CN115065263A - 一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法 - Google Patents

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张润发
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Abstract

本申请公开了一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法，三电平逆变器为中点钳位三电平逆变器，包括：桥臂包括串联的第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组，钳位开关包括第五开关模组和第六开关模组，还包括控制器；控制器在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。在电平切换前半周内工频管出现短路，在半母线短路前触发故障保护，防止半母线短路，例如在判断出现故障时，及时告警，采取保护措施，如控制三电平逆变器及时停机。

Description

一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法。
背景技术
现有的1100V或1500V光伏系统基本采用三电平逆变器。常见的三电平逆变器包括I型三电平、T型三电平和有源嵌位ANPC三电平。
三电平逆变器工作时，如果存在开关管关不断的情况，则会导致逆变器的半母线短路；如果逆变器中开关管的耐短路能力较差，则开关管很快会被损坏，进而可能导致整个三电平逆变器失效。
因此，如何准确判断三电平逆变器的开关管存在无法关断的故障至关重要。
发明内容
为了解决以上技术问题，本申请提供一种三电平逆变器、光伏系统及控制方法，能够准确判断三电平逆变器中是否存在开关管故障。
本申请提供一种三电平逆变器，包括：第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；
第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，第二开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和输出端；第三开关模组的第一端和第二端分别连接输出端和第二节点；第四开关模组的第一端和第二端分别连接第二节点和负母线；第五开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和N线；第六开关模组的第一端和第二端分别连接N线和第二节点；
控制器，用于在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压由正半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出+1电平；再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出-1电平，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压由负半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出-1电平；再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出+1电平，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
优选地，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压过零点，且三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制三电平逆变器输出第一电平。
优选地，控制器，具体用于控制三电平逆变器输出第一电平，预设时间段后，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。
优选地，还包括：连接在三电平逆变器的输出端的滤波电感；
预设时间段ton与预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为滤波电感的感值。
优选地，第五开关模组至少包括第五开关管，第六开关模组至少包括第六开关管；
或，
第五开关模组包括第五二极管，第六开关模组包括第六二极管。
本申请还提供一种光伏系统，包括以上介绍的三电平逆变器；三电平逆变器的输入端用于连接光伏阵列，或三电平逆变器的输入端通过直流直流变换器连接光伏阵列。
本申请还提供一种三电平逆变器的控制方法，三电平逆变器包括第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，第二开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和输出端；第三开关模组的第一端和第二端分别连接输出端和第二节点；第四开关模组的第一端和第二端分别连接第二节点和负母线；第五开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和N线；第六开关模组的第一端和第二端分别连接N线和第二节点；
在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平；
控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断；
判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
优选地，在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，具体包括：
在三电平逆变器的输出电压过零点，且三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制三电平逆变器输出第一电平。
优选地，控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，具体包括：
控制三电平逆变器输出第一电平预设时间段后，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。
优选地，预设时间段ton与预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为连接在三电平逆变器的输出端的滤波电感的感值。
由此可见，本申请具有如下有益效果：
本申请提供的三电平逆变器主要判断第二开关模组和第三开关模组是否可以在需要关断时正确关断。本申请在三电平逆变器的输出电压过零点，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障，即在电平切换前半周内工频管出现短路，在半母线短路前触发故障保护，防止半母线短路，例如在判断出现故障时，及时告警，并采取保护措施，例如控制三电平逆变器及时停机。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种三电平逆变器的示意图；
图2为T2未关断的示意图；
图3为本申请提供的另一种三电平逆变器的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种开关管的时序图；
图5为三电平逆变器输出+1电平的示意图；
图6为三电平逆变器输出-1电平的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种三电平逆变器的控制方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的又一种三电平逆变器的控制方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的另一种三电平逆变器的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请提供的技术方案，下面先介绍具体的应用场景。
本申请实施例不具体限定三电平逆变器的应用场景，例如可以应用于光伏系统中，将光伏阵列的直流电转换为交流电进行并网；也可以应用于风力发电系统中，还可以应用于其他需要将直流电逆变为交流电的场合，例如储能系统。
顾名思义，三电平逆变器是指逆变器在工作中输出三种电平，即+1、0和-1三种电平。但是，在实际工作中，三电平逆变器的开关管在开关状态切换时，可能无法关断，即出现故障，导致半母线被短路，下面结合附图进行详细介绍。
应该理解，本申请实施例不具体限定三电平逆变器的具体桥臂数量，具体根据逆变器应用场景的相数来决定，例如单相逆变器，还是三相逆变器。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种三电平逆变器的示意图。
本实施例提供的三电平逆变器，包括：第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；
本申请实施例不具体限定每个开关模组中包括的开关管的数量，一般至少包括一个可控开关管。为了增加耐压能力，一个开关模组中可以包括多个可控开关管串联在一起。为了方便介绍，以下实施例中以每个开关模组包括一个开关管为例进行介绍。
本申请实施例也不具体限定可控开关管的类型。可控开关管的类型可以为以下任意一种：继电器、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor，MOSFET，以下简称MOS管)、SiC MOSFET(Silicon Carbide Metal Oxide SemiconductorFiled Effect Transistor，碳化硅场效应管)等。当开关管为MOS管时，具体可以为PMOS管或NMOS管，本申请实施例对此不作具体限定。
第一开关模组T1的第一端和第二端分别连接正母线BSU+和第一节点A，第二开关模组T2的第一端和第二端分别连接第一节点A和输出端；第三开关模组T3的第一端和第二端分别连接输出端和第二节点B；第四开关模组T4的第一端和第二端分别连接第二节点B和负母线BUS-；本实施例不具体限定第五开关模组和第六开关模组的具体形式，可以为二极管，也可以为可控开关管，图1中以二极管为例进行介绍，第五开关模组D5的第一端和第二端分别连接第一节点A和N线NBUS；第六开关模组D6的第一端和第二端分别连接N线和第二节点B。
由于逆变器的输出侧连接滤波电感，因此，输出电流存在纹波，且不同的设计纹波系数不一样。三电平逆变器在实际应用中，为了防止误触发动作，在电流为0附近时必须留有一定的盲区。对于光伏系统中的逆变器，有功状态下在调制过零点附近电流很小，在正负半周切换时，如果前半周时刻工频管失效(由于失效后逆变器的工作是正常，无法检出)，切换后必将导致半母线短路。因此，本申请为了防止半母线短路，提供一种检测开关管是否故障的方案。
下面结合附图2介绍第二开关模组T2出现故障，没有关断的情况。
参见图2，该图为T2未关断的示意图。
当三电平逆变器的T1和T2导通需要切换为T1和T2均关断时，T2由于故障无法关断，此时T3和T4还在关断状态，则N线NBUS的电流经过D5和T2到达三电平逆变器的输出端，输出端连接有滤波电感L，此时三电平逆变器的输出电压Uac为NBUS的电压，即0电平。
参见图3，该图为本申请提供的另一种三电平逆变器的示意图。
图3与图1的区别是，第五开关模组T5和第六开关模组T6均为可控开关管，并且T5和T6均包括反并联二极管。具体工作时，控制T5和T6实现图1中二极管的作用即可。
本申请实施例提供的三电平逆变器主要判断T2和T3是否可以在需要关断时正确关断。因此，本申请在三电平逆变器的输出电压过零点，判断输出电压是否符合要求来判断开关管是否出现故障，即在电平切换前半周内工频管是否出现短路，在半母线短路前触发故障保护，防止半母线短路，例如在判断出现故障时，及时告警，并采取保护措施，例如控制三电平逆变器及时停机。
下面继续结合图1所示的三电平逆变器来介绍本申请实施例提供的技术方案的工作原理。
控制器(图中未示出)，用于在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组T1、第二开关模组T2、第三开关模组T3和第四开关模组T4均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
应该理解，此处不限定第一电平是+1还是-1，同理，也不限定第二电平是+1还是-1，当第一电平是+1时，第二电平为-1；当第一电平为-1时，第二电平为+1，两者的电平状态相反。
其中，三电平逆变器的输出电压过零点，可以根据输出电压的相位来判断是否出现过零点，例如可以利用锁相环获得输出电压的相位，根据相位判断是否过零。
另外，本申请实施例提供的三电平逆变器，控制器在输出电压过零点进行调制，具体可以根据过零前的电平状态来确定过零后的电平状态，例如，逆变器的输出电压由正半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出+1电平。再控制第一开关模组T1、第二开关模组T2、第三开关模组T3和第四开关模组T4均关断，判断三电平逆变器是否输出-1电平，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。即，四个开关模组关断前后的三电平逆变器输出的电平状态需要相反，即实现过零切换；如果电平状态不相反，四个开关模组关断之前为+1电平，关断后为+1电平或者0电平，均视为开关管出现故障，无法关断，容易造成半母线短路。
应该理解，控制器控制三电平逆变器输出+1电平具体可以通过控制四个开关模组的时序来实现，判断三电平逆变器是否输出-1电平，主要通过采集三电平逆变器的输出电压来判断，即输出电压小于第一预设电压值则认为输出-1电平。同理，判断三电平逆变器是否输出+1电平，也是通过采集三电平逆变器的输出电压来判断，例如，输出电压大于第二预设电压值则认为输出+1电平。其中，第二预设电压值大于第一预设电压值。
同理，控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压由负半周切换到过零点时，控制三电平逆变器输出-1电平；再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出+1电平，如果否，即输出为-1电平或者0电平，则判断三电平逆变器出现故障。
另外，为了准确判断开关管是否出现故障，设置了电流的预设区间，目的是避免电流过零点正负波动带来的保护误动作的影响。控制器，具体用于在三电平逆变器的输出电压过零点，且三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，例如预设区间为[-Iref，Iref]，控制三电平逆变器输出第一电平。
控制器，具体用于控制三电平逆变器输出第一电平，预设时间段后，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。设置预设时间，是为了留有足够的时间确保输出电流实现换向，即正半周时，确保输出电流为流出，负半周时，确保输出电流为流入。
一般情况下，三电平逆变器均包括连接在三电平逆变器的输出端的滤波电感；
预设时间段ton与预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为滤波电感的感值。
下面结合时序图和电流路径图进行详细介绍。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种开关管的时序图。
以三电平逆变器的输出电压由正半周向负半周切换，过零点前输出0电平为例。并且三电平逆变器的输出电流位于预设区间[-Iref，Iref]内。
具体的工作过程如下：
a阶段：此时工作在上半周的零电平，电流也比较小，电流流出不确定；
b阶段：由于过零切换需要输出+1电平，则切换需要增加死区时间；
c阶段：维持预设时间段ton，输出+1电平，维持ton是为了确保输出电流为流出，即+1电平，且输出电流不低于Iref；具体可以参见图5，该图为三电平逆变器输出+1电平，T1和T2均导通，T3和T4均关断，且输出电流大于等于Iref。
d阶段：按照I型三电平逆变器的关机时序，关断T1和T2；此时，四个开关管即T1-T4均关断；T1和T2完全关断后，判断输出电压是否为-1电平，若是，则表示三电平逆变器正常工作，例如图6所示，输出-1电平，BUS-经过T3和T4的反并联二极管至滤波电感L，如果三电平逆变器正常工作，则按照正常工作时序控制各个开关管动作即可。若否，即三电平逆变器输出+1电平或0电平，则表示T2无法关断，继续如图2所示，为T2无法关断，此时输出0电平。T2存在故障或者T2的驱动电路存在故障，此时为了保护开关管，需反馈故障，例如报警，及时控制逆变器停机。
以上实施例是以正半周向负半周切换的过零点为例进行的介绍，同理，当负半周向正半周切换过零点时，可以判断T3是否可以正常关断。
下面以三电平逆变器在光伏系统的应用为例，下面结合附图介绍本申请实施例提供的光伏系统。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
本实施例提供的光伏系统，包括以上实施例介绍的三电平逆变器；该光伏系统可以为家用的单相系统，也可以为并网的三相光伏系统。应该理解，图1中仅是一相的三个桥臂的示意图。
三电平逆变器1000的输入端用于连接光伏阵列PV，或三电平逆变器1000的输入端通过直流直流DCDC变换器连接光伏阵列PV。应该理解，在三电平逆变器的输入端与光伏阵列PV之间还可以包括DCDC变换器，本申请实施例不具体限定三电平逆变器的类型，例如可以为组串式逆变器，也可以为集中式逆变器。
由于本申请实施例提供的光伏系统包括的三电平逆变器，可以及时判断开关模组是否出现不能关断的故障，进而及时进行报警或停机，从而避免引发更大的安全事故，造成整个光伏系统宕机。
基于以上实施例提供的一种三电平逆变器及光伏系统，本申请实施例还提供一种三电平逆变器的控制方法，下面结合附图进行详细介绍。
参见图8，该图为本申请实施例提供的一种三电平逆变器的控制方法的流程图。
本实施例提供的三电平逆变器的控制方法，三电平逆变器包括第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，第二开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和输出端；第三开关模组的第一端和第二端分别连接输出端和第二节点；第四开关模组的第一端和第二端分别连接第二节点和负母线；第五开关模组的第一端和第二端分别连接第一节点和N线；第六开关模组的第一端和第二端分别连接N线和第二节点；
S801：在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平；
在三电平逆变器的输出电压过零点时，控制三电平逆变器输出第一电平，具体包括：
在三电平逆变器的输出电压过零点，且三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制三电平逆变器输出第一电平。
S802：控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断；
控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，具体包括：
控制三电平逆变器输出第一电平预设时间段后，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。预设时间段ton与预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为连接在三电平逆变器的输出端的滤波电感的感值。
S803：判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障。
本申请提供的三电平逆变器的控制方法，主要判断第二开关模组和第三开关模组是否可以在需要关断时正确关断。本申请在三电平逆变器的输出电压过零点，控制三电平逆变器输出第一电平，再控制第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断三电平逆变器是否输出第二电平，第二电平与第一电平相反，如果否，则判断三电平逆变器出现故障，即在电平切换前半周内工频管出现短路，在半母线短路前触发故障保护，防止半母线短路，例如在判断出现故障时，及时告警，并采取保护措施，例如控制三电平逆变器及时停机。
为了更清楚本申请实施例提供的控制方法，下面分为两种情况来介绍，第一种为输出电压从正半周切换到负半周的过零点时的控制，第二种为输出电压从负半周切换到正半周的过零点时的控制。
参见图9，该图为本申请实施例提供的又一种三电平逆变器的控制方法的流程图。
S901：判断三电平逆变器的输出电压是否处于从正半周到负半周的过零点，如果是，执行S902；
S902：判断三电平逆变器的输出电流是否位于预设区间，如果是，执行S903；
S903：控制三电平逆变器输出+1电平，并持续预设时间段；
S904：按照时序关断三电平逆变器的所有开关管；
S905：判断三电平逆变器是否输出-1电平，如果是，则执行S906，反之执行S907。
S906：按照时序导通切换后负半周零电平对应的开关管，完成过零切换。
S907：报出故障，并控制三电平逆变器关机。
本实施例可以检测从正半周向负半周过零时，第二开关管是否出现无法关断的故障，当出现故障时，及时控制三电平逆变器停机，从而避免半母线短路问题，保护各个开关管的安全，提高三电平逆变器的可靠性。
参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种三电平逆变器的控制方法的流程图。
S1001：判断三电平逆变器的输出电压是否处于从负半周到正半周的过零点，如果是，执行S1002；
S1002：判断三电平逆变器的输出电流是否位于预设区间，如果是，执行S1003；
S1003：控制三电平逆变器输出-1电平，并持续预设时间段；
S1004：按照时序关断三电平逆变器的所有开关管；
S1005：判断三电平逆变器是否输出+1电平，如果是，则执行S1006，反之执行S1007。
S1006：按照时序导通切换后正半周零电平对应的开关管，完成过零切换。
S1007：报出故障，并控制三电平逆变器关机。
本实施例可以检测从负半周向正半周过零时，第三开关管是否出现无法关断的故障，当出现故障时，及时控制三电平逆变器停机，从而避免半母线短路问题，保护各个开关管的安全，提高三电平逆变器的可靠性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种三电平逆变器，其特征在于，包括：第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；
所述第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，所述第二开关模组的第一端和第二端分别连接所述第一节点和输出端；所述第三开关模组的第一端和第二端分别连接所述输出端和第二节点；所述第四开关模组的第一端和第二端分别连接所述第二节点和负母线；所述第五开关模组的第一端和第二端分别连接所述第一节点和N线；所述第六开关模组的第一端和第二端分别连接所述N线和所述第二节点；
所述控制器，用于在所述三电平逆变器的输出电压过零点时，控制所述三电平逆变器输出第一电平，再控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断所述三电平逆变器是否输出第二电平，所述第二电平与所述第一电平相反，如果否，则判断所述三电平逆变器出现故障。
2.根据权利要求1所述的三电平逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于在所述三电平逆变器的输出电压由正半周切换到过零点时，控制所述三电平逆变器输出+1电平；再控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断所述三电平逆变器是否输出-1电平，如果否，则判断所述三电平逆变器出现故障。
3.根据权利要求1所述的三电平逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于在所述三电平逆变器的输出电压由负半周切换到过零点时，控制所述三电平逆变器输出-1电平；再控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，判断所述三电平逆变器是否输出+1电平，如果否，则判断所述三电平逆变器出现故障。
4.根据权利要求1-3任一项所述的三电平逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于在所述三电平逆变器的输出电压过零点，且所述三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制所述三电平逆变器输出第一电平。
5.根据权利要求4所述的三电平逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于控制所述三电平逆变器输出第一电平，预设时间段后，再控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。
6.根据权利要求5所述的三电平逆变器，其特征在于，还包括：连接在所述三电平逆变器的输出端的滤波电感；
所述预设时间段ton与所述预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为所述滤波电感的感值。
7.根据权利要求1所述的三电平逆变器，其特征在于，所述第五开关模组至少包括第五开关管，所述第六开关模组至少包括第六开关管；
或，
所述第五开关模组包括第五二极管，所述第六开关模组包括第六二极管。
8.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的三电平逆变器；
所述三电平逆变器的输入端用于连接光伏阵列，或所述三电平逆变器的输入端通过直流直流变换器连接光伏阵列。
9.一种三电平逆变器的控制方法，其特征在于，所述三电平逆变器包括第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组、第四开关模组、第五开关模组、第六开关模组和控制器；所述第一开关模组的第一端和第二端分别连接正母线和第一节点，所述第二开关模组的第一端和第二端分别连接所述第一节点和输出端；所述第三开关模组的第一端和第二端分别连接所述输出端和第二节点；所述第四开关模组的第一端和第二端分别连接所述第二节点和负母线；所述第五开关模组的第一端和第二端分别连接所述第一节点和N线；所述第六开关模组的第一端和第二端分别连接所述N线和所述第二节点；
在所述三电平逆变器的输出电压过零点时，控制所述三电平逆变器输出第一电平；
控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断；
判断所述三电平逆变器是否输出第二电平，所述第二电平与所述第一电平相反，如果否，则判断所述三电平逆变器出现故障。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述在所述三电平逆变器的输出电压过零点时，控制所述三电平逆变器输出第一电平，具体包括：
在所述三电平逆变器的输出电压过零点，且所述三电平逆变器的输出电流位于预设区间内时，控制所述三电平逆变器输出第一电平。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断，具体包括：
控制所述三电平逆变器输出第一电平预设时间段后，再控制所述第一开关模组、第二开关模组、第三开关模组和第四开关模组均关断。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述预设时间段ton与所述预设区间的电流最大值Iref满足如下关系：
Unbus×ton/2L>Iref；
其中，Unbus为半母线电压，L为连接在所述三电平逆变器的输出端的滤波电感的感值。
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