[发明专利]并网逆变器

说明书

发明领域

本发明涉及一种并网逆变器，其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流电功率，并与商业电力系统互连。

背景技术

以往，提供有一种并网逆变器，其将太阳能电池或燃料电池所产生的直流电功率转换成交流电功率，并与商业电力系统互连以向负载供电。

下面，参照图6和图7，将说明包括现有互连单元的并网系统。图6是示出太阳能电池发电系统的框图，该太阳能电池发电系统作为包括JP-A-2008-35655中所披露的对电容器电流进行检测的现有互连单元在内的并网系统的第一示例。该发电系统由所产生的功率根据日照量而变化的太阳能电池1、以及将太阳能电池1所产生的直流电功率转换成交流电功率的并网逆变器2构成，该发电系统与商业电力系统3互连。通过将并网系统的运行切换成并网逆变器2与商业电力系统3的互连运行或者只是并网逆变器2的单独运行，并网系统向连接在并网逆变器2和商业电力系统3之间的负载(未图示)提供交流电功率。

并网逆变器2由以下元件构成：使太阳能电池1输出的直流电功率升高的升压斩波器4、将升压斩波器4的输出电压转换成交流电压的逆变器电路5、将逆变器电路5的输出电压进行平滑以使输出电压具有正弦波形的滤波器电路6、连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间的接触器7、以及向各个开关器件51至54提供接通和断开信号的控制电路8。在升压斩波器4中，在100V至300V的量级范围内进行变化的太阳能电池1的输出电压被升高至350V的量级。通过将该升高的直流电压取作输入电压，在逆变器电路5中进行PWM控制以将直流电压转换成交流电压。滤波器电路6除去逆变器电路5的输出中所包括的具有PWM载波频率的脉动分量，由此将所输入的交流电压转换成200V量级(例如202V±20V)的正弦交流电压以进行输出。

控制电路8对运行指令的输入进行检测，且当太阳能电池1的发电电压值大于或等于特定值时使并网逆变器2运行。当没有输入运行指令时，或者当电压检测器(未图示)所检测到的太阳能电池1的发电电压值小于特定值时，控制电路8使并网逆变器2的运行停止。

升压斩波器4由电感器41、诸如IGBT的开关器件42、二极管43、以及电容器44构成。具体来讲，电感器41的一端与太阳能电池1的正极侧连接，其另一端与开关器件42的集电极和二极管43的阳极侧连接。此外，太阳能电池1的负极侧与开关器件42的发射极侧连接，二极管43的阴极侧通过电容器44与开关器件42的发射极侧连接。升压斩波器4的输出电压由电压检测器(未图示)检测，其检测信号被输入到控制电路8。在控制电路8中，对所输入的检测信号进行处理以确定脉冲信号的占空比以便输出。通过将具有所确定占空比的脉冲信号提供给开关器件42的栅极，升压斩波器4的输出电压被控制至特定电压。

逆变器电路5形成为具有排列成全桥连接的诸如IGBT的开关器件51至54。根据由控制电路8进行的PWM控制使各个开关器件51至54进行开关，以将从升压斩波器4输出的直流电功率转换成交流电功率。滤波器电路6由电感器61、62和电容器63构成。具体来讲，电感器61的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件51、52的连接点连接，电感器62的一端与逆变器电路5中串联连接的开关器件53、54的连接点连接。此外，电容器63连接在电感器61、62的另一端之间。利用这种结构，除去具有PWM载波频率的脉动分量，以将逆变器电路5的输出电压平滑成具有正弦波形，并输出到商业电力系统3。

接触器7连接在滤波器电路6和商业电力系统3之间，以通过从控制电路8输出的控制信号执行并网逆变器2和商业电力系统3之间的互连或断开。

电流检测器9在逆变器电路5工作时检测通过滤波器电路6进行平滑后的输出电流。所检测到的输出电流的检测信号被发送到控制电路8，并被用于进行控制以使输出电流变得与电压检测器10所检测到的商业电力系统3的电压同相。此外，电流检测器9还被用于检测因逆变器电路5中的开关器件51至54的任一个的故障而引起的过电流的流动。当检测到过电流时，控制电路8判定并网逆变器2处于异常状态，从而进行诸如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作，以使并网逆变器2的运行停止。

电压检测器10检测商业电力系统3的电压。所检测到的电压的检测信号被发送到控制电路8，该控制电路8判定关于商业电力系统3的电压和频率各自是否处于运行规范所要求的适当范围内。当所检测到的电压在适当范围以外时，控制电路8进行诸如使逆变器电路5的运行停止、使接触器7断开、使升压斩波器4的运行停止的动作，以使并网逆变器2的运行停止。