【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于运行具有直流输入端和交流输出端的逆变器的方法和一种逆变器以及该逆变器的应用。逆变器可以用于将光伏发电装置或其他特定的dc电压源连接到ac电网。
技术介绍
1、在某些情况下，在运行逆变器时需要对dc电源加负载，逆变器从该dc电源将电功率馈入ac电网中。例如，可以用ac电网表示交流电流网或交流电压网。可以用dc表示直流电流或直流电压，相应地，可以用dc电源表示直流电流源或直流电压源。
2、例如，存在以下要求：在交流电网发生故障时或也在系统受控关断时，在预给定的时间内对dc电源、例如氢燃料电池或pv(光伏)系统中的输入中间电路进行放电。为此目的，为了放电可以将电阻器接入到dc电源的输出侧。这些电阻器将燃料电池或中间电路的剩余能量转化为热量。因为剩余能量通常相当高，所以电阻器必须能够转换大量能量并且由此是非常大且昂贵的。尤其地，这些电阻器是附加的部件，所述附加的部件意味着对整个系统进行操控和运行引导时的复杂性增加。
3、pv逆变器通常在早晨一旦pv光伏发电机的dc电压足够高并且逆变器连接到交流电网时就启动。有问题的是，如果尽管dc电压足够高，但辐照度太低，使得交流侧的电网连接将导致：直流电压将立刻再次骤降(einbrechen)并且将立即引起ac电网断开。这种持续的开关过程导致电网断开部位的使用寿命降低，因为该电网断开部位通常仅设计用于一定数量的开关周期。在这一点上，只有当不仅有足够的dc电压而且有足够的dc功率可用时，促使ac电网连接才是有意义的。如果还没有足够的功率可用，在风力发电机中也可能
4、在具有连接在逆变器桥上游的dc/dc转换器的两级逆变器拓扑中，可以通过以下方式求取dc电源的可用功率：给dc电源加负载并且由此将两级逆变器的中间电路充电到确定的电位。充电过程的能量含量可用于直接得出有关dc电源的功率可用性的结论。
5、在单级拓扑中，主要使用dc电源的dc电压作为指标。然而，该指标可能不可靠，因为在这种情况下缺少关于额定电流的信息。
技术实现思路
1、任务
2、基于此，本申请的任务是提供一种改进的方法和一种改进的逆变器，用于对能连接到逆变器的dc电源加负载。
3、解决方案
4、该任务通过具有独立权利要求1的特征的方法来解决。该任务还通过具有独立权利要求12的特征的逆变器以及通过根据权利要求13和14的逆变器的使用来解决。在从属权利要求中给出该方法的有利的实施方式。
5、描述
6、逆变器具有用于与dc电源连接的直流输入端和用于经由断路开关与ac电网连接的交流输出端，其中，电桥电路的电桥支路经由电网扼流圈与交流输出端连接。交流输出端能够经由断路开关与ac电网连接并且能够经由断路开关与ac电网分离。逆变器设计成将由dc电源提供的电功率馈入ac电网中。一种用于运行逆变器的方法具有以下步骤：
7、a)断开断路开关，
8、b)操控电桥电路的至少两个电桥支路的半导体开关，所述半导体开关在交流侧连接在至少一个电网扼流圈的下游，使得对能连接到直流输入端的dc电源加负载。
9、在此，在交流侧从所述至少两个电桥支路中的至少一个电桥支路流出的电流的整体的总和对应于在交流侧流入到所述至少两个电桥支路中的至少一个另外的电桥支路中的电流的整体的总和。这意味着，在交流侧从电桥支路流出的电流的总和对应于在交流侧流入到电桥支路中的电流的总和。
10、因此，能量可以在逆变器的两个或更多个电桥支路之间转换，以便通过这样产生的转换损耗而对dc侧放电。这样的逆变器和以这种方式运行的逆变器使得能够对dc电源加负载，逆变器能够从该dc电源中将功率馈入交流电网中。在此，加负载可以在不使用附加的具有阻抗特性的部件的情况下实现。这能够实现逆变器的更简单且价格更低廉的设计。此外，可以有针对性地对逆变器能够从中将电功率馈入ac电网中的dc电源加负载，而在这种情况下不必将功率馈入到交流电网中。通过从dc电源吸取电功率并且在逆变器内消耗该电功率来实现对dc电源的加负载。功率的消耗不必经由附加的构件和/或通过馈入到ac电网中和/或通过其他能连接到交流输出端的部件来进行。为此，利用逆变器的开关损耗，所述开关损耗在电桥电路的效率为例如98％的情况下可以处在逆变器的标称功率约2％的量级中，以便产生自身消耗，而无需连接ac侧的负载或阱(senke)。然而，可以运行系统中现有的其他用电器，例如风扇。因此，在逆变器的标称功率为100kw的情况下，放电功率可以为2kw。与例如借助2kw的电阻器对dc电压源进行放电相比，这个值具有显著的优势。
11、例如，这可以用于对dc侧的电荷存储器进行快速放电，如在ac电网故障时或者也在受控地关闭氢燃料电池系统或pv系统时以氢燃料电池或pv系统的应用形式。
12、电桥电路的所述至少两个电桥支路在交流侧在所述至少一个电网扼流圈下游的连接通过在步骤b)之前闭合继电器来实现。同样可能的是，电桥电路的至少两个电桥支路在交流侧在所述至少一个电网扼流圈下游的连接已经存在，并且，为此不需要设置继电器。通常，需要通过开关装置(例如继电器)来建立电桥支路的连接，用于在与电网断开之后执行该方法。在例如在交错模式中运行的、对于每个相都具有两个或更多个并联的电桥支路的逆变器中，电桥支路在并联的电桥支路的所述至少一个电网扼流圈的下游的连接已经存在，使得该方法能够在使用这些并联的电桥支路的情况下来实行，而不使用附加的继电器。然而，在这种情况下，每相的两个或更多个并联的电桥支路中的单个电桥支路也可以替代地经由继电器与其他相的电桥支路连接。
13、在一个实施方式中，例如在对于每个相都具有一个电桥支路的三相逆变器中，两个电桥支路能够例如彼此连接，使得从一个电桥支路流出的电流流入另一个电桥支路中。
14、然而，例如在一个实施方式中，例如在三相逆变器中所有三个电桥支路都能够彼此连接，使得从一个电桥支路流出的电流进行分流并且流入其他两个电桥支路中或者从两个电桥支路流出的电流合计(in summe)流入第三个电桥支路中。
15、在该方法的一个实施方式中，为了对与直流输入端连接的dc电源加负载，操控半导体开关，使得逆变器在电压调节的运行中以交流输出端处为零的电压运行。在这样的实施方式中，尤其在三相系统的所有三个相的电桥支路都连接的情况下，半导体开关的操控能够以与在常规的馈电运行中相同的方式进行，其中，与由于电桥支路的连接而存在的短路相应地，仅逆变器的调节必须在电压调节的运行中调节到输出电压的为零的额定值。在三相逆变器的两个相连接的情况下，在以为零的输出电压的电压调节的运行中，在该方法中仍应附加地设定在电流之间的180°的相移，而不是在三相逆变器的常规运行中存在的120°的相移。
16、用于三相逆变器的电桥电路例如可以是b6电桥电路。
17、在具有例如带有例如总共具有两个电桥支路的h4电桥电路或h5电桥电路的单相逆变器的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于运行逆变器(100)的方法，所述逆变器具有直流输入端和交流输出端，其中，所述直流输入端能够与DC电源(10)连接，并且电桥电路(110)的电桥支路(125)经由电网扼流圈(L1ac、L1ac_a、L1ac_b、L2ac、L2ac_a、L2ac_b、L3ac、L3ac_a、L3ac_b)与所述交流输出端连接，并且所述交流输出端能够经由断路开关(GR)与AC电网(20、30)连接，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入所述AC电网(20、30)中，所述方法具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入单相的或多相的AC电网(20、30)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少两个并联的电桥支路(125)，所述电桥支路在交流侧连接在所述至少一个电网扼流圈(L1ac_a、L1ac_b、L2ac_a、L2ac_b、L3ac_a、L3ac_b)的下游，并且操控所述电桥支路的半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，使得对与所述直流输入端连接的所述DC电源(10)加负载，其中，所述电桥支路(125)尤其
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电桥电路(110)的至少两个电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(L1ac、L1ac_a、L1ac_b、L2ac、L2ac_a、L2ac_b、L3ac、L3ac_a、L3ac_b)的下游的连接通过闭合继电器(R)来实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入三相的AC电网(20)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少一个电桥支路(125)，并且第一相的第一电桥支路(125)和第二相的第二电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(L1ac、L1ac_a、L1ac_b、L2ac、L2ac_a、L2ac_b、L3ac、L3ac_a、L3ac_b)的下游彼此连接，并且操控所述半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，使得从所述第一电桥支路(125)流出的电流流入到所述第二电桥支路(125)中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入三相的AC电网(20)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少一个电桥支路(125)，并且三个电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(L1ac、L1ac_a、L1ac_b、L2ac、L2ac_a、L2ac_b、L3ac、L3ac_a、L3ac_b)的下游彼此连接，并且操控所述半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，使得从一个相的至少一个电桥支路(125)流出的电流进行分流并且流入其他两个相的相应的至少一个电桥支路(125)中，或者，从两个相的相应的至少一个电桥支路(125)流出的电流合计流入第三相的至少一个电桥支路(125)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入单相的AC电网(30)中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，为了对与所述直流输入端连接的DC电源(10)加负载，操控所述半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，使得所述逆变器(100)在电压调节的运行中以所述交流输出端上为零的电压运行。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，与所述直流输入端连接的DC电源(10)的负载的程度能够通过操控所述半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)来调设。
9.根据权利要求4、5、7或8中任一项所述的方法，当引用权利要求4或5时，其中，所述电桥电路(110)是B6电桥电路。
10.根据权利要求6、7或8所述的方法，当引用权利要求6时，其中，所述电桥电路(110)是H4电桥电路或H5电桥电路。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述电桥支路(125)分别具有TNPC拓扑、INPC拓扑或ANPC拓扑。
12.一种逆变器(100)，其具有直流输入端和交流输出端以及电桥电路(110)，所述电桥电路具有能操控的半导体开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，其中，所述直流输入端能够与DC电源(10)连接，并且所述电桥电路(110)的电桥支路(125)经由电网扼流圈(L1ac、L1ac_a、L1ac_b、L2ac、L2ac_a、L2ac_b、L3ac、L3ac_a、L3ac_b)与所述交流输出端连接，并且所述交流输出端能够经由断路开关(GR)与AC电网(20、30)连接，其中，所述逆变器(100)设计...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于运行逆变器(100)的方法，所述逆变器具有直流输入端和交流输出端，其中，所述直流输入端能够与dc电源(10)连接，并且电桥电路(110)的电桥支路(125)经由电网扼流圈(l1ac、l1ac_a、l1ac_b、l2ac、l2ac_a、l2ac_b、l3ac、l3ac_a、l3ac_b)与所述交流输出端连接，并且所述交流输出端能够经由断路开关(gr)与ac电网(20、30)连接，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入所述ac电网(20、30)中，所述方法具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入单相的或多相的ac电网(20、30)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少两个并联的电桥支路(125)，所述电桥支路在交流侧连接在所述至少一个电网扼流圈(l1ac_a、l1ac_b、l2ac_a、l2ac_b、l3ac_a、l3ac_b)的下游，并且操控所述电桥支路的半导体开关(t1、t2、t3、t4、t5、t6)，使得对与所述直流输入端连接的所述dc电源(10)加负载，其中，所述电桥支路(125)尤其设计用于在交错模式中运行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电桥电路(110)的至少两个电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(l1ac、l1ac_a、l1ac_b、l2ac、l2ac_a、l2ac_b、l3ac、l3ac_a、l3ac_b)的下游的连接通过闭合继电器(r)来实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入三相的ac电网(20)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少一个电桥支路(125)，并且第一相的第一电桥支路(125)和第二相的第二电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(l1ac、l1ac_a、l1ac_b、l2ac、l2ac_a、l2ac_b、l3ac、l3ac_a、l3ac_b)的下游彼此连接，并且操控所述半导体开关(t1、t2、t3、t4、t5、t6)，使得从所述第一电桥支路(125)流出的电流流入到所述第二电桥支路(125)中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述逆变器(100)设计为将电功率馈入三相的ac电网(20)中，其中，所述逆变器(100)对于每个相都具有至少一个电桥支路(125)，并且三个电桥支路(125)在交流侧在所述至少一个电网扼流圈(l1ac、l1ac_a、l1ac_b、l2ac、l2ac_a、l2ac_b、l3ac、l3ac...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·施蒂克尔曼，A·翁鲁，
申请(专利权)人：艾思玛太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：
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