[发明专利]单元逆变器系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用多台单元构成太阳电池或风力发电等功率变化的分散电源、并根据发电功率对运转的单元台数进行变更的单元逆变器的控制技术。

背景技术

图6中表示将使用了现有技术的多台逆变器单元并联连接、使变换器容量增大的单元逆变器系统的结构。系统结构如下：将太阳电池等直流电源1作为输入，将逆变器INV1和逆变器INV2并联连接，与系统的交流电源ACP连接，该逆变器INV1的输出与包括交流电抗器L1和电容器C10的交流滤波器、均衡用电抗器BL1、以及接触器CN1连接，该逆变器INV2的输出与包括交流电抗器L2和电容器C20的交流滤波器、均衡用电抗器BL2、以及接触器CN2连接。各逆变器INV1、INV2包括对输出电流进行检测的电流检测器CT1、CT2、以及死区时间调整电路DTR1、DTR2，根据来自共用的控制装置CONT的指令，对各逆变器的输出电流进行控制。

在将这种单元逆变器与系统进行连结的情况下，使用逆变器、交流电抗器、以及滤波用电容器减少逆变器输出的高次谐波电流之后，与系统进行连结。而且，为了降低接触器的成本，在各单元设置接触器的情况下，使用均衡用电抗器BL1、BL2以均衡该接触器的电流。

这种单元逆变器在专利文献1所示的图8中表示的电路结构中，根据图9中表示的原理，对各单元的电流进行平均运算，使用该电流和在连结点的电压进行控制。将控制装置CONT输出的PWM脉冲信号通过各单元的死区时间调整电路DTR1、DTR2提供给逆变器作为栅极信号。另外，平均电流如专利文献1所记载的那样，能将各电流检测器的输出变换成电压，通过图9所示的那样的运算电路来求出。

图7表示死区时间调整电路DTR1、DTR2的结构。死区时间调整电路调整死区时间，使得利用振幅运算电路AC1运算得到的各单元中的相应单元的电流振幅值、与利用运算电路AC2运算得到的单元内平均电流的振幅值一致。利用振幅运算电路AC1、AC2对各单元输出的相应单元的电流和平均电流的振幅值进行运算，利用加法器AD1求出其偏差，并输入到调节器ACR。调节器ACR的输出在输入到使下限值作为0、上限值作为固定值的上下限限幅器LMT后，与用于防止逆变器的上下桥臂(arm)短路的死区时间固定值利用加法器AD2进行加法运算。将该加法运算值用作为输入栅极信号及反转后的栅极信号的接通延迟电路DT1、DT2的延迟时间。

专利文献1：日本专利特开2006-296110号公报

发明内容

在将单元逆变器使用于与太阳光、风力发电这样的功率一直变化的发电源连接的分散电源的情况下，该要变换的功率大多比装置容量小。这种情况下，已知有能够通过不使所有单元动作而根据要变换的功率大小对运转台数进行变更、而提高从发电源到输出交流为止的效率(参照日本专利特开昭61-135365号公报等)。这种情况下，为了防止接触器的寿命下降，而采用维持接通状态、仅使逆变器的栅极信号成为锁住状态的方法。

这里，在将正在动作的单元的部分栅极信号停止的情况下，与该单元连接的均衡用电抗器和滤波用电容器形成谐振电路，产生该谐振电路给系统带来不利影响的问题。即使在假设未使用接触器、未设置均衡用电抗器的情况下，从各单元的连接点到滤波用电容器为止的布线较长时，因其阻抗作为电感起作用，也会产生这种谐振电流。

因此，本发明的目的在于构建一种单元逆变器控制系统，该控制系统在包括多台单元的单元逆变器中，不给系统带来不利影响，根据要变换的功率大小来变更单元的运转台数，从而提高装置的部分负载效率。另外，所谓部分负载效率，是也考虑了低功率时的效率后的效率，对于太阳光发电逆变器，能利用式(1)来求出。

部分负载效率＝0.03*η_5％+0.06*η_10％+0.13*η_20％+0.1*η_30％+0.48*η_50％+0.2*η_100％

……(式1)

η_X％：变换器输出为额定的X％时的效率

为了解决上述问题，在第1发明中，单元逆变器系统包括将直流电源的电压变换成交流电压的多台逆变器、与所述各逆变器的输出连接的包括交流电抗器和电容器的交流滤波器、以及根据要变换的功率大小选择性地对部分单元逆变器进行起动和停止的单元，在与电力系统连结的所述单元逆变器系统中，包括在使要停止的单元逆变器的半导体开关元件的栅极信号关断之前增加死区时间而减少输出电流的装置。