[发明专利]逆变器和操作逆变器的方法

说明书

本发明涉及逆变器和操作逆变器的方法。操作具有第一和第二半桥的无变压器逆变器的方法包括以单极时钟法操作两个半桥和确定逆变器的DC接线端上的电网频率的泄漏电流值，两个半桥彼此平行且平行于DC接线端间的中间回路布置，其桥输出端分别经由滤波器扼流圈与分配给相应半桥的连接到电网的AC输出端连接，与中间回路耦合的滤波器电容器的低阻抗电路布置在AC输出端之间。方法的特征在于，当泄漏电流值超过极限值，用降低泄漏电流的时钟法操作两个半桥，其中第一半桥在分配给它的AC输出端上提供振幅低于电网电压振幅的50％的交流电压且第二半桥在分配给它的AC输出端上提供在电网电压和第一半桥提供的电压之间的差分电压。还描述了实施该方法的逆变器。

技术领域

本发明涉及一种用于操作逆变器的方法以及逆变器。

背景技术

逆变器在光伏(PV)系统中被用于将太阳能组件(Solarmodul)提供的作为直流电的功率转换成交流电，以便能将该交流电馈入到电网中。通常情况下，由多个太阳能组件共同产生的功率通过逆变器转换成交流电压，其中无变压器的逆变器能够实现特别有效的转换。特别是具有全桥拓扑结构的单相无变压器的逆变器在运行期间通常不容许将太阳能组件接地，因为相对于地势的电势差随着电网频率变化。该电网频率的电势变化导致在与太阳能组件上由设计决定的泄漏电容的连接中产生泄漏电流，该泄漏电流的振幅例如在下雨时可能达到的值会升高。由于操作安全性的原因，PV系统具有差动电流传感器。由于泄漏电流与系统的故障电流重叠且增加了通过差动电流传感器所测量的故障电流值，因此，虽然更安全的操作仍然是可能的，但升高的泄漏电流可能导致基于故障电流测量的保护机制过早触发，从而使PV系统自行关闭。

发明内容

因此，本发明的任务在于，阐述一种用于无变压器的全桥逆变器的操作方法，该操作方法抵抗泄漏电流升高。相应地，应阐述逆变器，该逆变器在确定故障电流时对于高的泄漏电容的影响不敏感。

本发明的一个方面涉及用于操作具有第一半桥和第二半桥的无变压器全桥逆变器的方法，该第一半桥和第二半桥彼此平行且平行于在逆变器的DC接线端之间的中间回路布置，并且它们的桥输出端分别经由滤波器扼流圈与分配给逆变器相应半桥的AC输出端连接，其中AC输出端与电网连接，以及其中与中间回路耦合的滤波器电容器的低阻抗电路布置在AC输出端之间。方法包括用单极的第一时钟法(Taktverfahren)来操作逆变器的两个半桥的步骤和确定在逆变器的DC接线端上的电网频率的泄漏电流的值的步骤。该方法的特征在于，当泄漏电流值超过极限值时用降低泄漏电流的第二时钟法来操作逆变器的两个半桥，在该第二时钟法中，第一半桥在分配给它的AC输出端上提供交流电压，其中该交流电压的振幅低于电网的电压振幅的50％，并且第二半桥在分配给它的AC输出端上提供在电网电压和由第一半桥提供的电压之间的差分电压。该单极时钟法的特征在于，在其持续时间相当于电网半波的持续时间的时期内这样操作逆变器，使得仅定时其中一个半桥。

优选地，由半桥提供的交流电压分别是正弦电压，但任何其他电压曲线也是可设想的，其中由第一半桥和第二半桥提供的电压曲线的组合相当于电网电压的电压曲线。

有利地，由第一半桥提供的交流电压的振幅根据泄漏电流值来选择。优选地，泄漏电流值越高，则由第一半桥提供的交流电压的振幅被选择为越小。由此，在与逆变器连接的发电机的接线端上的电势波动的振幅相应减小，使得抵抗泄漏电流值的升高或甚至完全避免这样的升高。在具体的实施形式中，这样调节振幅，使得不超过泄漏电流的最大值。