[发明专利]用于对逆变器装置的输出端的滤波电容器进行放电的方法和逆变器装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年5月18日提交的名称为“Verfahren zum Entladen eineram Ausgang einer Wechselrichter-einrichtung und Wechselrichtereinrichtung”的共同待决的欧洲专利申请No.09160516.2的优先权。

技术领域

本发明涉及对设置在用于将电功率从发电单元馈入电网(grid)的逆变器的输出端的电容进行放电的方法，并涉及用于将电功率从发电单元馈入电网的逆变器，该逆变器具有连接至其至少一个输出端子的至少一个电容器。特别是，分别地，设置于逆变器的输出端的电容是EMC滤波电容，并且逆变器具有至少一个EMC滤波电容器。

背景技术

用于将电功率从发电单元馈入AC电网的任何逆变器，特别是设计为三相逆变器的那些逆变器，应当包括在输出端的用于干扰抑制的EMC滤波器，并且该EMC滤波器遵守关于电磁兼容性(EMC)的所有指令(directive)。EMC滤波器的设计典型地基于提供EMC滤波电容的X和Y电容器的组合，滤波电容分别连接于逆变器的单独的输出端子之间以及输出端子与地之间。因为必须给每个单独的相提供X电容器，所以三相逆变器中的总的X电容是单相逆变器中的三倍大。指令也要求，在逆变器与从AC电网分离(detach)的任何时候，存储在EMC滤波器电容中的电荷必须在指定时段内下降至对人不安全的水平以下。为了满足此要求，逆变器的输出端的X电容器通常与放电电阻器并联连接，放电电阻器用于在逆变器从AC电网分离的任何时候在必要时间中对X和Y电容器进行放电。存储在EMC滤波电容中的电能于是转换为热。当逆变器运行时，只要电压施加于X电容器，也发生到热的此转换。因此，甚至在逆变器不将电能馈入AC电网时，也将导致功率损耗。此外，归因于为了在必要时间(requisite time)内对所有EMC滤波电容器进行充分放电而需要流过放电电阻器的电流量，此功率损耗随逆变器的输出端的EMC滤波电容的和增大。

对于将电能从不是永久可用的发电单元(例如光伏系统)供应至AC电网的逆变器，已知逆变器的控制和/或通信系统的至少一部分从AC电网而不是发电单元供应电功率。从AC电网供应电功率也可以视为对从发电单元供应电功率的替代。为了从AC电网供应电功率，一个已知的逆变器包括电源单元，通过AC电网将施加于逆变器的输出端的电压供应至电源单元。此电压也存在于在逆变器的输出端的EMC滤波电容处，放电电阻器与该EMC滤波电容并联连接。

国际专利申请公开WO2009/014552A1公开了功率系统，其将具有DC输出的电源与来自AC电网的AC供应组合，以提供AC给消费者负载并提供DC给各DC辅助负载。DC电源的DC输出以稳态连接至转换器/双向逆变器的DC输入端，以在那里将其转换为连接至消费者负载和任何AC辅助负载的AC。在DC电源启动期间，断开的隔离开关将DC电源从双向逆变器断开。启动电源选择性地连接于AC功率电网与双向逆变器和/或DC控制器之间，以在逆变器DC输入端提供整流DC功率的供应和将其提供给某些DC辅助负载。在启动和稳态状态期间，DC功率从逆变器DC输入端基本连续地供应至辅助负载。此功率系统也包括双向逆变器的输出端与电网连接开关之间的正弦或LCL滤波器。

仍然存在对对EMC滤波电容进行放电的方法和对具有至少一个EMC滤波电容器的逆变器的需求，其中，即使以足够快的速率对EMC滤波电容进行放电，也防止了放电电阻器将电功率连续地转换为热。

发明内容

在一方面，本发明提供了一种对设置在逆变器的输出端的电容进行放电的方法，所述逆变器用于将电功率从发电单元经由具有发电单元侧和电网侧的电网连接开关和所述电网连接开关的所述电网侧上的AC电网端子馈入电网，所述电容连接至至少一个所述AC电网端子。此方法包括以下步骤：独立于所述电容两端施加的任何电压的极性对所述任何电压进行整流，以提供固定极性的整流电压；以及利用所述整流电压对所述逆变器的电源单元的DC电压链路进行充电。