[发明专利]用于运行逆变器系统的方法和根据该方法工作的逆变器系统

说明书

一种用于运行逆变器系统的方法和根据该方法工作的逆变器系统。本发明涉及一种用于运行逆变器系统(12)的方法和相对应的逆变器系统(12)，其包括逆变器(10)、电网滤波器(20)和从电网滤波器(20)到逆变器(10)的反馈支路(30)，其中，借助数据单元(22)确定值，其中，借助求值单元(24)测定所检测的测量值的数值谱，其中，借助评估单元(26)将数值谱与预设的或可预设的极限值谱比较，并且其中，借助于在反馈支路(30)中在数据单元(22)、求值单元(24)和评估单元(26)之后的适配单元(28)根据比较的结果能够适配逆变器(10)的开关频率并且在运行中进行适配。

技术领域

本发明涉及一种用于运行逆变器系统的方法和一种根据该方法工作的逆变器系统。在此，电网逆变器连同在电网侧连接在上游的电网滤波器一起理解为逆变器系统。

背景技术

有源的电网逆变器典型地用于在相应的AC电网和DC中间回路之间进行能量交换。该电网逆变器因此不仅对于驱动系统具有重要意义，其中发动机逆变器将调节的DC电压用作输入，而该电网逆变器对于能量产生和能量存储也具有越来越重要的意义，例如借助DC中间回路中的电池。

在US 2013/0033907 A1中公开了一种具有有源前端变流器的功率变换系统，例如用于分布式能源的马达驱动器和产能设备，利用对电网节点变流器的自适应谐波最小化，以最小化或降低在电网频谱中的谐波总失真，包括电源的谐波电流、负载谐波以及PWM谐波。

此外，DE 10 2008 018 497 A1公开了一种逆变器，尤其是太阳能逆变器，用于将多项电网电流馈送到供电网中的连接点，其中，逆变器具有输入侧的DC/DC变换器、在下游连接有变换滤波器的、电网引导的受控的整流器以及下游串联的用于减小整流器侧产生的谐波电流的电网滤波器。分别设置有具有反并联连接的半导体的可切断的功率半导体开关作为整流器的每相的整流器阀。逆变器具有用于借助于驱控信号来驱控功率半导体开关并且用于检测供电网的加载的相电压的控制装置。

有源的电网逆变器(图1)的特征在于有功功率在两个方向上的交换的能力，即从电网到中间回路中以对驱动器供电，并且相反地从中间回路到电网，以便例如将止动能量或存储的能量或借助PV模块产生的能量馈送到电网中。另外，也能够输出电容性的或电感性的无功功率。

如在马达侧的逆变器中那样，这根据现有技术利用开关半导体器件、例如B6桥式电路中的IGBT实现。通过在两个或更多个电压级之间快速切换能够因此在开关周期或脉冲周期期间平均地产生AC输出电压的近似连续的变化曲线。根据所使用的技术和输出功率，开关/脉冲频率(出于一致性的理由在下文中通常所说的是一个或多个开关频率)位于几百Hz直至几百kHz之间，典型地2kHz至20kHz。

脉冲逆变器的AC输出电压因此除了基本振荡(电网频率)和低频的电网谐波之外也包含开关频率(具有边带)和其数倍的分量。除了期望的基本振荡之外，低频的电网谐波能够通过调节逆变器来调节好或至少被降低。相反，通过功率半导体开关引起的不期望的频率部分必须通过适当的通常以电网滤波器形式的电路技术的措施降低一定程度，使得在连接点(Point of Common Coupling-PCC公共耦合点)处遵循相应有效的连接标准并且不干扰电网中的其他设备。

图2中的视图示例性地示出根据逆变器输出电压与PCC处的所得出的电压之间的传递函数的这种电网滤波器的频率特性。在(原本不期望的)共振点之上，随频率增加实现了对开关频率的电压干扰的更好的降低。为了设计总系统而寻求：从相反的要求中达到最佳：

一方面，滤波器中的电感值应尽可能小，以便最小化成本和结构大小。因此，共振点朝更高的频率移动，并且在一特定的开关频率(共振频率之上)下效率下降。

另一方面，开关频率应尽可能小，以便将逆变器中的开关损失保持得较小并且将效率保持得高。然而，降低开关频率(在给定的滤波器中)又导致更小的滤波作用进而导致PCC电压中的开关频率分量的提高。