CN101989747A - 系统连接逆变器装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

在逆变器电路(2)的输出部，配置由电感器(4)和滤波用电容器(5)构成的LC滤波器电路。由串联电路(该串联电路由限流电阻(7)及第1开关(8)构成)和与该串联电路并联的第2开关(6)构成开关电路(SW)。第1开关(8)和第2开关(6)的开关，受来自控制电路(10)的控制信号(A2及A1)的控制。将第1开关(8)置于接通状态后到第2开关(6)置于接通状态为止，使逆变器电路(2)的输出电流(I)成为零。提供不需要额定功率较大的限流电阻及额定电流较大的开关的系统连接逆变器装置。

Description

系统连接逆变器装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及系统连接逆变器装置及系统连接逆变器装置的控制方法。
背景技术
在特开平11-298028号公报的图1中，公开了与由太阳电池构成的直流电源连接的逆变器电路，通过开关电路与电力系统连接，该开关电路由串联电路(该串联电路由限流电阻及第1开关构成)和与该串联电路或限流电阻并联的第2开关构成，在逆变器电路和开关电路之间，配置包含电感器及电容器的滤波器的系统连接逆变器装置。
专利文献1：JP特开平11-298028号公报
在现有技术的装置中，将第1开关置于接通状态后，再将第2开关置于接通状态时，冲击电流流入滤波用电容器。因此，为了抑制冲击电流，必须减小限流电阻的电阻值、提高电容器的充电电压。这样，限流电阻的损失变大，需要使用额定功率较大的限流电阻。另外，使用额定功率较大的限流电阻后，就需要使用额定电流较大的第1开关。
发明内容
本发明的目的在于提供不需要额定功率较大的限流电阻及额定电流较大的第1开关的系统连接逆变器装置及该装置的控制方法。
本发明将与直流电源连接的逆变器电路通过开关电路(该开关电路由串联电路(该串联电路由限流电阻及第1开关构成)和与该串联电路的限流电阻或该串联电路并联的第2开关构成)作媒介与电力系统连接，在逆变器电路和开关电路之间配置滤波用电容器的系统连接逆变器装置作为改良的对象。在本发明的装置及方法中，控制逆变器电路的控制电路，控制逆变器电路，以便直到将第1开关置于接通状态后再将第2开关置于接通状态为止，使逆变器电路的输出电流成为零。这样地控制逆变器电路，以便直到将第1开关置于接通状态后再将第2开关置于接通状态为止(启动开始期间)，使逆变器电路的输出电流成为零后，能够再在将第2开关置于接通状态时，阻止冲击电流流入滤波用电容器。其结果，由于采取了对付冲击电流的措施，所以不需要使用额定功率较大的限流电阻，或者用额定电流较大的第1开关。
在所述启动开始期间，为了使逆变器电路的输出电流成为零，例如可以对控制电路进行反馈控制，以便使在滤波用电容器和开关电路之间流动的输出电流成为零。另外，还可以用控制电路进行前馈控制，以便使在滤波用电容器和开关电路之间流动的输出电流成为零。具体地说，可以进行使包含滤波用电容器的充电电流在内的逆变器电流流过的前馈控制。
附图说明
图1是表示在太阳光发电系统中应用本发明的利用反馈控制的系统连接逆变器装置的本发明的第1实施方式的基本结构的电路图。
图2是表示控制电路的结构的图。
图3是表示动作波形的图。
图4是表示现有技术的控制电路的结构的图。
图5是表示现有技术的装置的动作波形的图。
图6是表示本发明的其它实施方式的结构的电路图。
图7是表示能够在图6的实施方式中使用的栅极信号发生电路的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细讲述本发明的实施方式。图1是表示在太阳光发电系统中应用本发明的利用反馈控制的系统连接逆变器装置的实施方式的基本结构的电路，图2是表示控制电路的结构的图。在图1中，直流电源1，是由太阳电池构成的直流电源。而且，来自直流电源1的直流电，被逆变器电路2变换成交流电。逆变器电路2是众所周知的逆变器电路，它并联两个晶体管串联电路(该晶体管串联电路由一对晶体管串联而成)，各晶体管串联电路的中间点成为交流输出端子。两个晶体管串联电路包含的多个晶体管的导通，受控制电路10给予逆变器电路2的栅极信号G1的控制。正常时，直流电源1的直流电，被逆变器电路2变换成交流电后，供给商用电力系统。
在逆变器电路2的输出部，配置着由电感器4和滤波用电容器5构成的LC滤波器电路。电感器4与逆变器电路2的输出串联，滤波用电容器5在电感器4的一端和接地之间连接。在电感器4和滤波用电容器5的连接点与商用电力系统9之间，配置着开关电路SW。开关电路SW由限流电阻7及第1开关8的串联电路和与该串联电路并联的第2开关6构成。第1开关8和第2开关6的开关，受来自控制电路10的控制信号A2及A1的控制。第1及第2开关是机械式的开关。在逆变器电路2和电感器4之间，配置着检出逆变器电路2的输出电流的第1电流检出器3，逆变器电流I1输入控制电路10。另外，还从电感器4和滤波用电容器5的连接点检出逆变器电路2的输出电压，将逆变器电压V1输入控制电路10。
图2示出控制电路10内构成的逆变器电路2和栅极信号发生电路GSC的结构。在该栅极信号发生电路GSC中，通过90°超前要素AE，使逆变器电压V1的相位超前90°，进而用振幅调整器AA调整振幅，从而形成相当于滤波用电容器5的电容器电流的电容器电流相当值Ic。然后，在将电容器电流相当值Ic和逆变器电流I1与电流基准Iref的乘积相加后的信号上，加上逆变器电流I1，编制加法信号，再将用放大器Amp放大加法信号后的信号输入脉冲宽度调制电路PMW，编制逆变器栅极信号G1。在该例中，使用这样编制的逆变器栅极信号G1，进行前馈控制。就是说，在本实施方式中，直到将第1开关8置于接通状态后再将第2开关6置于接通状态为止，使逆变器电路2的输出电流I成为零(使在滤波用电容器5和开关电路SW之间流动的输出电流I成为零)地进行前馈控制。图3示出本实施方式的动作波形。如图3(5)所示，逆变器电路2的输出电流I，直到将第2开关6置于接通状态为止，成为0A。其结果，冲击电流不会流入滤波用电容器5。
在图1的装置的控制方法中，首先将与限流电阻7连接的第1开关8置于接通状态后，再将逆变器电路2置于接通状态(动作状态)，使逆变器电流成为零(成为0A)地启动逆变器电路2。将输出电流控制成为0A后，逆变器电压V1的电压、相位就与商用电力系统的相等，然后即使将第2开关6置于接通状态，也不会产生冲击电流。另外，因为在第2开关6成为接通状态之前，电流为0A，限流电阻7也不消耗电力，所以能够选额定功率较小的电阻作为限流电阻7。
图4示出在现有技术的系统连接逆变器装置中使用的控制电路的结构。使用图4所示的控制电路后，因为将第1开关8置于接通状态后再将第2开关6置于接通状态为止的期间，逆变器电流I1也继续流过，逆变器电压V1的电压、相位与商用电力系统的不同，所以如图5(5)所示，在将第2开关6置于接通状态之际，产生很大的冲击电流。
图6示出本发明的系统连接逆变器装置的其它实施方式——使在滤波用电容器5和开关电路SW之间流动的输出电流Io成为零地进行反馈控制的结构，图7示出该实施方式的栅极信号发生电路GSC的结构。在图6及图7中，对于和图1及图2所示的实施方式相同的结构，赋予和图1及图2赋予的符号相同的符号，不再赘述。在本实施方式中，在电感器4和滤波用电容器5的连接点与开关电路SW之间，配置着检出逆变器电路2的输出电流的第2电流检出器11。根据第2电流检出器11检出的输出电流Io，能够判定电流是否流入滤波用电容器5。因此，在图7的栅极信号发生电路GSC中，对输出电流Io进行反馈控制，以便使在滤波用电容器5和开关电路SW(第1开关8)之间流动的输出电流Io成为零。因此，在图7的栅极信号发生电路GSC中，将逆变器电流I1和逆变器电流V1与电流基准Iref的乘积相加后，再加上用放大器Amp’放大输出电流Io和输出电流基准(＝0)的差分的值，输入放大器Amp。这样，能够使在滤波用电容器5和开关电路SW(第1开关8)之间流动的输出电流Io成为零地进行反馈控制。此外，投入开关6后，因为使电流流入系统，所以可以断开反馈电路，或者使放大器Amp’的增益为0。采用本实施方式后，也和先前的实施例同样[和图3(5)的信号同样]，可以防止产生冲击电流。
在上述实施方式中，对于由限流电阻7和第1开关8构成的串联电路，并联第2开关6。但是毫无疑问，在对于限流电阻7并联第2开关6时，也能够应用本发明。
采用本发明后，由于直到将第1开关置于接通状态后再将第2开关置于接通状态为止，控制逆变器电路，以便使逆变器电路的输出电流成为零，所以能够再在将第2开关置于接通状态时，阻止冲击电流流入滤波用电容器。其结果，由于采用了对付冲击电流的措施，所以不需要使用额定功率较大的限流电阻，或者准备额定电流较大的第1开关。

Claims (7)

1.一种系统连接逆变器装置，与直流电源连接的逆变器电路通过开关电路与电力系统连接，所述开关电路的构成中包括：
由限流电阻及第1开关构成的串联电路；和
与该串联电路的所述限流电阻或该串联电路并联连接的第2开关，
在所述逆变器电路与所述开关电路之间配置滤波用电容器，
控制所述逆变器电路的控制电路，通过控制使得在所述第1开关成为接通状态后且在所述第2开关成为接通状态为止，使所述逆变器电路的输出电流成为零。
2.如权利要求1所述的系统连接逆变器装置，其特征在于：所述控制电路进行反馈控制，以便使在所述滤波用电容器与所述开关电路之间流动的所述输出电流成为零。
3.如权利要求1所述的系统连接逆变器装置，其特征在于：所述控制电路进行前馈控制，以便使在所述滤波用电容器与所述开关电路之间流动的所述输出电流成为零。
4.如权利要求3所述的系统连接逆变器装置，其特征在于：通过前馈控制，使包含所述滤波用电容器的充电电流在内的逆变器电流流动。
5.一种系统连接逆变器装置的控制方法，所述系统连接逆变器装置中，与直流电源连接的逆变器电路通过开关电路与电力系统连接，所述开关电路的构成中包括：
由限流电阻及第1开关构成的串联电路；和
与该串联电路的所述限流电阻或该串联电路并联连接的第2开关，
在所述逆变器电路与所述开关电路之间配置滤波用电容器，
控制所述逆变器电路，使得在所述第1开关成为接通状态后且在所述第2开关成为接通状态为止，使所述逆变器电路的输出电流成为零。
6.如权利要求5所述的系统连接逆变器装置的控制方法，其特征在于：进行反馈控制，以便使在所述滤波用电容器与所述开关电路之间流动的所述输出电流成为零。
7.如权利要求5所述的系统连接逆变器装置的控制方法，其特征在于：进行前馈控制，以便使在所述滤波用电容器与所述开关电路之间流动的所述输出电流成为零。
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