本发明专利技术涉及一种用于将电流馈送到能量供给网络(5)中的电网耦合逆变器(2)，其具有输出电桥装置(230)以及用于将所述辅助信号与所述能量供给网络(5)相位同步的同步单元(243)，通过脉冲宽度调制器(241)操控所述输出电桥装置，其中，使用周期性辅助信号用于确定所述输出电桥装置(230)的开关时刻，所述周期性辅助信号的频率根据预给定的周期性扫频信号(Umod)变化，其中，所述同步单元(243)设置用于将所述周期性辅助信号的预给定的相位偏置(ΔΦ0)调节为所述能量供给网络(5)的相位。所述逆变器(2)的特征在于，存在另一同步单元(245)，所述另一同步单元设置用于将所述周期性扫频信号(Umod)与所述能量供给网络(5)相位同步。所述同步单元(243)和所述另一同步单元(245)分别包括PLL电路并且，所述周期性扫频信号(Umod)通过用于振动抑制的校正信号产生器(216)和加法器(203)引导到所述同步单元(243)的PLL电路的调节对象上。另外，本发明专利技术涉及一种具有至少两个这种逆变器的装置和一种用于运行这种逆变器装置的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电网耦合逆变器、逆变器装置和用于逆变器装置的运行方法本专利技术涉及一种用于将电流馈送到能量供给网络的电网耦合逆变器，其中，所述逆变器具有输出电桥装置，所述输出电桥装置通过脉冲宽度调制器受操控，其中，为了确定输出电桥装置的开关时刻，使用周期性辅助信号，所述周期性辅助信号的频率根据预给定的周期性扫频信号(Wobbelsignal)变化。所述逆变器还具有用于使辅助信号与能量供给网络的相位同步的同步单元，其中，所述同步单元设置用于将所述周期性辅助信号的预给定的相位偏置调节到能量供给网络的相位。另外，本专利技术涉及具有至少两个这种逆变器的装置以及用于运行这种逆变器装置的方法。在能量供给设备(例如光伏设备和风能设备)中使用电网耦合的逆变器。在电网耦合的逆变器中，在逆变器的输出端输出的电压变化过程或电流变化过程跟随能量供给网络中的相应的变化过程。在能量供给设备中，发电机(例如串联和/或并联电路中的光伏模块)产生直流电压，将所述直流电压(必要时在通过升压转换器的电压变化之后)输送给直流中间回路。来自直流中间回路中的直流由逆变器转换成关于其频率和电压适合于馈送到能量供给网络中的交变电流。在此，所述转换可以以单相或多相、尤其三相交变电流实现。在此，逆变器具有输出电桥电路，所述输出电桥电路(视应该馈送到的能量供给网络的相位的数量而定)具有一个或多个开关桥，所述开关桥通常装配有功率半导体开关。在此，根据确定的调制模式如此操控功率半导体开关，使得与在逆变器与能量供给网络之间布置的滤波器结合产生尽可能正弦型的输出电流。在经常使用的脉冲宽度调制方法(PWM-PulseWidthModulation)中，以如下开关频率接通且关断半导体功率开关：所述开关频率明显比能量供给网络中的交变电压的频率高(例如3至30kHz的开关频率相对于50或60Hz的电网频率)。在此，在电网频率的周期的变化过程中，如此改变开关频率周期内的接通时间与关断时间之间的称为占空比的比例，使得得出输出电流的尽可能正弦型的变化过程。用于确定占空比或开关时刻的已知的构型例如是“正弦-三角-调制方法”、“空间矢量调制方法(SVM-SpaceVektorModulation)”或修改的正弦-三角-调制方法，例如所谓的“具有第三谐波的正弦-三角-调制方法”。在PWM方法中，使用周期性辅助信号或载波信号、例如“正弦-三角-调制方法”中的三角波信号或“SVM方法”中的时钟信号用于确定接通时刻。但是，也在开销更高的调制方法中，典型地，逆变桥的输出端处产生的电压不是纯正弦信号，而是根据调制方法例如表现为半导体功率开关的开关频率中的频率分量。为了实现高的功率，尤其在较大的光伏设备(例如室外设备)的情况下，经常并联地使用两个或多个逆变器。在多个逆变器的并联运行的情况下，可能由于各个逆变器的输出电桥装置内的同步开关时刻导致不期望的回路电流或补偿电流这尤其当周期性辅助信号强烈彼此相移时出现，所述周期性辅助信号被用于确定各个逆变器的输出电桥装置的开关时刻。这导致同步的开关过程，所述同步的开关过程可以导致逆变器之间的短时间电压差，所述短时间电压差又引起高频补偿电流。所述补偿电流尤其当逆变器在输出电压侧不完全彼此分开时可能出现。所述补偿电流对于所涉及的电子组件(例如AC滤波电容器)表现出不期望的附加的电流负载，这可能负面地影响这些结构元件的使用寿命。文献US2008/0265680A1描述了多个逆变器的装置，所述多个逆变器以其输出端直接耦合。通过PWM方法控制逆变器，其中，根据电网电压使在此使用的辅助信号同步。通过所述同步实现，在相同时刻开关耦合的逆变器的功率半导体开关。由文献WO2012/123559A2已知一种方法，所述方法适用于电感地、例如通过变压器耦合的逆变器。在所述方法中设置，根据电网电压使在PWM方法中用于产生半导体功率开关的操控信号的辅助信号同步，其中，设置不同逆变器的辅助信号之间的相位差。文献US2010/0156192A1和文章“VoltageControlinaBattery-OperatedSinusoidalPuls-Width-Modulated(SPWM)PhotovoltaicInverter”，Africon，1999IEEE,卷2，719-724页也描述了一种PWM方法，其中，根据电网电压使用于操控半导体功率开关的辅助信号同步。借助PLL(PhaseLockedLoop：锁相环)电路实现所述同步。在输出侧，在逆变器的情况下，通常设置交变电压滤波器，所述交变电压滤波器形成输出侧的交变电流信号并且尤其负责：输出电流变化过程尽可能是正弦型的。出于所述原因，经常将所述滤波器称为正弦滤波器。可以借助所谓的LCL滤波器实现有效的信号成形，其中，两个电感在相位线路中串联连接并且其中在电感之间的中间分接头与逆变器的输出交变信号的AC电桥的其他相位中的一个、零线或中间分接头之间布置有电容器。这种滤波器特别高效地适用于使电桥电压的开关频率的分量衰减。但是，也是材料开销高的并且因此是成本开销高的。已表明，当在逆变器中不使用辅助信号的固定预给定的频率用于确定输出电桥装置的半导体功率开关的开关时刻而是使用具有变化的频率的周期性辅助信号时，可以减小这种输出电流滤波器的能量供给网络侧的电感的电感值并且必要时完全去除。原因是，在使用具有变化的频率的辅助信号时，如上文所述，由于脉冲调制的桥电压产生的电磁干扰在更宽的频率范围上延伸并且因此电磁场的相应幅度在具体的频率值的情况下明显更小。然后，也可以借助输出电流滤波器中更小的电感满足由能量供给企业为了干扰信号的频谱强度给出的预给定值，其中，尤其可以减小输出侧的电感，但是也可能减小输入侧的电感。必要时甚至可以完全取消能量供给网络侧的电感。为了产生具有可变频率的辅助信号，通常使用所谓的扫频信号，所述扫频信号调制辅助信号的频率。在此，优选使用三角波变化过程作为电压变化过程。一种具有PWM方法的逆变器例如由文献DE19748479C1已知，所述PWM方法可变脉冲频率。在所述方法中，所述脉冲频率取决于产生的交变电流的变化过程，其中，所述脉冲频率在逆变器的过零中比在逆变器的最大幅度的区域中大许多倍。通过所述方法，使所述逆变器的功率半导体的开关损耗最小化并且同时使产生的交变电流的电流变化过程中的谐波最小化。具有不恒定而是可变的频率的辅助信号的其他使用目的在于，即使当产生辅助信号的信号发生器的频率分辨率不足够用于调节所期望的频率时，仍能够调节辅助信号的确定的预给定的并且期望的频率。在所述情况下，可以借助确定的预给定的占空比在周期性辅助信号的两个可调节的频率之间如此来回跃变，使得至少平均地得出所期望的频率。之前所提及的用于辅助频率的扫频信号在所述情况下是矩形波信号。在使用扫频的、即在其频率方面变化的辅助电压信号的两个或多个逆变器的联接的情况下，不能够应用之前描述的用于使具有电网频率的周期性辅助信号同步的方法。因此，不能够借助已知方法实现抑制补偿电流。因此，本专利技术的任务是，提出一种逆变器或多个这种逆变器的装置以及一种用于多个逆变器的装置的运行方法，其中，也在具有变化的频率的扫频的辅助信号的情况下有效地防止联接的逆变器之间的补偿电流。所述任务通过一种逆变器、一种逆变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将电流馈送到能量供给网络(5)中的电网耦合逆变器(2)，其具有：输出电桥装置(230)，所述输出电桥装置通过脉冲宽度调制器(241)操控，其中，为了确定所述输出电桥装置(230)的开关时刻，使用周期性辅助信号，所述周期性辅助信号的频率根据预给定的周期性扫频信号(Umod)改变，以及用于使所述辅助信号与所述能量供给网络(5)相位同步的同步单元(243)，其中，所述同步单元(243)设置用于将所述周期性辅助信号的预给定的相位偏置(ΔΦ0)调节为所述能量供给网络(5)的相位，其特征在于，存在另一同步单元(245)，所述另一同步单元设置用于使所述周期性扫频信号(Umod)与所述能量供给网络(5)相位同步，其中，所述同步单元(243)和所述另一同步单元(245)分别包括PLL电路，其中，所述周期性扫频信号(Umod)通过用于振动抑制的校正信号产生器(216)和加法器(203)引导到所述同步单元(243)的PLL电路的调节对象上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 DE 102014119502.71.一种用于将电流馈送到能量供给网络(5)中的电网耦合逆变器(2)，其具有：输出电桥装置(230)，所述输出电桥装置通过脉冲宽度调制器(241)操控，其中，为了确定所述输出电桥装置(230)的开关时刻，使用周期性辅助信号，所述周期性辅助信号的频率根据预给定的周期性扫频信号(Umod)改变，以及用于使所述辅助信号与所述能量供给网络(5)相位同步的同步单元(243)，其中，所述同步单元(243)设置用于将所述周期性辅助信号的预给定的相位偏置(ΔΦ0)调节为所述能量供给网络(5)的相位，其特征在于，存在另一同步单元(245)，所述另一同步单元设置用于使所述周期性扫频信号(Umod)与所述能量供给网络(5)相位同步，其中，所述同步单元(243)和所述另一同步单元(245)分别包括PLL电路，其中，所述周期性扫频信号(Umod)通过用于振动抑制的校正信号产生器(216)和加法器(203)引导到所述同步单元(243)的PLL电路的调节对象上。2.根据权利要求1所述的电网耦合逆变器，其中，所述脉冲宽度调制器(241)是正弦三角调制器并且所述周期性辅助信号是三角波信号(UΔ)。3.根据权利要求1或2所述的电网耦合逆变器，其中，所述PLL电路分别包括具有转换表和D/A转换器的频率转换器(201，211)，用于将所述周期性辅助信号或所述周期性扫频信号(Umod)转换成更低频率的锁相正弦电压。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电网耦合逆变器，其中，所述周期性扫频信号(Umod)是三角波信号。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电网耦合逆变器，其中，所述周期性扫频信号(Umod)是矩形波信号，通过所述周期性扫频信号将所述周期性辅助信号调节到两个不同的频率(f-，f+)上。6.根据权利要求5所述的电网耦合逆变器，其中，所述两个频率(f-，f+)的区别为如下频率：所述频率相应于用于所述辅助信号的辅助信号发生器(200)的最小可调节的频率差。7....
【专利技术属性】
技术研发人员：P·I·科雷亚瓦斯克斯，F·贝特克，
申请(专利权)人：艾思玛太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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