JP2014523225A - Ｄｃ／ａｃコンバータ、発電プラント、および、ｄｃ／ａｃコンバータのための動作方法 - Google Patents

Abstract

発電機に各相（Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が割り当てられている複数の相を有する接続された電力網に電力供給するために、誘導的に接続された複数の発電機（１２０）のＤＣ電力を電力網に準拠したＡＣ電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータは、中間回路コンデンサ（１００、１１０）、ならびに、正および負の中間回路接続部（１７０、１７５）を有する中間回路と、電力網（７４０）の相（Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）ごとのブリッジ（１６０）とを備える。各ブリッジ（１６０）は、正の中間回路接続部（１７０）と相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第１のスイッチ（２１１、２３１）と、相に割り当てられた発電機（１２０）における正の発電機端子（１５０）と相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第２のスイッチ（２１２、２３２）と、相に割り当てられた発電機（１２０）における負の発電機端子（１５５）と相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第３のスイッチ（２１３、２３３）と、負の中間回路接続部（１７５）と相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第４のスイッチ（２１４、２３４）とを備える。さらに、ブリッジ（１６０）は、正の中間回路接続部（１７０）を、相に割り当てられた発電機（１２０）における正の発電機端子（１５０）に接続する第１のダイオード（２２１）と、負の中間回路接続部（１７５）を、相に割り当てられた発電機（１２０）における負の発電機端子（１５５）に接続する第４のダイオード（２２４）とを備える。ＤＣ／ＡＣコンバータのための動作方法が同様に開示される。このＤＣ／ＡＣコンバータは、発電プラントの一部であってもよい。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＤＣ／ＡＣコンバータと、発電プラントと、単相または多相の電力網に電力供給するためにＤＣ（直流）電圧をＡＣ（交流）電圧に変換するための方法とに関する。

再生可能資源から電気エネルギーを得ることがますます重要性を増している。
再生可能なエネルギーの資源の１つは太陽光であり、太陽光は光起電力発電機（ＰＶ発電機）によってＤＣ電圧に変換可能である。
このためには、いわゆるストリングを形成するために複数のソーラーモジュールが直列に接続され、ストリングは、適切な場合にはさらなるストリングと並列にさらに接続され得る。
ここでは、達成可能なＤＣ電圧はストリングの長さによって決定される。

今日ではメガワットを超える電力を有する発電プラントの場合には特に、低い電流を維持するため、長いストリングに対応して高い発電機電圧で動作することが望ましい。
このことにより、比較的小さいライン断面のおかげでプラント内部の接続部分に対する出費が低減する。
また同時に、線電圧のピーク値が超えられるように発電機電圧を選択することが望ましい。

発電プラント内部においては、接続されている電力網に電力供給する前に発電機電圧の値を調整するための要求、特に、中間回路の電圧値まで発電機電圧を上昇させるための要求が頻繁にあるため、発電プラントは、昇圧コンバータ、中間回路、およびコンバータブリッジが直列に接続された構成を有する場合が多い。
このような構成では、個々の構成要素の損失が積み重なる。

したがって、本発明の目的は、発電機によって提供された電力を電力網準拠のＡＣ電圧に効率的に変換するために比較的少ない数のスイッチを用いることができるＤＣ／ＡＣコンバータを提供することである。
さらなる目的は、変換のための方法と、同じ利点を示す電力プラントとを提供することである。

本目的は、クレーム１またはクレーム１０に記載されているコンバータによって達成され、このコンバータは、クレーム１１に記載されている発電システムの一部でもよい。
変換のための方法は、方法クレーム１６に記載されている。
本発明の有利な実施形態は、それぞれの従属クレームに記載されている。

本発明の第１の態様によれば、発電機に各相が割り当てられている複数の相を有する接続された電力網に電力供給するために、誘導的に接続された複数の発電機のＤＣ電力を電力網に準拠したＡＣ電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータは、中間回路コンデンサ、ならびに、正および負の中間回路接続部を有する中間回路と、電力網の相ごとのブリッジとを備える。
各ブリッジは、正の中間回路接続部と相端子との間の切換え可能な接続経路を形成する第１のスイッチと、相に割り当てられた発電機における正の発電機端子と相端子との間の切換え可能な接続経路を形成する第２のスイッチと、相に割り当てられた発電機における負の発電機端子と相端子との間の切換え可能な接続経路を形成する第３のスイッチと、負の中間回路接続部と相端子との間の切換え可能な接続経路を形成する第４のスイッチとを備える。
さらにブリッジは、正の中間回路接続部を、相に割り当てられた発電機における正の発電機端子に接続する第１のダイオードと、負の中間回路接続部を、相に割り当てられた発電機における負の発電機端子に接続する第４のダイオードとを備える。

このスイッチ構成は、発電機電流によって発電機インダクタの充電を可能にし、それによって、インダクタに蓄えられた電力が中間回路を充電するか電力網に供給されるために用いられ得るように昇圧コンバータの機能を果たし、それにより中間回路は、発電機電圧を超える中間回路電圧で動作することができる。
このように、昇圧コンバータの機能を有するインバータがわずか４つのスイッチで実現される。

コンバータの有利な実施形態では、相の数は１つか３つである。

コンバータのさらに有利な実施形態では、各ブリッジは、正の中間回路接続部と負の中間回路接続部とを介して、共通の中間回路としての中間回路にそれぞれ接続されている。
共通の中間回路により個々の発電機の電力不足が補償され、それによって、すべての相を介する電力の均一な出力が可能となる。
この場合、各相は対応する発電機に関連しているが、多相のシステムでは相間の電力のバランスをとることが可能である。

コンバータのさらに有利な実施形態では、誘導的に接続された発電機の少なくとも１つは、磁気的に相互結合された第１のインダクタンスおよび第２のインダクタンスを備え、第１のインダクタンスは正の発電機端子に接続され、第２のインダクタンスは負の発電機端子に接続されている。
このように、エネルギーはインダクタンスに効果的に蓄積され得る。

コンバータのさらに有利な実施形態では、発電機の少なくとも１つは、逆電流ダイオードを介して上記発電機端子の一方に接続されている。
このように、発電機どうしの間の余分な補償電流が抑制される。

コンバータのさらに有利な実施形態では、正の中間回路接続部と相端子との間の切換え可能な接続経路は第２のスイッチを備え、ブリッジの各スイッチにはフリーホイールダイオードがそれぞれ割り当てられている。

本発明における第２の態様によれば、誘導的に接続された複数の発電機のそれぞれに各相が対応している複数の相を有する接続された電力網に電力供給するために、上記複数の発電機のＤＣ電力を電力網に準拠したＡＣ電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータは、中間回路コンデンサと、正の中間回路接続部と、負の中間回路接続部とを有する中間回路を備える。
複数のスイッチ構成を切り換えるために、電力網の相ごとにブリッジが設けられる。
ブリッジの第１のスイッチ構成では、発電機端子が相互接続され、中間回路が電力網に電力を送る。
ブリッジの第２のスイッチ構成では、発電機の電力が電力網に送られ、発電機によって提供される電力と電力網の中を流れる電力との差分が中間回路によって埋め合わせられる。
また、昇圧コンバータの機能が果たされ、発電機の電力不足を補償することができ、そのためすべての相を介した電力の均一な出力が可能となる。

本発明における第３の態様によれば、発電プラントは、複数の発電機が誘導的に接続されている上記のＤＣ／ＡＣコンバータを備える。
好ましくは、発電機の少なくとも１つはグランドに接続され、特に高抵抗で接続されている。
さらに好ましくは、発電機はグランド電流モニタを介してグランドに接続されている。
さらに好ましい実施形態では、発電機のそれぞれがグランドに接続され、またすべての発電機が極においてそれぞれ直接相互接続されている。
同じ利点は、第１および第２の態様についてももたらされる。

本発明における第４の態様によれば、正の中間回路接続部と負の中間回路接続部とを有するブリッジによって相端子において電力網に電力供給するために、正の発電機端子と負の発電機端子とにおいて誘導的に接続された発電機によって供給されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換するための方法は、ブリッジの少なくとも２つのスイッチ構成間でブリッジのクロック制御のスイッチングを行うことを含む。
少なくとも第１のスイッチ構成では、発電機端子が相互接続され、中間回路が電力網に電力を送る。
少なくとも第２のスイッチ構成では、発電機の電力が電力網に送られ、発電機によって提供される電力と電力網の中を流れる電力との差分が中間回路によって埋め合わせられる。同じ利点は、第１および第２の態様についてももたらされる。

有利な実施形態では、本方法は、ブリッジの４つのスイッチ構成間でブリッジのクロック制御のスイッチングを行うことを含む。
第１の構成では、正の発電機端子と負の発電機端子とが相互接続されるとともに正の中間回路接続部と相端子とに接続される。
第２の構成では、正の発電機端子が相端子と正の中間回路接続部とに接続されるとともに、負の発電機端子からは切り離される。
第３の構成では、負の発電機端子が相端子と負の中間回路接続部とに接続されるとともに、正の発電機端子からは切り離される。
第４の構成では、正の発電機端子と負の発電機端子とが相互接続されるとともに負の中間回路接続部と相端子とに接続される。

本方法におけるさらに有利な実施形態では、電力網は３つの相を備え、各相はブリッジと発電機に対応しており、ブリッジのクロック制御のスイッチングは、正弦波デルタ変調またはスペースベクトル変調を用いる共通の制御によってそれぞれ行われる。
両方の変調方式は、電力網準拠のＡＣ電圧を提供するためにスイッチを精密に制御するのに適している。

本方法におけるさらに有利な実施形態では、第１の構成と第２の構成との間におけるクロック制御のスイッチングは、対応するフリーホイールダイオードが導電状態にある状態でアクティブ化されるブリッジ内のスイッチの数を最大にするように選択された間隔で行われる。
このように、スイッチング損失は最少となり、コンバータの最大効率が達成される。

以下では、限定的ではなく説明のためのものと解釈されるべきである図面を用いて本発明を例示する。

単相の発電システムの概略図を示す。 進歩性のある２つのブリッジ構成の概略図を示す。 三相の発電システムの概略図を示す。 様々なスイッチ構成における相の正の半波の間の、ブリッジ内の電流経路の図を示す。 ブリッジのスイッチ構成のシーケンスを割り当てられている、ブリッジ内部の電流の時間プロファイルの図を示す。 進歩性のある第１の構成のブリッジを備える三相の発電プラントの回路図を示す。 進歩性のある第２の構成のブリッジを備え、グランドジェネレータを有する三相の発電プラントの回路図を示す。

図１は、発電機１２０を備える発電システムの図を示す。
この発電機の正極は、発電機インダクタ１３０と任意選択の逆電流ダイオード１４０とを介してブリッジ１６０の正の発電機端子１５０に接続されている。
発電機１２０の負極は、第２の発電機インダクタ１３１を介してブリッジ１６０の負の発電機端子１５５に直接接続されている。
２つの発電機インダクタ１３０、１３１は、磁気的に相互結合されている。
あるいは、発電機１２０の２つの極の一方のみにインダクタを設けるか、または、２つのインダクタを磁気的に相互結合させないことも考えられる。

この発電システムは、ここでは第１の中間回路コンデンサ１００と第２の中間回路コンデンサ１１０とを備えるスプリット中間回路として形成された中間回路をさらに備える。
２つの中間回路コンデンサの間の中点は、接続されている電力網の中性線（ｎｅｕｔｒａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）Ｎに接続されている。
中間回路における２つの端部点は、正の中間回路接続部１７０と負の中間回路接続部１７５とを介してブリッジ１６０に接続されている。
ブリッジは、相端子１８０をさらに備え、接続されている電力網の相Ｌは、電力網インダクタ１９０とフィルタコンデンサ１９５とを備えるフィルタによって、この相端子１８０を介して接続されている。

ブリッジ１６０は複数のスイッチを備えており、複数のスイッチ構成によって、すなわち、発電機１２０によって提供されたＤＣ電力が、電力網準拠のＡＣ電力として相端子１８０で利用可能となるように、ブリッジ１６０に含まれているスイッチの導電状態と遮断状態とを組み合わせることによって、時間調整されたシーケンスで様々な接続部分を相互接続するか、または互いから分離する目的を果たす。

図２Ａおよび図２Ｂは、ブリッジ１６０内の２つの可能なスイッチ構成を示す。
図２Ａによる第１の構成では、ブリッジ１６０は、第１のスイッチ２１１を備えており、この第１のスイッチ２１１は、一方の端部において正の中間回路接続部１７０に接続され、他方の端部において、正の発電機端子１５０と第２のスイッチ２１２の一方の端部との両方に接続されている。
第２のスイッチ２１２の他方の端部は、相端子１８０と、第３のスイッチ２１３の一方の端部とに接続されている。
第３のスイッチ２１３は、他方の端部において、負の発電機端子１５５と第４のスイッチ２１４の一方の端部との両方に接続されている。
第４のスイッチ２１４の他方の端部は、負の中間回路接続部１７５に接続されている。
このように、第１のスイッチ２１１は、正の中間回路接続部１７０と相端子１８０との間の切換え可能な接続経路を形成しており、この場合の接続経路は第２のスイッチ２１２も同様に備えている。
負の中間回路接続部１７５と、第３のスイッチ２１３を介してつながっている相端子１８０との間の切換え可能な接続経路にも同じことが当てはまる。
個々のスイッチは、知られている任意の種類の半導体スイッチによって形成されてもよく、特に、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＪＦＥＴ、およびサイリスタなどの電力半導体スイッチによって形成されてもよい。
この場合、各スイッチは、フリーホイールダイオード２２１、２２２、２２３、および２２４を割り当てられていてもよい。

図２Ｂは、同様に４つのスイッチを備える第２のスイッチ構成を示す。
ここでは、第１のスイッチ２３１は、一方の端部で正の中間回路接続部１７０に接続されており、別の端部で相端子１８０に接続されている。
第２のスイッチ２３２は、一方の端部で正の発電機端子１５０に対して動作するように接続されており、他方の端部では相端子１８０に同様に接続されている。
第３のスイッチは、負の発電機端子１５５と相端子１８０との間に配置されており、第４のスイッチは、負の中間回路接続部１７５と相端子１８０との間に配置されている。
第２のスイッチ２３２および第３のスイッチ２３３は、ここでも同様に並列のフリーホイールダイオード２２２、２２３を備える。
図示されているように、第１のフリーホイールダイオード２２１は、正の中間回路接続部１７０と正の発電機端子１５０との間に配置されており、第４のフリーホイールダイオード２２４は、負の中間回路接続部１７５と負の発電機端子１５５との間に配置されている。
当然ながら、第１のスイッチ２３１および第４のスイッチ２３４は、専用の並列のフリーホイールダイオード（図示せず）を付加的に備えていてもよい。

図２Ａのスイッチ構成とは対照的に、図２Ｂによる構成では、中間回路接続部１７０、１７５を介して提供される電力は、単一のスイッチ２３１、２３４を介して相端子１８０に送ることができる。
一方、図２Ａによる構成では、この電力は、２つのスイッチ２１１、２１２、または、２１３、２１４を通って流れる。
したがって、順方向の電力損失における対応する最小化が可能となる。

図３は、三相の電力網での用途に拡張された発電プラントの図を示しており、この場合には、電力網の各相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３がブリッジ１６０にそれぞれ割り当てられており、それぞれのブリッジ１６０には対応する発電機１２０が誘導的に、すなわち、発電機インダクタ１３０または一対の発電機インダクタ１３０、１３１を介して接続されている。
ブリッジ１６０は、図２におけるスイッチ構成の一つに従って設計されていてもよい。
３つのブリッジ１６０はすべて、それぞれの正の中間回路接続部１７０と負の中間回路接続部１７５との両方を介して共通の中間回路に接続されており、この共通の中間回路は、ここでは２つの中間回路コンデンサ１００、１１０を有するスプリット中間回路として構成されており、この２つの中間回路コンデンサ１００、１１０は、中点が中性線Ｎに接続されている。この接続により、個々の発電機１２０の電力不足を補償するために個々のブリッジ１６０どうしの間で、またそれにより電力網の相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の間で、発電機１２０の余分な電力の交換が可能となり、そのため３つのすべての相を介した電力の均一な出力が可能となる。

例として、本発明の一変形例では、本目的に向け、相端子１８０における正弦波電流プロファイル（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｆｉｌｅ）を実現するために時間シーケンスにおいて４つの異なるスイッチ構成を用いることが可能である。
この４つのスイッチ構成は、以下で表１に列挙されている。
ここでは、１は、それぞれのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の導電状態を表し、０は遮断状態を表す。
スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、図２Ａおよび図２Ｂのスイッチ２１１、２１２、２１３、２１４、または、スイッチ２３１、２３２、２３３、２３４に対応している。
表の最後の２列に列挙されているのは、発電機端子１５０、１５５の一方における発電機電流Ｉ_Ｇｅｎの変化率の符号と、相端子１８０における相電流Ｉ_Ｎｅｔｚの変化率の符号とである。

図４には、表１によるそれぞれのスイッチ構成の場合の電流経路が、ブリッジ回路１６０の動作モードを示すために図２Ａのスイッチ構成で示されている。
構成１では、ブリッジ１６０の上側の３つのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が導電状態であり、相端子１８０における線電流は正の中間回路接続部１７０を介して提供される。
このことは、電流経路の部分４０１によって示されている。
同時に、電流値の増加を伴う電気回路４０２が発電機１２０と発電機インダクタ１３０、１３１とを介して形成されるように発電機端子１５０、１５５がスイッチＳ２とＳ３を介して短絡される。

構成２に変化する場合、上側の２つのスイッチＳ１、Ｓ２だけが導電状態であり、電気回路４０２は、発電機電流が電流経路４１２に沿って相端子に方向を変えられるようにスイッチＳ３の開放によって遮断される。
目下の発電機電流と相電流との差分は、正の中間回路接続部１７０を通る電流４１１によって埋め合わせられ、この電流４１１は、この差分の符号に応じて両方向に流れ得る。
発電機１２０を介する電気回路は、負の中間回路接続部１７５とフリーホイールダイオード２２４とを介する電流経路４１３に沿う、対応する電流によって閉じられている。

第３の構成では、ミラー構成である構成２に対応して、ブリッジ１６０の下側の２つのスイッチＳ３、Ｓ４が導電状態である。
よって、経路４２１に沿う発電機電流がフリーホイールダイオード２２１と正の中間回路接続部１７０とを介して中間回路に流れ、この電流は、中間回路から負の中間回路接続部１７５を介して電流経路４２２に沿って発電機に戻る。
さらに電流は、電流経路４２３を介して電力網の相Ｌに流れ、最終的には発電機インダクタ１３０、１３１が一部は中間回路に放電され、また一部が電力網に放電される。

第４の構成では、ブリッジ１６０の下側の３つのスイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ４が導電状態であり、２つの発電機端子１５０、１５５の接続部分を通る、発電機の電気回路４３１に電流が同様に形成され、この間に中間回路からの相電流が電流経路４３２に沿って維持される。

発電機電流によって発電機インダクタが充電される構成１および構成４は、インダクタに蓄えられた電力が構成２および構成３において中間回路を充電するか電力網に供給されるために用いられ得るように昇圧コンバータの機能を果たし、それにより中間回路は、発電機電圧を超える中間回路電圧で動作することができる。

例として、進歩性のある本コンバータの動作中には、一シーケンスの構成からなる一実施形態において、構成間の特定の変化だけが許可され得る。
したがって、シーケンス２１２３４３２１２３４３・・・においてのみブリッジを動作させることが考えられ、各構成における滞留時間は、ライン半波の期間中にブリッジの制御に従って変化する。

構成間の変化時には、たとえばスイッチの導電状態と遮断状態との間の変化時間が変わるとともに、ブリッジの不要な短絡が切換え中に生じないことを保証する必要があることから、ブリッジの他のスイッチ構成を短い間に採用することも可能である。
この目的に向けては、ブリッジの切換え動作中には不感時間を用いるのが一般的である。

しかし、ブリッジを制御するためにさらなるスイッチ構成を慎重に利用することも考えられる。
また、スイッチに割り当てられたフリーホイールダイオードがスイッチングの瞬間にすでに電流を伝えているためにスイッチの電圧負荷がスイッチングの瞬間に低くなることから、ブリッジ内部のスイッチング動作の多くが損失なく進行し得るということを述べることもできる。
したがって、コンバータの効率を最大にするためには、対応するフリーホイールダイオードが導電状態になっている、ある瞬間にアクティブとなるスイッチの数が最大となるようにスイッチ構成を変化させるか、またはそのように次の構成を選択することが考えられる。

図５には、ブリッジ１６０における様々な電流の時間プロファイルが、シミュレーションの結果として図の形で示されている。
ここでは、曲線５１０は、相電流の正弦波の目標値プロファイル５００と比較した相電流のプロファイルを示し、曲線５２０は、発電機電流のプロファイルを示している。
曲線５１０、５２０の上昇と下降は、ブリッジ１６０の様々なスイッチ構成によって引き起こされる。
それらの上昇と下降は、曲線５３０の値ステップとしても示されており、スイッチ構成の適切な変更によってブリッジ１６０がどのようにターゲット目標値５００をシミュレートし得るかを示している。
発電機電流は、たとえばＭＰＰ（最大電力点）における電流である、一定値の周辺の狭い領域におけるプロファイル５２０を想定している。

多相の電力網に電力供給するように発電プラントが構成されている場合、有利な一実施形態では、個々の相に割り当てられたブリッジは、電力網のピーク電圧に比較すると中間回路電圧が低すぎる場合には特に、正弦波変調またはデルタ変調またはスペースベクトル変調が用いられ得る方法等で動作する。
それにより、中性線Ｎの電位は、グランド電位に対するＤＣ電圧成分、および／または、三重のライン周波数を有するＡＣ電圧成分を有し得る。

図６は、三相の電力網に電力供給するための、図３による発電プラントを示しており、ブリッジ１６０は、図２Ｂに従うスイッチ構成によって形成されている。

対照的に、図７は、図２Ａに従うブリッジ１６０のスイッチ構成を有する発電プラントを示しており、この場合、中間回路は単一のコンデンサ１００のみによって形成されている。
相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３における中相電位（ｍｉｄ−ｐｈａｓｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を設定するために、フィルタコンデンサ７５０を介して正と負の中間回路接続部にそれぞれ接続されている。
発電プラントは、たとえば電力網の保護部分であるＡＣ断路器７２０をさらに備え、ブリッジ１６０は、このＡＣ断路器７２０を用いて変圧器７３０に接続されていてもよく、変圧器７３０は、出力ＡＣ電圧を、接続されている電力網７４０の好適な電圧値に変換する。
変圧器７３０は、たとえば、発電機１２０によって生成された電力が中電圧の電力網に直接供給されることを可能にする中電圧変圧器でもよい。

さらに、発電プラントは、たとえば発電プラントにおける各発電機１２０の極にそれぞれ接続されているとともに、グランド接続部７１０に対する電流を監視し、許容可能な電流値が超えられた場合には発電プラントをＡＣ断路器７２０を介して電力網から切り離す等の適切な措置を開始するＧＦＤＩ（漏電検出遮断機）である、グランド電流モニタ７００を備える。
目的が、たとえばアース基準を作るために、電力網の異なる相に割り当てられた発電機１２０を相互接続することである場合には、発電機１２０どうしの間の過剰な補償電流を回避するために逆電流ダイオード１４０を用いることが推奨される。

グランド基準は、図７に示されているものとは異なり、単一の発電機１２０、または発電機１２０のサブセットにのみ設けられていてもよく、また高抵抗で設計されていてもよい。

本発明は、説明された実施形態に限定されず、これらの実施形態は、当業者によって多くの方法で変更されてもよく、また補われてもよい。
特に、言及された特徴は、与えられた組み合わせ以外の組み合わせで設計されてもよく、また本発明の考えを実施するために、方法または構成要素における、以前より知られているさらなるモードによって補われてもよい。

１００、１１０ 中間回路コンデンサ
１２０ 発電機
１３０ 発電機インダクタ
１４０ 逆電流ダイオード
１５０ 正の発電機端子
１５５ 負の発電機端子
１６０ ブリッジ
１７０ 正の中間回路接続部
１７５ 負の中間回路接続部
１８０ 相端子
１９０ 電力網インダクタ
１９５ フィルタコンデンサ
２１１、２３１、Ｓ１ 第１のスイッチ
２１２、２３２、Ｓ２ 第２のスイッチ
２１３、２３３、Ｓ３ 第３のスイッチ
２１４、２３４、Ｓ４ 第４のスイッチ
２２１、２２２、２２３、２２４ フリーホイールダイオード
４０１、４０２、４１１、４１２、４１３、４２１、４２２、４２３、４３１、４３２ 電流経路の部分
５００ 相電流における目標値プロファイル
５１０ 相電流における実際値プロファイル
５２０ 発電機電流のプロファイル
５３０ ブリッジのスイッチ構成における時間シーケンス
７００ グランド電流モニタ
７１０ グランド接続部
７２０ ＡＣ断路器
７３０ 変圧器
７４０ 電力網
７５０ フィルタコンデンサ
Ｎ 中性線
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 相

Claims (20)

1. 対応する発電機（１２０）に各相（Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が割り当てられている複数の相を有する接続された電力網（７４０）に電力供給するために、誘導的に接続された複数の発電機（１２０）のＤＣ電力を電力網に準拠したＡＣ電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータであって、
   前記ＤＣ／ＡＣコンバータが、
   中間回路コンデンサ（１００、１１０）、ならびに、正および負の中間回路接続部を有する中間回路と、
   前記電力網（７４０）における相（Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）ごとのブリッジ（１６０）とを備え、
   前記ブリッジ（１６０）が、
   前記正の中間回路接続部（１７０）と、対応する相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第１のスイッチ（２１１、２３１）と、
   前記相に関連する前記発電機（１２０）における正の発電機端子（１５０）と前記相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第２のスイッチ（２１２、２３２）と、
   前記相に関連する前記発電機（１２０）における負の発電機端子（１５５）と前記相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第３のスイッチ（２１３、２３３）と、
   前記負の中間回路接続部（１７５）と、前記相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路を形成する第４のスイッチ（２１４、２３４）と、
   前記正の中間回路接続部（１７０）を、前記相に関連する発電機（１２０）における正の発電機端子（１５０）に接続する第１のダイオード（２２１）と、
   前記負の中間回路接続部（１７５）を、前記相に関連する発電機（１２０）における負の発電機端子（１５５）に接続する第４のダイオード（２２４）とを備える
   ＤＣ／ＡＣコンバータ。
2. 前記相の数が１つである
   請求項１に記載のコンバータ。
3. 前記相の数が３つである
   請求項１に記載のコンバータ。
4. 各ブリッジ（１６０）が、前記正の中間回路接続部（１７０）と前記負の中間回路接続部（１７５）とを介して、共通の中間回路としての前記中間回路にそれぞれ接続されている
   請求項３に記載のコンバータ。
5. 前記誘導的に接続された発電機（１２０）の少なくとも１つが、磁気的に相互結合された第１のインダクタンス（１３０）および第２のインダクタンス（１３１）を備え、前記第１のインダクタンス（１３０）が前記正の発電機端子（１５０）に接続され、前記第２のインダクタンス（１３１）が前記負の発電機端子（１５５）に接続されている
   先行する請求項のいずれか一項に記載のコンバータ。
6. 前記発電機（１２０）の少なくとも１つが、逆電流ダイオード（１４０）を介して前記発電機端子（１５０、１５５）の一方に接続されている
   先行する請求項のいずれか一項に記載のコンバータ。
7. 前記正の中間回路接続部（１７０）と前記相端子（１８０）との間の切換え可能な接続経路が前記第２のスイッチ（２１２）を備える
   先行する請求項のいずれか一項に記載のコンバータ。
8. 前記ブリッジ（１６０）の各スイッチにフリーホイールダイオード（２２１、２２２、２２３、２２４）が割り当てられている
   先行する請求項のいずれか一項に記載のコンバータ。
9. 誘導的に接続された複数の発電機（１２０）のそれぞれに各相が対応している複数の相（Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を有する接続された電力網（７４０）に電力供給するために、前記複数の発電機（１２０）のＤＣ電力を電力網に準拠したＡＣ電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータであって、
   中間回路コンデンサ（１００、１１０）と、正の中間回路接続部（１７０）と、負の中間回路接続部（１７５）とを有する中間回路と、
   複数のスイッチ構成を切り換えるための、前記電力網の相ごとのブリッジ（１６０）であって、前記ブリッジ（１６０）における第１のスイッチ構成において、発電機端子（１５０、１５５）が相互接続され、前記中間回路が前記電力網（７４０）に電力を送り、前記ブリッジ（１６０）における第２のスイッチ構成において、前記発電機（１２０）の電力が前記電力網（７４０）に送られ、前記発電機（１２０）によって提供される電力と前記電力網（７４０）の中を流れる電力との差分が前記中間回路によって埋め合わせられる、ブリッジ（１６０）とを備える
   ＤＣ／ＡＣコンバータ。
10. 複数の発電機（１２０）が誘導的に接続されている
    先行する請求項のいずれか一項に記載のＤＣ／ＡＣコンバータを備える発電プラント。
11. 前記発電機（１２０）の少なくとも１つがグランドに接続されている
    請求項１０に記載の発電プラント。
12. 前記発電機（１２０）の１つが高抵抗でグランドに接続されている
    請求項１１に記載の発電プラント。
13. 前記発電機（１２０）が、グランド電流モニタ（７００）を介してグランドに接続されている
    請求項１１に記載の発電プラント。
14. 前記発電機（１２０）のそれぞれがグランドに接続されている
    請求項１１から１３のいずれか一項に記載の発電プラント。
15. すべての発電機（１２０）が極において直接相互接続されている
    請求項１１から１４のいずれか一項に記載の発電プラント。
16. 正の中間回路接続部（１７０）と負の中間回路接続部（１７５）とを有するブリッジ（１６０）によって相端子（１８０）において電力網（７４０）に電力供給するために、正の発電機端子（１５０）と負の発電機端子（１５５）とにおいて誘導的に接続された発電機（１２０）から供給されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換するための方法であって、
    前記方法が、
    前記ブリッジ（１６０）における少なくとも２つのスイッチ構成間で前記ブリッジ（１６０）におけるクロック制御のスイッチングを行うことを含み、
    少なくとも第１のスイッチ構成において、前記発電機端子（１５０、１５５）が相互接続され、前記中間回路が前記電力網（７４０）に電力を送り、
    少なくとも第２のスイッチ構成において、前記発電機の電力が前記電力網（７４０）に送られ、前記発電機（１２０）によって提供される電力と前記電力網（７４０）の中を流れる電力との差分が前記中間回路によって埋め合わせられる
    方法。
17. 前記ブリッジ（１６０）における４つのスイッチ構成を備え、
    前記第１の構成において、前記正の発電機端子（１５０）と前記負の発電機端子（１５５）とが相互接続されるとともに前記正の中間回路接続部（１７０）と前記相端子（１８０）とに接続され、
    前記第２の構成において、前記正の発電機端子（１５０）が前記相端子（１８０）と前記正の中間回路接続部（１７０）とに接続されるとともに、前記負の発電機端子（１５５）からは切り離され、
    第３の構成において、前記負の発電機端子（１５５）が、前記相端子（１８０）と前記負の中間回路接続部（１７５）とに接続されるとともに、前記正の発電機端子（１５０）からは切り離され、
    第４の構成において、前記正の発電機端子（１５０）と前記負の発電機端子（１５５）とが相互接続されるとともに前記負の中間回路接続部（１７５）と前記相端子（１８０）とに接続される
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記電力網が３つの相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を備え、各相がブリッジ（１６０）と発電機（１２０）に対応しており、前記ブリッジのクロック制御のスイッチングが、正弦波デルタ変調を用いる共通の制御によって行われる
    請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記電力網（７４０）が３つの相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を備え、各相がブリッジ（１６０）と発電機（１２０）に対応しており、前記ブリッジ（１６０）におけるクロック制御のスイッチングが、スペースベクトル変調を用いる共通の制御によって行われる
    請求項１６または１７に記載の方法。
20. 前記第１の構成と前記第２の構成との間におけるクロック制御のスイッチングが、対応するフリーホイールダイオードが導電状態にある状態でアクティブ化される前記ブリッジ（１６０）内のスイッチの数を最大にするように選択された間隔で行われる
    請求項１６から１９のいずれか一項に記載の方法。

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