[实用新型]一种大容量逆变并网装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种大容量逆变并网装置，更具体的说，尤其涉及一种通过功率模块单元并联、采用半控型功率半导体开关器件的大容量逆变并网装置。

背景技术

随着现代变流技术的发展，新技术在工业设备中得到广泛的应用，变流技术具有的卓越节能效果、方便操作以及便于安装维护等优点，但由于工况条件差异较大，有的如风电厂、光伏发电厂、轨道交通地铁站要求将再生能量全部馈入到电网，特别对于容量比较大的特殊情况，如果采用目前的生产水平和器件使用情况，生产较大容量的并网设备时就有一定的难度，现有的逆变并网装置对设备的工艺结构参数要求十分苛刻，使得制作成本居高不下，而且效率也相对较低。

   如何设计出工艺结构参数要求相对较低、采用的元器件成本低廉的逆变并网电路，是解决现有大功率场合的逆变并网装置制作成本居高不下、生产效率低下的关键所在。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种通过功率模块单元并联、采用半控型功率半导体开关器件的大容量逆变并网装置。

本实用新型的大容量逆变并网装置，其特别之处在于：包括隔离变压器、实现逆变作用的功率模块单元；所述隔离变压器的一次侧为与电网相连接的三相绕组，二次侧为n个三相绕组或3n个单相绕组，3n个单相绕组均分为三组与变压器一次侧三相绕组分别相对应的绕组；

在变压器的二次侧为3n个单相绕组时，功率模块单元的数目为n个，且每个功率模块单元由3个单相可控全波整流H桥组成，每个整流H桥的两输出端形成输出，每个整流H桥的两端均与直流电源的正、负极相连接，每个功率模块单元的三相输出分别与变压器二次侧不同组的单相绕组相连接；或者，功率模块单元的数目为3n个，且每个功率模块单元由1个单相可控全波整流H桥组成，整流H桥的两输出端形成输出，3n个功率模块单元均分为分别与变压器二次侧三组单相绕组相连接的三组；

在变压器的二次侧为n个三相绕组时，功率模块单元的数目为n个，且每个功率模块单元由3个可控全波整流桥臂形成的具有三相输出的电路组成；每个可控全波整流桥臂的两端均与直流电源的正、负极相连接，每个功率模块单元的三相输出与变压器二次侧的三相绕组相连接。

隔离变压器既能将二次侧绕组上的电能并入到一次侧的电网中，也实现了二次侧与一次侧的隔离。功率模块单元的输入、输出端分别与直流电源、变压器的二次绕组相连接，实现对直流电的逆变作用并将并入到电网上。功率模块单元的输出形式有多重，可为3单相、1单相或1三相输出；功率模块单元不同的输出形式，决定了其自身内部电路结构的不同、变压器二次侧绕组的形式不同；亦可谓隔离变压器二次侧的绕组形式，决定了不同输出形式的功率模块单元与之相对应。在变压器的二次侧为n个三相绕组的情况下，二次侧的每个三相绕组均与一次侧的三相绕组相配合；在变压器的二次侧为3n个单向绕组的情况下，3n个单相绕组均分为三组与变压器一次侧三相绕组分别相配合的绕组；（1）在n个功率模块单元均为3个单相输出、变压器的二次绕组为3n个单相绕组的情况下，每个功率模块单元由3个单相可控全波整流H桥组成，以便形成三个单相输出端；（2）在3n个功率模块单元均为1个单相输出、变压器的二次绕组为3n个单相绕组的情况下，每个功率模块单元由1个单相可控全波整流H桥组成，形成的3n个单相输出均分为分别与变压器二次侧三组单相绕组相连接的三组，每组的数量为n个；（3）在n个功率模块均为1个三相输出、变压器的二次绕组为n个三相绕组的情况下，每个功率模块单元均有3个可控全波整流桥臂构成，以便每个功率模块单元均形成三相输出。

本实用新型的大容量逆变并网装置，所述每个功率模块单元中的功率器件均为半控型功率半导体开关器件，半控型功率半导体开关器件为可控单向晶闸管。现有的大容量逆变并网装置，功率模块单元中采用的都是全控型器件，其不但价格昂贵，而且一般还必须进口，不易购买；本实用新型采用单向晶闸管作为半控型功率半导体开关器件，不仅价格低，而且为国产器件，大大降低了制造成本，便于大规模推广。

本实用新型的大容量逆变并网装置，所述功率模块单元中均设置有由全控型功率半导体器件、二极管功率半导体功率器件组成的保护电路；全控型功率半导体器件的源极、漏极分别与直流电源的正极、整流桥臂的负极相连接，二极管功率半导体功率器件的正极、负极分别与直流电源负极、全控型功率半导体器件的漏极相连接。

当检测到流入到功率模块单元中的电流过大时，可通过关断全控型功率半导体器件来切断电流，以避免对器件的损坏。在关断的瞬间，二极管功率半导体功率器件起到续流作用。