[發明專利]包括用于浪涌電流保護的控制裝置的DC/AC轉換器

有效

• 申請號: 201611199760.5
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106961208B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 彼得羅·拉博尼;大衛·馬丁尼;西爾維婭·馬斯泰洛內;斯特凡·阿爾默
• 申請（專利權）人: 馬里奇控股荷蘭私人有限責任公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;韓雪梅

公開了一種包括用于浪涌電流保護的控制裝置的DC/AC轉換器。DC/AC轉換器包括在不需要附加的外部裝置或不需要使DC/AC轉換器強制關停的緊急操作模式的情況下在操作期間管理浪涌電流瞬變的新控制裝置和方法。本發明具體地但不排他地針對由于電網中的擾動而常常遭受浪涌電流現象的并網DC/AC轉換器。

技術領域

本發明涉及DC/AC轉換設備及包括這樣的DC/AC轉換設備的電力轉換和發電系統。具體地但不排他地，本發明涉及由光伏系統產生的并且適于直接連接至電力網的電力的DC/AC轉換系統。

背景技術

本發明涉及在由于電網中的擾亂而存在突然的不可預知的浪涌電流時并網DC/AC轉換器的控制。浪涌電流現象會在DC/AC轉換器中產生大的電流峰值，這可能會使DC/AC轉換器跳入到過電流保護模式中，從而中斷電力傳輸。因此，浪涌電流現象的恰當處理對于可靠的電力傳輸是至關重要。浪涌電流的改進處理還可以降低DC/AC轉換器的制造成本，這是因為將電流保持在較低的電平使得能夠采用具有較低額定電流的半導體部件，因此不太昂貴。

在可再生能源發電系統中，電力常常是DC，如在例如光伏(PV)電場中，或者變頻AC，如在例如風電場中。在這樣的系統中，需要并網DC/AC轉換器以將電力饋送至AC分配電網，因此所述DC/AC轉換器的恰當控制對于實現不中斷的電力傳輸是至關重要的。

浪涌電流現象代表威脅，并且對DC/AC轉換器的不中斷操作形成重大挑戰。浪涌電流主要是由電網側上突然的電壓凹陷引起的，這使得DC/AC轉換器中的電感電流增大。所述電網側電壓凹陷可能是由于電網故障，或者其可能是由電網裝置例如補償電容器組的開關引起的。這樣的電容器組常常用于PV電場中以符合系統操作員的綜合能力要求。浪涌電流現象在發展中國家和新興市場中更常見，其特征在于常常由可再生能源電場來供應較弱的電網網絡。

浪涌電流可以在開關裝置中產生過電流，過電流將最可能使DC/AC轉換器跳閘。因此，控制系統能夠將DC/AC轉換器的電流保持在最大容忍值以下以保障不中斷的電力傳輸是非常重要的。此外，改進的控制性能可以增強在常常導致DC/AC轉換器中的過電流的電網故障期間的性能。如果可以保障電流保持在較低的闕值以下，則可以采用不太昂貴的半導體來實施轉換器開關，從而降低DC/AC轉換器的整體制造成本。

在現有的系統中，并網DC/AC轉換器中的浪涌電流的減小常常利用插入在電網與DC/AC轉換器之間的附加裝置來實現。例如，美國專利號8804383公開了用于并網DC/AC轉換器的啟動器及相關的控制方法。所述啟動器包括控制器以及并聯連接的第一開關和第一電阻器?？刂破鳈z測來自DC/AC轉換器的DC電壓信號，并且當DC電壓超過預定的電壓闕值時，接通第一開關，從而對限流電阻器進行分流。

本領域中已知的其他系統通過重載DC/AC轉換器的主開關的控制并且進入緊急操作模式來管理以控制浪涌電流，該緊急操作模式通過程序使DC/AC轉換器強制關停并且在緊急狀況結束之后重啟，所述程序一般要求DC/AC轉換器在相當長的時間完全或部分不活動。

發明內容

因此，本發明的目的是介紹一種用于DC/AC轉換器的新控制裝置和方法，該DC/AC轉換器適于以快速可靠的方式來管理操作期間的浪涌電流，而不需要附加的外部裝置或使DC/AC轉換器緊急關停的緊急操作模式。本發明具體地但不排他地針對由于電網中的擾動而常常遭受浪涌電流現象的并網DC/AC轉換器。

本發明的另一目的是介紹一種包括所述新控制裝置和方法的新DC/AC轉換器，具體地但不排他地介紹新并網DC/AC轉換器。

附圖說明

本發明的另外的特征和優點將在下面參照附圖中的圖的非限制性實施例的描述中變得明顯，所述附圖是示意性的并且示出了功能框，所述功能框適于利用根據實踐中的不同電路方案的硬件結構或者利用例如編碼在固件中并且由合適的數字信號處理器(DSP)執行的軟件結構來實施。

詳細地：