述动作模块3关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；
等待所述预设时间段，触发所述动作模块3关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。
本申请实施例在收到关机信号时，根据逆变电流和输出电压确定电流过零点时刻，并规定了所有开关管的动作时刻，从而保证不会在电流过零时发生换相，确保了所有开关管在安全范围内工作，使得逆变器能够可靠关机。
在一些具体的实施例中，当所述关机信号为正常关机信号，则计时模块2根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的过程包括：
根据第一公式计算第一延时时长，所述第一公式包括：
Figure 574653DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 784048DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一延时时长，
Figure 657327DEST_PATH_IMAGE003
为与所述输出端连接的负荷电感；
Figure 975175DEST_PATH_IMAGE004
为自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起至所述电流过零点时刻，所述逆变电流的电流变化量；
Figure 818367DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 538061DEST_PATH_IMAGE006
对应的所述输出电压的电压变化量；
确定所述电流过零点时刻为：自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起，等待所述第一延时时长后的时刻。
在一些具体的实施例中，动作模块3关断第一半桥模块中的所述高频开关管的过程，包括：
判断当前所述逆变电流是否大于阈值；
若否，则直接关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
若是，则控制所述第一半桥模块直至当前所述逆变电流不大于所述阈值，然后关断第一半桥模块中的所述高频开关管。
在一些具体的实施例中，当所述关机信号为紧急关机信号，则计时模块2根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值；
计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长；
确定所述电流过零点时刻为：自所述逆变电流达到所述最大电流值起，等待所述第二延时时长后的时刻。
在一些具体的实施例中，计时模块2根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值的过程，包括：
根据第二公式计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值，所述第二公式包括：
Figure 582240DEST_PATH_IMAGE007
；
其中
Figure 495707DEST_PATH_IMAGE008
为所述最大电流值，
Figure 283535DEST_PATH_IMAGE009
为收到所述关机信号时的所述逆变电流，
Figure 857736DEST_PATH_IMAGE010
为直流偏置曲线方程中
Figure 197450DEST_PATH_IMAGE011
对应的偏置值；
Figure 958733DEST_PATH_IMAGE012
为自收到所述关机信号起至所述逆变电流达到所述最大电流值，所述输出电压的电压变化量；
Figure 550251DEST_PATH_IMAGE013
为系统延时。
在一些具体的实施例中，计算模块2计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长的过程，包括：
根据第三公式计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长，
所述第三公式包括：
Figure 854325DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 974727DEST_PATH_IMAGE015
为所述第二延时时长；
Figure 754464DEST_PATH_IMAGE016
为所述逆变电流到达所述最大电流值至所述电流过零点时刻，所述输出电压的电压变化量。
在一些具体的实施例中，计时模块2根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的同时，还包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压计算功率因数；
当所述功率因数为1，确定所述第二半桥模块中开通和关断的所述高频开关管为所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
当所述功率因数小于1，确定所述第二半桥模块中开通和关断的所述高频开关管为所述第二半桥模块中的所述第一高频开关管。
在一些具体的实施例中，所述预设时间段具体为开关管死区时间。
相应的，本申请实施例还公开了一种ANPC型三电平逆变器的关机装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述ANPC型三电平逆变器的关机方法的步骤。
其中，具体有关ANPC型三电平逆变器的关机方法的内容，可以参照上文实施例中相关描述，此处不再赘述。
其中，本实施例中ANPC型三电平逆变器的关机装置，具有与上文实施例中ANPC型三电平逆变器的关机方法相同的技术效果。
最后，还需要说明的是，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。
以上对本发明所提供的一种ANPC型三电平逆变器的关机方法、系统及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种ANPC型三电平逆变器的关机方法，其特征在于，所述ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个所述半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，所述两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，所述低频开关管的第一端和两个所述高频开关管的第一端均相连，所述低频开关管的第二端作为所述ANPC型三电平逆变器的输出端，所述第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，所述第二高频开关管的第二端连接母线中点，该关机方法包括：
采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；
当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
等待预设时间段，开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
在所述电流过零点时刻，关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；
等待所述预设时间段，关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。
2.根据权利要求1所述关机方法，其特征在于，当所述关机信号为正常关机信号，则所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的过程包括：
根据第一公式计算第一延时时长，所述第一公式包括：
Figure 333950DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 719932DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一延时时长，
Figure 93145DEST_PATH_IMAGE003
为与所述输出端连接的负荷电感；
Figure 222775DEST_PATH_IMAGE004
为自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起至所述电流过零点时刻，所述逆变电流的电流变化量；
Figure 771568DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 938238DEST_PATH_IMAGE004
对应的所述输出电压的电压变化量；
确定所述电流过零点时刻为：自关断所述第一半桥模块中的所述高频开关管起，等待所述第一延时时长后的时刻。
3.根据权利要求2所述关机方法，其特征在于，所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的过程，包括：
判断当前所述逆变电流是否大于阈值；
若否，则直接关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
若是，则控制所述第一半桥模块直至当前所述逆变电流不大于所述阈值，然后关断第一半桥模块中的所述高频开关管。
4.根据权利要求1所述关机方法，其特征在于，当所述关机信号为紧急关机信号，则所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值；
计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长；
确定所述电流过零点时刻为：自所述逆变电流达到所述最大电流值起，等待所述第二延时时长后的时刻。
5.根据权利要求4所述关机方法，其特征在于，所述根据所述逆变电流和所述输出电压，计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值的过程，包括：
根据第二公式计算所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的动作之后所述逆变电流的最大电流值，所述第二公式包括：
Figure 939692DEST_PATH_IMAGE006
；
其中
Figure 873013DEST_PATH_IMAGE007
为所述最大电流值，
Figure 135367DEST_PATH_IMAGE008
为收到所述关机信号时的所述逆变电流，
Figure 863152DEST_PATH_IMAGE009
为直流偏置曲线方程中
Figure 86323DEST_PATH_IMAGE010
对应的偏置值；
Figure 931657DEST_PATH_IMAGE011
为自收到所述关机信号起至所述逆变电流达到所述最大电流值，所述输出电压的电压变化量；
Figure 189463DEST_PATH_IMAGE012
为系统延时。
6.根据权利要求5所述关机方法，其特征在于，所述计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长的过程，包括：
根据第三公式计算所述逆变电流从所述最大电流值降低到零的第二延时时长，所述第三公式包括：
Figure 88148DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 188829DEST_PATH_IMAGE014
为所述第二延时时长；
Figure 198373DEST_PATH_IMAGE015
为所述逆变电流到达所述最大电流值至所述电流过零点时刻，所述输出电压的电压变化量。
7.根据权利要求1所述关机方法，其特征在于，所述根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻的同时，还包括：
根据所述逆变电流和所述输出电压计算功率因数；
所述关断第一半桥模块中的所述高频开关管的过程，包括：
当所述功率因数为1，关断所述第一半桥模块中的所述第一高频开关管，并封闭所述第一半桥模块中的所述第二高频开关管的脉冲；
当所述功率因数不为1，关断所述第一半桥模块中的所述第二高频开关管，并封闭所述第一半桥模块中的所述第一高频开关管的脉冲。
8.根据权利要求1至7任一项所述关机方法，其特征在于，所述预设时间段具体为开关管死区时间。
9.一种ANPC型三电平逆变器的关机系统，其特征在于，所述ANPC型三电平逆变器包括上下两个半桥模块，每个所述半桥模块均包括一个低频开关管和两个脉冲互补的高频开关管，所述两个脉冲互补的高频开关管包括第一高频开关管和第二高频开关管，所述低频开关管的第一端和两个所述高频开关管的第一端均相连，所述低频开关管的第二端作为所述ANPC型三电平逆变器的输出端，所述第一高频开关管的第二端连接母线正极或母线负极，所述第二高频开关管的第二端连接母线中点；该关机系统包括采样模块、计时模块和动作模块，其中：所述采样模块用于采样所述ANPC型三电平逆变器的逆变电流和输出电压；所述计时模块用于：
当收到关机信号，根据所述逆变电流和所述输出电压计算电流过零点时刻，触发所述动作模块，以关断第一半桥模块中的所述高频开关管；
等待预设时间段，触发所述动作模块，以开通第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
在所述电流过零点时刻，触发所述动作模块关断所述第一半桥模块中的所述低频开关管；
等待所述预设时间段，触发所述动作模块关断所述第二半桥模块中的所述第二高频开关管；
其中所述第一半桥模块为：收到所述关机信号前，所述高频开关管正在工作的所述半桥模块，所述第二半桥模块为另一所述半桥模块。
10.一种ANPC型三电平逆变器的关机装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
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Denomination of invention: A shutdown method, system, and device for ANPC type three-level inverter

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Pledgee: Zhejiang Hangzhou Yuhang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Science and Technology City Branch

Pledgor: ZHEJIANG HRV ELECTRIC Co.,Ltd.

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