WO2024055705A1

WO2024055705A1 - 光伏逆变器及其控制方法

Info

Publication number: WO2024055705A1
Application number: PCT/CN2023/104301
Authority: WO
Inventors: 李文超; 董明轩; 辛凯
Original assignee: 华为数字能源技术有限公司
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2023-06-29
Publication date: 2024-03-21
Also published as: CN115498906A

Abstract

本申请提供了一种光伏逆变器及其控制方法，该光伏逆变器适用于供电系统，光伏逆变器包括变换电路、采集电路和控制器；采集电路用于获取变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压；控制器用于基于变换电路的正、负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制变换电路中的开关管导通或关断，以控制变换电路输出目标电压且减小变换电路的正、负直流母线电压的差值。采用本申请，可调节变换电路中开关管的导通或关断，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，方法简便，适用性强。

Description

光伏逆变器及其控制方法

本申请要求于2022年09月16日提交中国专利局、申请号为202211131328.8、申请名称为“光伏逆变器及其控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器及其控制方法。

背景技术

在电力电子技术领域中，逆变器中的变换电路将电源的直流电能转换为交流电能提供给负载。其中，变换电路(例如，中点钳位式(Neutral Point Clamped,NPC)逆变电路)由于安全性高，效率高，损耗少，谐波小等优点被广泛应用。请参见图1，图1是本申请提供的两种NPC逆变电路的结构示意图。如图1中的(a)部分和图1中的(b)部分所示，NPC逆变电路(也即，变换电路)包括两个串联的电容和三个开关桥臂，两个电容的串联点为变换电路的中点，每一个开关桥臂包括四个开关管和两个钳位二极管。在理想状态下，在变换电路的一个供电周期内，流入和流出变换电路中点的电荷量相同，也就是说，变换电路的两个串联的电容的电压相等。然而，在实际应用中，由于变换电路的开关桥臂中各开关管的工作状态通常是不对称的(例如，开关管型号不同、损耗不同、负载不对称、或者受开关死区等因素影响)，导致在一个供电周期内，流入和流出变换电路中点的电荷量并不相同，也就是说，变换电路中两个串联的电容的充电量(或放电量)并不相等，导致变换电路的两个串联的电容的电压不相等(也即，变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压不相等，或者说，变换电路的中点电压不平衡)，这会使得变换电路输出电压(或者输出电流)产生畸变，甚至损坏系统内的功率元件。

本申请的发明人在研究和实践的过程中发现，基于直流母线电压差值计算调整冗余小矢量，进而调整中点电压的方法复杂，计算过程繁琐，成本高，控制繁琐复杂；在调制波中注入零序电压平衡中点电压的方法对变换电路的调制波的算法和负载类型限制多，例如在不连续脉冲宽度调制(Discontinuous Pulse Width Modulation，DPWM)波时，调制波注入零序的空间有限，导致这种调制中点电压的方法的适应性差，调节能力差，控制效果差。

发明内容

本申请提供了一种光伏逆变器及其控制方法，可通过调节变换电路中开关管的导通或关断时间，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

第一方面，本申请提供了一种光伏逆变器，该光伏逆变器适用于供电系统，光伏逆变器包括变换电路、采集电路和控制器。这里，变换电路的输入端可通过正直流母线和负直流母线连接电源，变换电路的输出端可用于连接负载。这里的采集电路可获取变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压。这里的控制器可基于变换电路的正直流母线电压、变换电路的负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制变换电路中的开关管导通或关断，以控制变换电路输出目标电压且减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值。

在本申请中，电源可以通过正直流母线和负直流母线连接变换电路，变换电路可以将电源提供的直流电能转换为交流电能提供给负载。在供电过程中，变换电路可以通过不同的开关管的导通和关断，分别对变换电路中的电容进行充电和放电，将电源提供的直流电能转换为交流电能传输给负载。可以理解，当光伏逆变器的输出电压(或者输出电流)不对称时(例如，开关管型号不同、损耗不同、负载不对称、或者受开关死区等因素影响)，在一个供电周期内，变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压不相等，或者说，变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压存在差值，这会使得变换电路输出电压(或者输出电流)产生畸变，甚至损坏系统内的功率元件。

在本申请中，采集电路可以获取变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压。控制器可以基于变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，进而可以基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号(例如，脉冲宽度调制Pulse Width Modulation,PWM波等驱动控制信号)，控制变换电路中开关管的导通或者关断。这里，基于偶次谐波电压调节信号生成的驱动控制信号可以控制变换电路输出含有偶次谐波的输出电压，输出电压中的偶次谐波经负载产生含有偶次谐波分量的输出电流，输出电流中的偶次谐波分量可以与驱动控制信号中的基波分量相互作用，和/或驱动控制信号中的偶次谐波分量可以与输出电流中的基波分量相互作用，进而可以减小所述正直流母线电压和所述负直流母线电压的差值。可以理解，本申请提供的光伏逆变器可以适用于采用不连续脉冲宽度调制(Discontinuous Pulse Width Modulation，DPWM)波作为驱动控制信号的变换电路，也可以适用于采用其他PWM波(例如，正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM)波、三次谐波注入脉冲宽度调制(Third Harmonic Injection Pulse Width Modulation，THIPWM)波、基于载波空间矢量脉冲宽度调制(Carrier Based Space Vector Pulse Width Modulation，CBPWM)波等)作为驱动控制信号的变换电路，适用场景广泛，控制效果好。

采用本申请，光伏逆变器可以在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，变换电路可包括两组电容和至少一个开关桥臂，一个开关桥臂包括多个开关管，两组电容串联后与至少一个开关桥臂并联于变换电路的正直流母线和负直流母线之间，两组电容的串联连接点为变换电路的中点，采集电路的输入端连接变换电路的正直流母线、负直流母线和中点。这里的采集电路还可基于变换电路的正直流母线的电位、负直流母线的电位和中点的电位获取变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压，连接方式简单，检测方法简便，检测效率高。

结合第一方面或第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，控制器还可用于基于正直流母线电压和负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。

采用本申请，控制器可以基于变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压，进而得到变换电路中点电压差，并基于变换电路中点电压差生成偶次谐波幅值信号。控制器还可以基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后生成相应的偶次谐波相位信号。可以理解，控制器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中开关管的导通或者关断。进一步可以理解，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

采用本申请，光伏逆变器可以基于变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压确定偶次谐波电压调节信号的幅值，并基于光伏逆变器的输出电压的相位确定偶次谐波电压调节信号的相位，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号。在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法精确简便，适用性强。

结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，采集电路还可用于获取光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位。采集电路还可基于光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位判断负载的类型，并基于光伏逆变器的输出电压的相位和负载的类型生成偶次谐波相位信号。这里，负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。可以理解，光伏逆变器可以通过采集电路获取光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位和输出电流的相位判断负载的类型。这里，针对不同类型的负载，不同的相位的调节效果不同。也就是说，对于不同类型的负载，光伏逆变器可以针对阻性负载相应生成第一相位，针对容性负载相应生成第二相位，针对感性负载相应生成第三相位，或者针对多种类型混合的负载生成第四相位，或者针对多种类型混合的负载按照权重将第一相位、第二相位或第三相位进行叠加生成新的相位(例如，第五相位)，并基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后与第一相位、第二相位、第三相位、第四相位或者第五相位进行叠加，生成偶次谐波相位信号。进一步可以理解，这里的光伏逆变器也可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定光伏逆变器的输出功率(包括有功功率和无功功率)，并根据光伏逆变器的有功功率和无功功率的符号判断负载的类型，或者光伏逆变器还可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定变换电路的功率因数，并根据变换电路的功率因数判断负载的类型，具体可以基于应用场景确定。这里，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。进一步还可以理解，这里的光伏逆变器可以针对多种类型混合的负载生成多个不同相位的偶次谐波相位信号，并基于多个不同相位的偶次谐波相位信号和偶次谐波幅值信号生成多个偶次谐波电压调节信号，并将多个偶次谐波电压调节信号按照权重进行叠加得到偶次谐波电压调节信号。

采用本申请，光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电压的相位和输出电流的相位判断负载类型，并基于光伏逆变器的输出电压的相位和负载类型确定偶次谐波电压调节信号的相位，再基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号。也就是说，光伏逆变器可以基于不同的负载类型生成具有针对性的驱动控制信号，进而在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强，控制效率高。

结合第一方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，控制器可包括信号生成单元、电压控制单元和驱动控制单元，信号生成单元可连接采集电路和电压控制单元，电压控制单元通过驱动控制单元连接变换电路。这里的信号生成单元可基于正直流母线电压和负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。这里的电压控制单元可基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号。这里的驱动控制单元可基于变换电路的电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。可以理解，这里的光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便。

结合第一方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，电压控制单元还可用于获取外部的中控系统的基波指令。这里的电压控制单元还可用于将基波指令和偶次谐波电压调节信号叠加得到变换电路的电压指令信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以获取外部中控系统发送的基波指令，基于基波指令直接得到基波信号或者经过计算得到基波信号，并将基波信号与偶次谐波电压调节信号叠加调制，得到变换电路的电压指令信号，进而驱动控制单元可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，结构简单，控制方法简便，控制效率高。

结合第一方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，控制器还可包括电压反馈单元，电压反馈单元可连接采集电路和电压控制单元。这里的电压反馈单元可用于通过采集电路获取光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号。这里的电压控制单元还可基于电压反馈信号和变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号。这里的驱动控制单元还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的电压控制单元可以是电压控制环路，这里的电压反馈单元可以获取光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号输入给电压控制单元，进而电压控制单元可以基于电压反馈信号与电压指令信号进行比较调节，生成一级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号调整后的电压指令信号)。进而驱动控制单元还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

采用本申请，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号实时调整驱动控制信号，控制效率高。

结合第一方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，控制器还可包括电流控制单元和电流反馈单元，电流控制单元可连接电压控制单元和驱动控制单元，电流反馈单元可连接采集电路和电流控制单元。这里的电流反馈单元可用于通过采集电路获取光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号。这里的电流控制单元可基于电压控制单元输出的一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号。这里的驱动控制单元还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的电流控制单元可以是电流控制环路，这里的电流反馈单元可以获取光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号输入给电流控制单元，进而电流控制单元可以基于电流反馈信号与电压控制单元输出的一级电压指令信号进行比较调节，生成二级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号和电流反馈信号调整后的电压指令信号)。这里，驱动控制单元还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

采用本申请，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电流作为反馈信号实时调整驱动控制信号，控制效率高。

结合第一方面第七种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，驱动控制单元还可连接信号生成单元。这里的驱动控制单元还可用于获取信号生成单元的偶次谐波电压调节信号，基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，驱动控制单元也可以获取信号生成单元的偶次谐波电压调节信号和基于外部的中控系统的基波指令生成的基波信号(也可以直接获取偶次谐波电压调节信号和基波信号叠加后的信号)，并基于偶次谐波电压调节信号、基波信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的驱动控制单元可以是PWM波的生成电路或其他类型调制信号的生成电路，也可以是PWM波的生成电路或其他类型调制信号的生成电路与开关管驱动电路的组合电路，这里的驱动控制单元可以获取信号生成单元输出的偶次谐波电压调节信号，进而驱动控制单元可以基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，在光伏逆变器中不包括电流控制单元和电流反馈单元时，驱动控制单元也可以基于偶次谐波电压调节信号和一级电压指令信号生成驱动控制信号。

采用本申请，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时驱动控制单元可以进一步基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号，相当于在驱动控制信号中增加注入偶次谐波分量，进一步维持变换电路的中点平衡，控制效率高。

第二方面，本申请提供了一种供电系统，该供电系统可包括电源和第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中的光伏逆变器。

采用本申请，供电系统可以在光伏逆变器输出目标电压的同时，减小光伏逆变器中变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

第三方面，本申请提供了一种光伏逆变器控制方法，该控制方法可适用于光伏逆变器，光伏逆变器包括变换电路以及正负直流母线，正负直流母线的一端连接变换电路，正负直流母线的另一端用于连接电源，该方法包括：检测变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压。基于变换电路的正直流母线电压、变换电路的负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制变换电路中的开关管导通或关断，以控制变换电路输出目标电压且减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值。

在本申请中，光伏逆变器可以基于变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号。进而光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中开关管的导通或者关断。这里，基于偶次谐波电压调节信号生成的驱动控制信号可以控制变换电路输出含有偶次谐波的输出电压，输出电压中的偶次谐波经负载产生含有偶次谐波分量的输出电流，输出电流中的偶次谐波分量可以与驱动控制信号中的基波分量相互作用，和/或驱动控制信号中的偶次谐波分量可以与输出电流中的基波分量相互作用，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值。

结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，变换电路可包括两组电容和至少一个开关桥臂，检测变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压，包括：基于变换电路的正直流母线的电位、负直流母线的电位和中点的电位检测变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压，连接方式简单，检测方法简便，检测效率高。

结合第三方面或第三方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，基于变换电路的正直流母线电压、变换电路的负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压生成偶次谐波电压调节信号，可包括：基于变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。

采用本申请，光伏逆变器可以检测变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压，进而得到变换电路中点电压差，并基于变换电路中点电压差生成偶次谐波幅值信号。可以检测光伏逆变器的输出电压的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后生成相应的偶次谐波相位信号。可以理解，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号(例如，PWM波等驱动控制信号)，并基于驱动控制信号控制变换电路中开关管的导通或者关断。进一步可以理解，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

采用本申请，光伏逆变器可以基于变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压确定偶次谐波电压调节信号的幅值，并基于光伏逆变器的输出电压的相位确定偶次谐波电压调节信号的相位，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号。在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法精确简便，适用性强。

结合第三方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，可包括：检测光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位。基于光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位判断负载的类型，并基于光伏逆变器的输出电压的相位和负载的类型生成偶次谐波相位信号，负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。可以理解，光伏逆变器可以通过采集电路检测光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位和输出电流的相位判断负载的类型。这里，针对不同类型的负载，不同的相位的调节效果不同。也就是说，对于不同类型的负载，光伏逆变器可以针对阻性负载相应生成第一相位，针对容性负载相应生成第二相位，针对感性负载相应生成第三相位，或者针对多种类型混合的负载生成第四相位，或者针对多种类型混合的负载按照权重将第一相位、第二相位或第三相位进行叠加生成新的相位(例如，第五相位)，并基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后与第一相位、第二相位、第三相位、第四相位或者第五相位进行叠加，生成偶次谐波相位信号。进一步可以理解，这里的光伏逆变器也可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定光伏逆变器的输出功率(包括有功功率和无功功率)，并根据变换电路的有功功率和无功功率的符号判断负载的类型，或者光伏逆变器还可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定变换电路的功率因数，并根据变换电路的功率因数判断负载的类型，具体可以基于应用场景确定。这里，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

结合第三方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，可包括：基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号。基于变换电路的电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便。

结合第三方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号，可包括：检测外部的中控系统的基波指令。将基波指令和偶次谐波电压调节信号叠加得到变换电路的电压指令信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测外部中控系统发送的基波指令，基于基波指令直接得到基波信号或者经过计算得到基波信号，并将基波信号与偶次谐波电压调节信号叠加调制，得到变换电路的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，结构简单，控制方法简便，控制效率高。

结合第三方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，在基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号之后，方法还可包括：检测光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号。基于电压反馈信号和变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号。基于一级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号，光伏逆变器可以基于电压反馈信号与电压指令信号进行比较调节，生成一级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号调整后的电压指令信号)。进而光伏逆变器还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

结合第三方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，在基于电压反馈信号和变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号之后，方法还可包括：检测光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号。基于一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号。基于二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号，进而光伏逆变器可以基于电流反馈信号与一级电压指令信号进行比较调节，生成二级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号和电流反馈信号调整后的电压指令信号)。这里，光伏逆变器还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

采用本申请，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号实时调整驱动控制信号，控制效率高。

结合第三方面第七种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，在基于一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号之后，方法还可包括：检测偶次谐波电压调节信号，基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，光伏逆变器也可以检测偶次谐波电压调节信号和基于外部的中控系统的基波指令生成的基波信号(也可以直接检测偶次谐波电压调节信号和基波信号叠加后的信号)，并基于偶次谐波电压调节信号、基波信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，光伏逆变器中没有电流控制单元时，光伏逆变器也可以基于偶次谐波电压调节信号和一级电压指令信号生成驱动控制信号。

采用本申请，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以进一步基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号，相当于在驱动控制信号中增加注入偶次谐波分量，进一步维持变换电路的中点平衡，控制效率高。

附图说明

图1是本申请提供的两种NPC逆变电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的光伏逆变器的应用场景示意图；

图3是本申请实施例提供的光伏逆变器的一结构示意图；

图4是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图；

图5是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图；

图6是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图；

图7是本申请实施例提供的供电系统的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的控制方法的一流程示意图；

图9是本申请实施例提供的控制方法的另一流程示意图。

具体实施方式

本申请提供的光伏逆变器可以适用于新能源发电领域，传统发电调峰调频领域，重要设备供电领域，新能源汽车领域等多种应用领域，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的光伏逆变器可适用于储能系统，不间断供电系统，电机驱动系统等不同的供电系统，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的光伏逆变器可适配于不同的应用场景，比如，对光能供电环境中的变换电路进行控制的应用场景、风能供电环境中的变换电路进行控制的应用场景、纯储能供电环境中的变换电路进行控制的应用场景或者其它应用场景，下面将以对纯储能供电环境中的变换电路进行控制的应用场景为例进行说明，以下不再赘述。

请参见图2，图2是本申请实施例提供的光伏逆变器的应用场景示意图。在纯储能供电的供电系统中，如图2所示，供电系统包括光伏逆变器1、电源2和负载3，其中，光伏逆变器1包括变换电路13，电源2可通过变换电路13与负载3相连，光伏逆变器1的输入端可以分别连接于变换电路13的输入端和输出端。在一些可行的实施方式中，电源2可以通过变换电路13为负载3供电。可以理解，本申请提供的电源2适用于为在无市电或者市电差的偏远地区的基站设备供电，或者为家用设备(如冰箱、空调等等)供电等为多种类型的用电设备供电的应用场景中，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。进一步可以理解，图2中的负载3可以包括电网，这里的电网可以包括传输线、电力中转站点、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备。这里的负载3还可以包括电机、整流设备等在运行(供电或者用电)过程中电压和电流为非线性关系的负载(用电装置或者电力传输装置)。在一些可行的实施方式中，变换电路13可以是NPC逆变电路，请一并结合图1，如图1所示，变换电路13可包括两组电容(例如，C11和C12)和至少一个开关桥臂(例如，开关管Ta1、开关管Ta2、开关管Ta3和开关管Ta4组成的开关桥臂,开关管Tb1、开关管Tb2、开关管Tb3和开关管Tb4组成的开关桥臂,以及开关管Tc1、开关管Tc2、开关管Tc3和开关管Tc4组成的开关桥臂)。这里，一组电容可以是一个电容，也可以是多个电容集成组成的电容。在供电过程中，变换电路13可以通过开关桥臂中不同的开关管的导通和关断，分别对两组电容进行充电和放电，将电源提供的直流电能转换为交流电能传输给负载。可以理解，当光伏逆变器1的输出电压(或者输出电流)不对称时(例如，开关管型号不同、损耗不同、负载不对称、或者受开关死区等因素影响)，在一个供电周期内，流入和流出变换电路13中点的电荷量并不相同。也就是说，变换电路13中两组电容的充电量(或放电量)并不相等，导致变换电路13的两组电容的电压不相等(也即，变换电路13的正直流母线电压和负直流母线电压不相等，或者说，变换电路13的中点电压不平衡)，这会使得光伏逆变器1的输出电压(或者输出电流)产生畸变，甚至损坏系统内的功率元件。这里，光伏逆变器1还可以包括采集电路11和控制器12。这里，采集电路11可以获取变换电路13的正直流母线电压和负直流母线电压。进而控制器12可以基于变换电路13的正直流母线电压、负直流母线电压和光伏逆变器1的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号(例如，PWM波等驱动控制信号)，控制变换电路中开关管的导通或者关断。这里，光伏逆变器1可以在控制变换电路13输出目标电压的同时，减小变换电路13的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路13中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

下面将结合图3至图9对本申请提供的光伏逆变器及其工作原理进行示例说明。

请参见图3，图3是本申请实施例提供的光伏逆变器的一结构示意图。如图3所示，供电系统包括电源、光伏逆变器、变换电路103和负载，光伏逆变器包括采集电路101和控制器102。这里，电源可通过变换电路103连接负载，采集电路101的第一采样端可连接变换电路103的直流母线，采集电路101的第二采样端可连接变换电路103的输出端，采集电路101的输出端可连接控制器102的一端，控制器102的另一端可连接变换电路103的控制端。这里，变换电路103可包括两组电容(例如，C1和C2)和至少一个开关桥臂(图3中所示的变换电路103包括3组开关管Ta1、开关管Ta2、开关管Ta3和开关管Ta4组成的开关桥臂,开关管Tb1、开关管Tb2、开关管Tb3和开关管Tb4组成的开关桥臂,以及开关管Tc1、开关管Tc2、开关管Tc3和开关管Tc4组成的开关桥臂)，一个开关桥臂包括多个开关管，两组电容串联后与至少一个开关桥臂并联于变换电路103的正直流母线和负直流母线之间，两组电容的串联连接点为变换电路103的中点，采集电路的第一采样端的三个端子分别连接变换电路103的正直流母线、负直流母线和中点。

这里，控制器102可以基于变换电路103的正直流母线电压、负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号。在一些可行的实施方式中，采集电路101还可基于变换电路103的正直流母线的电位、负直流母线的电位和中点的电位获取变换电路103的正直流母线电压和负直流母线电压，连接方式简单，检测方法简便，检测效率高。控制器102可以基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号(例如，PWM波等驱动控制信号)，并基于驱动控制信号控制变换电路103中开关管的导通或者关断。这里，控制器102基于偶次谐波电压调节信号生成的驱动控制信号，可以控制变换电路103输出含有偶次谐波的输出电压，输出电压中的偶次谐波经负载产生含有偶次谐波分量的输出电流。其中，输出电流中的偶次谐波分量可以与驱动控制信号中的基波分量相互作用，和/或驱动控制信号中的偶次谐波分量可以与输出电流中的基波分量相互作用，进而可以调节变换电路103的中点电位，使得变换电路103的中点电位保持平衡。

可以理解，本申请提供的光伏逆变器可以适用于采用DPWM波作为驱动控制信号的变换电路，也可以适用于采用其他PWM波(例如，SPWM波、THIPWM波、CBSVPWM波等)作为驱动控制信号的变换电路，适用场景广泛，控制效果好。

采用本申请提供的实施方式，光伏逆变器可以在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

在一些可行的实施方式中，控制器102可基于正直流母线电压和负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号。这里的控制器102还可基于输出电压的相位生成偶次谐波相位信号。这里的控制器102还可基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。可以理解，控制器102可以基于变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压，得到变换电路103中点电压差，并基于变换电路103中点电压差生成偶次谐波幅值信号。控制器102还可以基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后生成相应的偶次谐波相位信号。同时可以理解，控制器102还可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路103中开关管的导通或者关断。进一步可以理解，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

采用本申请提供的实施方式，光伏逆变器可以基于变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压确定偶次谐波电压调节信号的幅值，并基于光伏逆变器的输出电压的相位确定偶次谐波电压调节信号的相位，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号。在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法精确简便，适用性强。

在一些可行的实施方式中，采集电路101还可用于获取光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位。控制器102还可基于光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位判断负载的类型，并基于光伏逆变器的输出电压的相位和负载的类型生成偶次谐波相位信号。这里，负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。可以理解，光伏逆变器可以通过采集电路101获取光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位和输出电流的相位判断负载的类型。这里，针对不同类型的负载，不同的相位的调节效果不同。也就是说，对于不同类型的负载，光伏逆变器可以针对阻性负载相应生成第一相位，针对容性负载相应生成第二相位，针对感性负载相应生成第三相位，或者针对多种类型混合的负载生成第四相位，或者针对多种类型混合的负载按照权重将第一相位、第二相位或第三相位进行叠加生成新的相位(例如，第五相位)，并基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后与第一相位、第二相位、第三相位、第四相位或者第五相位进行叠加，生成偶次谐波相位信号。进一步可以理解，这里的光伏逆变器也可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定光伏逆变器的输出功率(包括有功功率和无功功率)，并根据光伏逆变器的有功功率和无功功率的符号判断负载的类型，或者光伏逆变器还可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定光伏逆变器的功率因数，并根据光伏逆变器的功率因数判断负载的类型，具体可以基于应用场景确定。这里，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。进一步还可以理解，这里的光伏逆变器可以针对多种类型混合的负载生成多个不同相位的偶次谐波相位信号，并基于多个不同相位的偶次谐波相位信号和偶次谐波幅值信号生成多个偶次谐波电压调节信号，并将多个偶次谐波电压调节信号按照权重进行叠加得到偶次谐波电压调节信号。

在一些可行的实施方式中，控制器可包括信号生成单元、电压控制单元和驱动控制单元。请参见图4，图4是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图。如图4所示，这里，控制器302可包括信号生成单元3020、电压控制单元3021和驱动控制单元3022，信号生成单元3020可连接电压控制单元3021和采集电路301，电压控制单元3021可通过驱动控制单元3022连接变换电路303。这里的信号生成单元3020可基于正直流母线电压和负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。这里的电压控制单元3021可基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路303的电压指令信号。这里的驱动控制单元3022可基于变换电路303的电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路303中的开关管的导通或关断。可以理解，这里的光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路303的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路303中的开关管的导通或关断，使得变换电路303在输出目标电压的同时保持变换电路303的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便。

在一些可行的实施方式中，电压控制单元3021还可用于获取外部的中控系统的基波指令。这里的电压控制单元3021还可用于将基波指令和偶次谐波电压调节信号叠加得到变换电路303的电压指令信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以获取外部中控系统发送的基波指令，基于基波指令直接得到基波信号或者经过计算得到基波信号，并将基波信号与偶次谐波电压调节信号叠加调制，得到变换电路303的电压指令信号，进而驱动控制单元3022可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路303中的开关管的导通或关断，结构简单，控制方法简便，控制效率高。

在一些可行的实施方式中，控制器还可包括电压反馈单元，具体请参见图5，图5是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图。如图5所示，控制器402还可包括电压反馈单元4023。这里的电压反馈单元4023可连接采集电路401和电压控制单元4021。其中，图5中采集电路401和信号生成单元4020与前述图4中采集电路301和信号生成单元3020的连接方式与工作原理相同，在此不再赘述。这里的电压反馈单元4023可用于通过采集电路401获取光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号。这里的电压控制单元4021还可基于电压反馈信号和变换电路403的电压指令信号生成一级电压指令信号。这里的驱动控制单元4022还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的电压控制单元4021可以是电压控制环路，这里的电压反馈单元4023可以获取光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号输入给电压控制单元，进而电压控制单元可以基于电压反馈信号与电压指令信号进行比较调节，生成一级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号调整后的电压指令信号)。进而驱动控制单元4022还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路403中的开关管的导通或关断。

采用本申请提供的实施方式，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号实时调整驱动控制信号，控制效率高。

在一些可行的实施方式中，控制器还可包括电流控制单元和电流反馈单元。具体请参见图6，图6是本申请实施例提供的光伏逆变器的另一结构示意图。如图6所示，控制器502还可包括电流控制单元5024和电流反馈单元5025。这里，电流控制单元5024可连接电压控制单元5021和驱动控制单元5022，电流反馈单元5025可连接采集电路501和电流控制单元5024。其中，图6中采集电路501与前述图5中采集电路401的连接方式与工作原理相同，在此不再赘述。这里的电流反馈单元5025可通过采集电路501获取光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号。这里的电流控制单元5024可基于电压控制单元5021输出的一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号。这里的驱动控制单元5022还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的电流控制单元5024可以是电流控制环路，这里的电流反馈单元5025可以获取光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号输入给电流控制单元5024，进而电流控制单元5024可以基于电流反馈信号与电压控制单元5021输出的一级电压指令信号进行比较调节，生成二级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号和电流反馈信号调整后的电压指令信号)。这里，驱动控制单元5022还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路503中的开关管的导通或关断。

采用本申请提供的实施方式，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时光伏逆变器可以基于光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号实时调整驱动控制信号，控制效率高。

在一些可行的实施方式中，驱动控制单元5022还可连接信号生成单元5020。这里的驱动控制单元5022还可用于获取信号生成单元5020的偶次谐波电压调节信号，基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，驱动控制单元5022也可以获取信号生成单元5020的偶次谐波电压调节信号和基于外部的中控系统的基波指令生成的基波信号(也可以直接获取偶次谐波电压调节信号和基波信号叠加后的信号)，并基于偶次谐波电压调节信号、基波信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的驱动控制单元5022可以是PWM波的生成电路或其他类型调制信号的生成电路，也可以是PWM波的生成电路或其他类型调制信号的生成电路与开关管驱动电路的组合电路。这里的驱动控制单元5022可以获取信号生成单元5020输出的偶次谐波电压调节信号，进而驱动控制单元5022可以基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。在一些可行的实施方式中，在光伏逆变器中不包括电流控制单元5024和电流反馈单元5025时，驱动控制单元5022也可以基于偶次谐波电压调节信号和一级电压指令信号(也即，电压控制单元5021基于电压反馈单元5023传输的电压反馈信号调整后的电压指令信号)生成驱动控制信号。

采用本申请提供的实施方式，可以使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便，同时驱动控制单元可以进一步基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号，相当于在驱动控制信号中增加注入偶次谐波分量，进一步维持变换电路的中点平衡，控制效率高。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图7，图7是本申请实施例提供的供电系统的结构示意图。如图7所示，供电系统可适用于供电系统，供电系统还包括电源和光伏逆变器，这里的光伏逆变器适用于上述图1至图6所示的任一供电系统或者供电系统中的光伏逆变器，图7中仅以图6所示的光伏逆变器为例作为说明。可以理解，图7中采集电路601、控制器602中的信号生成单元6020、电压控制单元6021、驱动控制单元6022、电压反馈单元6023、电流控制单元6024和电流反馈单元6025与前述图6中采集电路501、控制器502中的信号生成单元5020、电压控制单元5021、驱动控制单元5022、电压反馈单元5023、电流控制单元5024和电流反馈单元5025的连接方式与工作原理相同，在此不再赘述。在图7所示的供电系统中，还可以包括变压器604，变压器604可连接变换电路603和负载。请进一步参见图7，供电系统中还可以包括并离网接线装置605，变换电路603可通过并离网接线装置605为负载中的传输线、电力中转站点、蓄电池、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备进行供电。

在本申请中，光伏逆变器、供电系统和供电系统中功能模块的组成方式多样、灵活，可适应不同的供电环境，提高供电系统的应用场景的多样性，增强供电系统的适应性。同时，上述图1至图7所示的任一供电系统或者光伏逆变器，都可以控制变换电路中开关管的导通或关断时间，在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。为方便描述，下面将以图2所示的供电系统的结构对本申请实施例提供的并网控制方法进行示例说明。

请参见图8，图8是本申请提供的控制方法的一流程示意图。本申请提供的控制方法适用于光伏逆变器，光伏逆变器包括变换电路以及正负直流母线，正负直流母线的一端连接变换电路，正负直流母线的另一端用于连接电源，该控制方法也适用于上述图1至图7所示的任一供电系统或者供电系统中的光伏逆变器。如图8所示，本申请提供的控制方法包括如下步骤：

S701：检测变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压。

S702：基于变换电路的正直流母线电压、变换电路的负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制变换电路中的开关管导通或关断。

在本申请提供的实施方式中，光伏逆变器可以基于变换电路的正直流母线电压、负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号。进而光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中开关管的导通或者关断。这里，基于偶次谐波电压调节信号生成的驱动控制信号可以控制变换电路输出含有偶次谐波的输出电压，输出电压中的偶次谐波经负载产生含有偶次谐波分量的输出电流，输出电流中的偶次谐波分量可以与驱动控制信号中的基波分量相互作用，和/或驱动控制信号中的偶次谐波分量可以与输出电流中的基波分量相互作用，进而可以调节变换电路的中点电位，使得变换电路的中点电位保持平衡。

在一些可行的实施方式中，变换电路可包括两组电容和至少一个开关桥臂，在执行步骤S701中的检测变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压，方法可包括：基于变换电路的正直流母线的电位、负直流母线的电位和中点的电位检测变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压。这种方法的连接方式简单，检测方法简便，检测效率高。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图9，图9是本申请提供的控制方法的另一流程示意图。如图9所示，前述步骤S701中的基于变换电路的正直流母线电压、变换电路的负直流母线电压和光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，可以包括如下步骤：

S801：基于变换电路的正直流母线电压和变换电路的负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号。

S802：基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号。

S803：基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号。

可以理解，光伏逆变器可以检测变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压，进而得到变换电路中点电压差，并基于变换电路中点电压差生成偶次谐波幅值信号。光伏逆变器可以检测光伏逆变器的输出电压的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后生成相应的偶次谐波相位信号。可以理解，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，进而基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号(例如，PWM波等驱动控制信号)，并基于驱动控制信号控制变换电路中开关管的导通或者关断。进一步可以理解，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

在一些可行的实施方式中，前述步骤S802中基于光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，可包括：检测光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位。基于光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位判断负载的类型，并基于光伏逆变器的输出电压的相位和负载的类型生成偶次谐波相位信号，负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。可以理解，光伏逆变器可以通过采集电路检测光伏逆变器的输出电压的相位和光伏逆变器的输出电流的相位，进而基于光伏逆变器的输出电压的相位和输出电流的相位判断负载的类型。这里，针对不同类型的负载，不同的相位的调节效果不同。也就是说，对于不同类型的负载，光伏逆变器可以针对阻性负载相应生成第一相位，针对容性负载相应生成第二相位，针对感性负载相应生成第三相位，或者针对多种类型混合的负载生成第四相位，或者针对多种类型混合的负载按照权重将第一相位、第二相位或第三相位进行叠加生成新的相位(例如，第五相位)，并基于光伏逆变器的输出电压的相位倍频后与第一相位、第二相位、第三相位、第四相位或者第五相位进行叠加，生成偶次谐波相位信号。进一步可以理解，这里的光伏逆变器也可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定光伏逆变器的输出功率(包括有功功率和无功功率)，并根据变换电路的有功功率和无功功率的符号判断负载的类型，或者光伏逆变器还可以基于光伏逆变器的输出电压和输出电流确定变换电路的功率因数，并根据变换电路的功率因数判断负载的类型，具体可以基于应用场景确定。这里，光伏逆变器可以基于偶次谐波幅值信号和偶次谐波相位信号生成偶次谐波电压调节信号，这里的偶次谐波电压调节信号可以是基于一种偶次谐波(例如，2次谐波等)生成的偶次谐波电压调节信号，也可以是基于多种偶次谐波(例如，2次谐波、4次谐波等)叠加后生成的偶次谐波电压调节信号。

在一些可行的实施方式中，前述步骤S702中基于偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，可包括：基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号。基于变换电路的电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，使得变换电路在输出目标电压的同时保持变换电路的中点电压稳定，结构简单，控制方法简便。

在一些可行的实施方式中，前述步骤S702中基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号，可包括：检测外部的中控系统的基波指令。将基波指令和偶次谐波电压调节信号叠加得到变换电路的电压指令信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测外部中控系统发送的基波指令，基于基波指令直接得到基波信号或者经过计算得到基波信号，并将基波信号与偶次谐波电压调节信号叠加调制，得到变换电路的电压指令信号，进而光伏逆变器可以基于电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断，结构简单，控制方法简便，控制效率高。

在一些可行的实施方式中，在执行步骤S702中基于偶次谐波电压调节信号生成变换电路的电压指令信号之后，方法还可包括：检测光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号。基于电压反馈信号和变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号。基于一级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测光伏逆变器的输出电压，并将光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号，光伏逆变器可以基于电压反馈信号与电压指令信号进行比较调节，生成一级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号调整后的电压指令信号)。进而光伏逆变器还可基于一级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

在一些可行的实施方式中，在基于电压反馈信号和变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号之后，方法还可包括：检测光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号。基于一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号。基于二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，这里的光伏逆变器可以检测光伏逆变器的输出电流，并将光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号，进而光伏逆变器可以基于电流反馈信号与一级电压指令信号进行比较调节，生成二级电压指令信号(也即，基于电压反馈信号和电流反馈信号调整后的电压指令信号)。这里，光伏逆变器还可基于二级电压指令信号生成驱动控制信号，并基于驱动控制信号控制变换电路中的开关管的导通或关断。

在一些可行的实施方式中，在基于一级电压指令信号和电流反馈信号生成二级电压指令信号之后，方法还可包括：检测信号生成单元的偶次谐波电压调节信号，基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，光伏逆变器也可以检测偶次谐波电压调节信号和基于外部的中控系统的基波指令生成的基波信号(也可以直接检测偶次谐波电压调节信号和基波信号叠加后的信号)，并基于偶次谐波电压调节信号、基波信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。可以理解，光伏逆变器可以基于偶次谐波电压调节信号和二级电压指令信号生成驱动控制信号。这里，在光伏逆变器中没有电流控制单元时，驱动控制单元也可以基于偶次谐波电压调节信号和一级电压指令信号生成驱动控制信号。

在本申请中，光伏逆变器可以在控制变换电路输出目标电压的同时，减小变换电路的正直流母线电压和负直流母线电压的差值，提高变换电路中点的电压稳定性，结构简单，控制方法简便，适用性强。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

一种光伏逆变器，用于供电系统，其特征在于，所述光伏逆变器包括变换电路、采集电路和控制器；

所述变换电路的输入端用于通过正直流母线和负直流母线连接电源，所述变换电路的输出端用于连接负载；

所述采集电路用于获取所述变换电路的正直流母线电压和所述变换电路的负直流母线电压；

所述控制器用于基于所述变换电路的正直流母线电压、所述变换电路的负直流母线电压和所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于所述偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制所述变换电路中的开关管导通或关断，以控制所述变换电路输出目标电压且减小所述正直流母线电压和所述负直流母线电压的差值。
根据权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述变换电路包括两组电容和至少一个开关桥臂，一个所述开关桥臂包括多个开关管，所述两组电容串联后与所述至少一个开关桥臂并联于所述变换电路的正直流母线和负直流母线之间，所述两组电容的串联连接点为所述变换电路的中点，所述采集电路的输入端连接所述变换电路的所述正直流母线、所述负直流母线和所述中点；

所述采集电路用于基于所述变换电路的所述正直流母线的电位、所述负直流母线的电位和所述中点的电位获取所述变换电路的所述正直流母线电压和所述负直流母线电压。
根据权利要求1或2所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器还用于基于所述正直流母线电压和所述负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于所述偶次谐波幅值信号和所述偶次谐波相位信号生成所述偶次谐波电压调节信号。
根据权利要求3所述的光伏逆变器，其特征在于，所述采集电路还用于获取所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述光伏逆变器的输出电流的相位；

所述控制器还用于基于所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述光伏逆变器的输出电流的相位判断所述负载的类型，并基于所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述负载的类型生成所述偶次谐波相位信号，所述负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。
根据权利要求4所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器包括信号生成单元、电压控制单元和驱动控制单元，所述调节信号生成单元连接所述采集电路和所述电压控制单元，所述电压控制单元通过所述驱动控制单元连接所述变换电路；

所述信号生成单元用于基于所述正直流母线电压和所述负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于所述偶次谐波幅值信号和所述偶次谐波相位信号生成所述偶次谐波电压调节信号；

所述电压控制单元用于基于所述偶次谐波电压调节信号生成所述变换电路的电压指令信号；

所述驱动控制单元用于基于所述变换电路的电压指令信号生成所述驱动控制信号，并基于所述驱动控制信号控制所述变换电路中的开关管的导通或关断。
根据权利要求5所述的光伏逆变器，其特征在于，所述电压控制单元还用于获取所述外部的中控系统的基波指令；

所述电压控制单元还用于将所述基波指令和所述偶次谐波电压调节信号叠加得到所述变换电路的电压指令信号。
根据权利要求6所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器还包括电压反馈单元，所述电压反馈单元连接所述采集电路和所述电压控制单元；

所述电压反馈单元用于通过所述采集电路获取所述光伏逆变器的输出电压，并将所述光伏逆变器的输出电压作为电压反馈信号；

所述电压控制单元还用于基于所述电压反馈信号和所述变换电路的电压指令信号生成一级电压指令信号；

所述驱动控制单元还用于基于所述一级电压指令信号生成所述驱动控制信号。
根据权利要求7所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器还包括电流控制单元和电流反馈单元，所述电流控制单元连接所述电压控制单元和所述驱动控制单元，所述电流反馈单元连接所述采集电路和所述电流控制单元；

所述电流反馈单元用于通过所述采集电路获取所述光伏逆变器的输出电流，并将所述光伏逆变器的输出电流作为电流反馈信号；

所述电流控制单元用于基于所述电压控制单元输出的一级电压指令信号和所述电流反馈信号生成二级电压指令信号；

所述驱动控制单元还用于基于所述二级电压指令信号生成所述驱动控制信号。
根据权利要求8所述的光伏逆变器，其特征在于，所述驱动控制单元还连接所述信号生成单元；

所述驱动控制单元还用于获取所述信号生成单元的所述偶次谐波电压调节信号，基于所述偶次谐波电压调节信号和所述二级电压指令信号生成所述驱动控制信号。
一种光伏逆变器控制方法，用于光伏逆变器，所述光伏逆变器包括变换电路以及正负直流母线，所述正负直流母线的一端连接所述变换电路，所述正负直流母线的另一端用于连接电源，其特征在于，所述方法包括：

检测所述变换电路的正直流母线电压和所述变换电路的负直流母线电压；

基于所述变换电路的正直流母线电压、所述变换电路的负直流母线电压和所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波电压调节信号，并基于所述偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，控制所述变换电路中的开关管导通或关断，以控制所述变换电路输出目标电压且减小所述变换电路的所述正直流母线电压和所述负直流母线电压的差值。
根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述变换电路包括两组电容和至少一个开关桥臂，所述检测所述变换电路的正直流母线电压和所述变换电路的负直流母线电压，包括：

基于所述变换电路的所述正直流母线的电位、所述负直流母线的电位和所述中点的电位检测所述变换电路的所述正直流母线电压和所述负直流母线电压。
根据权利要求10或11所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述变换电路的正直流母线电压、所述变换电路的负直流母线电压和所述光伏逆变器的输出电压生成偶次谐波电压调节信号，包括：

基于所述变换电路的正直流母线电压和所述变换电路的负直流母线电压生成偶次谐波幅值信号，基于所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，并基于所述偶次谐波幅值信号和所述偶次谐波相位信号生成所述偶次谐波电压调节信号。
根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述光伏逆变器的输出电压的相位生成偶次谐波相位信号，包括：

检测所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述光伏逆变器的输出电流的相位；

基于所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述光伏逆变器的输出电流的相位判断所述负载的类型，并基于所述光伏逆变器的输出电压的相位和所述负载的类型生成所述偶次谐波相位信号，所述负载的类型为感性负载、容性负载和/或阻性负载中的一种或几种。
根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述偶次谐波电压调节信号生成驱动控制信号，包括：

基于所述偶次谐波电压调节信号生成所述变换电路的电压指令信号；

基于所述变换电路的电压指令信号生成所述驱动控制信号。
根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述偶次谐波电压调节信号生成所述变换电路的电压指令信号，包括：

检测所述外部的中控系统的基波指令；

将所述基波指令和所述偶次谐波电压调节信号叠加得到所述变换电路的电压指令信号。