[發明專利]一種大容量逆變并網裝置

無效

• 申請號: 201210233309.6
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102709950A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 尹彭飛;陳敏;杜秀虹;張天寶;李瑞來
• 申請（專利權）人: 山東新風光電子科技發展有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/48;H02M5/10
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

?本發明涉及一種大容量逆變并網裝置，更具體的說，尤其涉及一種通過功率模塊單元并聯、采用半控型功率半導體開關器件的大容量逆變并網裝置。

背景技術

隨著現代變流技術的發展，新技術在工業設備中得到廣泛的應用，變流技術具有的卓越節能效果、方便操作以及便于安裝維護等優點，但由于工況條件差異較大，有的如風電廠、光伏發電廠、軌道交通地鐵站要求將再生能量全部饋入到電網，特別對于容量比較大的特殊情況，如果采用目前的生產水平和器件使用情況，生產較大容量的并網設備時就有一定的難度，現有的逆變并網裝置對設備的工藝結構參數要求十分苛刻，使得制作成本居高不下，而且效率也相對較低。

???如何設計出工藝結構參數要求相對較低、采用的元器件成本低廉的逆變并網電路，是解決現有大功率場合的逆變并網裝置制作成本居高不下、生產效率低下的關鍵所在。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種通過功率模塊單元并聯、采用半控型功率半導體開關器件的大容量逆變并網裝置。

本發明的大容量逆變并網裝置，其特別之處在于：包括隔離變壓器、實現逆變作用的功率模塊單元；所述隔離變壓器的一次側為與電網相連接的三相繞組，二次側為n個三相繞組或3n個單相繞組，3n個單相繞組均分為三組與變壓器一次側三相繞組分別相對應的繞組；

在變壓器的二次側為3n個單相繞組時，功率模塊單元的數目為n個，且每個功率模塊單元由3個單相可控全波整流H橋組成，每個整流H橋的兩輸出端形成輸出，每個整流H橋的兩端均與直流電源的正、負極相連接，每個功率模塊單元的三相輸出分別與變壓器二次側不同組的單相繞組相連接；或者，功率模塊單元的數目為3n個，且每個功率模塊單元由1個單相可控全波整流H橋組成，整流H橋的兩輸出端形成輸出，3n個功率模塊單元均分為分別與變壓器二次側三組單相繞組相連接的三組；

在變壓器的二次側為n個三相繞組時，功率模塊單元的數目為n個，且每個功率模塊單元由3個可控全波整流橋臂形成的具有三相輸出的電路組成；每個可控全波整流橋臂的兩端均與直流電源的正、負極相連接，每個功率模塊單元的三相輸出與變壓器二次側的三相繞組相連接。

隔離變壓器既能將二次側繞組上的電能并入到一次側的電網中，也實現了二次側與一次側的隔離。功率模塊單元的輸入、輸出端分別與直流電源、變壓器的二次繞組相連接，實現對直流電的逆變作用并將并入到電網上。功率模塊單元的輸出形式有多重，可為3單相、1單相或1三相輸出；功率模塊單元不同的輸出形式，決定了其自身內部電路結構的不同、變壓器二次側繞組的形式不同；亦可謂隔離變壓器二次側的繞組形式，決定了不同輸出形式的功率模塊單元與之相對應。在變壓器的二次側為n個三相繞組的情況下，二次側的每個三相繞組均與一次側的三相繞組相配合；在變壓器的二次側為3n個單向繞組的情況下，3n個單相繞組均分為三組與變壓器一次側三相繞組分別相配合的繞組；（1）在n個功率模塊單元均為3個單相輸出、變壓器的二次繞組為3n個單相繞組的情況下，每個功率模塊單元由3個單相可控全波整流H橋組成，以便形成三個單相輸出端；（2）在3n個功率模塊單元均為1個單相輸出、變壓器的二次繞組為3n個單相繞組的情況下，每個功率模塊單元由1個單相可控全波整流H橋組成，形成的3n個單相輸出均分為分別與變壓器二次側三組單相繞組相連接的三組，每組的數量為n個；（3）在n個功率模塊均為1個三相輸出、變壓器的二次繞組為n個三相繞組的情況下，每個功率模塊單元均有3個可控全波整流橋臂構成，以便每個功率模塊單元均形成三相輸出。

本發明的大容量逆變并網裝置，所述每個功率模塊單元中的功率器件均為半控型功率半導體開關器件，半控型功率半導體開關器件為可控單向晶閘管。現有的大容量逆變并網裝置，功率模塊單元中采用的都是全控型器件，其不但價格昂貴，而且一般還必須進口，不易購買；本發明采用單向晶閘管作為半控型功率半導體開關器件，不僅價格低，而且為國產器件，大大降低了制造成本，便于大規模推廣。

本發明的大容量逆變并網裝置，所述功率模塊單元中均設置有由全控型功率半導體器件、二極管功率半導體功率器件組成的保護電路；全控型功率半導體器件的源極、漏極分別與直流電源的正極、整流橋臂的負極相連接，二極管功率半導體功率器件的正極、負極分別與直流電源負極、全控型功率半導體器件的漏極相連接。

當檢測到流入到功率模塊單元中的電流過大時，可通過關斷全控型功率半導體器件來切斷電流，以避免對器件的損壞。在關斷的瞬間，二極管功率半導體功率器件起到續流作用。