[发明专利]功率转换装置和三相AC电源装置

说明书

该功率转换装置包括：转换装置，用于将AC功率供应到相对于三相AC系统的中性点的各相。每个转换装置都包括：升压电路；以及单相逆变器电路。对于每个转换装置，当通过将三次谐波叠加在基波上而得到的作为要输出的AC波形的目标电压值的绝对值超过输入的DC电压时，控制单元致使升压电路执行升压操作以生成电压目标值的绝对值并且致使单相逆变器电路只执行必要的极性反转，并且当电压目标值的绝对值小于输入的DC电压时，控制电路停止升压电路的升压操作并且致使单相逆变器电路进行操作以生成电压目标值。

技术领域

本发明涉及从DC功率生成AC功率并且与三相AC系统执行系统互连的三相AC电源装置，并且涉及用于三相AC电源装置的功率转换装置。

背景技术

例如，由光伏板生成的作为DC电流的功率可经由作为功率转换装置的功率调节器与商用AC系统进行系统互连。可不仅针对单相AC系统，而且针对三相AC系统执行系统互连(例如，参见专利文献1(图2))。

图23是在执行从DC电源到三相AC系统的系统互连的情况下使用的功率转换装置的电路图示例。在图23中，功率转换装置200基于从作为DC电源的光伏板201接收的DC功率来生成AC功率，并且将功率供应到三相AC系统220。功率转换装置200包括电容器202、升压电路203、用于平滑DC母线204的电压的平滑电路205、三相逆变器电路207、和三对AC电抗器208至210和电容器211至213。平滑电路205是通过出于得到耐压性质的目的将两个电容器206串联连接并且出于得到电容的目的将六组这样的两个电容器206并联连接来形成的。例如，平滑电路的整体电容是几毫法拉。

在这个示例中，光伏板201、电容器202和升压电路203被设置用于三个系统，这些系统与DC母线204并联连接。例如，如果来自一个光伏板201的输入电压是DC 200V并且其电流是30A，则可生成各系统的6kW功率和总共18kW的功率。三相AC系统220的线间电压是400V。

对于光伏板201的输出，升压电路203执行最大功率点跟踪(MPPT)控制，以得到最佳操作点。升压电路203的输出被具有大电容的平滑电路205平滑，变成DC母线204的电压。该电压经受三相逆变器电路207进行的切换，由此生成包括高频分量的三相AC电压。高频分量被AC电抗器208至210和电容器211至213去除，由此得到允许系统与三相AC系统220互连的波形。

这里，需要DC母线204的电压等于或高于AC 400V(有效值)的波峰值即，大约566V，但考虑到一定余量，被设置成600V。在DC母线204的电压是600V的情况下，当三相逆变器电路207中的开关元件截止时，由于开关元件的浮动电感和电容带来的谐振，导致大大超过600V的电压被施加到开关元件。因此，为了可靠地防止开关元件被击穿，例如，需要是DC母线的电压的两倍高的1200V的耐压性质。另外，对于平滑电路205而言，也需要1200V的耐压性质，并且在图23中的配置中，对于各电容器而言，需要600V的耐压性质。

引用列表

[专利文献]

专利文献1：日本特许专利公开No.2012-137830

发明内容

[技术问题]

在如上所述的传统功率转换装置中，需要转换效率的进一步提高。为了提高转换效率，有效的是减少开关损失。通常，DC母线的电压越高，开关损失等越大。因此，如何减小DC母线的电压成为问题。另外，期望通过除了减小电压外的手段来减少开关损失和其他功率损失。

鉴于以上问题，本发明的主要目的是减少由于用于与三相AC系统的系统互连的功率转换装置中的转换而导致的功率损失。

[问题的解决方案]