《CN2011100931870C 并网逆变器 1-14》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CN2011100931870C 并网逆变器 1-14（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 102214929 B(45)授权公告日 2014.11.05CN102214929B(21)申请号 201110093187.0(22)申请日 2011.04.082010-091120 2010.04.12 JPH02J 3/38(2006.01)(73)专利权人富士电机株式会社地址日本神奈川县(72)发明人藤井干介 山田岁也 加藤正树(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司 31100代理人张鑫US 2001/0048605 A,2001.01.20,全文.JP 特开2004-187362 A,2004.07.02,全文.JP 特开2006-60984 A
2、,2006.03.02,全文.CN 200994112 Y,2007.12.19,全文.JP 特开2008-35655 A,2008.02.14,全文.(54) 发明名称并网逆变器(57) 摘要本发明涉及一种并网逆变器。基于直流输入电压和商业电力系统电压来确定用于判定接触器(7)中有无异常的电压的阈值。确定阈值，使得当直流电压转换电路(4)的运行停止时，在直流电压转换电路(4)的输出电压值大于或等于阈值的情况下，判定接触器(7)为异常。在基于直流电压转换电路(4)的输出电压来判定接触器(7)为异常的情况下，无需附加设置专用检测器。此外，当接触器(7)为异常时，直流电压转换电路(4)的输出侧的电
3、压变成将商业电力系统电压进行全波整流后所得到的电压，因此不会受到噪声的影响。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(56)对比文件审查员 韩静静权利要求书1页 说明书8页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利权利要求书1页 说明书8页 附图4页(10)授权公告号 CN 102214929 BCN 102214929 B 1/1页21.一种并网逆变器，其特征在于，包括：第一电功率转换电路，所述第一电功率转换电路将第一直流电压转换成第二直流电压以输出所述第二直流电压；第二电功率转换电路，所述第二电功率转换电路将所述第一电功率转换电路所输出的第二直流电压转换成交流电压以输出
4、所述交流电压；接触器，所述接触器将所述第二电功率转换电路的输出侧和商业电力系统进行连接；及控制电路，所述控制电路对所述第一和第二电功率转换电路进行控制并对所述接触器的开关进行控制，所述控制电路具有开关异常判定装置，当所述控制电路将所述接触器控制成处于打开状态时，在检测到所述第二直流电压值大于或等于特定的阈值时，所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常。2.如权利要求1所述的并网逆变器，其特征在于，设置有钳位装置，当所述控制电路使所述第一和第二电功率转换电路停止时，所述钳位装置将所述第二直流电压钳位至所述第一直流电压，所述阈值是不小于所述第一直流电压值、且不大于通过对所述商业电力系统的电压进行
5、整流而得到的电压值的值。3.如权利要求1或2所述的并网逆变器，其特征在于，所述阈值是基于所述第一直流电压值和所述商业电力系统的电压值中的至少一个值的值。4.如权利要求1所述的并网逆变器，其特征在于，还包括：电容器，所述电容器与所述第一电功率转换电路的输出侧连接；及电容器放电装置，当所述第一和第二电功率转换电路停止时，所述电容器放电装置使存储在所述电容器中的电荷进行放电，所述阈值是不小于0V、且不大于通过对所述商业电力系统的电压进行整流而得到的电压的电压值。5.如权利要求4所述的并网逆变器，其特征在于，所述阈值是基于所述商业电力系统的电压值的值。6.如权利要求1、2、4、5中的任一项所述的并网逆
6、变器，其特征在于，当所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常时，所述控制电路使所述第一和第二电功率转换电路停止。7.如权利要求1、2、4、5中的任一项所述的并网逆变器，其特征在于，在所述接触器和所述商业电力系统之间设置有断路器，当所述开关异常判定装置判定所述接触器中有异常时，所述控制电路使所述断路器打开。权 利 要 求 书CN 102214929 B 1/8页3并网逆变器发明领域0001 本发明涉及一种并网逆变器，其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流电功率，并与商业电力系统互连。背景技术0002 以往，提供有一种并网逆变器，其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流
7、电功率，并与商业电力系统互连以向负载供电。0003 下面，参照图6和图7，将说明包括现有互连单元的并网系统。图6是示出太阳能电池发电系统的框图，该太阳能电池发电系统作为包括JP-A-2008-35655中所披露的对电容器电流进行检测的现有互连单元在内的并网系统的第一示例。该发电系统由所产生的功率根据日照量而变化的太阳能电池1、以及将太阳能电池1所产生的直流电功率转换成交流电功率的并网逆变器2构成，该发电系统与商业电力系统3互连。通过将并网系统的运行切换成并网逆变器2与商业电力系统3的互连运行或者只是并网逆变器2的单独运行，并网系统向连接在并网逆变器2和商业电力系统3之间的负载(未图示)提供交流
8、电功率。0004 并网逆变器2由以下元件构成：使太阳能电池1输出的直流电功率升高的升压斩波器4、将升压斩波器4的输出电压转换成交流电压的逆变器电路5、将逆变器电路5的输出电压进行平滑以使输出电压具有正弦波形的滤波器电路6、连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间的接触器7、以及向各个开关器件51至54提供接通和断开信号的控制电路8。在升压斩波器4中，在100V至300V的量级范围内进行变化的太阳能电池1的输出电压被升高至350V的量级。通过将该升高的直流电压取作输入电压，在逆变器电路5中进行PWM控制以将直流电压转换成交流电压。滤波器电路6除去逆变器电路5的输出中所包括的具有PWM载波频率的脉动
9、分量，由此将所输入的交流电压转换成200V量级(例如202V20V)的正弦交流电压以进行输出。0005 控制电路8对运行指令的输入进行检测，且当太阳能电池1的发电电压值大于或等于特定值时使并网逆变器2运行。当没有输入运行指令时，或者当电压检测器(未图示)所检测到的太阳能电池1的发电电压值小于特定值时，控制电路8使并网逆变器2的运行停止。0006 升压斩波器4由电感器41、诸如IGBT的开关器件42、二极管43、以及电容器44构成。具体来讲，电感器41的一端与太阳能电池1的正极侧连接，其另一端与开关器件42的集电极和二极管43的阳极侧连接。此外，太阳能电池1的负极侧与开关器件42的发射极侧连接，
10、二极管43的阴极侧通过电容器44与开关器件42的发射极侧连接。升压斩波器4的输出电压由电压检测器(未图示)检测，其检测信号被输入到控制电路8。在控制电路8中，对所输入的检测信号进行处理以确定脉冲信号的占空比以便输出。通过将具有所确定占空比的脉冲信号提供给开关器件42的栅极，升压斩波器4的输出电压被控制至特定电压。0007 逆变器电路5形成为具有排列成全桥连接的诸如IGBT的开关器件51至54。根据说 明 书CN 102214929 B 2/8页4由控制电路8进行的PWM控制使各个开关器件51至54进行开关，以将从升压斩波器4输出的直流电功率转换成交流电功率。滤波器电路6由电感器61、62和电容
11、器63构成。具体来讲，电感器61的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件51、52的连接点连接，电感器62的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件53、54的连接点连接。此外，电容器63连接在电感器61、62的另一端之间。利用这种结构，除去具有PWM载波频率的脉动分量，以将逆变器电路5的输出电压平滑成具有正弦波形，并输出到商业电力系统3。0008 接触器7连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间，以通过从控制电路8输出的控制信号执行并网逆变器2和商业电力系统3之间的互连或断开。0009 电流检测器9在逆变器电路5工作时检测通过滤波器电路6进行平滑后的输出电流。所检测到的输出电流的检测信号被发送到
12、控制电路8，并被用于进行控制以使输出电流变得与电压检测器10所检测到的商业电力系统3的电压同相。此外，电流检测器9还被用于检测因逆变器电路5中的开关器件51至54的任一个的故障而引起的过电流的流动。当检测到过电流时，控制电路8判定并网逆变器2处于异常状态，从而进行诸如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作，以使并网逆变器2的运行停止。0010 电压检测器10检测商业电力系统3的电压。所检测到的电压的检测信号被发送到控制电路8，该控制电路8判定关于商业电力系统3的电压和频率各自是否处于运行规范所要求的适当范围内。当所检测到的电压在适当范围以外时，控制电路8进行诸
13、如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作，以使并网逆变器2的运行停止。0011 在随着逆变器电路5停止将断开信号发送到接触器7的情况下，当根据电压检测器10所检测到的电压和电流检测器9所检测到的电流判定在滤波器电路6中流过无功电流时，控制电路8判定接触器7处于异常状态。同样在随着逆变器电路5停止将互连信号发送到接触器7的情况下，当判定滤波器电路6中未流过无功电流时，控制电路8也判定接触器7处于异常状态。0012 图7是示出太阳能电池发电系统的框图，该太阳能电池发电系统作为包括JP-A-2004-187362中所披露的对逆变器电流进行检测的现有并网逆变器在内的并
14、网系统的第二示例。0013 控制电路8使直流电压转换电路4和逆变器电路5的运行停止。并且，通过在刚要开始互连运行之前将接触器7打开，控制器8获取电压检测器13的检测结果，以将电压检测器13所检测到的端子电压值与特定的阈值作比较。当尽管没有使接触器7闭合的输入信号但电压检测器13所检测到的端电压值仍然比特定的阈值高时，控制电路8判定在接触器7中发生了诸如触点粘合的异常。判定在接触器7中发生了异常的控制电路8使直流电压转换电路4和逆变器电路5进入停止状态，以中断互连运行。0014 专利文献1JP-A-2008-356550015 专利文献1JP-A-2004-1873620016 然而，在根据上述
15、的JP-A-2008-35655的现有并网逆变器2中，会因诸如开关器件51至54的任一个的故障而产生过电流(例如，大于或等于45A的电流)。这就要求将电流检测器9选择为能够检测超过过电流值(例如，50A至60A)的电流值的电流检测器。而当说 明 书CN 102214929 B 3/8页5逆变器电路5停止且接触器7闭合时，在滤波器电路6中流动的无功电流的值例如为1.13A的量级，其是例如电流检测器9可检测到的电流的值的2量级上的极小值。因此，当根据在滤波器电路6中的电容器63中流动的微小电流来判定接触器7中有无异常时，难以精确地设定用于判定有无异常的阈值。这可能会导致尽管接触器7是正常的但控制电
16、路8却作出接触器7为异常的误判定。0017 此外，在根据JP-A-2004-187362的现有并网逆变器2中，为了判定接触器7中有无异常，用来检测滤波器电路6的输出电压的电压检测器13是必需的。这将导致并网逆变器2的成本和尺寸增加的问题。发明内容0018 本发明是为了解决现有并网逆变器中所存在的问题而作出的，其目的在于，实现一种小型、低成本、且能可靠地检测出接触器中的异常的并网逆变器。0019 为了达到上述目的，根据本发明的第一问题解决手段是一种并网逆变器，其特征在于，包括：第一电功率转换电路，该第一电功率转换电路将第一直流电压转换成第二直流电压并输出该第二直流电压；第二电功率转换电路，该第二电功率转换电路将所述第一电功率转换电路所输出的第二直流电压转换成交流电压并输出该交流电压；接触器，该接触器将所述第二电功率转换电路的输出侧和商业电力系统连接；以及控制电路，该控制电路对第
