电力转换装置和用于控制该电力转换装置的方法制造方法及图纸

提供的是一种电力转换装置，所述电力转换装置包括：开关，所述开关被设置在连接到AC系统的电路径中；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与蓄电池之间；以及控制单元，所述控制单元用于控制所述两个转换器。所述控制单元将基于所述AC电压的AC电压目标值的绝对值与基于所述蓄电池电压的DC电压目标值相比较，在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现。当开始所述蓄电池的充电/放电时，所述控制单元使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。

A power conversion device and a method for controlling the power conversion device

Provided is a power conversion device, the device includes power conversion switch, the switch is arranged in a circuit connected to the AC system size; AC/DC converter, the AC/DC converter is arranged between the switch and the DC bus; DC/DC converter, the DC/DC converter is arranged between the DC bus and battery; and a control unit, wherein the control unit for controlling the converter two. \u6240\u8ff0\u63a7\u5236\u5355\u5143\u5c06\u57fa\u4e8e\u6240\u8ff0AC\u7535\u538b\u7684AC\u7535\u538b\u76ee\u6807\u503c\u7684\u7edd\u5bf9\u503c\u4e0e\u57fa\u4e8e\u6240\u8ff0\u84c4\u7535\u6c60\u7535\u538b\u7684DC\u7535\u538b\u76ee\u6807\u503c\u76f8\u6bd4\u8f83\uff0c\u5728\u6240\u8ff0\u503c\u7684\u5927\u5c0f\u5173\u7cfb\u7684\u57fa\u7840\u4e0a\u6267\u884c\u63a7\u5236\u65b9\u6cd5\uff0c\u4f7f\u5f97\u901a\u8fc7\u4e3b\u8981\u4f7f\u7528\u6240\u8ff0AC/DC\u8f6c\u6362\u5668\u548c\u6240\u8ff0DC/DC\u8f6c\u6362\u5668\u4e2d\u7684\u4e00\u4e2a\u7684\u5f00\u5173\u64cd\u4f5c\u6765\u6267\u884c\u5347\u538b\u64cd\u4f5c\u7684\u65f6\u6bb5\u4ee5\u53ca\u901a\u8fc7\u4e3b\u8981\u4f7f\u7528\u6240\u8ff0\u8f6c\u6362\u5668\u4e2d\u7684\u53e6\u4e00\u4e2a\u7684\u5f00\u5173\u64cd\u4f5c\u6765\u6267\u884c\u964d\u538b\u64cd\u4f5c\u7684\u65f6\u6bb5\u4ea4\u66ff\u5730\u51fa\u73b0\u3002 When starting the charging / discharging of the battery, the control unit closes the switch at the zero crossing time of the AC voltage, and then makes the charging / discharging start from the switch operation that performs the buck operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置和用于控制该电力转换装置的方法
本专利技术涉及电力转换装置和用于控制该电力转换装置的方法。本申请要求于2015年6月22日提交的日本专利申请No.2015-124600的优先权，其整个内容通过引用并入在本文中。
技术介绍
常常在诸如UPS(UninterruptiblePowerSupply，不间断电源)的备用电源装置中使用从蓄电池向AC负载提供电力的电力转换装置(例如，参考专利文献1(图1))。这样的电力转换装置包括用于使蓄电池的电压升压的DC/DC转换器以及用于执行从DC到AC的转换的逆变器。在这种情况下，DC/DC转换器通过高频开关使蓄电池的电压升压到高于或者等于所需AC峰值的恒定电平，并且将经升压的电压输出到DC母线。逆变器通过高频开关对恒定电压进行调制以具有AC波形。因此，DC/DC转换器和逆变器各自始终进行高频开关。通常，电力转换装置具有双向性质，并且能够将从诸如商用电源的AC电源输出的AC电压转换为适合于充电的DC电压，并且对蓄电池充电。在这种情况下，逆变器作为AC/DC转换器，并且对AC波形进行全波整流。经全波整流的波形由电容器平滑化。此外，DC/DC转换器行使降压功能。AC/DC转换器可通过使用与开关元件反向并联的二极管来执行全波整流。在这种情况下，形成AC/DC转换器的四个开关元件保持断开。在电力转换装置中，当对蓄电池放电时，DC/DC转换器和逆变器各自始终执行高频开关。由于高频开关，发生所对应的开关损耗，并且开关损耗导致转换效率劣化。为了减小这种开关损耗以提高转换效率，例如，可采用使DC/DC转换器和逆变器在AC的一个周期内交替地执行开关操作的控制方法(例如，参考专利文献2)。在这种情况下，总体上可减少电力转换装置中的开关次数。可在相反方向上类似地执行如上所述的用于使DC/DC转换器和逆变器在AC的一个周期内交替地执行开关操作的控制方法。引用列表[专利文献]专利文献1：日本特开专利公开No.2003-348768专利文献2：日本特开专利公开No.2014-241714
技术实现思路
本专利技术的一个方面是被设置在AC系统与蓄电池之间的电力转换装置，所述电力转换装置包括：开关，所述开关被设置在连接到所述AC系统的电路径中；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述AC系统的AC电压；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；电容器，所述电容器连接到所述DC母线；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与所述蓄电池之间；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述蓄电池的两端之间的电压作为蓄电池电压；以及控制单元。所述控制单元被配置成：将基于所述AC电压的AC电压目标值的绝对值与基于所述蓄电池电压的DC电压目标值相比较；在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现；以及当开始所述蓄电池的充电/放电时，使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。本专利技术的另一方面是用于控制电力转换装置的方法，所述电力转换装置被设置在AC系统与蓄电池之间，并且包括：开关，所述开关被设置在连接到所述AC系统的电路径中；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；电容器，所述电容器连接到所述DC母线；以及DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与所述蓄电池之间。此方法包括：将基于所述AC系统的所述AC电压的AC电压目标值的绝对值与基于所述蓄电池电压的DC电压目标值相比较；在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现。在此方法中，当开始所述蓄电池的充电/放电时，所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。附图说明图1是示出包括根据本专利技术的一个实施例的电力转换装置的充电/放电系统的示例的单线连接图。图2是示出电力转换装置的具体电路图的示例的图。图3是概念性地示出在电力转换装置正对蓄电池充电的情况下的操作的电压波形图。图4是概念性地示出从由电力转换装置充电开始起的操作的电压波形图。图5是示出以固定梯度增加电流的有效值的方法的图。图6是示出在AC电压的过零定时处更新用于在充电时达到AC电流目标值的电流命令值的方式的图。图7是概念性地示出在电力转换装置对蓄电池放电的情况下的操作的电压波形图。具体实施方式[要由公开解决的问题]在使用了如上所述的能够减少开关次数的控制方法的情况下，例如，当在AC电压的过零定时处开始充电时，开关操作从如下状态开始：DC母线上的电压高于AC电压的绝对值并且电流的方向性尚未被确定。因此，电流可以从DC母线向AC侧倒流。电流的这种回流不会导致特别问题，因为它发生在非常短的时间内。然而，为了进一步改进充电效率，期望抑制电流的回流。鉴于以上问题，本公开的一个目标是为了在两个转换器交替地执行开关操作的电力转换装置中抑制在充电/放电开始时的电流的回流。[本公开的效果]根据本公开，能够抑制在充电/放电开始时的电流的回流。[实施例的概要]本专利技术的实施例的概要至少包括以下内容。(1)电力转换装置被设置在AC系统与蓄电池之间，并且包括：开关，所述开关被设置在连接到所述AC系统的电路径中；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述AC系统的AC电压；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；电容器，所述电容器连接到所述DC母线；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与所述蓄电池之间；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述蓄电池的两端之间的电压作为蓄电池电压；以及控制单元。所述控制单元被配置成，当基于所述AC电压的AC电压目标值的绝对值小于基于所述蓄电池电压的DC电压目标值时：将基于所述AC电压的所述AC电压目标值的所述绝对值与基于所述蓄电池电压的所述DC电压目标值相比较；在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现；以及当开始所述蓄电池的充电/放电时，使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。在被配置成执行上述的控制方法的电力转换装置中，其中AC/DC转换器和DC/DC转换器主要取决于开始充电/放电的定时而执行开关操作。如果两个转换器中的一个从用于升压操作的开关操作起开始充电/放电，则因为要充电/放电的目标的电压高于转换器的电压，所以电流可以在与充电/放电方向相反的方向上流动。然而，当充电/放电从用于“降压操作”的开关操作开始时，因为充电/放电从要充电/放电的目标的电压低于转换器的电压的状态开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设置在AC系统与蓄电池之间的电力转换装置，所述电力转换装置包括：开关，所述开关被设置在连接到所述AC系统的电路径中；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述AC系统的AC电压；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；电容器，所述电容器连接到所述DC母线；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与所述蓄电池之间；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述蓄电池的两端之间的电压作为蓄电池电压；以及控制单元，所述控制单元被配置成将基于所述AC电压的AC电压目标值的绝对值与基于所述蓄电池电压的DC电压目标值相比较，在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现，以及当开始所述蓄电池的充电/放电时，使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 JP 2015-1246001.一种设置在AC系统与蓄电池之间的电力转换装置，所述电力转换装置包括：开关，所述开关被设置在连接到所述AC系统的电路径中；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述AC系统的AC电压；AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被设置在所述开关与DC母线之间；电容器，所述电容器连接到所述DC母线；DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被设置在所述DC母线与所述蓄电池之间；电压传感器，所述电压传感器被配置成检测所述蓄电池的两端之间的电压作为蓄电池电压；以及控制单元，所述控制单元被配置成将基于所述AC电压的AC电压目标值的绝对值与基于所述蓄电池电压的DC电压目标值相比较，在所述值的大小关系的基础上执行控制方法，使得通过主要使用所述AC/DC转换器和所述DC/DC转换器中的一个的开关操作来执行升压操作的时段以及通过主要使用所述转换器中的另一个的开关操作来执行降压操作的时段交替地出现，以及当开始所述蓄电池的充电/放电时，使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电/放电从通过其执行所述降压操作的开关操作开始。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中在对所述蓄电池充电的情况下，当所述AC电压目标值的所述绝对值小于所述DC电压目标值时，所述控制单元使所述升压操作通过主要使用所述AC/DC转换器的开关操作来执行，当所述AC电压目标值的所述绝对值大于所述DC电压目标值时，所述控制单元使所述降压操作通过主要使用所述DC/DC转换器的开关操作来执行，以及当开始所述蓄电池的充电时，所述控制单元使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使充电在所述AC电压目标值的所述绝对值大于所述DC电压目标值的时段内开始。3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中在对所述蓄电池放电的情况下，当所述AC电压目标值的所述绝对值大于所述DC电压目标值时，所述控制单元使所述升压操作通过主要使用所述DC/DC转换器的开关操作来执行，当所述AC电压目标值的所述绝对值小于所述DC电压目标值时，所述控制单元使所述降压操作通过主要使用所述AC/DC转换器的开关操作来执行，以及当开始所述蓄电池的放电时，所述控制单元使所述开关在所述AC电压的过零定时处闭合，并且此后，使放电在所述AC电压目标值的所述绝对值小于所述DC电压目标值的时段内开始。4.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中在对所述蓄电池放电的情况下，当所述AC电压目标值的所述绝对值大于所述DC电压目标值时，所述控制单元使所述升压操作通过主要使用所述DC/DC转换器的开关操作来执行，当所述AC电压目标值的所述绝对值小于所述DC电...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋田哲男，绫井直树，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP