基于反激变换器的三电平逆变器的分析与设计(3)
此外，我国光伏发电的起步较晚，光伏系统的相关技术的研究处于起步阶段，技术水平相对国外还有一定差距。针对大型光伏发电系统的核心部分兆瓦级并网逆变器，目前，北京索英电气技术有限公司主要是SEE系列逆变器，分为单相和三相太阳能并网逆变器。国内光伏逆变器领域的生产是一个弱项，光伏逆变器产业整体水平较低，中国最大的光伏系统提供商——中盛光电采购的光伏逆变器多采用西门子、SMA 等外资企业。这样导致大型光伏系统的造价升高、依赖性强，从而制约了并网型光伏系统在国内市场的发展和推广[5]。
在国外，并网型逆变器已经可以作为比较的成熟的产品推向市场，像德国著名电气企业西门子就推出了很多具有市场化的产品，而且除欧洲的科技强国外，像美国，日本等国家已经实现了并网逆变器的产品化。
由此可见，逆变技术发展趋势是需要大规模的并网发电，与电网连接同步运行。对并网逆变器要求也越来越高。首先，要求逆变器输出的电量和电网电量保持同步，在相位、频率上严格一致，逆变器的功率因数近于1。其次，满足电网电能质量的要求，逆变器应输出失真度小的正弦波。第三，具有对孤岛检测的功能，防止孤岛效应的发生，避免对用电设备和人身造成伤害。第四，为了保证电网和逆变器安装可靠运行，两者之间的有效隔离及接地技术也非常重要[6]。
1.2 多电平技术及其发展现状
1.2.1 多电平技术的发展现状
由于两电平在逆变器的应用中受开关管功率和耐压的限制，不易实现高压大功率输出。为解决这个问题，通常的办法是将开关管直接串联，但这样还要解决开关管引起的静态和动态均压问题，同时还需要加入输出滤波器。为了避免以上的技术问题，德国学者Holtz于1977年首次提出三电平变换拓扑，其主电路采用常规的两电平电路，仅在其每相桥臂带一对开关管作为辅助中点进行箝位。1983年，Bhagwa和Stefanovic 将这种电路结构由三电平推广到多电平，进一步奠定了NPC结构的多电平模式。多电平电路的出现为高压大容量电压型变换器的研制开辟了一条新思路，逐渐成为大功率电机传动和大功率无功补偿等领域的重点研究对象。到目前为止，多电平变换器已经有了大的发展，在理论和拓扑结构上出现了多个分支。
由文献[7]可知，目前，多电平变换器在高压大功率领域受到越来越多的关注。传统的两电平变换器结构如果用在中高压大容量场合，只能采用GTO器件或者采用 IGBT串联的方式。然而，GTO虽然容量很大，但是具有开关频率低、驱动和吸收电路复杂等固有缺点，因此输出电流畸变比较严重。采用器件串联的方式，要求器件间的动静态均压效果好、触发脉冲严格一致，又大大地降低了系统的可靠性。
随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术和现代控制理论的飞速发展，多电平变换器成为电力系统及中大功率交流电机调速领域的研究重点。多电平变换器主要采用器件箝位或输出串联等方式将低压的功率开关器件连接在一起，实现了高电压、大容量。
多电平与两电平相比具有许多优势，如控制灵活、输出电压的幅值和相位便于调节、输出电压谐波含量小、逆变效率高、可以使用价格便宜的高压大功率器件等。因此大量应用于高压大功率交流电动机变频调速、直流输电和电能质量综合治理以及超导储能、感应加热和大功率不间断电源领域。
多电平变换器主要可以分为两大类：输出串联式和电平箝位式
(1)输出串联式
通过叠加低压逆变器的输出获得高压输出，主要包括 H桥串联式多电平电路和三相逆变桥串联式多电平电路。
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