[发明专利]一种并网逆变器的启动装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及并网逆变器，尤其涉及并网逆变器的启动装置以及该启动装置的控制方法。

背景技术

当前，能源危机日益严重，导致新能源(如风能、太阳能等)技术发展日益受到研发人员的关注和重视。与此同时，在发电系统中，电机输出的交流电往往与交流电网的频率和相位不一致，此时，通常需要借助于逆变器(或变流器)，将电机输出的交流电转化为一直流电，然后将该直流电逆变为与交流电网的频率和相位相一致的交流电，从而实现并网发电。例如，在将交流电转化为直流电以及将直流电再逆变为交流电的过程中，对电力电子器件(如功率开关管)进行PWM控制，藉由这些功率开关管的开通或关断来完成交流-直流变换和直流-交流变换。

另一方面，随着电力电子装置的广泛应用，电力系统中的谐波和不对称日趋严重，这对于并网发电的上述逆变器的安全运行和稳定可靠性将会产生巨大危害，因而必须对其进行谐波抑制和谐波补偿。现有技术中的一种解决方式是在于，采用有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)，以实现谐波的补偿。然而，在该APF中，交流侧的电感通常较小，其直流侧也只设置滤波电容，若不经过软启动过程，直接将APF并入交流电网，势必会形成相当大的启动冲击电流，严重威胁功率器件的安全甚至造成APF并网失败。

有鉴于此，如何设计一种用于并网逆变器的启动装置，并对该启动装置进行合理的控制，以便在不增加系统的体积和制造成本的同时，使并网逆变器启动时的冲击电流降到最低，从而对功率开关器件进行保护，藉由软启动过程将逆变器并入电网，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的并网逆变器与交流电网并网时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种并网逆变器的启动装置以及该启动装置的控制方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种并网逆变器的启动装置，包括彼此并联的一第一开关和一第一电阻，第一开关电连接于一交流电网和并网逆变器之间，该启动装置还包括：

一控制器，包括一输入端、一第一输出端和一第二输出端，其输入端用于接收和检测逆变器的直流电压，并且当该直流电压超过一预设电压阈值时，该控制器藉由其第一输出端发送一第一控制信号以闭合第一开关，以及藉由第二输出端发送一第二控制信号使得并网逆变器进入斩波工作模式，

其中，第一控制信号的发送时刻与第二控制信号的发送时刻之间具有一延时期间td1，并且td1大于0。

在一实施例中，第二控制信号为一PWM使能信号，藉由所述PWM使能信号使所述并网逆变器工作于boost模式。第二控制信号的发送时刻为电网的相电压过零点之前T/24时刻至该相电压过零点之后T/24时刻的区间内的任一时刻，其中，T为工频周期。优选地，第二控制信号的发送时刻为电网的相电压过零点。

在一实施例中，启动装置还包括一第二开关，与所述第一电阻串联连接，所述控制器还包括一第三输出端，藉由所述第三输出端发送一第三控制信号以闭合或断开所述第二开关。在所述第一控制信号的发送时刻，所述第二开关基于一第一电平的所述第三控制信号仍然处于闭合状态，以及在所述第二控制信号的发送时刻，所述第二开关基于一第二电平的所述第三控制信号处于断开状态。具有第二电平的所述第三控制信号的发送时刻与所述第二控制信号的发送时刻之间具有一延时期间td2，并且td2大于0且小于td1。

在一实施例中，第一控制信号的发送时刻为电网的相电压过零点之前T/12时刻至该相电压过零点之后T/12时刻的区间内的任一时刻，其中，T为工频周期。优选地，第一控制信号的发送时刻为电网的相电压过零点。

在一实施例中，第一控制信号的发送时刻为电网的相电压过零点之前(T/12+tc)时刻至该相电压过零点之后(T/12+tc)时刻的区间内的任一时刻，其中，T为工频周期，tc为所述第一开关的动作时间。

此外，启动装置还包括一闸刀开关，设置于所述第一开关与所述交流电网之间。

此外，预设电压阈值为所述交流电网的线电压峰值的0.8倍。

依据本发明的另一个方面，提供了一种并网逆变器的启动装置，包括：

一第一开关，电连接于一交流电网和所述并网逆变器之间；

一预充电支路，与所述第一开关并联连接，包括串接的一第二开关和一第一电阻；以及