[发明专利]包括用于浪涌电流保护的控制装置的DC/AC转换器

说明书

公开了一种包括用于浪涌电流保护的控制装置的DC/AC转换器。DC/AC转换器包括在不需要附加的外部装置或不需要使DC/AC转换器强制关停的紧急操作模式的情况下在操作期间管理浪涌电流瞬变的新控制装置和方法。本发明具体地但不排他地针对由于电网中的扰动而常常遭受浪涌电流现象的并网DC/AC转换器。

技术领域

本发明涉及DC/AC转换设备及包括这样的DC/AC转换设备的电力转换和发电系统。具体地但不排他地，本发明涉及由光伏系统产生的并且适于直接连接至电力网的电力的DC/AC转换系统。

背景技术

本发明涉及在由于电网中的扰乱而存在突然的不可预知的浪涌电流时并网DC/AC转换器的控制。浪涌电流现象会在DC/AC转换器中产生大的电流峰值，这可能会使DC/AC转换器跳入到过电流保护模式中，从而中断电力传输。因此，浪涌电流现象的恰当处理对于可靠的电力传输是至关重要。浪涌电流的改进处理还可以降低DC/AC转换器的制造成本，这是因为将电流保持在较低的电平使得能够采用具有较低额定电流的半导体部件，因此不太昂贵。

在可再生能源发电系统中，电力常常是DC，如在例如光伏(PV)电场中，或者变频AC，如在例如风电场中。在这样的系统中，需要并网DC/AC转换器以将电力馈送至AC分配电网，因此所述DC/AC转换器的恰当控制对于实现不中断的电力传输是至关重要的。

浪涌电流现象代表威胁，并且对DC/AC转换器的不中断操作形成重大挑战。浪涌电流主要是由电网侧上突然的电压凹陷引起的，这使得DC/AC转换器中的电感电流增大。所述电网侧电压凹陷可能是由于电网故障，或者其可能是由电网装置例如补偿电容器组的开关引起的。这样的电容器组常常用于PV电场中以符合系统操作员的综合能力要求。浪涌电流现象在发展中国家和新兴市场中更常见，其特征在于常常由可再生能源电场来供应较弱的电网网络。

浪涌电流可以在开关装置中产生过电流，过电流将最可能使DC/AC转换器跳闸。因此，控制系统能够将DC/AC转换器的电流保持在最大容忍值以下以保障不中断的电力传输是非常重要的。此外，改进的控制性能可以增强在常常导致DC/AC转换器中的过电流的电网故障期间的性能。如果可以保障电流保持在较低的阙值以下，则可以采用不太昂贵的半导体来实施转换器开关，从而降低DC/AC转换器的整体制造成本。

在现有的系统中，并网DC/AC转换器中的浪涌电流的减小常常利用插入在电网与DC/AC转换器之间的附加装置来实现。例如，美国专利号8804383公开了用于并网DC/AC转换器的启动器及相关的控制方法。所述启动器包括控制器以及并联连接的第一开关和第一电阻器。控制器检测来自DC/AC转换器的DC电压信号，并且当DC电压超过预定的电压阙值时，接通第一开关，从而对限流电阻器进行分流。

本领域中已知的其他系统通过重载DC/AC转换器的主开关的控制并且进入紧急操作模式来管理以控制浪涌电流，该紧急操作模式通过程序使DC/AC转换器强制关停并且在紧急状况结束之后重启，所述程序一般要求DC/AC转换器在相当长的时间完全或部分不活动。

发明内容

因此，本发明的目的是介绍一种用于DC/AC转换器的新控制装置和方法，该DC/AC转换器适于以快速可靠的方式来管理操作期间的浪涌电流，而不需要附加的外部装置或使DC/AC转换器紧急关停的紧急操作模式。本发明具体地但不排他地针对由于电网中的扰动而常常遭受浪涌电流现象的并网DC/AC转换器。

本发明的另一目的是介绍一种包括所述新控制装置和方法的新DC/AC转换器，具体地但不排他地介绍新并网DC/AC转换器。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将在下面参照附图中的图的非限制性实施例的描述中变得明显，所述附图是示意性的并且示出了功能框，所述功能框适于利用根据实践中的不同电路方案的硬件结构或者利用例如编码在固件中并且由合适的数字信号处理器(DSP)执行的软件结构来实施。

详细地：