[發(fā)明專利]電力變換裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011193095.5
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN113394998A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 河野佑介;森島洋一
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝;東芝基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

根據(jù)實(shí)施方式的裝置包括控制電路以控制逆變器和開關(guān)的動作。控制電路根據(jù)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓和頻率的值判斷電力系統(tǒng)是否處于停電，并且計(jì)算出逆變器的輸出電壓的相位與系統(tǒng)電壓的相位之間的相位差，并使用相位差生成用于改變逆變器的輸出電壓的頻率的輸出頻率模式。當(dāng)判斷出電力系統(tǒng)已從停電中恢復(fù)時(shí)，控制電路控制逆變器以根據(jù)輸出頻率模式改變逆變器的輸出電壓的頻率，并在相位差小于或等于閾值之后接通開關(guān)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及一種電力變換裝置。

背景技術(shù)

廣泛使用這樣一種電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)，它將可以從諸如太陽能電池或二次電池之類的電源輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，以將來自電源的電力輸出提供給電力負(fù)載或?qū)㈦娏Τ鍪劢o電力系統(tǒng)。

當(dāng)電力系統(tǒng)中的電源出現(xiàn)故障時(shí)，用于分布式電源的PCS可以通過執(zhí)行獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)為電力負(fù)載供電。當(dāng)電力系統(tǒng)中的電源恢復(fù)時(shí)，獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)下的PCS從獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)切換到并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)；但是，當(dāng)逆變器的輸出電壓與系統(tǒng)電壓之間存在相位差時(shí)，PCS可能會因過壓或過流而停止工作。因此，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電源恢復(fù)時(shí)，PCS會暫時(shí)停止其獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，然后在使用中切換到與電力系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

然而，當(dāng)PCS暫時(shí)停止時(shí)，將停止向電力負(fù)載供電，并可能導(dǎo)致瞬時(shí)停電狀態(tài)；因此，期望在電力系統(tǒng)的電力恢復(fù)時(shí)，將PCS無中斷地從獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)切換到并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將電力連續(xù)地供應(yīng)到電力負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容

當(dāng)PCS從獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)切換到并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果逆變器的輸出電壓的相位與系統(tǒng)電壓的相位快速同步，則可能會對電力負(fù)載產(chǎn)生不利影響；然而，如果緩和地實(shí)現(xiàn)同步，則浪費(fèi)了存儲在電源的蓄電裝置中的能量。因而，需要在電力負(fù)載的耐受范圍內(nèi)改變逆變器的頻率，并使逆變器的輸出電壓的相位與系統(tǒng)電壓的相位快速同步。

考慮到上述情況而提出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且旨在提供一種能夠與電力系統(tǒng)平穩(wěn)協(xié)作并且能連續(xù)向電力負(fù)載供電的電力變換裝置。

根據(jù)實(shí)施方式的電力變換裝置包括電源；逆變器，將由所述電源提供的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力并且將電力系統(tǒng)提供的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力；開關(guān)，對在所述逆變器的交流端與所述電力系統(tǒng)的輸入端之間延伸的交流線的電連接狀態(tài)進(jìn)行切換；第一電壓檢測器，檢測所述逆變器的輸出電壓；第二電壓檢測器，檢測所述電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓；以及控制電路，控制所述逆變器和所述開關(guān)的動作。其中，所述控制電路，根據(jù)所述電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓和頻率的值判斷所述電力系統(tǒng)是否處于停電，當(dāng)電力系統(tǒng)已從停電中恢復(fù)時(shí)，計(jì)算所述逆變器的輸出電壓的相位與所述系統(tǒng)電壓的相位之間的相位差，并使用所述相位差生成用于改變所述逆變器的輸出電壓的頻率的輸出頻率模式，并且當(dāng)判斷出所述電力系統(tǒng)已從停電中恢復(fù)時(shí)，控制所述逆變器以根據(jù)所述輸出頻率模式改變所述逆變器的輸出電壓的頻率，并在所述相位差小于或等于閾值之后接通所述開關(guān)。

實(shí)施方式能夠提供一種能與電力系統(tǒng)平穩(wěn)協(xié)作并且能連續(xù)向電力負(fù)載供電的電力變換裝置。

附圖說明

圖1是示出第一實(shí)施方式的電力變換裝置的配置示例的示意圖。

圖2是示出在第一實(shí)施方式的電力變換裝置中的輸出頻率模式運(yùn)算部中計(jì)算出的輸出頻率模式的示例的示意圖。

圖3是示出第一實(shí)施方式的電力變換裝置的動作的示例的流程圖。

圖4是示出第一實(shí)施方式的電力變換裝置的動作的模擬結(jié)果的示例的圖。

圖5A是示出第二實(shí)施方式的電力變換裝置的動作的示例的流程圖。

圖5B是示出第二實(shí)施方式的電力變換裝置的動作的示例的流程圖。

圖6是示出第二實(shí)施方式的電力變換裝置的動作的模擬結(jié)果的示例的圖。

圖7是示出比較例的電力變換裝置的模擬結(jié)果的示例的圖。

具體實(shí)施方式