用于逆變器的開關(guān)布置以及逆變器的制造方法
【專利摘要】一種用于逆變器的方法以及開關(guān)布置，所述逆變器包括直流正極(UDC,P)、直流負(fù)極(UDC,N)和直流中性極(M)，所述布置包括：第一可控開關(guān)(SX)，所述第一可控開關(guān)(SX)連接在所述逆變器的直流中性極(M)與由所述逆變器供電的交流網(wǎng)絡(luò)的虛擬中性點之間；和/或第二可控開關(guān)(SY)，所述第二可控開關(guān)(SY)連接在所述逆變器的直流中性極(M)與由所述逆變器供電的交流網(wǎng)絡(luò)的地電位之間。
【專利說明】用于逆變器的開關(guān)布置以及逆變器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于逆變器的開關(guān)布置、一種逆變器以及一種用于控制逆變器的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 一些轉(zhuǎn)換器（如逆變器或整流器）可以具有三個DC(Direct Current) 極。除了 DC正極和DC負(fù)極之外，它們還具有DC中性極。例如，三電平轉(zhuǎn)換 器具有三個 DC 極。在 T. Briickner, S. Bernet 和 H. Giildner, 〃The Active NPC Converter and Its Loss-Balancing Control"，IEEE Transactions on Industrial Electronics，Vol. 52, No. 3, June2005中給出了三電平轉(zhuǎn)換器的示例。特別地，給出了三電 平中性點鉗位（NPC)轉(zhuǎn)換器的示例。
[0003] 圖1示出了三電平逆變器的主電路的示例。如該示例所示出的，逆變器可以由連 接在其直流正極U DaP與其直流負(fù)極UDaN之間的一個或更多個光伏板10供電。該逆變器進 一步對與其交流極AQ、AC 2、AC3連接的三相功率系統(tǒng)進行供電。
[0004] 與三電平逆變器的使用相關(guān)的可能問題在于：在正常操作下，在DC電路與地之間 形成高頻電壓，即，共模電壓包括高頻分量。該高頻分量可以例如在光伏應(yīng)用的情況下 對光伏板的絕緣施加壓力，并且進一步在光伏板的支撐結(jié)構(gòu)附近引起有害的高頻電流。下 式適用于圖1的系統(tǒng)：
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于逆變器的開關(guān)布置，所述逆變器包括直流正極（UDQP)、直流負(fù)極（U DQN)和 直流中性極（M)，其特征在于，所述布置包括： a) 第一可控開關(guān)（Sx)，所述第一可控開關(guān)（Sx)連接在所述逆變器的所述直流中性極 (M)與由所述逆變器供電的交流網(wǎng)絡(luò)的虛擬中性點之間； 和/或 b) 第二可控開關(guān)（SY)，所述第二可控開關(guān)（SY)連接在所述逆變器的所述直流中性極 (M)與由所述逆變器供電的交流網(wǎng)絡(luò)的地電位之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，按照替選方案a)，由所述逆變器供電的所 述交流網(wǎng)絡(luò)的所述虛擬中性點是所述交流網(wǎng)絡(luò)中的三個星形連接阻抗的星點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布置，其特征在于，按照替選方案a)，所述布置包括用于 控制所述第一可控開關(guān)（Sx)的裝置（20)，所述用于控制所述第一可控開關(guān)的裝置被配置成 根據(jù)一個或更多個預(yù)定參數(shù)來控制所述第一可控開關(guān)； 和/或 按照備選方案b)，所述布置包括用于控制所述第二可控開關(guān)（SY)的裝置（20)，所述用 于控制所述第二可控開關(guān)的裝置被配置成根據(jù)一個或更多個預(yù)定參數(shù)來控制所述第二可 控開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的布置，其特征在于，所述一個或更多個預(yù)定參數(shù)包括一個或 更多個電壓參數(shù)和/或一個或更多個阻抗參數(shù)和/或一個或更多個電流參數(shù)和/或一個或 更多個功率參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括僅所述第一可控開關(guān) (Sx)的情況下，所述用于控制所述第一可控開關(guān)的裝置被配置成： 在所述直流正極（UDaP)與所述直流負(fù)極（UDaN)之間的電壓低于預(yù)定閾值時，控制所述 第一可控開關(guān)（Sx)不導(dǎo)通；以及 在所述直流正極（UDaP)與所述直流負(fù)極（UDaN)之間的所述電壓高于所述預(yù)定閾值時， 控制所述第一可控開關(guān)（Sx)導(dǎo)通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括僅所述第二可控開關(guān) (SY)的情況下，所述用于控制所述第二可控開關(guān)的裝置被配置成： 在所述直流正極（UDaP)與所述直流負(fù)極（UDaN)之間的電壓低于預(yù)定閾值時，控制所述 第二可控開關(guān)（SY)不導(dǎo)通；以及 在所述直流正極（UDaP)與所述直流負(fù)極（UDaN)之間的所述電壓高于所述預(yù)定閾值時， 控制所述第二可控開關(guān)（SY)導(dǎo)通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括所述第一可控開關(guān)（Sx) 和所述第二可控開關(guān)（S Y)二者的情況下， 所述用于控制所述第一可控開關(guān)（Sx)的裝置被配置成： 在所述直流正極（UDQP)與所述直流負(fù)極（UDQN)之間的電壓低于第一預(yù)定閾值或高于 第二預(yù)定閾值時，控制所述第一可控開關(guān)（Sx)不導(dǎo)通；和 在所述直流正極（UDQP)與所述直流負(fù)極（UDQN)之間的所述電壓高于所述第一預(yù)定閾 值并且低于所述第二預(yù)定閾值時，控制所述第一可控開關(guān)（Sx)導(dǎo)通；以及 所述用于控制所述第二可控開關(guān)（SY)的裝置被配置成： 在所述直流正極（UDQP)與所述直流負(fù)極（UDQN)之間的所述電壓低于所述第二預(yù)定閾 值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)不導(dǎo)通；和 在所述直流正極（UDQP)與所述直流負(fù)極（UDQN)之間的所述電壓高于所述第二預(yù)定閾 值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)導(dǎo)通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括僅所述第一可控開關(guān) (Sx)的情況下，所述用于控制所述第一可控開關(guān)的裝置被配置成： 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的阻抗高于預(yù)定閾值時，控制所述第一可控開關(guān)（Sx)不導(dǎo)通；以及 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的所述阻抗低于所述預(yù)定閾值時，控制所述第一可控開關(guān)（Sx)導(dǎo)通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括僅所述第二可控開關(guān) (SY)的情況下，所述用于控制所述第二可控開關(guān)的裝置被配置成： 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的阻抗高于預(yù)定閾值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)不導(dǎo)通；以及 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的所述阻抗低于所述預(yù)定閾值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)導(dǎo)通。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，在所述布置包括所述第一可控開關(guān)（Sx) 和所述第二可控開關(guān)（S Y)二者的情況下， 所述用于控制所述第一可控開關(guān)（Sx)的裝置被配置成： 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的阻抗高于第一預(yù)定閾值或低于第二預(yù)定閾值時，控制所述第一可控開關(guān)（Sx)不導(dǎo) 通；和 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的所述阻抗低于所述第一預(yù)定閾值并且高于所述第二預(yù)定閾值時，控制所述第一可控 開關(guān)（Sx)導(dǎo)通；以及 所述用于控制所述第二可控開關(guān)（SY)的裝置被配置成： 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的所述阻抗高于所述第二預(yù)定閾值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)不導(dǎo)通；和 在所述直流正極或所述直流負(fù)極與由所述逆變器供電的所述交流網(wǎng)絡(luò)的所述地電位 之間的所述阻抗低于所述第二預(yù)定閾值時，控制所述第二可控開關(guān)（SY)導(dǎo)通。
11. 一種逆變器，包括直流正極（UDaP)、直流負(fù)極（UDQN)和直流中性極（M)，其特征在 于，所述逆變器包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的布置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器是包括三個開關(guān)分支的 三相三電平逆變器，其中每個開關(guān)分支包括串聯(lián)地連接在所述直流正極與所述直流負(fù)極之 間的四個可控半導(dǎo)體開關(guān)（Si、s 2、s3、s4 ;s5、s6、s7、s8 ;s9、S1Q、sn、s12)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的逆變器，其特征在于，所述逆變器是中性點鉗位逆變器或 有源中性點鉗位逆變器。
14. 一種用于控制逆變器的方法，所述逆變器包括直流正極（UDQP)、直流負(fù)極（U DaN)和 直流中性極（M)，其特征在于， a) 所述逆變器包括連接在所述逆變器的所述直流中性極（Μ)與由所述逆變器供電的 交流網(wǎng)絡(luò)的虛擬中性點之間的第一可控開關(guān)（S x)，其中，所述方法包括根據(jù)一個或更多個 預(yù)定參數(shù)來控制所述第一可控開關(guān)； 和/或 b) 所述逆變器包括連接在所述逆變器的所述直流中性極（M)與由所述逆變器供電的 交流網(wǎng)絡(luò)的地電位之間的第二可控開關(guān)（SY)，其中，所述方法包括根據(jù)一個或更多個預(yù)定 參數(shù)來控制所述第二可控開關(guān)。
15. -種包括計算機程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述程序代碼在計算機上的執(zhí) 行使所述計算機執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法的步驟。
【文檔編號】H02M7/537GK104143931SQ201410189311
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】馬蒂·T·尤西拉, 亞爾諾·尤哈尼·阿拉胡赫塔拉, 維萊·科伊武拉 申請人:Abb公司