系统互连逆变器装置及其运转方法制造方法及图纸

提供具备3级逆变器、电压检测器和控制部的系统互连逆变器装置。3级逆变器具有多个开关元件，连接于直流电源及交流的电力系统，将从直流电源供给的直流电力通过各开关元件的通断而从直流电力变换为交流电力，并将交流电力向电力系统供给。电压检测器检测电力系统的交流电压。控制部基于电压检测器的检测结果，进行电力系统的瞬时电压下降的检测，在没有检测到瞬时电压下降的状态下，使用单极调制方式控制各开关元件，在检测到瞬时电压下降的状态下，使用双极调制方式控制各开关元件，从而控制由3级逆变器进行的从直流电力向交流电力的变换。由此，提供抑制开关损耗、稳定动作的系统互连逆变器装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】系统互连逆变器装置及其运转方法
本专利技术涉及系统互连逆变器装置及其运转方法。
技术介绍
有将直流电力变换为交流电力、并将变换后的交流电力向交流电力系统供给的系统互连逆变器装置。在系统互连逆变器装置中，使用3级逆变器，输出3级的电压。3级逆变器具有多个开关元件。3级逆变器的各开关元件的接通/断开例如通过3级PWM调制方式来控制。由此，输出3级的电压。3级逆变器与2级逆变器相比，能够使输出电压波形更接近于正弦波。例如，能够抑制高次谐波成分，实现输出侧的滤波器的小型化。作为3级PWM调制方式，已知例如将正的脉冲状电压或负的脉冲状电压连续地输出的单极调制方式、将正负的脉冲状电压隔着零电压交替地输出的双极调制方式等(例如非专利文献1)。双极调制方式与单极调制方式相比，能够使输出电压的波形更接近于正弦波。另一方面，单极调制方式与双极调制方式相比，在稳定运转中的直流电压高的情况下，能够抑制伴随着各开关元件的接通/断开的开关损耗。近年来，在系统互连逆变器装置中，要求在发生了瞬时电压下降等暂时性交流电力系统的不良状况的情况下也不异常停止而继续动作的FRT(FaultRideThrough(故障穿越))功能。当在具有FRT功能的系统互连逆变器装置中使用单极调制方式，则在发生瞬时电压下降而调制度变低了的情况下，容易发生低次的高次谐波。换言之，在FRT的运转期间中，输出电压波形失真。在使用双极调制方式的情况下，能够抑制FRT的运转期间中的高次谐波的发生，另一方面，稳定运转中的开关损耗增大。因此，在系统互连逆变器装置中，希望抑制开关损耗并且得到更稳定的动作。现有技术文献非专利文献非专利文献1：福田昭治、铃木邦生，“使用载波的多级PWM法的高次谐波特性评价”，电气学会论文志D(产业应用部门志)，119卷6号，平成11年，p.769－775(福田昭治、鈴木邦生、「キャリア波を用いたマルチレベルPWM法の高調波特性評価」、電気学会論文誌D(産業応用部門誌)、119巻6号、平成11年、p.769－775)
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于，提供抑制开关损耗并且稳定动作的系统互连逆变器装置及其运转方法。用来解决课题的手段根据本专利技术的实施方式，提供具备3级逆变器、电压检测器和控制部的系统互连逆变器装置。上述3级逆变器具有多个开关元件，连接于直流电源及交流的电力系统，将从上述直流电源供给的直流电力通过上述多个开关元件的通断而从直流电力变换为交流电力，将上述交流电力向上述电力系统供给。上述电压检测器检测上述电力系统的交流电压。上述控制部基于上述电压检测器的检测结果，进行上述电力系统的瞬时电压下降的检测，在没有检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用单极调制方式控制上述多个开关元件的动作，在检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用双极调制方式控制上述多个开关元件的动作，从而控制由上述3级逆变器进行的从上述直流电力向上述交流电力的变换。专利技术效果根据本专利技术的技术方案，提供抑制开关损耗并且稳定动作的系统互连逆变器装置及其运转方法。附图说明图1是示意地表示实施方式的系统互连逆变器装置的框图。图2的(a)及图2的(b)是示意地表示实施方式的PWM控制器的动作的一例的曲线图。图3是示意地表示实施方式的系统互连逆变器装置的运转方法的一例的流程图。图4是示意地表示实施方式的3级逆变器的一例的框图。图5是示意地表示实施方式的3级逆变器的另一例的框图。具体实施方式以下，参照附图对各实施方式进行说明。另外，附图是示意性或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定与现实相同。此外，即使是表示相同部分的情况，也有根据附图而将各自的尺寸、比率不同地表示的情况。另外，在本申请说明书和各图中，对于针对已给出的图而描述过的要素同样的要素赋予相同的标号，适当省略详细的说明。图1是示意地表示实施方式的系统互连逆变器装置的框图。如图1所示，系统互连逆变器装置10具备主电路部12和控制部14。主电路部12具有3级逆变器20、断路器21、22、滤波电容器24、25、滤波电抗器26、电压检测器31～33和电流检测器36～38。3级逆变器20经由断路器21连接于直流电源2。此外，3级逆变器20经由断路器22连接于交流电力系统4。3级逆变器20将从直流电源2供给的直流电力变换为交流电力，将变换后的交流电力向电力系统4供给。直流电源2例如是太阳能发电机。在此情况下，系统互连逆变器装置10也有被称作功率调节器(powerconditioner)的情况。直流电源2并不限于太阳能发电机，可以是能够将直流电力向系统互连逆变器装置10供给的任意的发电机或电源。电力系统4的交流电力既可以是单相交流电力，也可以是三相交流电力等。3级逆变器20既可以将直流电力变换为单相交流电力，也可以将直流电力变换为三相交流电力。3级逆变器20通过各开关元件40的接通/断开，将从直流电源2供给的直流电力变换为交流电力。3级逆变器20例如基于从直流电源2供给的直流电压VDC，输出0V、1/2VDC、VDC这3级的电压。更详细地讲，输出－VDC、－1/2VDC、0V、1/2VDC、VDC的电压。由此，3级逆变器20将直流电力变换为交流电力。3级逆变器20的电路结构可以是能够输出3级的电压的任意电路结构。各开关元件40例如采用GTO(GateTurn－Offthyristor)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)等自灭弧型的半导体元件。各开关元件40具有一对主端子、和控制端子。控制端子例如是栅极端子。各开关元件40根据控制端子的电压，切换接通状态和断开状态。各开关元件40的控制端子连接于控制部14。控制部14通过切换各开关元件40的接通/断开，控制3级逆变器20的从直流电力向交流电力的变换。断路器21设置在直流电源2与3级逆变器20之间。断路器21切换将3级逆变器20连接到直流电源2的状态和将3级逆变器20从直流电源2切断的状态。断路器22设置在电力系统4与3级逆变器20之间。断路器22切换将3级逆变器20连接到电力系统4的状态和将3级逆变器20从电力系统4切断的状态。各断路器21、22的各状态的切换例如通过控制部14来控制。各断路器21、22例如也可以对应于电流值、电压值等自动地进行各状态的切换。各断路器21、22根据需要而设置，可以省略。滤波电容器24设置在直流电源2与3级逆变器20之间。在该例中，滤波电容器24设置在断路器21与3级逆变器20之间。滤波电容器24抑制例如来自直流电源2的直流电力中包含的噪声。换言之，滤波电容器24使直流电压平滑化。滤波电容器25及滤波电抗器26设置在电力系统4与3级逆变器20之间。在该例中，滤波电容器25及滤波电抗器26设置在断路器22与3级逆变器20之间。滤波电抗器26的一端连接于3级逆变器20的交流输出端子。滤波电容器25及滤波电抗器26抑制从3级逆变器20输出的输出电压VOUT及输出电流IOUT的高次谐波成分，使输出电压波形及输出电流波形更接近于正弦波。在该例中，为了方便而图示了1个滤波电容器25及1个滤波电抗器26。例如，在电力系统4的交流电力是三相交流电力的情况下，滤波电容器25及滤波电抗器26与交流电力的各相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统互连逆变器装置，其特征在于，具备：3级逆变器，具有多个开关元件，连接于直流电源及交流的电力系统，将从上述直流电源供给的直流电力利用上述多个开关元件的通断而从直流电力变换为交流电力，并将上述交流电力向上述电力系统供给；电压检测器，检测上述电力系统的交流电压；以及控制部，基于上述电压检测器的检测结果，进行上述电力系统的瞬时电压下降的检测，在没有检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用单极调制方式控制上述多个开关元件的动作，在检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用双极调制方式控制上述多个开关元件的动作，从而控制由上述3级逆变器进行的从上述直流电力向上述交流电力的变换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统互连逆变器装置，其特征在于，具备：3级逆变器，具有多个开关元件，连接于直流电源及交流的电力系统，将从上述直流电源供给的直流电力利用上述多个开关元件的通断而从直流电力变换为交流电力，并将上述交流电力向上述电力系统供给；电压检测器，检测上述电力系统的交流电压；以及控制部，基于上述电压检测器的检测结果，进行上述电力系统的瞬时电压下降的检测，在没有检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用单极调制方式控制上述多个开关元件的动作，在检测到上述瞬时电压下降的状态下，使用双极调制方式控制上述多个开关元件的动作，从而控制由上述3级逆变器进行的从上述直流电力向上述交流电力的变换。2.如权利要求1所述的系统互连逆变器装置，其特征在于，上述控制部，在上述单极调制方式和上述双极调制方式的各自中，利用直流偏置成分不同的三角波状的2个载波信号、和正弦波状的电压基准，通过上述2个载波信号与上述电压基准的比较而控制上述多个开关元件的动作，使上述2个载波信号的各自的振幅以及直流偏置成分的至少一方在规定时间中变化，从而使得从上述单极调制方式向上述双极调制方式或从上述双极调制方式向上述单极调制方式逐渐变化。3.如权利要求1所述的系统互连逆变器装置，其特征在于，上述控制部，在由上述电压检测器检测出的上述交流电压的残留电压不到第1阈值的情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川干子，木下雅博，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP