[實用新型]用來將電功率儲存到供能網絡中的逆變器，尤其用于光伏系統

有效

• 申請號: 201420199383.5
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN203851018U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: T·姆勒
• 申請（專利權）人: 艾思瑪太陽能技術股份公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 白云;鄭霞

本實用新型涉及一種逆變器，尤其用于光伏系統，用來將電功率儲存到一個供能網絡中，該逆變器具有一個中間電路電容器安排(Zwischenkreis-Kondensatoranordnung)。

在光伏系統(以下簡稱為PV系統)中，逆變器用于將由光伏發電機(PV發電機)產生的直流電轉換為交流電，該交流電可以單相地或多相地儲存在一個公開的或私有的供電網絡中。在本申請的框架中，PV發電機在此應理解為優選多個光伏模塊(PV模塊)的各種安排。

此類的用于PV系統的逆變器在其直流輸入電路中或一個直流電壓中間電路中具有多個(緩沖-)電容器，以便雖然在轉換成交流電時進行了脈沖化的電流提取仍然將由PV發電機輸送的直流電壓平滑化并且由此提高最大的可提取的峰值電流脈沖。在單級逆變器的情況下，其中一個逆變器橋直接用PV發電機的電壓進行加載，此類的電容器安排是與PV發電機并聯地連接的。在多級逆變器的情況下，該逆變器橋連接在一個直流變壓器的上游，該直流變壓器將PV電壓升壓或降壓到一個適合于逆變器橋工作的電壓水平。在此類的系統中，電容器安排通常安排在直流變壓器(也稱為DC(直流)/DC變壓器)與逆變器橋之間，并且出于這個原因還稱為中間電路電容器安排。在本申請的框架中，在下文中，與該電容器安排的位置無關，概括性地將安排有該電容器安排的電路根據一般術語稱為中間電路。對應地，用于在不連續的電路提取時將電壓平滑化的電容器安排被稱為中間電路電容器安排。

中間電路電容器安排一般包括一個或多個并聯和/或串聯連接的電容器。大多數情況下使用電解質電容器，這些電解質電容器相對于其容量而言具有很小的體積和低廉的價格。電解質電容器的缺點是，在低溫下，尤其在低于0攝氏度的溫度下，由于所使用的電解質的物理變化，顯示出在其容量上的大幅度降低(“凍結”)。尤其在露天系統的情況下，逆變器的中間電路電容器安排經常暴露于此類較低的溫度。在白天的儲存工作中，轉換成熱的耗散功率在電解質電容器中導致電解質電容器的加熱，使得在工作中較低的環境溫度并不成為問題。然而，當在工作暫停(例如在夜間)之后重新開始儲存工作時，較低的環境溫度可能是有問題的。當中間電路電容器安排的電解質電容器由于該工作暫停而已經冷卻到一個較低的環境溫度上并且其容量已經對應地減少時，在啟動PV系統和逆變器執行電網儲存工作時這可能導致在逆變器內部的過電流和/或過電壓。原因是，負責控制逆變器橋中的功率半導體的逆變器內部調節裝置沒有被設定到改變后的邊界條件上，這些邊界條件是通過中間電路電容器安排的電容降低而產生的。

為了解決這個問題，已知的是，設置一個額外的用于該中間電路電容器安排的加熱設備，通過該加熱設備，這些電解質電容器在啟動PV系統之前可以被升溫，使得它們具有充分的電容用于使逆變器的調節裝置正確地工作。然而，為該中間電路電容器安排的電解質電容器設置一個分離的加熱器是與額外的耗費和額外的成本相關的。

因此，本實用新型的一個目的是提供一種逆變器，其中即使在沒有額外的加熱裝置的情況下，儲存工作也可以在較低的環境溫度下進行，而沒有出現過電流和/或過電壓的危險。

這個目的是通過一種逆變器、尤其用于光伏系統的、用于將電功率儲存到一個供能網絡中的逆變器來實現的，該逆變器具有一個中間電路電容器安排和多個半導體功率開關，這些半導體功率開光通過一個控制裝置來進行控制，其特征在于，該逆變器具有至少一個溫度傳感器用于確定該中間電路電容器安排的溫度；并且該控制裝置被適配為，在不將電功率儲存到該供能網絡中的情況下，取決于溫度來控制這些半導體功率開關，以便用逆變器的耗散熱量來預加熱該中間電路電容器安排。

一種用于啟動光伏系統的方法，該光伏系統具有一個帶有中間電路電容器安排的根據本實用新型的逆變器并且被適配為用于將電功率儲存到一個供能網絡中，具有以下的步驟：操作該逆變器，同時將其從該供能網絡斷開。然而用該逆變器的耗散熱量預加熱該中間電路電容器安排。一旦該中間電路電容器安排已經達到一個高于預定最小工作溫度的溫度，就將該逆變器與供能網絡相連接并且將電功率儲存到該供能網絡中。預定的最小工作溫度在此給出了如下的溫度：在該溫度以上，逆變器得以正確地工作，尤其是具有正確工作的調節裝置。在此意義上，該溫度也可以被看做是最低溫度。

該逆變器由此用作預加熱該中間電路電容器安排的熱源，其方式為在與該供能網絡沒有處于連接的情況下操作該逆變器。不需要分離的加熱裝置。通過當該中間電路電容器安排已經達到該預定的最小工作溫度以上的溫度時才進行與該供能網絡的連接以及儲存工作，確保了在儲存工作中的對逆變器的正確調節。