专利名称：具有用于执行低电压穿越的控制的光伏逆变器的制作方法
技术领域：
本公开内容通常涉及用于光伏(“PV”)电站的逆变器，更特别地涉及光伏逆变器中的短路器(crowbar)控制电路，其用于执行低电压穿越。背景对于替代能源的推动增强了可被连接到电网的光伏(“PV”)电站的发展。PV电站具有将来自如太阳能板的PV源的直流电压转换为适合于连接到电网的交流电压的逆变器。由于对绿色能源的需求不断增加，越来越多的大规模PV电站被投入运行，而公用设施应正在对PV电站施加越来越多的规定，这是因为通过PV电站的安装可影响电力系统的质量和稳定性。目前，欧洲的一些国家，如法国和德国要求连接到中压电网的PV电站能够执行低电压穿越(“LVRT”)操作。LVRT操作意味着一旦电网电压跌落其标称值的10 %至95 %，PV电站中的任何个别的PV逆变器在电网电压跌落指定的时间周期前仍然可以输出等量的电流。近期，由于单个的PV电站的容量迅速增加，对高PV电压的安装的强调也越来越高，这是因为这种安装可以降低安装成本。许多PV安装者目前需要约1000V的开路电压。面对该挑战，光伏逆变器制造商有两种选择:使用如1700V的绝缘栅双极晶体管(“IGBT”)的高压开关设备，以建立用于PV逆变器的功率转换桥；或使用如1200V的IGBT常规电压开关设备，以获得逆变器中的高功率转换效率。高压开关设备的使用是相对昂贵的，这是因为需要更高的电压。然而，在使用如用于1000V PV系统的1200V的IGBT常规电压开关设备中也存在一些挑战，其中之一是实现PV逆变器中的LVRT，这可能使这种开关设备比其操作设计输出更高的电压。通常，为了 IGBT和逆变器的安全性，不推荐将1200V的IGBT运行在满负荷的850V以上的条件下。然而，1200V的IGBT理论上可能被用于1000V的PV的安装，因为这种PV的安装的最大功率点跟踪(MPPT)电压将低于850V，并通常低于700V。然而，当电网发生电压跌落时，由于在DC侧的瞬间能量积聚，PV逆变器的DC电压可能会跳转到高于850V。在这种情况下，功率桥中的IGBT可能会失效，并因此PV电站不能进行LVRT。因此，希望的是，具有可以执行LVRT的逆变器，所述逆变器具有相对较低的电压分量。简单概要本公开内容的各个方面包括调节耦合在光伏源和电力电网之间的逆变器的电压输出以便通过操作来执行低电压穿越的方法。感测电力电网上出现的低电压。通过与光伏源并联的开关设备控制短路器电路，以在光伏源处于预定的阈值电压时创建闭合电路，从而消耗来自光伏源的功率。来自光伏源的电压实质上处于就在低电压发生之前所述光伏源的操作电压时，短路器断开闭合的电路。本公开另外一方面是将直流光伏源耦合至交流电网并执行低电压穿越(LVRT)操作的光伏逆变器。该逆变器包括功率桥，以将直流电压转换成交流电压。功率桥被耦合到电网。开关短路器被耦 合到光伏能量源和功率桥。该短路器具有开关设备，所述开关设备具有导致开关短路器消耗来自光伏能量源的能量的闭合位置和允许从光伏源直接输出到功率桥的断开位置。电压传感器检测电网上的低电压状态。控制器被耦合到电压传感器，以及当检测到低电压状态时控制开关短路器。当来自光伏能量源的电压高于预定的阈值电压时，开关设备被置于闭合位置，而当PV源的电压达到被检测到低电压状态时的电压时，开关设备被置于断开位置。本公开内容的上述及其它的方面和实现对于本领域的普通技术人员在参看各种实施方案和/或方面的详细描述时将是明显的，这是通过参照附图实现的，下面将提供附图的简要说明。附图的简要说明本发明内容的上述的和其它的优点，在阅读下面的详细描述和参考附图后变得显而易见。
图1是可包括短路器模块以控制功率输出用于进行低电压穿越(“LVRT”)的PV并网逆变器的功能框图；图2是关于开关 图1中的逆变器的短路器模块的控制信号的时序图；图3是示出了用于图1中的逆变器的矢量电流控制以确保在LVRT期间保持以前的电流水平的参考电流的曲线图；图4A-4C是示出了使用图1中的在LVRT期间为800伏PV电压的逆变器的电网电压、电压调节和输出电流的仿真结果；图5A-5C是示出了使用图1中的在LVRT期间为650伏PV电压的逆变器的电网电压、电压调节和输出电流的仿真结果；图6A-6C是示出了使用图1中的在LVRT期间为500伏PV电压的逆变器的电网电压、电压调节和输出电流的仿真结果；图7A-7C是示出了基于使用图1中的在LVRT期间为600伏PV电压的逆变器的在电网的一个相上的低电压、电压调节和输出电流的电网电压的仿真结果；以及图8是关于显示在LVRT期间的操作的图1中的逆变器的控制算法的流程图。详细描述图1是具有较低的电压桥组件、允许LVRT操作的光伏(“PV”)电站系统100的功能框图。电站系统100将功率输出到电网102。在这个示例中，电网102具有耦合到并网逆变器104的三相电压输入。该电站系统100包括被耦合在电网102和光伏(“PV”)功率源106之间的并网逆变器104。短路器开关模块108控制来自PV功率源106的电压输出。该逆变器104包括将来自PV功率源106的直流电压转换到适用于电网102的交流电流的功率桥110。在此示例中的功率桥110包括具有最大击穿电压的中压IGBT (未示出)和相应的二极管(未示出)。当然，不同的电压的IGBT和其他开关设备可用于该功率桥110。功率桥110使用DC电容器112，以控制PV源106的电压，并将直流电流转换成交流电流。DC电压和电流传感器114提供了根据由PV功率源106所产生的电压的电压和电流的测量结果。功率桥110的交流电流输出经由将电流输出到电网102的三相电压输入的线路滤波器116来进行滤波。AC输出电流由电流传感器118测量，以及输出电压由电压传感器120所测量。控制器130被耦合到传感器114、118和120。控制器130还控制短路器模块108和功率桥110的状态。短路器模块108包括在本例中是IGBT的开关设备132。该开关设备132与电阻器134和二极管136串联耦合，其中所述电阻器134和二极管136并联耦合。如将在下面解释的，当开关设备132闭合时，电阻器134吸收来自PV源106的多余功率。二极管136被操作为自由轮(free wheel),以允许关于来自PV源106的额外能量的电流消耗。一旦电压跌落发生在电网102中，由于在逆变器104上的输出功率减少，则由PV源106产生的额外的能量将导致PV电压的增加。例如，电网102的电压可能会下降到标称值的5 %，这可能导致来自PV源106的电压上升到接近PV源106的开路电压。在以比所允许电压更高的DC电压操作逆变器104时，可能会损坏逆变器104的桥110的开关设备，这是因为在这个示例中的这种开关设备不能够处理较高的电压。如将要描述的，当逆变器104进行LVRT时，控制器130运行算法来保护桥110的开关设备。控制器130控制跨接PV源106的短路器模块108，以消耗存储在PV源106中的额外的能量，并因此保持适当的PV电压，以操作LVRT中的逆变器104。控制器130还经由开关功率桥110中的IGBT来控制功率桥110的电流输出。控制器130经由电压传感器120检测需要LVRT的电网102的电压跌落。控制器130通过使用开关设备132，开始对于跨接PV的短路器模块108的开和关的控制。控制器130通过闭合开关设备132来接通短路器模块108，从而使得当P V源106的PV电压超过阈值电压时，经由电阻器134和二极管136消耗来自PV源106的多余的能量。在这个示例中，阈值电压是比导致LVRT操作的低电压之前的PV电压高AV的电压。一旦来自PV源106的电压达到刚要启动LVRT操作之前的PV电压水平，则通过断开开关设备132来关断短路器模块108。继电器式控制的序列在图2中被示出，其为短路器模块108的状态的时序图。图2包括图1中的短路器模块108的开关设备132的开和关的状态的控制信号轨迹200。图2包括了来自PV源106的输出电压的电压轨迹202。底部的虚线204代表就在要求LVRT操作的低电压状态之前从PV源106输出的操作电压水平。该操作电压水平远低于从PV源106输出的最大操作电压。顶部的虚线206代表了就在低电压状态之前的PV源106的电压电平加上AV值。一旦控制器130感测到电网102的低电压电平，控制器130确定PV源106的电压电平，并存储该值。控制器130监测PV源106的电压电平202，电压电平202开始在电网电压跌落之前的操作电压电平204之上上升。当电压电平202达到阈值水平206(当启动LVRT时的电压水平加上Λ V值)，如通过轨迹200在点212所示出的，通过闭合开关设备132来开启短路器模块108。通过闭合开关设备132，电阻器134和二极管136被置于与PV源106并联。来自PV源106的功率通过自由轮动以消耗电流的电阻器134和二极管136而被消耗。如轨迹202所示，从PV源106输出的电压下降。如轨迹202中所示，当电压下降到就在导致LVRT操作的电网电压跌落之前的电压水平204时，如由信号轨迹200在点214处示出的，通过断开开关设备132关断短路器模块108。因此，如轨迹202所示，来自PV源106的电压再次开始升高。这个过程允许逆变器104以实质上与电网电压跌落导致LVRT操作之前的电平相同的电平，保持将电流输出到电网102。该短路器模块108保护功率桥110中的开关设备，以避免受到PV源106的高电压的不利影响。来自功率源106的PV功率和PV电压之间的关系是一组根据光照和温度变化的曲线。然而，PV电压在光照和温度的宽范围内是相对恒定的。在这个示例中的短路器模块108能够在特定的持续时间段(T)内处理来自PV源106的最大PV功率(Ppv_max)。由于PV电压通常是由逆变器104在最大功率点附近被调节，也考虑到用于频带控制的Λ V，短路器模块108中的电阻器134的电阻值(R)通过下式被选出，R=(Vpv_max+AV)2/Ppv_max (O在此公式中，Vpv_max是在PV源106的最大功率点的最大电压。因此，可以得到用于特定的最大电压和功率的电阻值。例如，如果Vpv_max为700V以及Ppv_max为575kW，则R为0.978欧姆。阈值电压的Λ V分量可以被改变，以优化短路器模块108的性能。在这个示例中，Λ V被设为最低PV操作电压的10%。因此，如果最低PV操作电压为500V，则Λ V值被选为 50V。基于短路器模块108的选择，继电器式控制的最高上限被选为PV源106的最大功率点处的电压加上50V。这个选择可以保证即使在逆变器的输出功率下降到零的情况下，短路器仍处理最大PV功率。一旦电网电压显著下降，并且由于LVRT的需要，逆变器104仍然需要输出大量的电流，由于在小的电网电压上由逆变器104所造成的高电压污染，如锁相环(“PLL”)或过滤器相关技术的的传统的同步方法可能无法正常工作。如果电网电压跌落是不对称的，则对于传统的逆变器，当其在LVRT操作中时，很难仍生成对称电流。在图1中的逆变器104就在LVRT操作之前使用当前的参考框架的副本。控制器130使用副本，以便通过功率桥110将电流输出控制到就在电压跌落触发LVRT操作之前的水平。图3是当电压跌落出现在时间=0时的电压矢量300的仿真的图形。电压矢量300是电网102的三相输入的电压的组合。电流基准矢量的位置由就在α-β基准框架中的LVRT之前的电压矢量的位置获得。ia=I cos(cot+ Θ ) (2)i0=I sin (ω t+ θ )·其中e^arT1 (Ve/Va)，ω=2 3 .，f 是 LVRT 之前的电网频率。图4A是包括来自电网102的三相输入中的每一个的电压的相对于时间的电压轨迹400、402和404的一系列电压曲线图。在图4A中，在电网102上的电压下降到在电压轨迹400、402和404中的0.5秒处的额定电压的5%。功率桥110在0.3秒时由控制器130设置上线(on line)。然后，PV源106在0.4秒时被放置上线到电网102。在图4A中的仿真使用如在图1中具有开路电压为996V、短路电压为673A，以及在800V时最大功率为502KW的PV源106的PV源。图4A-C示出在这种条件下图1中的逆变器104的整个操作过程。经由短路器模块108的控制的逆变器104的电压调节被示出在图4B中的电压轨迹410中，其是从短路器模块108到桥110的DC输入的、来自PV源106的电压。如在图4B中所示，在PV源106被放置上线时，电压输出在0.3秒时被增加到800伏。电压输出在0.3秒和0.4秒之间被保持在800伏。低电压跌落在0.5秒时发生在电网102上，以及被输出到功率桥110的PV源106的电压开始增加。在850伏处，短路器模块108被激活并且电压下降。由于在0.5秒时发生的低电压状态之后短路器模块108的开关导致LVRT操作，PV源106到桥110的电压输出随后在800V和850V之间波动。图4C示出了耦合到电网102的桥110的三相输出中的每一个的电流轨迹420、422和424。如在图4C中示出的输出电流轨迹420、422和424所示，通过控制器130控制桥110的开关设备，电流基准矢量将被设置为与LVRT操作之前相同。输出电流轨迹420、422和424示出了在0.5秒时发生的LVRT操作后的三相的电流输出。当逆变器104在0.4秒时被设置上线，如上面所述，电流基准矢量的位置由α-β基准框架中的LVRT之前的电压矢量的位置获得。如在图4C中的电流轨迹420、422和424中所示，在0.5秒时，电流在LVRT操作后被复制。图5Α是具有电网102的三相电压输入中的每一个相对于时间的电压轨迹500、502和504的一系列电压曲线图。在图5Α中，电网102上的电压下降到轨迹500、502和504中在0.5秒时的标称值的5%。桥110在0.3秒时由控制器130被放置上线。然后，PV源106在0.4秒时被放置上线到电网102。在图5Α中的仿真使用如在图1中的、具有如在图4A-4C中开路电压为996V、短路电流为673Α，以及在800V时最大功率为502KW的PV源106的PV源。图5A-C示出了图1中的逆变器104在这些条件下的整个操作过程。经由短路器模块108的控制的逆变器104的电压调节被示出在图5Β的电压轨迹510中，其是从短路器模块108到桥110的DC输入的、来自PV源106的电压。如在图5Β中所示，在PV源106被放置上线时，电压输出在0.3秒时被增加到650伏。电压输出在0.3秒和0.4秒之间被保持在650伏。低电压状态在0.5秒时发生在电网102上，并且被输出到功率桥110的PV源106的电压开始增加。由于在0.5秒时发生的低电压状态之后短路器模块108的开关导致LVRT操作，PV源106到桥110的电压输出在650V和700V之间波动。由于操作电压更低，电压输出以比图4Β中示出的电压输出更慢的速度增加。图5C示出了耦合到电网102的桥110的三相输出中的每一个的电流轨迹520、522和524。如在图5C中示出的输出电流轨迹520、522和524所示，电流基准矢量将被设置为与在通过控制器130控制桥110的开关设备导致LVRT操作的低电压跌落之前相同，并因此导致了发生在0.5秒时的LVRT操作之前和之后的相同的电流输出。图6Α是包括来自电网102的三相输入中的每一个的电压相对于时间的电压轨迹600,602和604的一系列电压曲线 图。在图6Α中，在电网102上的电压下降到在电压轨迹600,602和604中的0.5秒处的额定电压的5%。功率桥110在0.3秒时由控制器130放置上线。然后，PV源106在0.4秒时被放置上线到电网102。在图6Α中的仿真使用如在图1中的具有如在图4A-4C中所示的、在低电压状态的时间内具有开路电压为996V、短路电流为673Α，以及在800V时最大功率为502KW的PV源106的PV源。图6A-C示出了在这种条件下的图1中的逆变器104的整个操作过程。经由短路器模块108的控制的逆变器104的电压调节被示出在图6Β中的电压轨迹610中，其是从短路器模块108到桥110的DC输入的、来自PV源106的电压。如在图6Β中所示，在PV源106被放置上线时，电压输出在0.3秒时被增加到500伏。电压输出在
0.3秒和0.4秒之间被保持在500伏。低电压状态在0.5秒时发生在电网102上，并且被输出到桥Iio的PV源106的电压开始增加。由于接通短路器模块108用于LVRT操作，PV源106到桥110的电压输出逐渐增加到640V，并在0.5秒后停留在这个值上。由于短路器134的电阻的应被选择来维持PV源106的最大功率，并将PV电压维持在允许的水平(例如基于上面的等式(I)的850V)上的短路器模块108在LVRT期间保持接通。图6C示出了耦合到电网102的功率桥110的三相输出中的每一个的电流轨迹620,622和624。如在图6C中示出的输出电流轨迹620、622和624所示，电流基准矢量将被设置为与在通过控制器130控制桥110的开关设备导致LVRT操作的低电压跌落之前相同，并因此导致了发生在0.5秒的LVRT之前和之后的相同的电流输出。
图7A是包括来自电网102的三相输出中的每一个的电压相对于时间的电压轨迹700,702和704的一系列电压曲线图。在图7A中，在电网102上的电压下降到如示出在轨迹700中的电网的一个相位输出在0.5秒处的额定值的5%。如在轨迹702和704中所示，其他相输入的电压输出保持不变。功率桥110在0.3秒时由控制器130放置上线。然后，PV源106在0.4秒时被放置上线到电网102。经由短路器模块108的控制的逆变器104的电压调节被示出在图7B中的电压轨迹710中，其是从短路器模块108到桥110的DC输入的、来自PV源106的电压。如在图7B中所示，在PV源106被放置上线时，电压输出在0.3秒时被增加到650伏。电压输出在0.3秒和0.4秒之间被保持在800伏。低电压状态在0.5秒时发生在电网102上，以及被输出到桥110的PV源106的电压开始增加。由于在0.5秒时发生的低电压状态之后短路器模块108的开关导致LVRT操作，PV源106到桥110的电压输出随后在650V和700V之间波动。图7C示出了耦合到电网102的桥110的三相输出中的每一个的电流轨迹720、722和724。如在图7C中示出的输出电流轨迹720、722和724所示，电流基准矢量将被设置为与在通过控制器130控制桥110的开关设备导致LVRT操作的低电压跌落之前相同，并因此导致了发生在0.5秒的LVRT操作之前和之后的相同的电流输出。如计算机、软件和网络技术领域中的技术人员将会理解的，使用根据如本文所描述的和展示的技术指导的一个或多个通用的计算机系统、微处理器、数字信号处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)和类似物可以方便地实现图1中的控制器130。另外，两个或多个计算系统或设备的可由本文所描述的控制器中的任何一种所取代的。因此，分布式处理的原理和优点，如冗余、复制等，也可以根据需要被实现，以便提高本文所描述的控制器的鲁棒性和性能。控制器也可以被实现在计算机系统上或者在被扩展到使用了任何适当接口机制和通信技术的任何网络环境的系统上，所述接`口机制和通信技术包括例如以任何适当的形式(例如，声音、调制解调器和类似物)的通信、公共交换电话网络(PSTN)、分组数据网络(PDN)、互联网、内联网和其组合等。以LVRT操作的功率逆变器输出的示例性调节以便保护高电压组件的操作，现在将通过参照图1-3连同在图8中示出的流程图被描述。图8中的流程图代表用于调节以LVRT操作的功率逆变器输出的示例性机器可读指示。在这个示例中，机器可读指令包括用于由下列装置执行的算法:(a)处理器，(b)控制器，和/或(c)一种或多种其它合适的处理设备。该算法能够以被存储在例如闪速存储器、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字视频(通用的)盘(DVD)，或其它存储设备的有形介质上的软件来实施，但在本技术领域的普通技术人员将容易理解的是，整个算法和/或其一些部分能够可选地由除处理器以外的设备来执行和/或以众所周知的方式以固件或专用硬件(例如，其可由专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑，等等)来实施。例如，以LVRT操作的功率逆变器输出的任何的或所有的组件可以由软件、硬件和/或固件实现。此外，一些或所有的由图8的流程图所表示的机器可读指令可以被手动实现。此外，尽管示例性的算法将参照图8中所示出的流程图来描述，但是本技术领域的普通技术人员将容易理解的是，可以可选地使用许多其它方法来实现示例性的机器可读指令。例如，块的执行顺序可以被改变，和/或一些被描述的块可能会被改变、消除、或组合。控制器130经由电压传感器120读出电网电压，并经由电压传感器114读出来自PV源106的电压(800)。控制器130确定来自电网102的电压是否低于指示了需要LVRT操作的电压跌落的值(802)。如果电压不构成电压跌落，则控制器130继续读取电网电压(800)。如果电网102的电压跌落到需要LVRT操作的水平(802)，则控制器130经由电流传感器118确定电流电平(804)。控制器130控制功率桥110，以将来自功率桥110的电流水平调节到电压跌落的点处的电流水平(806)。控制器130读取来自PV源106的电压电平(808)。控制器130确定来自PV源的电压电平是否超过阈值电压，所述阀值电压为PV源106在电压跌落时的电压加上Λ V (810)。如果PV源106的电压不超过阈值电压，控制器继续测量PV源106的电压(812)。如果PV源的电压超过阈值电压时，控制器108接通短路器模块108，因此闭合开关设备132，并允许来自PV源的能量消耗在电阻器134上(812)。短路器模块108接通时，PV源106到功率桥110的电压开始下降。控制器130继续读出PV源106到功率桥110的电压(814)。控制器130确定PV电压是否小于PV源106在电压跌落时的电压(816)。如果PV电压不小于PV源106在电压跌落时的电压，短路器模块108保持接通。如果PV电压小于PV源106在电压跌落时的电压，短路器模块108被关断(818)，并且从PV源106到功率桥110的电压上升。然后，控制器130继续读取PV源106的电压(808)。虽然已经示出和描述了本公开内容的具体实现和应用，应当理解的是，本公开内容并不限于本文中所公开的精确的结构和组合，并且各种修改、改变和变化在不脱离所附权利要求中限定的本 发明的精神和范围的情况下，可以从前面的描述而变得显而易见。
权利要求
1.一种用于调节耦合在光伏源和电力电网之间的逆变器的电压输出以执行低电压穿越LVRT操作的方法，所述方法包括: 感测所述电力电网上的低电压的出现；以及 在所述光伏源处于预定的阈值电压时，通过与所述光伏源并联的开关设备控制短路器电路以创建闭合电路，从而消耗来自所述光伏源的功率，并且在来自所述光伏源的电压实质上处于所述低电压刚要出现之前所述光伏源的操作电压时，断开所述闭合电路。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述开关设备是绝缘栅双极晶体管。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述短路器电路包括相互并联的、并且与所述开关设备串联的二极管和电阻器。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述电阻器的电阻值按下式选出: R= (Vpv-max+ Δ V) 2/Ppv-max 其中Vpv_max是在所述PV源的最大功率点的最大电压，Ppv_max是所述光伏源的最大功率，并且Λ V是取决于所述光伏源的所述最大电压的值。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述电压电网上的所述低电压实质上是零伏。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述逆变器包括功率桥，所述功率桥包括多个中压开关设备。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述开关设备是绝缘栅双极晶体管。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述短路器电路的最大电压被选择为在所述LVRT操作上的预定电压范围内进行调节。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述预定的阈值电压为ΛV加上当所述电力电网上的所述低电压被感测到时所述光伏源的电压，其中Λ V实质上为所述光伏源的最大电压输出的10%。
10.如权利要求6所述的方法，还包括在检测到所述低电压之前建模所述功率桥的电流，并在所述LVRT操作期间通过控制所述功率桥来施加所建模的电流。
11.一种光伏逆变器，其用于将直流光伏源耦合至交流电网并执行低电压穿越LVRT操作，所述逆变器包括: 功率桥，其将直流电压转换成交流电压，所述功率桥被耦合到所述电网； 开关短路器，其被耦合到所述光伏能量源和所述功率桥，所述短路器具有开关设备，所述开关设备具有导致所述开关短路器消耗来自所述光伏能量源的能量的闭合位置和允许从所述光伏源直接输出到所述功率桥的断开位置； 电压传感器，其用于检测在所述电网上的低电压状态；以及 控制器，其被耦合到所述电压传感器并且当所述低电压状态被检测到时控制所述开关短路器，当来自所述光伏能量源的电压高于预定的阈值电压时，所述开关设备被置于所述闭合位置，以及当所述PV源的电压达到所述低电压状态被检测到时的电压时，所述开关设备被置于所述断开位置。
12.如权利要求11所述的逆变器，其中所述开关设备是绝缘栅双极晶体管。
13.如权利要求11所述的逆变器，其中所述开关短路器包括相互并联的、并且与所述开关设备串联的二极管和电阻器。
14.如权利要求13所述的逆变器，所述电阻器的电阻值按下式选出:R= (Vpv-max+ Δ V) 2/Ppv-max 其中Vpv_max是在所述PV源的最大功率点的最大电压，Ppv_max是所述PV源的最大功率，并且Λ V是取决于所述PV源的所述最大电压的值。
15.如权利要求11所述的逆变器，其中所述电压电网上的所述低电压实质上是零伏。
16.如权利要求11所述的逆变器，其中所述功率桥包括多个中压开关设备。
17.如权利要求16所述的逆变器，其中所述开关设备是绝缘栅双极晶体管。
18.如权利要求11所述的逆变器，其中所述短路器电路的最大电压被选择为在所述LVRT操作上的预定电压范围内进行调节。
19.如权利要求11所述的逆变器，其中所述预定的阈值电压为ΛV加上当所述电力电网上的低电压被感测到时所述光伏源的电压，其中Λ V实质上为所述PV源的最大电压输出的 10%。
20.如权利要求11所述的逆变器，其中所述控制器在所述低电压被检测到之前建模所述桥的电流，并在所述LVR T操作期间通过控制所述功率桥来施加所建模的电流。
全文摘要
一种光伏逆变器，其用于将直流光伏源耦合至交流能量电网并执行低电压穿越操作。该逆变器包括功率桥，以将直流电压转换成交流电压。开关短路器被耦合到光伏能量源和功率桥。短路器具有开关设备，所述开关设备具有导致开关短路器消耗来自光伏能量源的能量的闭合位置和允许从光伏源直接输出到功率桥的断开位置。电压传感器检测电网上的低电压状态。控制器被耦合到电压传感器并且当检测到低电压状态时控制开关短路器。当来自光伏能量源的电压高于预定的阈值电压时，该开关设备被置于闭合位置，以及当光伏源的电压达到检测到低电压状态时的电压时，开关设备被置于断开位置。
文档编号H02J3/00GK103250319SQ201180058938
公开日2013年8月14日 申请日期2011年10月6日 优先权日2010年10月12日
发明者军·尹, 仁杰·许 申请人:施耐德电气太阳能逆变器美国股份有限公司