TWI454028B - System interconnection converter - Google Patents

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TWI454028B TW100101262A TW100101262A TWI454028B TW I454028 B TWI454028 B TW I454028B TW 100101262 A TW100101262 A TW 100101262A TW 100101262 A TW100101262 A TW 100101262A TW I454028 B TWI454028 B TW I454028B
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Description

系統互連變流器
實施形態係關於將直流電源所供給之直流電壓轉換為交流電壓，而使連接於電氣事業者之電力系統的系統互連變流器。
近年來，將太陽光發電系統或燃料電池等直流電源所供給之直流電壓轉換為交流電壓，而使連接於電力系統的系統互連變流器，伴隨高頻開關之進展，高次諧波漏電流或電磁雜訊(EMI：Electro-Magnetic Interference)成為問題。漏電流或EMI有可能對變流器之控制或其他機器帶來影響，使漏電斷電器誤動作。日本國內之漏電流容許量係由電氣用品安全法予以規定，EMI係由VCCI(Voluntary Control Council for Information Technology Equipment，資訊處理裝置等電波障害自主規制協議會)等予以規制，特別是關於EMI之規制強化動作有加速之傾向。
太陽光發電系統中，太陽電池板和被連接於地線(earth)的太陽電池板之框架(frame)之間存在著浮置容量，而成為高頻之共通模態雜訊(common mode noise)之路徑。通常，于太陽電池板表面被形成有由玻璃板構成之絕緣層，該玻璃板具有大的平面，被雨水潤濕之後太陽電池板與框架間之浮置容量會增大，高頻共通模 態電流亦隨之增大。高頻電壓之變動，係於變流器藉由半導體元件之開/關而將直流電壓轉換為交流電壓時產生。因此，於變流器存在有避開漏電流或高頻雜訊使不通過之問題。
習知之抑制漏電流或高頻雜訊之通常方法有，使用絕緣變壓器將系統互連變流器與電力系統之間予以絕緣的方法，使用抑制共通模態電流之共通模態抗流線圈的方法，藉由濾波器使共通模態電流旁通(by pass)至輸入側或地線的方法，將變流器之控制方式設為2位準脈寬調變(PWM)而於上下臂輸出逆極性電壓的方法，使成為高頻共通模態電流而成為低阻抗之旁通路徑構成於變流器內，而使漏電流或高頻雜訊流出至外部的方法，或者將彼等予以組合的方法。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：特開2002-218656號公報
專利文獻2：專利第3805953號公報
專利文獻3：特開2010-119188號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：電氣學會.半導體電力轉換系統調查專門委員會編，「功率電子電路」，OAM社，2000年11月30日，206頁
但是，習知太陽光發電系統互連變流器有以下問題。亦即，需要考慮對漏電流被旁通之地線(earth)周邊之影響。藉由2位準PWM控制方式驅動之變流器之輸出振幅較大，因此構成輸出濾波器之電抗器(reactor)變大。2位準PWM控制方式對於共通模態電壓之抑制無法被使用三相變流器。使用絕緣變壓器將太陽光發電系統互連變流器與電力系統之間予以絕緣的方法，並無法根本消除漏電流，而且絕緣變壓器導致系統效率降低，絕緣變壓器亦導致成本變高。藉由3位準PWM控制方式來驅動變流器之方法，PWM控制之1週期中之頻率成為2位準PWM控制方式之2倍，電壓振幅成為一半。因此，電流之漣波成為1/4，輸出濾波器之電抗器可以小型化。但是，藉由3位準PWM控制方式來驅動變流器時，在變流器輸出0電壓時會產生共通模態電壓，而成為漏電流或雜訊之原因。另外，三相變流器之情況下，無法使用2位準PWM控制方式，因而共通模態電壓之產生無法避免。
本發明目的在於提供可以抑制漏電流以及高頻雜訊，便宜、小型之系統互連變流器。
為解決上述問題，實施形態之系統互連變流器，係具備：單相或三相之變流器，用於對直流電源所供給之直流電壓進行脈寬調變；第1電容器電路，以在變流器之輸入 側形成中性點的方式被連接；第2電容器電路，以在變流器之輸出側形成中性點的方式被連接；共通模態電流之旁通路徑，係將第1電容器電路之中性點與第2電容器電路之中性點予以連接而形成；接地電容器，設於旁通路徑與地線之間；第1共通模態抗流線圈部，其在第1電容器電路與變流器之間、或者變流器與第2電容器電路之間之至少一方具備共通模態抗流線圈，用於抑制變流器所產生之共通模態電流；及輸出濾波器，用於將變流器所輸出之脈寬調變之電壓波形，轉換為正弦波狀之單相或三相之交流電壓。
以下參照圖面詳細說明實施形態之系統互連變流器。
(第1實施形態)
第1實施形態之系統互連變流器，係如圖1所示，為單相系統互連變流器，構成為太陽光發電系統互連變流器。另外，以下各實施形態中，和參照圖1說明之第1實施形態之系統互連變流器之構成要素為同一或相當之構成要素，係被附加和圖1使用之符號同一之符號。
第1實施形態之系統互連變流器，係具備：變流器1；輸出濾波器2；第1共通模態抗流線圈31；第2共通模態抗流線圈32；第3共通模態抗流線圈33；第4共通模態抗流線圈34；第1電容器對41；第2電容器對42； 太陽電池5；系統變壓器7；昇壓電路8；直流線電容器9；正常模態電抗器10；接地電容器11；第1電阻12；及第2電阻13。第1共通模態抗流線圈31與第2共通模態抗流線圈32係構成第1共通模態抗流線圈部。第3共通模態抗流線圈33與第4共通模態抗流線圈34係構成第2共通模態抗流線圈部。於圖1，藉由電容器6a及電容器6b來表示存在於太陽電池5與地線之間之浮置容量6。
作為直流電源之太陽電池5，係產生直流電壓，經由第3共通模態抗流線圈33、第1電容器對41、第2共通模態抗流線圈32、昇壓電路8及直流線電容器9對變流器1供給電力。又，各實施形態之系統互連變流器使用之直流電源，不限定於太陽電池，亦可使用燃料電池或其他可產生直流電壓之裝置。
第3共通模態抗流線圈33，係於太陽電池5之輸出側，而且設於第1電容器對41之前段，用於抑制流通於太陽電池5之浮置容量6的共通模態電流。
第2共通模態抗流線圈32，係於第1電容器對41之輸出側，而且設於昇壓電路8之前段。第2共通模態抗流線圈32，係針對變流器1之開關元件之開/關所產生之共通模態電壓，所引起之流通於系統變壓器7之中性點接地線i或太陽電池5之浮置容量6的共通模態電流加以抑制。
昇壓電路8係具備電抗器81；開關元件82；及二極體83。電抗器81之一端被連接於第2共通模態抗流線圈 32之正極側輸出端子。另外，電抗器81之另一端被連接於二極體83之陽極。二極體83之陰極被連接於變流器1之正極側輸入端子。開關元件82，係由例如場效電晶體(FET)等構成。開關元件82之汲極，係被連接於電抗器81與二極體83之連接點。開關元件82之源極，係被連接於第2共通模態抗流線圈32之負極側輸出端子及變流器1之負極側輸入端子。昇壓電路8，係進行太陽電池5之輸出電壓之昇壓，經由直流線電容器9傳送至變流器1。另外，無須進行太陽電池5之輸出電壓之昇壓時，可以除去該昇壓電路8。
變流器1，係由FET或IGBT等半導體元件之橋接電路構成。變流器1係藉由3位準PWM控制方式來驅動，將由太陽電池5經由昇壓電路8被供給之直流電壓轉換為PWM電壓波形予以輸出。PWM電壓波形，係如圖2所示，具有由+1至0變化、或由0至-1變化之振幅，具有脈寬被變化為正弦波狀之脈衝波形。變流器1所輸出之PWM電壓波形，係經由第1共通模態抗流線圈31傳送至輸出濾波器2。
第1共通模態抗流線圈31，係設於變流器1之輸出側，而且設在第2電容器對42之更前段。第1共通模態抗流線圈31，係為抑制基於變流器1之開/關所產生之共通模態電壓，而流入系統變壓器7之中性點接地線i或太陽電池5之浮置容量6的共通模態電流。
輸出濾波器2係由輸入端連接於第1共通模態抗流線 圈31之各輸出端子的第1電抗器21(21a、21b)，及連接於第1電抗器21(21a、21b)之各輸出端子之間的相間電容器22構成。輸出濾波器2，係將由變流器1介由第1共通模態抗流線圈31被傳送的PWM波，轉換為如圖2之虛線所示正弦波電壓波形予以輸出。
正常模態電抗器10，係配置於輸出濾波器2之正極側輸出端子、更詳言之為，構成輸出濾波器2之相間電容器22與第1電抗器21a之連接點和第2電容器對42之間。正常模態電抗器10，係和相間電容器22以及第2電容器對42共同構成LC濾波器。
第4共通模態抗流線圈34，係設於系統變壓器7之輸入側，而且設在第2電容器對42之後段，係為抑制流入系統變壓器7之共通模態電流。
第1電容器對41，係由電容器41a與電容器41b之串聯連接構成。第1電容器對41，係配置於第3共通模態抗流線圈33與第2共通模態抗流線圈32之間，而且配置於第3共通模態抗流線圈33之正極側輸出端子(a點)與負極側輸出端子(b點)之間。a點出現直流線正電壓，b點出現直流線負電壓。於電容器41a與電容器41b之連接點被形成直流線中性點c。直流線中性點c，係藉由中性點連接線g，經由第2電阻13連接於第2電容器對42之交流輸出中性點f。
第2電容器對42，係由電容器42a與電容器42b之串聯連接構成。第2電容器對42，係配置於第4共通模 態抗流線圈34之正極側輸入端子(d點)與負極側輸入端子(e點)之間。在d點與e點之間出現正弦波交流電壓(交流輸出電壓)。於電容器42a與電容器42b之連接點被形成交流輸出中性點f。交流輸出中性點f，係如上述說明，藉由中性點連接線g，經由第2電阻13連接於直流線中性點c。
中性點連接線g之中途之j點，係介由接地電容器11與第1電阻12所構成之串聯電路被接地。另外，在中性點連接線g之j點與交流輸出中性點f之間，被插入第2電阻13。中性點連接線g係成為共通模態電流(漏電流)之旁通路徑。
電容器14，係設於第4共通模態抗流線圈34之輸出端子間，連同第4共通模態抗流線圈34之正常模態電抗成份而構成正常模態之LC濾波器。
系統變壓器7，係介由第4共通模態抗流線圈34對系統互連變流器所輸出之正弦波交流電壓進行變壓，而由連接於電力系統的電力系統端h予以輸出。系統變壓器7之中性點，係藉由中性點接地線i被連接於地線(earth)。
於上述構成之第1實施形態之系統互連變流器中，漏電流係經由系統變壓器7之中性點接地線i→地線→太陽電池5之浮置容量6之路徑流通而形成「漏電流路徑」。另外，漏電流係經由變流器1之輸出→第2電容器對42→中性點連接線g→第1電容器對41→變流器1之輸入之 路線流通而形成「旁通路徑」。旁通路徑之阻抗，在漏電流之主頻率(等於變流器1之開關頻率)中，相較於漏電流路徑之阻抗為極小。第1共通模態抗流線圈31與第2共通模態抗流線圈32之合計阻抗，係大於漏電流路徑以及旁通路徑之阻抗。
因此，漏電流之大部分係經由低阻抗之旁通路徑流通，其大小藉由第1共通模態抗流線圈31與第2共通模態抗流線圈32而被抑制。結果，流出至系統互連變流器之外的漏電流被抑制。漏電流被抑制，係意味著漏電流之頻率帶域之共通模態雜訊被抑制。
於上述構成之第1實施形態之系統互連變流器中，第3共通模態抗流線圈33用於抑制電源側之高頻之共通模態雜訊，第4共通模態抗流線圈34用於抑制系統側之高頻之共通模態雜訊。另外，變流器1之輸出入線之中性點，係經由第1電容器對41及第2電容器對42、中性點連接線g、接地電容器11及第1電阻12，被連接於穩定電位之地線。藉由此構成使流出至系統互連變流器外之高頻雜訊被抑制。第1電阻12，係用於抑制經由中性點連接線g之接地路徑引起之共振。第2電阻13之電阻值，係設為小於通過地線之漏電流路徑之阻抗，而抑制通過中性點連接線g之共振。被施加於第3共通模態抗流線圈33及第4共通模態抗流線圈34之電壓小，因此彼等之元件尺寸可以較小。另外，電源側或系統側之雜訊不成為問題時，可將不成為問題之側之第3共通模態抗流線圈33 或第4共通模態抗流線圈34予以省略。
相間電容器22、正常模態電抗器10及第2電容器對42所構成之LC濾波器，基於相間電容器22及第2電容器對42之容量較大之故，即使追加小的正常模態電抗器10時亦可有效抑制正常模態之高次諧波雜訊。又，正常模態之高次諧波不成為問題時，可省略正常模態電抗器10。
電容器14，係和第4共通模態抗流線圈34之正常模態電抗成份構成LC濾波器。如此則，僅追加電容器14即可構成LC濾波器，該LC濾波器可抑制正常模態之高頻雜訊。又，正常模態之高次諧波不成為問題時，可省略電容器14。
如上述說明，依據第1實施形態之系統互連變流器，係構成為配置第1~第4共通模態抗流線圈31、32、33、34，將變流器1之輸出側之交流輸出中性點f與輸入側之直流線中性點c予以連接，藉由接地電容器11將高頻成份導引至接地。依據此一構成，可抑制漏電流及雜訊之流出至系統互連變流器外。
又，於上述構成之第1實施形態之系統互連變流器中，雖說明適用單相之系統互連變流器之例，但亦可適用三相系統互連變流器之例。如圖3所示，三相系統互連變流器，係將上述第1實施形態之系統互連變流器如下變更而構成。單相用之變流器1係被替換為三相用之變流器1。第1共通模態抗流線圈31及第4共通模態抗流線圈 34係被替換為三相用之共通模態抗流線圈。輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)，係被替換為插入各相之第1電抗器21(21u、21v、21w)。相間電容器22，係被替換為將三相之各相間予以連結的3個相間電容器22(22a、22b、22c)。正常模態電抗器10，係被替換為插入各相之正常模態電抗器10(10u、10v、10w)。電容器14，係被替換為將各相間予以連結的3個電容器14(14a、14b、14c)。第2電容器對42(42a、42b)，係被替換為3個第2電容器42(42u、42v、42w)，形成各相之中性點予以構成。
另外，第1實施形態之系統互連變流器可以變形如下。亦即，可以構成為除去圖1之第1電阻12及第2電阻13，使旁通路徑僅由接地電容器11構成。
接地電容器11係具有將高頻雜訊引導至接地之機能，但是通過中性點連接線g與接地電容器11之共振不產生或者不成為問題時，可以省略共振抑制用之第1電阻12。此種構成亦可抑制高頻雜訊以及漏電流流出至系統互連變流器外。
同樣，插入中性點連接線g之第2電阻13，係用於抑制通過旁通路徑之共振，因此共振不成為問題時可以省略。另外，第2電阻13雖設於中性點連接線g之j點與交流輸出中性點f之間，但亦可設於中性點連接線g之j點與直流線中性點c之間。
另外，高頻雜訊不成為問題時，可以將旁通路徑之接 地電容器11及第1電阻12雙方予以省略，而構成為旁通路徑不接地。此一構成時，亦可獲得和上述第1實施形態之系統互連變流器同樣效果。
(第2實施形態)
如圖4所示，第2實施形態之系統互連變流器，係使第1實施形態之系統互連變流器之第1電容器對41被替換為1個第1電容器41c，使第2電容器對42被替換為1個第2電容器42c。在由電容器41c與第3共通模態抗流線圈33之負極側輸出端子(第2共通模態抗流線圈32之負極側輸入端子)的連接點(b點)，至中性點連接線g上之j點之路徑上，被插入電容器43a。在由輸出濾波器2之負極側輸出端子與第4共通模態抗流線圈34之負極側輸入端子之間的連接點(e點)，至第2電阻13之路徑上，被插入電容器43b。
於上述構成之第1實施形態之系統互連變流器中，形成於變流器1之輸入側的直流線中性點c，與形成於輸出側的交流輸出中性點f，係介由第2電阻13予以連接，如此而構成漏電流之旁通路徑。相對於此，於第2實施形態之系統互連變流器中，係在將b點與e點介由第2電阻13予以連接的中性點連接線g之中途，插入電容器43a及電容器43b而形成旁通路徑。中性點連接線g上之j點，係依序介由接地電容器11及第1電阻12被接地。
依據第2實施形態之系統互連變流器，和第1實施形 態之系統互連變流器同樣，漏電流之大部分係流入低阻抗之旁通路徑，流入旁通路徑之漏電流之大小，係藉由第2共通模態抗流線圈32與第1共通模態抗流線圈31而被抑制。結果，流出至系統互連變流器之外的漏電流被抑制。
另外，高頻雜訊，係藉由第3共通模態抗流線圈33、第4共通模態抗流線圈34以及旁通路徑之接地電容器11之作用，而被抑制其之流出至外部。
另外，於上述第2實施形態之系統互連變流器中，係在將e點與b點介由第2電阻13予以連接的中性點連接線g之中途，插入電容器43a及電容器43b而形成旁通路徑。
但是，亦可構成為在輸出濾波器2之輸出側之d點(正常模態電抗器10與第4共通模態抗流線圈34之正極側輸入端子之連接點)或e點，與連接於變流器1之正極側輸入端子的a點之間，插入電容器43a及插入電容器43b而形成旁通路徑。
另外，亦可和第1實施形態之系統互連變流器同樣，在變流器1之輸入側形成第1電容器對41之直流線中性點c，將直流線中性點c與旁通路徑之接地電容器11所連接之j點予以連接，將j點與輸出濾波器2之輸出側之d點或e點介由電容器43b予以連接而形成旁通路徑。此情況下，可以取代第2電容器對42，改用1個第2電容器42c之構成。
同樣，在變流器1之輸出側形成交流輸出中性點f， 變流器1之輸入側，係取代第1電容器對41改用1個電容器41c，將交流輸出中性點f與旁通路徑之接地電容器11所連接之j點予以連接，將j點與變流器1之輸入側之a點或b點，介由電容器43a予以連接而形成旁通路徑。另外，通過接地電容器11之共振不會產生或者不成為問題時，可以省略第1電阻12。同樣，通過旁通路徑之共振不會產生或者不成為問題時，可以省略第2電阻13。
又，第1電容器對41及第2電容器對42分別設為1個第1電容器41c及第2電容器42c時，而且旁通路徑不接地時，係如圖5所示，可以變形為僅以1個電容器43來連接b點與e點。此構成之情況下，可獲得和使用第1電容器對41及第2電容器對42同樣之效果。又，通過旁通路徑之共振不會產生或者不成為問題時，可以省略第2電阻13。
又，第2實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器。此情況下，單相用之變流器1係被替換為三相用之變流器1。第1共通模態抗流線圈31及第4共通模態抗流線圈34係被替換為三相用之共通模態抗流線圈。輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)，係被替換為插入各相之第1電抗器21(21u、21v、21w)。相間電容器22，係被替換為將各相間予以連結的3個相間電容器22(22a、22b、22c)。正常模態電抗器10，係被替換為插入三相之各相之正常模態電抗器10(10u、10v、10w)。電容器14，係被替換為將各相間予以連結 的3個電容器14(14a、14b、14c)。電容器42c，係藉由3個電容器42(42u、42v、42w)來連接各相，於其中之一相被連接旁通路徑之一端。
(第3實施形態)
第3實施形態之系統互連變流器，係如圖6所示，由第1實施形態之系統互連變流器之輸出濾波器2除去第1電抗器21(21a、21b)，僅殘留相間電容器22而構成。
於第1實施形態之系統互連變流器，輸出濾波器2係由第1電抗器21(21a、21b)及相間電容器22構成，但包含於第1共通模態抗流線圈31之正常模態電抗成份，係設為和輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)同樣之作用。因此，於第3實施形態之系統互連變流器，係以第1共通模態抗流線圈31之正常模態電抗成份，來取代輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)。
依據第3實施形態之系統互連變流器，和上述第1實施形態之系統互連變流器同樣，可抑制漏電流及高頻雜訊之流出至系統互連變流器之外。另外，不需要構成輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)，可提供便宜且輕巧之系統互連變流器。
另外，亦可除去輸出濾波器2之相間電容器22及正常模態電抗器10，改由構成第2電容器對42之電容器42a及電容器42b來取代相間電容器22之機能。另外，第3實施形態之系統互連變流器，亦和第1實施形態或第 2實施形態之系統互連變流器同樣，可變形為三相系統互連變流器。
(第4實施形態)
第4實施形態之系統互連變流器，係如圖7所示，由第1實施形態之系統互連變流器之輸出濾波器2除去第1電抗器21(21a、21b)之同時，由昇壓電路8除去電抗器81而構成。
於第1實施形態之系統互連變流器，昇壓電路8係由電抗器81、開關元件82及二極體83構成。但是，包含於第2共通模態抗流線圈32之正常模態電抗成份，係設為和昇壓電路8之電抗器81同樣之作用。因此，於第4實施形態之系統互連變流器，係以第2共通模態抗流線圈32之正常模態電抗成份，來取代昇壓電路8之電抗器81。另外，和第3實施形態同樣，以第1共通模態抗流線圈31之正常模態電抗成份，來取代輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)。
依據第4實施形態之系統互連變流器，和上述第1實施形態之系統互連變流器同樣，可抑制漏電流及高頻雜訊之流出至系統互連變流器之外。另外，不需要構成昇壓電路8之電抗器81，可提供較第1實施形態之系統互連變流器更便宜且輕巧之系統互連變流器。另外，第4實施形態之系統互連變流器，亦和第1~第3實施形態之系統互連變流器同樣，可變形為三相系統互連變流器。
(第5實施形態)
圖8表示第5實施形態之系統互連變流器之構成之一部分之方塊圖。係僅將上述第1~第4實施形態之系統互連變流器之太陽電池5、浮置容量6、第2共通模態抗流線圈32、昇壓電路8、直流線電容器9及變流器1予以抽出表示者。
昇壓電路8及變流器1，係具備FET等之開關元件，雖藉由彼等開關元件之ON/OFF進行電力之轉換，此時會產生共通模態電壓之變動。於昇壓電路8，係如圖9(a)之時序圖所示，太陽電池5之電壓設為E時，伴隨開關元件82之閘極控制信號Gc之ON/OFF動作，出現於開關元件82之輸出端(k1端)的中性點電位，係於0與-E/2之位準變化。
單相之變流器1，係具有開關元件構成之H橋接，被施予3位準PWM之控制。其中，閘極控制信號Gx係將閘極控制信號Gu予以反轉之信號。另外，閘極控制信號Gy係將閘極控制信號Gv予以反轉之信號。如圖9(b)之時序圖所示，昇壓電路8未動作時，變流器1之輸出端mn之中性點電位，係伴隨閘極控制信號Gu、Gv、Gx、及Gy對開關元件之開/關，而於-E/2、0、及E/2之位準變化。
昇壓電路8及變流器1之開/關進行中性點電位之變動，係成為流入地線之漏電流或高頻雜訊之原因。
第5實施形態之系統互連變流器，係如上述說明，用於抑制昇壓電路8及變流器1之中性點電位之變動。於上述第1~第4實施形態之系統互連變流器，昇壓電路8及變流器1之閘極控制信號Gc、Gu、Gv、Gx、及Gy之產生之控制電路之說明被省略，圖10表示第5實施形態之系統互連變流器之控制電路之構成。控制電路，係依據具有特定頻率之載波，而產生昇壓電路8及變流器1之閘極控制信號Gc、Gu、Gv、Gx、及Gy。
昇壓電路8之閘極控制信號Gc，係針對昇壓電路8之輸入電壓進行A/D轉換而得之電壓值與載波予以比較而產生，電壓值小於載波之位準時設定開關元件82成為ON。如此則，電壓值越小昇壓電路8之昇壓率越高。
變流器1之閘極控制信號Gu、Gv、Gx、及Gy，係針對載波與正弦波予以比較而產生，正弦波之位準大於載波之位準時被輸出正邏輯。藉由閘極控制信號Gu、Gv、Gx、及Gy，使變流器1內之4個開關元件(參照圖8)被控制，變流器1被施予3位準PWM控制。
此情況下，昇壓電路8及變流器1產生之中性點電位之變動，如圖11所示，變動之振幅不同，但頻率相同。閘極控制信號Gc、Gu、Gv、Gx、及Gy以如圖9所示圖案產生時，使載波延遲之延遲方塊(delay block)引起之相位延遲為0度時，如圖11(a)所示，中性點電位之變動之峰與谷之相位一致，其差之一部分被抵消。變流器1之中性點電位之脈寬以正弦波週期變化，因此雖無法常時 抵消，但是如第5實施形態之系統互連變流器，於昇壓電路8及變流器1使用同一頻率之載波時，可使變動之中性點電位之峰與谷之相位一致，可以抑制全體之中性點電位之差之變動，可抑制漏電流或高頻雜訊。
中性點電位之峰與谷之相位不一致時，例如延遲方塊引起之相位延遲為180度時，如圖11(b)所示，中性點電位之變動變大。另外，昇壓電路8或變流器1之閘極控制信號產生用之控制電路係和圖10之方塊圖之構成不同時，產生之閘極控制信號之相位和圖10之方塊圖所示控制電路產生之閘極控制信號不同時，藉由調整變流器1或昇壓電路8之載波相位，使中性點電位之峰與谷之相位一致，如此則，可以抑制全體之中性點電位之差之變動。
於第5實施形態說明昇壓電路8及變流器1之部分之控制，但其他部分亦適用於第1~第4實施形態之系統互連變流器之中具備昇壓電路8之任一之構成。
(第6實施形態)
第6實施形態之系統互連變流器，如圖12所示，為單相之太陽光發電系統互連變流器。
第6實施形態之太陽光發電系統互連變流器，係具備：變流器1；輸出濾波器2；阻尼電阻23；電容器24；變壓器25；共通模態抗流線圈3；第1電容器對41；第2電容器對42；太陽電池5；系統變壓器7；及直流線電容器9。於圖12，藉由電容器6a及電容器6b來表示存在於 太陽電池5與地線之間之浮置容量6。共通模態抗流線圈3之共通模態電感以36，共通模態抗流線圈3之繞線間容量以37(37a、37b)來表示。
作為直流電源之太陽電池5，係產生直流電壓，經由第1電容器對41、共通模態抗流線圈3及直流線電容器9對變流器1供給電力。又，各實施形態之系統互連變流器使用之直流電源，不限定於太陽電池，亦可使用燃料電池或其他可產生直流電壓之裝置。
共通模態抗流線圈3，係於第1電容器對41之輸出側，而且設於變流器1之前段。共通模態抗流線圈3，係針對變流器1之開關元件之開/關所產生之共通模態電壓，所引起之流通之共通模態電流加以抑制。
變流器1，係由FET或IGBT等半導體元件之橋接電路構成。變流器1係藉由3位準PWM控制方式來驅動，將由太陽電池5供給之直流電壓，轉換為PWM電壓波形予以輸出，PWM電壓波形，係如圖2所示，具有由+1至0變化、或由0至-1變化之振幅，具有脈寬被變化為正弦波狀之脈衝波形。
輸出濾波器2，係由輸入端連接於變流器1之各輸出端子的第1電抗器21(21a、21b)，及連接於第1電抗器21(21a、21b)之各輸出端子之間的相間電容器22(相當於第3電容器)構成。輸出濾波器2，係將變流器1輸出之PWM波，轉換為如圖2之虛線所示正弦波電壓波形予以輸出。
第1電容器對41，係由電容器41a與電容器41b之串聯連接構成。第1電容器對41，係於太陽電池5與共通模態抗流線圈3之間，配置於共通模態抗流線圈3之正極側輸出端子(a點)與負極側輸出端子(b點)之間。a點出現直流線正電壓，b點出現直流線負電壓。於電容器41a與電容器41b之連接點，被形成直流線中性點c。直流線中性點c，係藉由中性點連接線g連接於第2電容器對42之交流輸出中性點f。
第2電容器對42，係由電容器42a與電容器42b之串聯連接構成。第2電容器對42，係配置於輸出濾波器2之輸出端子(d點、e點)之間。在d點與e點之間出現正弦波交流電壓(交流輸出電壓)。於電容器42a與電容器42b之連接點被形成交流輸出中性點f。交流輸出中性點f，係如上述說明，藉由中性點連接線g連接於直流線中性點c。中性點連接線g係成為共通模態電流(漏電流)之旁通路徑。
系統變壓器7，係對系統互連變流器所輸出之正弦波交流電壓進行變壓，而由連接於電力系統的電力系統端h予以輸出。系統變壓器7之中性點，係藉由中性點接地線i被連接於地線。
抑制共振用的阻尼電阻23(23a、23b，相當於第1電阻)與電容器24(24a、24b、相當於第4電容器)係被串聯連接，相對於輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)被並聯連接。阻尼電阻23與電容器24之串 聯連接路徑，係藉由捲繞數比1：1之變壓器25進行耦合。變壓器25，係以相對於正常模態係呈現電感成份、阻抗變高，相對於共通模態其磁通被抵消而未顯現電感成份的方式被捲繞。亦即，變壓器25之1次繞線之捲繞方向與2次繞線之捲繞方向互為逆向、亦即1次繞線與2次繞線被捲繞成為逆相。
於上述構成之第6實施形態之系統互連變流器中，高頻共通模態電流係經由系統變壓器7之中性點接地線i→地線→太陽電池5之浮置容量6之路徑流通而形成「漏電流(雜訊)路徑」。另外，高頻共通模態電流係經由變流器1之輸出→第2電容器對42→中性點連接線g→第1電容器對41→變流器1之輸入之路線流通而形成「旁通路徑」。
高頻共通模態電流之旁通路徑之阻抗，在高頻漏電流之主頻率(等於變流器1之開/關頻率)中，相較於漏電流路徑之阻抗為極小。共通模態抗流線圈3之阻抗，係大於漏電流路徑以及旁通路徑之阻抗。
因此，高頻共通模態電流之大部分係經由低阻抗之旁通路徑流通，其大小藉由共通模態抗流線圈3而被抑制。結果，流出至系統互連變流器之外的高頻共通模態電流被抑制。
於第6實施形態中，如圖13所示，共通模態抗流線圈之繞線間容量37(37a、37b)與輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)之間產生共通模態之共振，共振 會通過中性點連接線g。但是藉由阻尼電阻23使共振被衰減，使共振被抑制。另外，於阻尼電阻23被串聯連接電容器24。因此，低頻率成份之電流被電容器24切斷不會流入阻尼電阻23。藉由設定電容器24之值以使共振頻率以下之電流成份被切斷，則可以抑制產生於阻尼電阻23之無用之損失。切斷頻率可由第1電抗器21與電容器24之共振頻率來計算。
另外，變壓器25，對於正常模態呈現高阻抗，對於共通模態呈現低阻抗。因此，流入阻尼電阻23之電流之大部分僅為共通模態成份，可使阻尼電阻23僅對共通模態作用。
正常模態電流幾乎不流入阻尼電阻23，因此可抑制阻尼電阻23所產生之無用之損失。
如上述說明，藉由共振抑制用之阻尼電阻23、電容器24、變壓器25之作用，可將損失抑制於最低限之同時，可抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
另外，於圖12，共通模態抗流線圈3被配置於變流器1之輸入側，但亦可配置於輸出側，共通模態抗流線圈3亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，變壓器25之繞線電阻可以充分作為抑制共振之衰減成份時，可省略阻尼電阻23。
又，於圖12之第6實施形態中，輸出濾波器2係如圖14(a)所示構成，但亦可使用如圖14(b)所示使1 次繞線與2次繞線磁性耦合之電抗器26。電抗器26，於共通模態不呈現磁通被抵消之電感成份，於正常模態則磁通被合計而呈現電感成份。此情況下，電抗器26之共通模態電感不存在，但如圖14(c)所示，於電抗器26存在漏電感27a、27b。因此，漏電感27a、27b會和共通模態抗流線圈3之繞線間容量37產生共振。第6實施形態之阻尼電阻23、電容器24、變壓器25亦對該共振起作用，可抑制損失於最低限之同時，可抑制共振。
又，第6實施形態之系統互連變流器雖說明適用單相之系統互連變流器之例，但亦可適用三相系統互連變流器。
如圖15所示，三相系統互連變流器，係將上述第6實施形態之系統互連變流器如下變更而構成。單相用之變流器1係被替換為三相用之變流器。輸出濾波器2之第1電抗器21(21a、21b)，係被替換為插入各相之第1電抗器21(21u、21v、21w)。相間電容器22，係被替換為將各相間予以連結的3個相間電容器22(22a、22b、22c)。第2電容器對42(42a、42b)，係被替換為3個第2電容器42(42u、42v、42w)，以形成各相之中性點的方式而構成。阻尼電阻23a、23b及電容器24a、24b，係被替換為對於各相之第1電抗器21u、21v、21w被並聯連接的阻尼電阻23u、23v、23w及電容器24u、24v、24w。變壓器25，係被替換為相對於共通模態磁通被抵消阻抗變低而予以連接的變壓器25u、25v、25w。
變壓器25u之一次側之一端被連接於電抗器21u。變壓器25u之一次側之另一端係介由變壓器25w之二次側被連接於阻尼電阻23u。變壓器25v之一次側之一端被連接於電抗器21v。變壓器25v之一次側之另一端係介由變壓器25u之二次側被連接於阻尼電阻23v。變壓器25w之一次側之一端被連接於電抗器21w。變壓器25w之一次側之另一端係介由變壓器25v之二次側被連接於阻尼電阻23w。
另外，於第6實施形態之系統互連變流器中，雖未圖示昇壓電路於電路中，但實際之太陽光發電系統互連變流器大多具備昇壓電路。昇壓電路被配置於第6實施形態或第7實施形態之直流線電容器9之輸入側。昇壓電路被配置於共通模態抗流線圈3與直流線電容器9之間時，共通模態抗流線圈3之漏電感可以作為昇壓電路之電抗器予以利用。昇壓電路，係將太陽電池5之輸出電壓昇壓，經由直流線電容器9傳送至變流器1。第6實施形態之系統互連變流器中，即使是具備昇壓電路之系統互連變流器亦可抑制損失於最低限之同時，可抑制共振。
(第7實施形態)
第7實施形態之系統互連變流器，係如圖16所示，除去第6實施形態之系統互連變流器之電容器24及變壓器25，僅將阻尼電阻23並聯連接於第1電抗器21而構成。
阻尼電阻23之損失不成為問題時，可如第7實施形態所示僅將阻尼電阻23並聯連接於第1電抗器21。如此則，可以減少元件數之同時，可抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
又，第7實施形態之系統互連變流器，係和第6實施形態之系統互連變流器同樣，共通模態抗流線圈3可配置於變流器1之輸出側，亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，可取代輸出濾波器2之第1電抗器21，改用如圖14(b)所示電抗器26。另外，第7實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器，另外，亦可變形為具備昇壓電路之系統互連變流器。
(第8實施形態)
第8實施形態之系統互連變流器，係如圖17所示，除去第6實施形態之系統互連變流器之變壓器25，僅將阻尼電阻23與電容器24之串聯電路並聯連接於第1電抗器21而構成。
正常模態電流引起之阻尼電阻23之損失不成為問題時，可如第8實施形態所示僅將阻尼電阻23以及電容器24並聯連接於第1電抗器21。如此則，可以減少元件數之同時，可抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
又，第8實施形態之系統互連變流器，係和第6或第 7實施形態之系統互連變流器同樣，共通模態抗流線圈3可配置於變流器1之輸出側，亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，可取代輸出濾波器2之第1電抗器21，改用如圖14(b)所示電抗器26。另外，第8實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器，另外，亦可變形為具備昇壓電路之系統互連變流器。
(第9實施形態)
第9實施形態之系統互連變流器，係如圖18所示，將第8實施形態之系統互連變流器之阻尼電阻23與電容器24之串聯電路，並非針對第1電抗器21，而是針對共通模態抗流線圈3之各相予以並聯連接而構成。
共振係產生於共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21之間。因此，針對共通模態抗流線圈3之各相予以並聯連接阻尼電阻23時，亦可抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
圖18雖說明針對共通模態抗流線圈3之各相，將阻尼電阻23與電容器24之串聯電路予以並聯連接之例，但和如圖12所示第6實施形態之系統互連變流器同樣，於阻尼電阻23與電容器24之串聯電路追加變壓器25，僅使共通模態電流流入阻尼電阻23而構成亦可。變壓器25之繞線電阻可以作為抑制共振之衰減成份而充分發揮作用 時，可以省略阻尼電阻23。
另外，和第7實施形態之系統互連變流器同樣，僅將阻尼電阻23並聯連接於共通模態抗流線圈3之各相亦可。
又，第9實施形態之系統互連變流器，係和第1~第3實施形態之系統互連變流器同樣，共通模態抗流線圈3可配置於變流器1之輸出側，亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，可取代輸出濾波器2之第1電抗器21，改用如圖14(b)所示電抗器26。另外，第9實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器，另外，亦可變形為具備昇壓電路之系統互連變流器。
(第10實施形態)
第10實施形態之系統互連變流器，係如圖19所示，將第7實施形態之系統互連變流器之阻尼電阻23予以除去，於中性點連接線g之中串聯連接阻尼電阻13(相當於第2電阻)而構成。
共振係產生於共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21之間，該共振會通過中性點連接線g。因此，於中性點連接線g串聯連接阻尼電阻13時，亦可抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
針對第1電容器對41或第2電容器對42或雙方之電 容器對之各個電容器，予以並聯連接第2電阻13，係和將阻尼電阻13設於中性點連接線g之中具有等效作用。
又，第10實施形態之系統互連變流器，係和第6~第9實施形態之系統互連變流器同樣，共通模態抗流線圈3可配置於變流器1之輸出側，亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，可取代輸出濾波器2之第1電抗器21，改用如圖14(b)所示電抗器26。另外，第10實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器，另外，亦可變形為具備昇壓電路之系統互連變流器。
(第11實施形態)
第11實施形態之系統互連變流器，係如圖20所示，針對第10實施形態之系統互連變流器之阻尼電阻13，予以並聯連接第2電抗器15而構成。
於中性點連接線g中設置阻尼電阻13時，阻尼電阻13雖發揮共振之衰減成份之作用，但中性點連接線g之阻抗變大。因此，使高頻共通模態電流旁通之作用變弱。
但是，針對設於中性點連接線g之阻尼電阻13予以並聯連接第2電抗器15時，第2電抗器15對於低頻顯現低阻抗，對於高頻顯現高阻抗。因此，中性點連接線g之阻抗大小可依據頻率來變化。
通過中性點連接線g之高頻共通模態電流之主頻率為變流器1之開關(switching)頻率。當該開關頻率低於共 通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21之間產生之共振頻率時，開關頻率之中通過中性點連接線g之共通模態電流之大部分會流入低阻抗之第2電抗器15。共振頻率之中第2電抗器15之阻抗較高，因此對於共振可以發揮阻尼電阻13之阻尼效果。
如上述說明，針對連接於中性點連接線g的阻尼電阻13予以並聯連接第2電抗器15，如此則，可以在不損及高頻共通模態電流之旁通作用之情況下，抑制共通模態抗流線圈3之繞線間容量37與輸出濾波器2之第1電抗器21間產生之共振。
另外，第10實施形態之中性點連接線g之阻尼電阻13之構成，或者第11實施形態之阻尼電阻13與第2電抗器15之構成，係可以和第6~第9實施形態之構成組合而實施。
又，第11實施形態之系統互連變流器，係和第6~第10實施形態之系統互連變流器同樣，共通模態抗流線圈3可配置於變流器1之輸出側，亦可以複數個配置於變流器1之輸入側及輸出側雙方。又，可取代輸出濾波器2之第1電抗器21，改用如圖14(b)所示電抗器26。另外，第11實施形態之系統互連變流器亦可變形為三相系統互連變流器，另外，亦可變形為具備昇壓電路之系統互連變流器。
以上依據實施形態具體說明本發明，但是本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離其要旨之情況下可做各種 變更實施，亦可實施各種省略、替換、變更。彼等實施形態或其變形例亦包含於本發明之範圍或要旨之同時，亦包含於和申請專利範圍記載之發明均等之範圍。
1‧‧‧變流器
2‧‧‧輸出濾波器
5‧‧‧太陽電池
6‧‧‧浮置容量
6a‧‧‧電容器
6b‧‧‧電容器
7‧‧‧系統變壓器
8‧‧‧昇壓電路
9‧‧‧直流線電容器
10‧‧‧正常模態電抗器
11‧‧‧接地電容器
12‧‧‧第1電阻
13‧‧‧第2電阻
14‧‧‧電容器
21a‧‧‧第1電抗器
21b‧‧‧第1電抗器
22‧‧‧相間電容器
31‧‧‧第1共通模態抗流線圈
32‧‧‧第2共通模態抗流線圈
33‧‧‧第3共通模態抗流線圈
34‧‧‧第4共通模態抗流線圈
41‧‧‧第1電容器對
41a‧‧‧電容器
41b‧‧‧電容器
42‧‧‧第2電容器對
42a‧‧‧電容器
42b‧‧‧電容器
a‧‧‧第3共通模態抗流線圈33之正極側輸出端子
b‧‧‧第3共通模態抗流線圈33之負極側輸出端子
c‧‧‧直流線中性點
d‧‧‧第4共通模態抗流線圈34之正極側輸入端子
e‧‧‧第4共通模態抗流線圈34之負極側輸入端子
f‧‧‧交流輸出中性點
g‧‧‧中性點連接線
j‧‧‧中性點連接線g之中途點
h‧‧‧電力系統端
圖1表示第1實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖2表示針對各實施形態之系統互連變流器之構成要素、亦即變流器，藉由3位準PWM控制方式進行驅動時所輸出之PWM波。
圖3表示第1實施形態之系統互連變流器之變形例之三相系統互連變流器之構成方塊圖。
圖4表示第2實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖5表示第2實施形態之系統互連變流器之變形例之構成方塊圖。
圖6表示第3實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖7表示第4實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖8表示第5實施形態之系統互連變流器之構成之一部分之方塊圖。
圖9表示第5實施形態之系統互連變流器之動作時序圖，圖9(a)表示昇壓電路，圖9(b)表示變流器之時 序圖。
圖10表示第5實施形態之系統互連變流器之控制電路之構成方塊圖。
圖11表示第5實施形態之系統互連變流器之昇壓電路及變流器所產生之中性點電位變動之抑制動作之時序圖，圖11(a)表示載波延遲為0度，圖11(b)表示載波延遲為180度之時序圖。
圖12表示第6實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖13表示由共通模態來看共通模態抗流線圈、變流器、輸出濾波器以及電容器對時之等效電路。
圖14表示輸出濾波器之另一構成之方塊圖。
圖15表示作為三相系統互連變流器之太陽光發電系統互連變流器之構成方塊圖。
圖16表示第7實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖17表示第8實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖18表示第9實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖19表示第10實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
圖20表示第11實施形態之系統互連變流器之構成方塊圖。
1‧‧‧變流器
2‧‧‧輸出濾波器
5‧‧‧太陽電池
6‧‧‧浮置容量
6a‧‧‧電容器
6b‧‧‧電容器
7‧‧‧系統變壓器
8‧‧‧昇壓電路
9‧‧‧直流線電容器
10‧‧‧正常模態電抗器
11‧‧‧接地電容器
12‧‧‧第1電阻
13‧‧‧第2電阻
14‧‧‧電容器
21a‧‧‧第1電抗器
21b‧‧‧第1電抗器
22‧‧‧相間電容器
31‧‧‧第1共通模態抗流線圈
32‧‧‧第2共通模態抗流線圈
33‧‧‧第3共通模態抗流線圈
34‧‧‧第4共通模態抗流線圈
41‧‧‧第1電容器對
41a‧‧‧電容器
41b‧‧‧電容器
42‧‧‧第2電容器對
42a‧‧‧電容器
42b‧‧‧電容器
a‧‧‧第3共通模態抗流線圈33之正極側輸出端子
b‧‧‧第3共通模態抗流線圈33之負極側輸出端子
c‧‧‧直流線中性點
d‧‧‧第4共通模態抗流線圈34之正極側輸入端子
e‧‧‧第4共通模態抗流線圈34之負極側輸入端子
f‧‧‧交流輸出中性點
g‧‧‧中性點連接線
j‧‧‧中性點連接線g之中途點
h‧‧‧電力系統端
81‧‧‧電抗器
82‧‧‧開關元件
83‧‧‧二極體
i‧‧‧中性點接地線

Claims (16)

  1. 一種系統互連變流器，係將直流電源所供給之直流電壓轉換為單相或三相之交流電壓而供給至系統變壓器者；其特徵為具備：單相或三相之變流器，用於對上述直流電源所供給之直流電壓進行脈寬調變；第1電容器電路，以在上述變流器之輸入側形成中性點的方式被連接；第2電容器電路，以在上述變流器之輸出側形成中性點的方式被連接；共通模態電流之旁通路徑，係將上述第1電容器電路之中性點與上述第2電容器電路之中性點予以連接而形成；接地電容器，設於上述旁通路徑與地線(earth)之間；第1共通模態抗流線圈部，其在上述第1電容器電路與上述變流器之間、或者上述變流器與上述第2電容器電路之間之至少一方具備共通模態抗流線圈，用於抑制上述變流器所產生之共通模態電流；及輸出濾波器，係位於上述變流器與第2電容器電路之間，用於將上述變流器所輸出之脈寬調變之電壓波形，轉換為正弦波狀之單相或三相之交流電壓；於上述變流器之開關頻率，和由上述第2電容器電路之輸出側所連接的上述系統變壓器之中性點經由地線沿著 上述直流電源的浮置容量等路徑流通漏電流的漏電流路徑之阻抗比較，上述旁通路徑的阻抗為極小。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統互連變流器，其中另具備：第2共通模態抗流線圈部，其在上述第1電容器電路之直流電源側或上述第2電容器電路之系統側之至少一方具有共通模態抗流線圈，用於抑制共通模態雜訊之傳播。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統互連變流器，其中另具備第1電阻，係設於上述接地電容器與地線之間，用於抑制共振。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統互連變流器，其中另具備第2電阻，係設於上述旁通路徑之中途，用於抑制共振。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統互連變流器，其中另具備：電抗器，其被配置於上述輸出濾波器與上述第2電容器電路之間，用於和構成上述輸出濾波器之電容器或者上述第2電容器電路，來構成抑制正常模態之高次諧波雜訊的LC濾波器。
  6. 如申請專利範圍第2項之系統互連變流器，其中上述第2共通模態抗流線圈部，係至少於上述第2電容器電路之系統側具有共通模態抗流線圈；設於上述第2電容器電路之系統側的上述共通模態抗流線圈之系統側所配置之第3電容器，係連同設於上述第2電容器電路之系統側的上述共通模態抗流線圈之電感成 份，而構成抑制正常模態之高次諧波雜訊的LC濾波器。
  7. 一種系統互連變流器，係將直流電源所供給之直流電壓轉換為單相或三相之交流電壓而供給至系統變壓器者；其特徵為具備：單相或三相之變流器，用於對上述直流電源所供給之直流電壓進行脈寬調變；第1電容器電路，被連接於上述變流器之輸入側；第2電容器電路，被連接於上述變流器之輸出側；共通模態電流之旁通路徑，係將上述第1電容器電路之一端與上述第2電容器電路之一端之間、或上述第1電容器電路之一端與上述第2電容器電路之中性點之間、或上述第1電容器電路之中心位置與上述第2電容器電路之一端之間予以連接而形成；第4電容器，設於上述旁通路徑；接地電容器，設於上述旁通路徑與地線之間；第1共通模態抗流線圈部，其在上述第1電容器電路與上述變流器之間、或者上述變流器與上述第2電容器電路之間之至少一方具備共通模態抗流線圈，用於抑制上述變流器所產生之共通模態電流；及輸出濾波器，係位於上述變流器與第2電容器電路之間，用於將上述變流器所輸出之脈寬調變之電壓波形，轉換為正弦波狀之單相或三相之交流電壓；於上述變流器之開關頻率，和由上述第2電容器電路之輸出側所連接的上述系統變壓器之中性點經由地線沿著 上述直流電源的浮置容量等路徑流通漏電流的漏電流路徑之阻抗比較，上述旁通路徑的阻抗為極小。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統互連變流器，其中另具備：昇壓電路，具備第1開關元件，用於對直流電源所供給之直流電壓進行昇壓；設於上述變流器中的第2開關元件，用於對上述昇壓電路之輸出進行3位準脈寬調變；及控制電路，其產生閘極控制信號，用於對上述昇壓電路具備之上述第1開關元件及上述變流器具備之上述第2開關元件之ON/OFF開關進行控制；上述控制電路，係依據特定頻率之載波以及調節該載波之相位而成之波形，以使上述昇壓電路具備之上述第1開關元件之開/關伴隨產生之中性點電位變動，與上述變流器具備之上述第2開關元件之開/關伴隨產生之中性點電位變動之間的頻率以及相位成為一致的方式進行控制，而產生上述閘極控制信號。
  9. 一種系統互連變流器，係將直流電源所供給之直流電壓轉換為單相或三相之交流電壓而供給至系統變壓器者；其特徵為具備：單相或三相之變流器，用於對上述直流電源所供給之直流電壓進行脈寬調變；第1電容器電路，以在上述變流器之輸入側形成中性點的方式被連接； 第2電容器電路，以在上述變流器之輸出側形成中性點的方式被連接；共通模態電流之旁通路徑，係將上述第1電容器電路之中性點與上述第2電容器電路之中性點予以連接而形成；第1共通模態抗流線圈部，其在上述第1電容器電路與上述變流器之間、或者上述變流器與上述第2電容器電路之間之至少一方具備共通模態抗流線圈，用於抑制上述變流器所產生之共通模態電流；由第1電抗器及第3電容器構成的輸出濾波器，係位於上述變流器與第2電容器電路之間，用於將上述變流器所輸出之脈寬調變之電壓波形，轉換為正弦波狀之單相或三相之交流電壓；及共振抑制電路，用於抑制上述共通模態抗流線圈之繞線間容量與上述輸出濾波器之第1電抗器之間所產生之共振。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路係具備：和上述輸出濾波器之各相之第1電抗器被並聯連接的第1電阻。
  11. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路係具備：由和上述輸出濾波器之各相之第1電抗器被並聯連接的第1電阻及第4電容器構成之串聯電路。
  12. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中 具備：和上述共通模態抗流線圈之兩端之繞線被並聯連接的第1電阻。
  13. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路係具備：由和上述共通模態抗流線圈之兩端之繞線被並聯連接的第1電阻及第4電容器構成之串聯電路。
  14. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路係具備：在和上述輸出濾波器之各相之第1電抗器被並聯連接的元件之路徑，被串聯連接的繞線；一相之上述繞線與另一相之上述繞線之間，係以對於共通模態具有低阻抗、而且對於正常模態具有高阻抗的方式進行磁性耦合。
  15. 如申請專利範圍第9項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路，係於上述共通模態電流之旁通路徑中具有第2電阻。
  16. 如申請專利範圍第15項之系統互連變流器，其中上述共振抑制電路係具備第2電抗器，其係和設於上述共通模態電流之旁通路徑中的上述第2電阻被並聯連接。
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