[发明专利]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

说明书

本发明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(U_mod)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(U_mod)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(U_mod)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。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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-Pulse Width Modulation)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-Space Vektor Modulation)”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。