[发明专利]防止开关支路过电流的装置、及相关转换系统、控制方法

说明书

提供一种防止电转换系统的至少一个电子开关支路过电流的保护装置，支路或每个支路包括在中间端子处串联的两个开关半支路，至少一个半支路包括至少一个开关构件，每个开关构件包括第一可控电子开关和与第一电子开关反向并联的二极管，对于开关支路或每个开关支路，保护装置包至少一个第二可控电子开关，每个第二可控电子开关连接至中间端子或者连接至与第一电子开关反向并联的二极管的电极，每个第二可控电子开关能在控制器的作用下从导通状态切换至截止状态，以防止二极管过电流；测量工具，测量与能在支路的二极管或每个二极管中流动的电流相关的至少一个幅值控制工具，基于通过测量工具测量的幅值，控制第二可控电子开关或者每个第二可控电子开关。

技术领域

本发明涉及用于电转换系统的至少一个电子开关支路的防止过电流的 装置，该支路或者每个支路都包括串联地连接在中间端子处的两个开关半支 路，至少一个半支路包括至少一个开关构件（member），该开关构件或每个 开关构件都包括第一可控电子开关和反向并联地连接至该第一电子开关的 二极管。

本发明还涉及包括这种保护装置的将第一电压转换为第二电压的系统。

本发明还涉及这种保护装置的控制方法。

本发明的领域是电功率转换系统。本发明尤其涉及包括至少一个电转换 系统的发电设备，尤其涉及用于通过光伏模块发电的系统。

背景技术

已知前述类型的保护装置。这种保护装置用于连接在提供直流电流光伏 模块和三相交流网络之间的电压逆变器中。电压逆变器包括三个开关支路， 每个支路都包括两个电子开关和两个二极管。每个二极管都与电子开关反向 并联地连接。保护装置包括几个电接触器和/或几个断路器，每个接触器和/ 或断路器都串联地连接在逆变器的相输出和电网络之间。

在额定值操作中，逆变器在光伏模块侧的输入电压的值大于逆变器在网 络侧的输出电压的值。在这种情况下，电流经由逆变器从光伏模块流向网络。

当在光伏模块侧发生诸如电短路的故障时，或者当逆变器的输入处的电 功率突然降低时，逆变器的输入突然降低并且降至低于网络的峰值电压。在 这种情况下，电流从网络经由逆变器流向光伏模块。如果在逆变器的每个二 极管中流动的电流强度超过其额定工作强度，则二极管会损坏。然而，如果 在通常小于逆变器的特征时间常数的非常短的时间段内发生逆变器的输入 电压降低，则逆变器太慢以至于不能断开电路，从而不能防止二极管损坏。

为了避免这种现象，已知的第一解决方案包括将阻抗串联地连接在逆变 器的每相输出和电网络之间。对该阻抗值进行选择以限制推测的网络的短路 电流。然而，该第一解决方案导致逆变器的相输出处的在线压降，从而还需 要超出逆变器的视在功率的大小（overdimension）的功率。因此，该解决方 案导致转换系统的总输出的劣化和额外的生产成本。

已知的第二解决方案将二极管串联在光伏模块的输出和逆变器的输入 之间。尽管该解决方案满足保护二极管需要的响应时间，然而，该解决方案 在其生成的输出的损耗方面不符合要求。实际上，在逆变器的输入端处存在 二极管会导致输入电压降落，因此，转换系统的总输出劣化。

已知的第三解决方案包括在保护装置内使用熔丝。然后，每个熔丝都串 联地连接在逆变器的相输出和电网络之间。至于第二解决方案，第三解决方 案在输出方面也不符合要求，为了准确地起作用，熔丝必须达到相当高的温 度。此外，熔丝的使用会导致操作成本大幅增加。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提出用于保护至少一个电子开关支路的装 置，以能够防止支路的每个二极管过电流，同时具有改进的激活速度并且基 本保持支路的输出。

为此，本发明涉及前述类型的保护装置，其中，对于所述开关支路或者 每个开关支路，所述装置包括：