[发明专利]DC/AC转换器、发电站和用于DC/AC转换器的操作方法

说明书

描述 

本发明涉及DC/AC转换器、发电站和用于将DC（直流）电压转换为AC（交流）电压以用于送入单相或多相电网的方法。 

从可再生资源获得电力能源正日益变得重要。可再生能源的一个来源是太阳光，可通过光伏发电机（PV generator）转换为DC电压。为了这个目的，将多个太阳能组件串联连接以形成所谓的串，如果合适，所述串还可以进一步与其他串并联连接。这里，串的长度决定可实现的DC电压。 

尤其是，在具有现今超过兆瓦功率的发电站的情况下，与大的串长度对应地，期望以高的发电机电压运行，以保持流动的电流低。这通过相对小的线路截面降低了电站内连接上的费用。同时，期望选择发电机电压从而超过线路电压的峰值。 

由于在发电站内，常常存在在送入所连接的电网之前调整发电机电压的值的要求，尤其是将发电机电压步增到中间电路的电压值，因此电站通常具有以下配置，其中升压转换器、中间电路和转换器桥串联连接。在这样的配置中各个组件的损耗加在一起。 

因此，本发明的一个目的是提供一种DC/AC转换器，其可以利用相对低数量的开关来有效地执行将发电机提供的电力向与电网相符AC电压的转换。另一个目的是提供一种用于转换的方法以及电站，其显示相同优点。 

通过如权利要求1或权利要求10中所要求的转换器实现上述目的，所述转换器也可以是如权利要求11中所要求的发电系统的一部分。在方法权利要求16中描述了用于转换的方法。在相应的独立权利要求中描述了本发明的有利的实施例。 

根据本发明的第一方面，一种DC/AC转换器，用于将多个感应地连接的发电机的DC电力转换为与电网相符的AC电力以用于送入所连接的具有多个相的电网，每个相被分配给发电机；所述DC/AC转换器包括具有中间电路电容器以及正中间电路连接和负中间电路连接的中间电路，以及对于所述电网的每个相的桥。每个桥包括：第一开关，在所述正中间电路连接和相端子之间形成可切换的连接路径；第二开关，在分配给所述相的所述发电机的正发电机端子和所述相端子之间形成可切换的连接路径；第三开关，在分配给所述相的所述发电机的负发电机端子和所述相端子之间形成可切换的连接路径；以及第四开关，在所述负中间电路连接和所述相端子之间形成可切换的连接路径。另外，所述桥包括：第一二极管，将所述正中间电路连接连接到分配给所述相的所述发电机的所述正发电机端子；以及第四二极管，将所述负中间电路连接连接到分配给所述相的所述发电机的所述负发电机端子。 

所述开关配置允许发电机电感器在发电机电流的帮助下被充电，因此以这样的方式实现升压转换器的功能：存储在电感器中的电力可以被用来对中间电路充电或被送入电网中，从而中间电路可以以超过发电机电压的中间电路电压操作。这样仅用四个开关就实现了具有升压转换器功能的逆变器。 

在所述转换器的有利的实施例中，所述相的数量为一或为三。 

在所述转换器的另一有利的实施例中，每个桥经由所述正中间电路连接和所述负中间电路连接分别连接到作为公共中间电路的所述中间电路。由于所述公共中间电路，可以补偿单个发电机的电力短缺，这样使得能够实现经由所有相的均匀一致的电力输出。在这种情况下，可以使多相系统中各相之间的电力平衡，尽管每个相与相应的发电机相关联。 

在所述转换器的另一有利的实施例中，所述感应地连接的发电机中的至少一个包括磁性地互耦的第一和第二电感，所述第一电感连接到所述正发电机端子，所述第二电感连接到所述负发电机端子。这样，能量可以有效地存储在所述电感中。 

在所述转换器的另一有利的实施例中，所述发电机中的至少一个经 由反向电流二极管连接到所述发电机端子中的一个。这样，抑制了发电机之间的过度补偿电流。 

在所述转换器的另一有利的实施例中，在所述正中间电路连接和所述相端子之间的所述可切换的连接路径包括所述第二开关，并且对所述桥的每个开关分别分配续流二极管（freewheeling diode）。