CN102214929A - 并网逆变器 - Google Patents

并网逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN102214929A
CN102214929A CN2011100931870A CN201110093187A CN102214929A CN 102214929 A CN102214929 A CN 102214929A CN 2011100931870 A CN2011100931870 A CN 2011100931870A CN 201110093187 A CN201110093187 A CN 201110093187A CN 102214929 A CN102214929 A CN 102214929A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
contactor
circuit
control circuit
electric power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100931870A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102214929B (zh
Inventor
藤井干介
山田岁也
加藤正树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of CN102214929A publication Critical patent/CN102214929A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102214929B publication Critical patent/CN102214929B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种并网逆变器。基于直流输入电压和商业电力系统电压来确定用于判定接触器(7)中有无异常的电压的阈值。确定阈值,使得当直流电压转换电路(4)的运行停止时,在直流电压转换电路(4)的输出电压值大于或等于阈值的情况下,判定接触器(7)为异常。在基于直流电压转换电路(4)的输出电压来判定接触器(7)为异常的情况下,无需附加设置专用检测器。此外,当接触器(7)为异常时,直流电压转换电路(4)的输出侧的电压变成将商业电力系统电压进行全波整流后所得到的电压,因此不会受到噪声的影响。

Description

并网逆变器
发明领域
本发明涉及一种并网逆变器,其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流电功率,并与商业电力系统互连。
背景技术
以往,提供有一种并网逆变器,其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流电功率,并与商业电力系统互连以向负载供电。
下面,参照图6和图7,将说明包括现有互连单元的并网系统。图6是示出太阳能电池发电系统的框图,该太阳能电池发电系统作为包括JP-A-2008-35655中所披露的对电容器电流进行检测的现有互连单元在内的并网系统的第一示例。该发电系统由所产生的功率根据日照量而变化的太阳能电池1、以及将太阳能电池1所产生的直流电功率转换成交流电功率的并网逆变器2构成,该发电系统与商业电力系统3互连。通过将并网系统的运行切换成并网逆变器2与商业电力系统3的互连运行或者只是并网逆变器2的单独运行,并网系统向连接在并网逆变器2和商业电力系统3之间的负载(未图示)提供交流电功率。
并网逆变器2由以下元件构成:使太阳能电池1输出的直流电功率升高的升压斩波器4、将升压斩波器4的输出电压转换成交流电压的逆变器电路5、将逆变器电路5的输出电压进行平滑以使输出电压具有正弦波形的滤波器电路6、连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间的接触器7、以及向各个开关器件51至54提供接通和断开信号的控制电路8。在升压斩波器4中,在100V至300V的量级范围内进行变化的太阳能电池1的输出电压被升高至350V的量级。通过将该升高的直流电压取作输入电压,在逆变器电路5中进行PWM控制以将直流电压转换成交流电压。滤波器电路6除去逆变器电路5的输出中所包括的具有PWM载波频率的脉动分量,由此将所输入的交流电压转换成200V量级(例如202V±20V)的正弦交流电压以进行输出。
控制电路8对运行指令的输入进行检测,且当太阳能电池1的发电电压值大于或等于特定值时使并网逆变器2运行。当没有输入运行指令时,或者当电压检测器(未图示)所检测到的太阳能电池1的发电电压值小于特定值时,控制电路8使并网逆变器2的运行停止。
升压斩波器4由电感器41、诸如IGBT的开关器件42、二极管43、以及电容器44构成。具体来讲,电感器41的一端与太阳能电池1的正极侧连接,其另一端与开关器件42的集电极和二极管43的阳极侧连接。此外,太阳能电池1的负极侧与开关器件42的发射极侧连接,二极管43的阴极侧通过电容器44与开关器件42的发射极侧连接。升压斩波器4的输出电压由电压检测器(未图示)检测,其检测信号被输入到控制电路8。在控制电路8中,对所输入的检测信号进行处理以确定脉冲信号的占空比以便输出。通过将具有所确定占空比的脉冲信号提供给开关器件42的栅极,升压斩波器4的输出电压被控制至特定电压。
逆变器电路5形成为具有排列成全桥连接的诸如IGBT的开关器件51至54。根据由控制电路8进行的PWM控制使各个开关器件51至54进行开关,以将从升压斩波器4输出的直流电功率转换成交流电功率。滤波器电路6由电感器61、62和电容器63构成。具体来讲,电感器61的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件51、52的连接点连接,电感器62的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件53、54的连接点连接。此外,电容器63连接在电感器61、62的另一端之间。利用这种结构,除去具有PWM载波频率的脉动分量,以将逆变器电路5的输出电压平滑成具有正弦波形,并输出到商业电力系统3。
接触器7连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间,以通过从控制电路8输出的控制信号执行并网逆变器2和商业电力系统3之间的互连或断开。
电流检测器9在逆变器电路5工作时检测通过滤波器电路6进行平滑后的输出电流。所检测到的输出电流的检测信号被发送到控制电路8,并被用于进行控制以使输出电流变得与电压检测器10所检测到的商业电力系统3的电压同相。此外,电流检测器9还被用于检测因逆变器电路5中的开关器件51至54的任一个的故障而引起的过电流的流动。当检测到过电流时,控制电路8判定并网逆变器2处于异常状态,从而进行诸如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作,以使并网逆变器2的运行停止。
电压检测器10检测商业电力系统3的电压。所检测到的电压的检测信号被发送到控制电路8,该控制电路8判定关于商业电力系统3的电压和频率各自是否处于运行规范所要求的适当范围内。当所检测到的电压在适当范围以外时,控制电路8进行诸如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作,以使并网逆变器2的运行停止。
在随着逆变器电路5停止将断开信号发送到接触器7的情况下,当根据电压检测器10所检测到的电压和电流检测器9所检测到的电流判定在滤波器电路6中流过无功电流时,控制电路8判定接触器7处于异常状态。同样在随着逆变器电路5停止将互连信号发送到接触器7的情况下,当判定滤波器电路6中未流过无功电流时,控制电路8也判定接触器7处于异常状态。
图7是示出太阳能电池发电系统的框图,该太阳能电池发电系统作为包括JP-A-2004-187362中所披露的对逆变器电流进行检测的现有并网逆变器在内的并网系统的第二示例。
控制电路8使直流电压转换电路4和逆变器电路5的运行停止。并且,通过在刚要开始互连运行之前将接触器7打开,控制器8获取电压检测器13的检测结果,以将电压检测器13所检测到的端子电压值与特定的阈值作比较。当尽管没有使接触器7闭合的输入信号但电压检测器13所检测到的端电压值仍然比特定的阈值高时,控制电路8判定在接触器7中发生了诸如触点粘合的异常。判定在接触器7中发生了异常的控制电路8使直流电压转换电路4和逆变器电路5进入停止状态,以中断互连运行。
[专利文献1]JP-A-2008-35655
[专利文献1]JP-A-2004-187362
然而,在根据上述的JP-A-2008-35655的现有并网逆变器2中,会因诸如开关器件51至54的任一个的故障而产生过电流(例如,大于或等于45A的电流)。这就要求将电流检测器9选择为能够检测超过过电流值(例如,50A至60A)的电流值的电流检测器。而当逆变器电路5停止且接触器7闭合时,在滤波器电路6中流动的无功电流的值例如为1.13A的量级,其是例如电流检测器9可检测到的电流的值的2%量级上的极小值。因此,当根据在滤波器电路6中的电容器63中流动的微小电流来判定接触器7中有无异常时,难以精确地设定用于判定有无异常的阈值。这可能会导致尽管接触器7是正常的但控制电路8却作出接触器7为异常的误判定。
此外,在根据JP-A-2004-187362的现有并网逆变器2中,为了判定接触器7中有无异常,用来检测滤波器电路6的输出电压的电压检测器13是必需的。这将导致并网逆变器2的成本和尺寸增加的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有并网逆变器中所存在的问题而作出的,其目的在于,实现一种小型、低成本、且能可靠地检测出接触器中的异常的并网逆变器。
为了达到上述目的,根据本发明的第一问题解决手段是一种并网逆变器,其特征在于,包括:第一电功率转换电路,该第一电功率转换电路将第一直流电压转换成第二直流电压并输出该第二直流电压;第二电功率转换电路,该第二电功率转换电路将所述第一电功率转换电路所输出的第二直流电压转换成交流电压并输出该交流电压;接触器,该接触器将所述第二电功率转换电路的输出侧和商业电力系统连接;以及控制电路,该控制电路对第一和第二电功率转换电路进行控制并对接触器的开关进行控制,其中,所述控制电路具有开关异常判定装置,当控制电路将所述接触器控制成处于打开状态时,在检测到第二直流电压值大于或等于特定的阈值时,该开关异常判定装置判定所述接触器中有异常。
第二问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,设置有钳位装置,当控制电路使所述第一和第二电功率转换电路停止时,该钳位装置将第二直流电压钳位至第一直流电压,该阈值不小于所述第一直流电压的值、且不大于通过对商业电力系统的电压进行整流而得到的电压的值。
第三问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,阈值是基于第一直流电压值和商业电力系统的电压值中的至少一个的值。
第四问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,还包括:电容器,该电容器与第一电功率转换电路的输出侧连接;以及电容器放电装置,当第一和第二电功率转换电路停止时该电容器放电装置使存储在电容器中的电荷进行放电,且阈值是不小于0V、且不大于通过对商业电力系统的电压进行整流而得到的电压的电压值。
第五问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,阈值是基于商业电力系统的电压值的值。
第六问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,当开关异常判定装置判定接触器中有异常时,控制电路使第一和第二电功率转换电路停止。
第七问题解决手段是一种并网逆变器,其表征为,在接触器和商业电力系统之间设置断路器,且当开关异常判定装置判定接触器中有异常时,控制电路使断路器打开。
根据本发明的并网逆变器能够仅通过使用用于运行控制的电路电压来判定接触器有无异常。因此,无需另外设置用于检测接触器有无异常的专用单元。此外,接触器有无异常是基于所充电的电容器两端的电压而并非滤波器电路中流动的微小电流来判定的,因此可避免因噪声所引起的误检测。因而,无需增大并网逆变器的尺寸且无需增加成本,便可提供可靠性较高的并网逆变器。
另外,可在并网逆变器开始运行之前找到接触器的异常,从而允许防止二次故障,并且允许更安全地从系统断开。
附图说明
图1是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的概要的框图。
图2是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第一实施例的框图。
图3是示出判定接触器有无异常的开关异常判定装置的一实施例的框图。
图4是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第二实施例的框图。
图5是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第三实施例的框图。
图6是示出作为包括对逆变器电流进行检测的现有并网逆变器在内的并网系统的第一示例的太阳能电池发电系统的框图。
图7是示出作为包括对逆变器电流进行检测的现有并网逆变器在内的并网系统的第二示例的太阳能电池发电系统的框图。
具体实施方式
下面,基于图1至图5详细说明本发明的实施方式。这里,对现有并网逆变器共同的构成要素标注相同的附图标记和符号,并省略其说明。
图1是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的概要的框图。在图1中,明确地示出了在示出现有单元的图6和图7中未明确示出的电压检测器11、电压检测器12、和断路器20。
电压检测器11设置在太阳能电池1和直流电压转换电路(第一电功率转换电路)4之间,以用于检测太阳能电池1的发电电压。电压检测器12设置在直流电压转换电路4和逆变器电路(第二电功率转换电路)5之间,以用于检测直流电压转换电路4的输出电压。断路器20是设置在接触器7和商业电力系统3之间、且用于当并网逆变器2或商业电力系统3中发生诸如过电流的事故时用于强行将并网逆变器2从商业电力系统3断开的保护装置。因此,当并网逆变器2正常工作时,断路器20常闭。
在图1中,太阳能电池1所产生的电压由电压检测器1检测,以输入到控制电路8。当输入运行指令、且太阳能电池1的发电电压的值大于或等于特定值时,控制电路8使直流电压转换电路4开始运行。直流电压转换电路4将太阳能电池1所产生的第一直流电压转换成第二直流电压,并将转换后的直流电压输出到下一级的逆变器电路5。
直流电压转换电路4的输出电压由电压检测器12检测,以输入到控制电路8。当直流电压转换电路4的输出电压值达到特定值时,控制电路8使逆变器电路5开始运行。逆变器电路5将从直流电压转换电路4输出的直流电压转换成交流电压,并将转换后的直流电压输出到下一级的滤波器电路6。滤波器电路6将从逆变器电路5输出的交流电压平滑成为具有正弦波形的交流电压。
当逆变器电路5的输出电压变得与电压检测器10所检测到的商业电力系统3的电压相等时,控制电路8将闭合信号发送到接触器7。通过使接触器7闭合,控制电路8使并网逆变器2与商业电力系统3互连以进行运行。而当没有输入运行指令时,或者当太阳能电池1的发电电压低于特定值时,控制电路8使并网逆变器2的运行停止,并将断开信号发送到接触器7。
控制电路8设置有开关异常判定装置8a,当控制电路8使并网逆变器2的运行停止且将断开信号发送到接触器7时,该开关异常判定装置8a判定接触器7中有无异常。当电压检测器12所检测到的电压值大于或等于特定的阈值时,开关异常判定装置8a判定接触器7为异常。
当开关异常判定装置8a判定接触器7为异常时,之后即使输入运行指令,控制电路8也不再使直流电压转换电路4和逆变器电路5的运行开始。此外,控制电路8将断开信号发送到断路器20,以将并网逆变器2从商业电力系统3断开。
这样,使用根据本发明的实施方式的并网逆变器2,开关异常判定装置8a通过使用用于检测直流电压转换电路4的输出电压的电压检测器12所检测到的电压值来判定接触器7有无异常,从而无需诸如在现有并网逆变器中设置的电压检测器13的专用检测器。此外,当接触器7变得异常从而导致并网逆变器2没有从商业电力系统3断开时,会在直流电压转换电路4的输出中出现逆变器电路5通过对商业电力系统3的电压进行整流而得到的电压。基于由此出现的电压,开关异常判定装置8a可判定接触器7为异常,从而可防止因噪声引起的误判定。
图2是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第一实施例的框图。图2中,图1中的直流电压转换电路4被形成为升压斩波器4,电容器44设置在该升压斩波器4的输出级。电阻器45(电容器放电装置)与电容器44并联连接。电阻器45用于在维护并网逆变器2时使存储在电容器44中的电荷进行放电,并用于确保工作人员的安全。
在太阳能电池发电系统中,控制电路8用通过进行算术运算所确定的占空比使开关器件42接通和断开,来将电容器44两端的电压值控制在特定值处。具体来讲,升压斩波器4将在100V至300V的量级范围内变化的太阳能电池1所产生的电压升高至700V的量级。控制电路8通过电压检测器12对该升高后的直流电压进行检测,并对所检测到的电压进行算术运算以确定PWM控制变量,并利用该PWM控制变量来控制逆变器电路5,以将升高后的直流电压转换成交流电压。
滤波器电路6除去逆变器电路5的输出中所包括的具有PWM载波频率的脉动分量,由此将所输入的交流电压转换成400V量级(例如380V至415V)的正弦交流电压以便输出。
接着,将说明控制电路8中的开关异常判定装置8a用来判定接触器有无异常的操作。控制电路8在使并网逆变器2的运行停止时,使升压斩波器4中的开关器件42和逆变器电路5中的开关器件51至54断开,并将断开信号发送到接触器7以打开接触器7。当接触器7打开时,并网逆变器2从商业电力系统3断开。其结果是,电容器44通过电阻器45进行放电。因此,电容器44两端的电压减小至太阳能电池1所产生的电压,以通过二极管(钳位装置)43钳位至太阳能电池1的发电电压。
然而,当接触器7中发生触点粘合时,尽管控制电路8将断开信号发送到接触器7,但并网逆变器2却不会从商业电力系统3断开。在这种情况下,充电电流从商业电力系统3通过与构成逆变器电路5的开关器件51至54分别反向并联连接的二极管流到电容器44。这导致电容器44保持由将商业电力系统3的电压进行全波整流后的电压进行充电。
因而,当尽管将断开信号发送到接触器7但电压检测器12所检测到的电压的值仍然大于或等于用于判定接触器7为异常的阈值时,控制电路8中的开关异常判定装置8a可判定接触器7处于异常状态。
用于判定接触器7有无异常的阈值例如是:不小于太阳能电池1所产生的电压的最大值、且不大于将商业电力系统3的最小电压进行全波整流后所得到的电压值的值(例如为两电压值的中值)。商业电力系统3为单相系统时的全波整流后的平均电压给出如下
Figure BSA00000473443300091
Figure BSA00000473443300092
并且在商业电力系统3为三相系统时给出如下
Figure BSA00000473443300093
Figure BSA00000473443300094
在本实施例中,阈值是太阳能电池1的最大输出电压值300V和将商业电力系统3的最小电压380V进行全波整流后的电压值342V的中值321V。当接触器7中发生触点粘合时,电压检测器12对将商业电力系统3的交流电压进行全波整流后的平均电压(342V至373V)进行检测。由于电压检测器12检测到大于上述阈值的电压,因此控制电路8中的开关异常判定装置8a判定接触器7为异常。
在上述实施例中,基于根据太阳能电池1的发电电压和商业电力系统3的电压的规格分别确定的值来设定阈值。但也可基于检测太阳能电池1的发电电压的电压检测器11和检测商业电力系统3的系统电压的电压检测器10所检测出的各自的电压值来设定阈值。此外,通过将阈值的下限取作太阳能电池1所产生电压的额定值,且将上限取作电压检测器10所检测到的商业电力系统3的系统电压值,可基于该上限和下限值来确定阈值。另外,通过将阈值的下限取作检测太阳能电池1的发电电压的电压检测器11所检测到的电压值,且将上限取作检测商业电力系统的系统电压的电压检测器10所检测到的电压值,可基于该上限和下限值来确定阈值。
图3是示出基于商业电力系统3的系统电压和太阳能电池1的发电电压来设定电压的阈值以判定接触器有无异常的开关异常判定装置8a的一个示例的框图。
开关异常判定装置8a包括平均值运算电路81、乘法器82、乘法器83、加法器84、以及比较器85。平均值运算电路81对电压检测器10所检测出的商业电力系统3的交流电压进行绝对值运算之后,对其平均值进行运算以输出运算结果。乘法器82进行平均值运算电路81所输出的电压值与特定乘法系数K1的乘法以输出乘法结果。乘法器83进行电压检测器11所检测到的太阳能电池1的发电电压值与特定乘法系数K2的乘法以输出乘法结果。加法器84进行乘法器82的输出和乘法器83的输出的加法,并输出加法结果以作为用于判定接触器7有无异常的阈值。比较器85将电压检测器12所检测到的升压斩波器电路4的输出电压和从加法器84输出的阈值作比较,并且当升压斩波器4的输出电压值大于或等于上述阈值时,输出表示接触器7异常的信号。
这里,通过适当地选择乘法器82的乘法系数K1及乘法器83的乘法系数K2,可在电压检测器10和电压检测器11分别检测到的电压值的范围内,设定用于判定接触器7有无异常的阈值。例如,通过将乘法器82及乘法器83的乘法系数分别设为K1=0.5、K2=0.5,可将电压检测器10所检测到的交流电压的平均值和电压检测器11所检测出的电压值的中值设为阈值。当电压检测器12所检测到的电压值大于或等于阈值时,比较器85的输出变成“H”,以允许判定接触器7为异常。
图4是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第二实施例的框图。在本实施例中,用绝缘DC/DC转换器电路来构成图1的直流电压转换电路4。
本实施例中的绝缘DC/DC转换器电路4由变压器46、诸如IGBT的开关器件42a、二极管43a、电容器44、以及电阻器45构成。具体来讲,变压器46的一次绕组的一端与太阳能电池1的正极侧连接,而一次绕组的另一端与开关器件42a的集电极端子连接。开关器件42a的发射极端子与太阳能电池1的负极侧连接。此外,变压器46的二次绕组的一端与二极管43a的阳极侧连接,二极管43a的阴极侧与下一级的逆变器电路5的正侧输入端子连接,变压器46的二次绕组的另一端与逆变器电路5的负侧输入端子连接。而且,电容器44连接在二极管43a的阴极侧和与逆变器电路5的负侧输入端子连接的变压器46的二次绕组之间,且电阻器45与电容器44并联连接。
控制电路8进行控制,以使DC/DC转换器电路4的输出电压值变成特定值。具体来讲,由电压检测器12检测DC/DC转换电路4的输出电压,其检测信号被输入到控制电路8。控制电路8进行运算以使DC/DC转换电路4的输出电压变成特定值来确定用于使开关器件42接通和断开的占空比。控制电路8用这样确定的占空比使开关器件42a接通和断开以进行控制,从而向变压器46的一次绕组施加矩形波电压。在变压器46的二次绕组中,对应于施加到一次绕组的矩形波电压而产生电压。在变压器46的二次绕组中产生的矩形波电压通过二极管43a对电容器44进行充电,由此将电容器44两端的电压控制成恒定。
在本实施例中,当并网逆变器2的运行停止时,电容器44通过电阻器45进行放电,由此电容器44两端的电压降低至0V。因而,将用于判定接触器7有无异常的电压的阈值设定为处于0V和将商业电力系统3的最小电压进行全波整流后所得到的电压之间的电压值。由此,与第一实施例的情况类似,控制电路8中的开关异常判定装置8a能够可靠地判定接触器7有无异常。
此外,在本实施例中,用具有一个半导体器件的绝缘DC/DC转换器电路来构成直流电压转换电路4。但是,即使用半桥或全桥结构的绝缘DC/DC转换器电路来构成直流电压转换电路4,也可得到相同的效果。
图5是示出作为根据本发明的并网系统的一个示例的太阳能电池发电系统的第三实施例的框图。在本实施例中,用降压斩波器电路来构成图1的直流电压转换电路4。
本实施例中的降压斩波器电路4由电感器41b、开关器件42b、二极管43b、电容器44、以及电阻器45构成。具体来讲,诸如IGBT的开关器件42b的集电极端子与太阳能电池1的正极侧连接,电感器41b和电容器44的串联电路与开关器件42b的发射极端子连接。电容器44的另一端与太阳能电池1的负极侧连接。而且,二极管43b连接在开关器件42b和电感器42b的连接点与太阳能电池1的负极侧之间。此外,电阻45连接在电容器44的两端。而且,电容器44的两端分别与下一级的逆变器电路5的输入端子连接。
由电压检测器12检测降压斩波器电路4的输出电压,其检测信号被输入到控制电路8。控制电路8进行运算以使得电容器44两端的电压值变成特定值以确定用于使开关器件42b接通和断开的占空比。控制电路8利用这样确定的占空比使开关器件42b接通和断开以将电容器44两端的电压值控制成为特定值。
在本实施例中,当并网逆变器2的运行停止时,电容器44通过电阻器45放电,由此电容器44两端的电压降低至0V。因而,将用于判定接触器7有无异常的电压的阈值设定为处于0V和将商业电力系统3的最小电压进行全波整流后所得到的电压之间的电压值。由此,与第一实施例的情况类似,控制电路8中的开关异常判定装置8a能够可靠地判定接触器7有无异常。
在第二实施例和第三实施例中,用于判定接触器7有无异常的电压的阈值可基于商业电力系统3的最小额定电压或电压检测器10所检测到的电压来确定。
此外,在第一至第三实施例中,当在电容器44两端的电压中包括伴随着全波整流而产生的脉动分量时,考虑包括该脉动分量的电压来适当地确定阈值的上限。
另外,在第一至第三实施例中,以太阳能电池发电系统为例说明了本发明的实施方式。但是,本发明并不局限于太阳能电池发电系统中的并网逆变器,也可应用于燃料电池发电系统及其它并网系统中的并网逆变器。
虽然已参考本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明,但本领域普通技术人员会理解在形式和细节上可作出上述和其它改变而不背离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种并网逆变器,其特征在于,包括:
第一电功率转换电路,所述第一电功率转换电路将第一直流电压转换成第二直流电压以输出所述第二直流电压;
第二电功率转换电路,所述第二电功率转换电路将所述第一电功率转换电路所输出的第二直流电压转换成交流电压以输出所述交流电压;
接触器,所述接触器将所述第二电功率转换电路的输出侧和商业电力系统进行连接;及
控制电路,所述控制电路对所述第一和第二电功率转换电路进行控制并对所述接触器的开关进行控制,
所述控制电路具有开关异常判定装置,当所述控制电路将所述接触器控制成处于打开状态时,在检测到所述第二直流电压值大于或等于特定的阈值时,所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常。
2.如权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,
设置有钳位装置,当所述控制电路使所述第一和第二电功率转换电路停止时,所述钳位装置将所述第二直流电压钳位至所述第一直流电压,
所述阈值是不小于所述第一直流电压值、且不大于通过对所述商业电力系统的电压进行整流而得到的电压值的值。
3.如权利要求1或2所述的并网逆变器,其特征在于,
所述阈值是基于所述第一直流电压值和所述商业电力系统的电压值中的至少一个值的值。
4.如权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,还包括:
电容器,所述电容器与所述第一电功率转换电路的输出侧连接;及
电容器放电装置,当所述第一和第二电功率转换电路停止时,所述电容器放电装置使存储在所述电容器中的电荷进行放电,
所述阈值是不小于0V、且不大于通过对所述商业电力系统的电压进行整流而得到的电压的电压值。
5.如权利要求4所述的并网逆变器,其特征在于,
所述阈值是基于所述商业电力系统的电压值的值。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的并网逆变器,其特征在于,
当所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常时,所述控制电路使所述第一和第二电功率转换电路停止。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的并网逆变器,其特征在于,
在所述接触器和所述商业电力系统之间设置有断路器,
当所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常时,所述控制电路使所述断路器打开。
CN201110093187.0A 2010-04-12 2011-04-08 并网逆变器 Expired - Fee Related CN102214929B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-091120 2010-04-12
JP2010091120A JP5605548B2 (ja) 2010-04-12 2010-04-12 系統連系装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102214929A true CN102214929A (zh) 2011-10-12
CN102214929B CN102214929B (zh) 2014-11-05

Family

ID=44746104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110093187.0A Expired - Fee Related CN102214929B (zh) 2010-04-12 2011-04-08 并网逆变器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8559201B2 (zh)
JP (1) JP5605548B2 (zh)
CN (1) CN102214929B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103633865A (zh) * 2013-11-27 2014-03-12 苏州高创特新能源工程有限公司 一种大功率光伏并网逆变器
CN105322514A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 通用电气公司 用于海上应用的dc电力系统
CN105981285A (zh) * 2014-07-04 2016-09-28 富士电机株式会社 电力变换装置
CN107302315A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 Ls 产电株式会社 用于控制太阳能灯电压的设备
CN108566106A (zh) * 2018-06-22 2018-09-21 林福祥 一种逆变器托扑结构
CN111521928A (zh) * 2020-04-28 2020-08-11 阳光电源股份有限公司 一种三相逆变器的并网开关失效检测方法和系统

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029387A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh DC-AC-Wechselrichteranordnung, insbesondere Solarzelleninverter
JP5605548B2 (ja) * 2010-04-12 2014-10-15 富士電機株式会社 系統連系装置
CN102005953B (zh) * 2010-11-17 2012-08-08 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种并网逆变器及其交流输出滤波方法
EP2501014B1 (en) * 2011-03-14 2016-05-11 ABB Research Ltd. Method and apparatus for detecting islanding conditions of distributed generator
JP5705044B2 (ja) * 2011-06-27 2015-04-22 京セラ株式会社 パワーコンディショナ
WO2013001820A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 京セラ株式会社 系統連系インバータ装置およびその制御方法
US8780592B1 (en) * 2011-07-11 2014-07-15 Chilicon Power, LLC Systems and methods for increasing output current quality, output power, and reliability of grid-interactive inverters
DE102012101340B4 (de) * 2012-02-20 2015-11-19 Sma Solar Technology Ag Schutz von Photovoltaikmodulen eines Photovoltaikgenerators vor Überspannungen gegenüber Erde
AT512983B1 (de) 2012-06-13 2014-06-15 Fronius Int Gmbh Verfahren zur Prüfung einer Trennstelle eines Photovoltaik-Wechselrichters und Photovoltaik-Wechselrichter
DE102012106129B4 (de) * 2012-07-06 2016-03-17 Cyber Power Systems Inc. Netzverbundenes Energieversorgungssystem
CN102904286B (zh) * 2012-10-23 2014-10-29 深圳市长昊机电有限公司 一种并网逆变器及其控制方法
JP6191403B2 (ja) * 2013-01-24 2017-09-06 オムロン株式会社 パワーコンディショナ、太陽電池システム、および異常判定方法
JP6255671B2 (ja) * 2013-01-29 2018-01-10 株式会社ノーリツ パワーコンディショナ
US9647526B1 (en) * 2013-02-15 2017-05-09 Ideal Power, Inc. Power-packet-switching power converter performing self-testing by admitting some current to the link inductor before full operation
WO2014169201A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Lighting ballast for use with variable dc power distribution
CN103487706B (zh) * 2013-10-14 2016-01-20 东南大学 基于脉冲电压比较的级联型并网逆变器单元故障检测方法
US9608434B2 (en) * 2014-02-26 2017-03-28 Fsp Technology Inc. Inverter apparatus having primary-side and secondary-side driver circuits driven by respective DC/DC converters and control method thereof
JP6350034B2 (ja) * 2014-06-30 2018-07-04 アイシン精機株式会社 分散型電源の系統連系装置
JP6357920B2 (ja) * 2014-06-30 2018-07-18 アイシン精機株式会社 分散型電源の系統連系装置
US9744925B2 (en) 2014-07-31 2017-08-29 General Electric Company DC power system for marine applications
US9780643B2 (en) 2014-09-22 2017-10-03 General Electric Company DC power system for marine applications
JP6351480B2 (ja) * 2014-10-28 2018-07-04 三菱電機株式会社 系統連系インバータ装置
JP6153663B1 (ja) * 2015-11-20 2017-06-28 田淵電機株式会社 リレーの異常検出装置及びパワーコンディショナ
US10211750B2 (en) * 2016-02-12 2019-02-19 Schneider Electric It Corporation Apparatus and method for low frequency power inverter
US10381838B2 (en) * 2016-05-10 2019-08-13 Tesla, Inc. Power control system with fault detection and data retention for energy generation systems
JP6711250B2 (ja) * 2016-11-29 2020-06-17 オムロン株式会社 電力変換装置
JP7120474B1 (ja) * 2020-10-08 2022-08-17 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP7431769B2 (ja) 2021-03-15 2024-02-15 株式会社東芝 電圧制御インバータ、電源装置、エネルギー制御システム、及び電圧制御方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010048605A1 (en) * 2000-03-29 2001-12-06 Seiji Kurokami Power converting apparatus, control method therefor, and solar power generation apparatus
JP2004187362A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Matsushita Electric Works Ltd 系統連系インバータ装置
JP2006060984A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Matsushita Ecology Systems Co Ltd 電源装置
CN200994112Y (zh) * 2006-12-18 2007-12-19 新疆新能源股份有限公司 三相光伏并网逆变器
JP2008035655A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 系統連系装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3407974B2 (ja) * 1994-05-30 2003-05-19 三洋電機株式会社 系統連系システム
US6809942B2 (en) * 2001-06-29 2004-10-26 Sanyo Electric Co., Ltd. System interconnection electric power generator and control method therefor
JP2007174792A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Kawamura Electric Inc 系統連系インバータ装置
JP5605548B2 (ja) * 2010-04-12 2014-10-15 富士電機株式会社 系統連系装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010048605A1 (en) * 2000-03-29 2001-12-06 Seiji Kurokami Power converting apparatus, control method therefor, and solar power generation apparatus
JP2004187362A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Matsushita Electric Works Ltd 系統連系インバータ装置
JP2006060984A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Matsushita Ecology Systems Co Ltd 電源装置
JP2008035655A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 系統連系装置
CN200994112Y (zh) * 2006-12-18 2007-12-19 新疆新能源股份有限公司 三相光伏并网逆变器

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103633865A (zh) * 2013-11-27 2014-03-12 苏州高创特新能源工程有限公司 一种大功率光伏并网逆变器
CN105981285A (zh) * 2014-07-04 2016-09-28 富士电机株式会社 电力变换装置
CN105981285B (zh) * 2014-07-04 2018-04-27 富士电机株式会社 电力变换装置
CN105322514A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 通用电气公司 用于海上应用的dc电力系统
CN105322514B (zh) * 2014-07-31 2019-04-09 通用电气公司 用于海上应用的dc电力系统
CN107302315A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 Ls 产电株式会社 用于控制太阳能灯电压的设备
CN107302315B (zh) * 2016-04-15 2020-02-21 Ls 产电株式会社 用于控制太阳能灯电压的设备
US10651729B2 (en) 2016-04-15 2020-05-12 Lsis Co., Ltd. Apparatus for controlling solar light voltage
CN108566106A (zh) * 2018-06-22 2018-09-21 林福祥 一种逆变器托扑结构
CN111521928A (zh) * 2020-04-28 2020-08-11 阳光电源股份有限公司 一种三相逆变器的并网开关失效检测方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
US8559201B2 (en) 2013-10-15
US20110249475A1 (en) 2011-10-13
JP5605548B2 (ja) 2014-10-15
CN102214929B (zh) 2014-11-05
JP2011223764A (ja) 2011-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102214929B (zh) 并网逆变器
US11056907B2 (en) Uninterruptible power supply device
EP2980980B1 (en) Inverter device
CN105337262A (zh) 变频空调以及功率因数校正pfc电路的过流保护电路
KR20120025641A (ko) 전원공급회로
US10122261B2 (en) Power conversion device
JP2002112459A (ja) 太陽電池モジュールおよび発電装置
CN108414873A (zh) 一种三相逆变器功率器件开路故障检测方法
CN105203911A (zh) 三相电源断相故障检测方法、装置及一种自动转换开关
CN106981980A (zh) 一种全桥mmc启动控制方法及系统
CN110058111A (zh) 基于相电压残差的t型三电平逆变器故障诊断方法
JP5645209B2 (ja) 電力変換装置
CN112398171A (zh) 光伏系统及其控制方法、以及空调系统
CN111884244A (zh) 一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统
US10075091B2 (en) Power converter
KR20130049095A (ko) 계통 연계형 태양광 발전 장치 및 이의 구동 방법
CN104901574A (zh) 桥式电路及其短路保护方法
CN110048593B (zh) 一种混合型mmc启动充电方法
CN105762834A (zh) 一种光伏逆变器智能启机控制系统
CN214750546U (zh) 用于桥臂拓扑变流器的直流对地绝缘阻抗检测电路
CN114389540B (zh) 变换装置及其电流传感器失效检测方法、新能源发电系统
Rajendran et al. Open Switch Fault-Tolerant VOC-PI Controller based Vienna Rectifier for EV Charging Stations
CN113629771A (zh) 一种光伏系统和光伏关断方法
CN112379171A (zh) 用于桥臂拓扑变流器的直流对地绝缘阻抗检测电路及方法
Ishii et al. Bidirectional dc-ac conversion topology using matrix converter technique

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141105

Termination date: 20170408

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee