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WO2015018439A1 - Wechselrichter - Google Patents

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Publication number
WO2015018439A1
WO2015018439A1 PCT/EP2013/066481 EP2013066481W WO2015018439A1 WO 2015018439 A1 WO2015018439 A1 WO 2015018439A1 EP 2013066481 W EP2013066481 W EP 2013066481W WO 2015018439 A1 WO2015018439 A1 WO 2015018439A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
node
partial
inverter
network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/066481
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Koch
Peter Knaup
Thomas Lenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to PCT/EP2013/066481 priority Critical patent/WO2015018439A1/de
Publication of WO2015018439A1 publication Critical patent/WO2015018439A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to an inverter for generating an AC voltage from a DC voltage, and the present invention relates to a method for operating such an inverter.
  • Inverters are well known, they generate an AC voltage from a DC voltage.
  • the DC voltage is often shared at one
  • DC intermediate circuit provided, namely a built-up of two series-connected DC link capacitive intermediate circuit.
  • a symmetry is desirable such that each of these two DC link capacitances has the same voltage, namely in each case half the DC link voltage.
  • the two capacitors or capacitors are charged differently or discharged differently, so that sets an asymmetry.
  • one of the two DC link capacitors has a larger charge and thus a higher voltage than the other DC link capacitance.
  • asymmetries are undesirable for various reasons.
  • Inverter set too high voltage that could potentially damage components. Furthermore, such asymmetry may also affect the AC voltage generated. Accordingly, it is also undesirable to connect the inverter to the AC electrical network in which it is to feed, if such asymmetry exists.
  • the international application WO 2008/049441 AI proposes an inverter with output-side resistance.
  • This resistor can be connected to the output of the inverter when the inverter output is disconnected from the mains to be fed.
  • charge compensation can be carried out via this resistor, in particular in such a way that the intermediate circuit capacitance having too much voltage is partially discharged via this resistor to ground.
  • the midpoint between the two DC link capacitances is connected to ground and the said resistor is also connected to ground, so that the said partial discharge can be made via this resistor.
  • the present invention is therefore based on the object, one of the o.g. To address problems.
  • an improved solution is to be created that balances as little as possible with a balance of the
  • an inverter is prepared for generating an AC voltage from a DC voltage. It comprises a DC voltage intermediate circuit for providing the DC voltage.
  • the DC voltage intermediate circuit comprises a first DC link capacitance and a second DC link capacitance.
  • the first DC link capacitance is connected between a positive DC node and a center node of the DC link and provides a positive DC partial voltage.
  • the second link capacitance is connected between the center point and a negative DC node and provides a negative DC partial voltage.
  • the first and second partial DC voltage are connected in series and result in accordance with the DC voltage of the DC intermediate circuit.
  • an alternating voltage node is provided on which a pulsed alternating voltage is provided, which is used for generating an approximately sinusoidal alternating voltage, namely in particular with the further use of a corresponding output choke.
  • a positive branch is provided between the positive terminal node and the AC voltage node, which has at least one first semiconductor switch for generating a part of the pulsed AC voltage.
  • a positive branch is used for generating a positive half-wave of the alternating voltage to be generated.
  • a negative branch is provided between the AC voltage node and the negative terminal node, which has at least one second semiconductor switch for generating a further part of the pulsed AC voltage.
  • a negative branch is used for generating a negative half-wave of the alternating voltage to be generated.
  • a balancing circuit is provided which can also be referred to as an auxiliary circuit.
  • This balancing circuit comprises at least two auxiliary semiconductor switches, which are in particular provided to enable a current from the center point to the AC voltage node or from the AC voltage node to the center or to prevent such a current.
  • a network node is provided for feeding electrical current into a supply network. This network node is essentially connected to the supply network when it is to be fed into the supply network.
  • a mains choke is connected between the AC voltage node and the network node. In particular, such a line choke serves to integrate an approximately sinusoidal signal from the pulsed signal which the positive branch and the negative branch generate.
  • a filter capacitor is connected between the network node and a reference node. This reference node may, for example, have ground potential and be correspondingly connected to ground.
  • a power disconnect switch for disconnecting the inverter from the supply network is provided. This power disconnect switch is in particular between
  • the inverter is prepared to modulate an AC voltage at the filter capacitor when the mains disconnect switch is open, and to control the first semiconductor switch, the second semiconductor switch and the balancing circuit so that equalizing currents flow for balancing the DC intermediate circuit so that the first and second partial DC voltages are as equal as possible become.
  • the inverter has a programmed for this control, in which the corresponding commands for generating the desired switching actions of the affected switches are generated.
  • an AC voltage is modulated at the filter capacitance, namely in particular when the inverter is disconnected from the supply network due to the open mains disconnect switch.
  • the modulation takes place in such a way that the currents finally flow as equalizing currents and achieve symmetrization of the voltages at the two DC link capacitances.
  • the positive branch can first be pulsed in such a way that a positive half-wave of a sinusoidal current sets via the line choke, which leads to a current into the filter capacitance. If this is done in conjunction with the Bal istsscnies, in particular so that a connection between the center and the AC node is made, the energy for said current half-wave is used only from the first DC link capacity. This operation is called 3-point operation.
  • the subsequent negative half-wave is now generated in 2-point operation, namely without the use of the balancing circuit or in the Symmetri proceedingssscnies open switches and thus at a separate center and AC nodes.
  • the negative half-wave thus loads the first and second DC link capacitance equally.
  • the inverter is thus prepared when open
  • Mains breaker to modulate the AC voltage at the filter capacity as approximately sinusoidal AC mains voltage so that results in a reactive current.
  • the inverter is prepared to be operated so that the reactive current leads to a partial reloading of the two DC link capacitances, if they have different partial voltages.
  • the inverter is prepared to work with open mains disconnect switch, ie in disconnected from the mains power supply, specifically depending on the current operating point in a 3-point operation or a 2-point operation.
  • these two operating modes are selected depending on a ratio of the first partial voltage to the second partial voltage and / or depending on a sign of the reactive current of the filter capacitor.
  • Dependent on it is thus worked in a 3-point operation, in which the balancing circuit is driven, or it is working a 2-point operation, in which the balancing circuit is not driven and forms an electrical isolation between the center and the AC node.
  • the inverter operates with the power supply switch open in 3-point operation, when the first partial DC voltage is greater than the second DC partial voltage and the reactive current from the AC voltage node to the network node is positive. In this case, namely, the first link capacitance is loaded to generate this positive current. Or it works in 3-point operation, when the first partial DC voltage is smaller than the second DC partial voltage and the reactive current from the AC node to the network node is negative. In this case, energy is taken from the second DC link capacity.
  • 2-point operation is used when the first partial DC voltage is greater than the second DC partial voltage and the reactive current from the AC voltage node to the network node is negative.
  • both DC link capacitances are substantially equally loaded and this 2-point operation alternates in particular with the above-mentioned 3-point operation, namely, when the first DC partial voltage is greater than the second DC partial voltage and the reactive current from the AC node to the network node is positive ,
  • an alternating voltage is modulated at the filter capacitance, in particular when the mains disconnect switch is open, and the first semiconductor switch, the second semiconductor switch and the balancing circuit are driven such that equalizing currents flow for balancing the DC intermediate circuit, namely such that the first and second partial DC voltages become as equal as possible.
  • the AC voltage at the filter capacitor is modulated as an approximately sinusoidal AC voltage in such a way that a reactive current results.
  • the inverter It is particularly advantageous to operate the inverter so that a balancing, so the compensation of different voltages at the first and second DC link capacity is performed when the inverter is disconnected from the mains, especially if the or the power disconnect switch is open or is.
  • the at least one power disconnect switch can be closed, the inverter can be connected to the supply network and then start feeding into the grid.
  • the interconnection with the network or the connection of the filter capacity preferably remains unchanged.
  • the filter capacity can thus be used in a dual function, namely as filter capacity when the inverter to the supply network - also abbreviated as network - is connected and fed into this, and as an auxiliary element for generating a reactive current for balancing the two DC link capacitances.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement of an inverter according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically an inverter 1, which is connected on the input side to a solar generator 2 and is supplied from there with a DC voltage.
  • a boost converter 4 a DC voltage from the solar generator 2 is brought to an intermediate circuit voltage, which is provided to a DC voltage intermediate circuit 6.
  • the DC intermediate circuit 6 is formed from a first DC link capacitor 8 and a second DC link capacitor 10.
  • the first DC link capacitor 8 is connected between a positive DC node 12 and a center 16 of the DC intermediate circuit 6.
  • the second link capacitance is connected between the center node 16 and a negative DC node.
  • the center node 16 is connected to ground.
  • At the first intermediate circuit capacitor 8 is a first Section SharePoint sheer the DC intermediate circuit U DC i, namely from the positive DC node 12 to the center node 16.
  • the second DC link capacitance is connected, which carries a second DC part of the DC link, namely U DC 2-
  • the DC link voltage of the DC intermediate circuit 6 is thus provided between the positive DC node 12 and the negative DC node 14 and is the sum of the first and second
  • Partial DC voltage U DC i and U DC 2- Relative to the center node 16 a positive DC part voltage is thus provided at the positive DC node 12 and a negative DC partial voltage at the negative DC node 14.
  • a clocked AC voltage can now be generated at the AC voltage node 22 with the aid of a positive branch 18 and negative branch 20.
  • the positive branch 18 has a first semiconductor switch 24 with anti-parallel connected first diode 26.
  • the negative Branch 20 a second semiconductor switch 28 with antiparallel connected second diode 30 on.
  • a balancing circuit 32 is provided between the center 16 and the AC node 22.
  • the balancing circuit 32 which may also be referred to as an auxiliary circuit, can pass a current from the center node 16 to the AC node 22 or vice versa.
  • This balancing circuit 32 or auxiliary circuit 32 has two auxiliary semiconductor switches, namely a third and fourth semiconductor switch 34 and 36, each with third or fourth diode 38 and 40 connected in anti-parallel connection.
  • a network choke 42 On the output side of the AC voltage node 22, a network choke 42 is connected and has a network node 44 on the network side or is connected to such a network node 44.
  • the network node 44 is connected via a network disconnect switch 46 to a supply network 48, which is illustrated here only as a simple block.
  • a power disconnect switch 46 ' is provided between the ground point 52 and the utility network 48, which is switched together with the power disconnect switch 46 between the network node 44 and the power grid 48.
  • the present description describes the inverter and feeding for a 1-phase case. Accordingly, the inverter 1 shown in FIG. 1 is connected to a phase of the supply network 48. Basically, however, a 3-phase version of the inverter and according to a connection to a 3-phase supply network 48 is basically provided.
  • a filter capacity 50 is also provided, which is connected to ground 52. At the filter capacitor 50 thus falls to a filter voltage u c .
  • the filter capacity 50 is preferably a conventional filter capacity and is used to filter disturbances during feeding, as they may occur, inter alia, by the pulsed operation. Accordingly, a filter current i c flows from the network node 44 into the filter capacitor 50.
  • a mains current i N is correspondingly fed into the supply network 48, which essentially has the amplitude of the inductor current i L.
  • the inverter 1 is basically separated from the power supply 48. If, for the first time, the inverter is to be connected to the supply network 48 in order to feed into the network 48, it is proposed first to balance the DC intermediate circuit 6 so that the first and second partial DC voltages U DC i and U DC 2 have the same amplitude , For this purpose, a corresponding change between 3-point operation and 2-point operation is proposed.
  • the first DC partial voltage U DC i is greater than the second DC partial voltage U DC 2 of the inverter 1 are first operated in 3-point operation so that a voltage pulse pattern is generated at the AC node 22 that a Current through the line choke 42 and in the filter capacity 50 sets. Due to the open power disconnect switches 46 and 46 'corresponds in this case, the inductor current i L the filter current i c . Energy from the first DC link capacitor 8 or the first DC link capacitor 8 is used by the 3-point operation.
  • a sinusoidal characteristic is not absolutely necessary as long as an alternating current is generated, which as a result is a reactive current.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Wechselrichter (1) zum Erzeugen einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung, umfassend - einen Gleichspannungszwischenkreis (6) zum Bereitstellen der Gleichspannung mit - einer ersten Zwischenkreiskapazität (8), angeschlossen zwischen einem positiven Gleichspannungsknoten (12) und einem Mittelpunkt (16) des Gleichspannungszwischenkreises (6), zum Bereitstellen einer positiven Teilgleichspannung (UDC1) und - einer zweiten Zwischenkreiskapazität (10), angeschlossen zwischen dem Mittelpunkt (16) und einem negativen Gleichspannungsknoten (14), zum Bereitstellen einer negativen Teilgleichspannung (UDC2), wobei die erste Teilgleichspannung (UDC1) und die zweite Teilgleichspannung (UDC2) zusammen die Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises (6) ergeben, - einen Wechselspannungsknoten (22) zum Bereitstellen einer getakteten Wechselspannung zum Erzeugen einer sinusförmigen Wechselspannung, - einen positiven Zweig (18) zwischen dem positiven Anschlussknoten (12) und dem Wechselspannungsknoten (22) mit wenigstens einem ersten Halbleiterschalter (24) zum Erzeugen eines Teils der getakteten Wechselspannung, insbesondere zum Erzeugen einer positiven Halbwelle der Wechselspannung, - einen negativen Zweig (20) zwischen dem Wechselspannungsknoten (22) und negativen Anschlussknoten (14) mit wenigstens einem zweiten Halbleiterschalter (28) zum Erzeugen eines weiteren Teils der getakteten Wechselspannung, insbesondere zum Erzeugen einer negativen Halbwelle der Wechselspannung, - eine zwischen dem Mittelpunkt (16) und dem Wechselspannungsknoten (22) angeordnete Symmetrierungsschaltung (32) mit wenigstens zwei Hilfshalbleiterschaltern (34, 36) zum Symmetrieren der Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises (6), - einen Netzknoten (44) zum Einspeisen elektrischen Stroms in ein Versorgungsnetz (48), - eine zwischen dem Wechselspannungsknoten (22) und dem Netzknoten (44) angeschlossene Netzdrossel (42), - eine zwischen dem Netzknoten (44) und einem Bezugsknoten (52), der insbesondere Erdpotential aufweist, angeschlossene Filterkapazität (50) und - wenigstens einen Netztrennschalter (46, 46') zum Trennen des Wechselrichters (1), insbesondere des Netzanschlussknotens (44), vom Versorgungsnetz (48), wobei der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist, bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46') eine Wechselspannung an der Filterkapazität (50) zu modulieren, und den ersten Halbleiterschalter (24), den zweiten Halbleiterschalter (28) und die Symmetrierungsschaltung (2) so anzusteuern, dass Ausgleichsströme zum Symmetrieren des Gleichspannungszwischenkreises (6) fließen, so dass die erste und zweite Teilgleichspannung (UDC1, UDC2) möglichst gleich groß werden.

Description

Beschreibung
Titel
Wechselrichter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselrichter zum Erzeugen einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung, und die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Wechselrichters.
Wechselrichter sind allgemein bekannt, sie erzeugen aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung. Die Gleichspannung wird häufig an einem geteilten
Gleichspannungszwischenkreis bereitgestellt, nämlich einem aus zwei in Reihe geschalteten Zwischenkreiskapazitäten aufgebauten Zwischenkreis. Hierbei ist eine Symmetrie derart wünschenswert, dass jede dieser beiden Zwischenkreiskapazitäten die gleiche Spannung aufweist, nämlich jeweils die halbe Zwischenkreisspannung. Im Betrieb kann es vorkommen, dass die beiden Kapazitäten bzw. Kondensatoren unterschiedlich geladen oder unterschiedlich entladen werden, so dass sich eine Unsymmetrie einstellt. In diesem Fall weist einer der beiden Zwischenkreiskondensatoren eine größere Ladung und damit eine höhere Spannung als die andere Zwischenkreiskapazität auf. Solche Unsymmetrien sind aus verschiedenen Gründen unerwünscht. Insbesondere kann sich an Teilen des
Wechselrichters eine zu hohe, möglicherweise Bauteile gefährdende Spannung einstellen. Weiterhin kann sich eine solchen Unsymmetrie auch auf die erzeugte Wechselspannung auswirken. Entsprechend ist es auch unerwünscht, den Wechselrichter mit dem elektrischen Wechselspannungsnetz, in das er einspeisen soll, zu verbinden, wenn eine solche Unsymmetrie vorliegt.
Um diesem Problem entgegenzuwirken, schlägt die internationale Anmeldung WO 2008/049441 AI einen Wechselrichter mit ausgangsseitigem Widerstand vor. Dieser Widerstand kann mit dem Ausgang des Wechselrichters verbunden werden, wenn der Ausgang des Wechselrichters vom Netz, in das einzuspeisen ist, getrennt wird. In diesem Fall kann über diesen Widerstand ein Ladungsausgleich vorgenommen werden, insbesondere derart, dass die zu viel Spannung aufweisende Zwischenkreiskapazität über diesen Widerstand gegen Masse teilentladen wird. Hierbei ist der Mittelpunkt zwischen den beiden Zwischenkreiskapazitäten mit Masse verbunden und der besagte Widerstand ist auch mit Masse verbunden, so dass über diesen Widerstand die besagte Teilentladung vorgenommen werden kann.
Nachteilig hierbei ist, dass Energie von dem betreffenden Zwischenkreiskondensator abgeführt wird, was sich auch in einer Erwärmung des besagten Widerstands bemerkbar machen kann. Somit ist dieses Verfahren mit unerwünschten Verlusten verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eines der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine verbesserte Lösung geschaffen werden, die mit möglichst wenigen Verlusten eine Symmetrierung des
Gleichspannungszwischenkreises erreichen kann. Zumindest soll eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.
Erfindungsgemäß wird somit ein Wechselrichter gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieser Wechselrichter ist zum Erzeugen einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung vorbereitet. Er umfasst einen Gleichspannungszwischenkreis zum Bereitstellen der Gleichspannung. Der Gleichspannungszwischenkreis umfasst eine erste Zwischenkreiskapazität und eine zweite Zwischenkreiskapazität. Die erste Zwischenkreiskapazität ist zwischen einem positiven Gleichspannungsknoten und einem Mittelknoten des Gleichspannungszwischenkreises angeschlossen und stellt eine positive Teilgleichspannung bereit. Die zweite Zwischenkreiskapazität ist zwischen dem Mittelpunkt und einem negativen Gleichspannungsknoten angeschlossen und stellt eine negative Teilgleichspannung bereit. Die erste und zweite Teilgleichspannung sind in Reihe geschaltet und ergeben entsprechend die Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises. Weiterhin ist ein Wechselspannungsknoten vorgesehen, an dem eine getaktete Wechselspannung bereitgestellt wird, die zum Erzeugen einer etwa sinusförmigen Wechselspannung verwendet wird, nämlich insbesondere unter weiterer Verwendung einer entsprechenden Ausgangsdrossel.
Weiterhin ist ein positiver Zweig zwischen dem positiven Anschlussknoten und dem Wechselspannungsknoten vorgesehen, der wenigstens einen ersten Halbleiterschalter zum Erzeugen eines Teils der getakteten Wechselspannung aufweist. Insbesondere wird ein solcher positiver Zweig zum Erzeugen einer positiven Halbwelle der zu erzeugenden Wechselspannung verwendet.
Weiterhin ist ein negativer Zweig zwischen dem Wechselspannungsknoten und dem negativen Anschlussknoten vorgesehen, der wenigstens einen zweiten Halbleiterschalter zum Erzeugen eines weiteren Teils der getakteten Wechselspannung aufweist. Insbesondere wird ein solcher negativer Zweig zum Erzeugen einer negativen Halbwelle der zu erzeugenden Wechselspannung verwendet.
Zwischen dem Mittelpunkt zwischen den beiden Zwischenkreiskapazitäten und dem Wechselspannungsknoten ist eine Symmetrierungsschaltung vorgesehen die auch als Hilfsschaltung bezeichnet werden kann. Diese Symmetrierungsschaltung umfasst wenigstens zwei Hilfshalbleiterschalter, die insbesondere dazu vorgesehen sind, einen Strom vom Mittelpunkt zum Wechselspannungsknoten oder vom Wechselspannungsknoten zum Mittelpunkt zu ermöglichen bzw. einen solchen Strom zu unterbinden. Weiterhin ist ein Netzknoten zum Einspeisen elektrischen Stroms in ein Versorgungsnetz vorgesehen. Dieser Netzknoten wird im Wesentlichen mit dem Versorgungsnetz verbunden, wenn in das Versorgungsnetz eingespeist werden soll. Zwischen dem Wechselspannungsknoten und dem Netzknoten ist dabei eine Netzdrossel angeschlossen. Insbesondere dient eine solche Netzdrossel dazu, aus dem gepulsten Signal, das der positive Zweig und der negative Zweig erzeugen, ein etwa sinusförmiges Signal zu integrieren. Weiterhin ist zwischen dem Netzknoten und einem Bezugsknoten eine Filterkapazität angeschlossen. Dieser Bezugsknoten kann bspw. Erdpotential aufweisen und entsprechend mit Masse verbunden sein.
Weiterhin ist ein Netztrennschalter zum Trennen des Wechselrichters vom Versorgungsnetz vorgesehen. Dieser Netztrennschalter ist insbesondere zwischen
Netzanschlussknoten und dem Versorgungsnetz angeordnet.
Erfindungsgemäß ist der Wechselrichter dazu vorbereitet, bei geöffnetem Netztrennschalter eine Wechselspannung an der Filterkapazität zu modulieren, und den ersten Halbleiterschalter, den zweiten Halbleiterschalter und die Symmetrierungsschaltung so anzusteuern, dass Ausgleichsströme zum Symmetrieren des Gleichspannungszwischenkreises fließen, so dass die erste und zweite Teilgleichspannung möglichst gleich groß werden. Insoweit weist der Wechselrichter eine hierzu programmierte Steuerung auf, in der die entsprechenden Befehle zum Erzeugen der gewünschten Schalthandlungen der betroffenen Schalter erzeugt werden.
Demnach wird eine Wechselspannung an der Filterkapazität moduliert, nämlich insbesondere wenn der Wechselrichter aufgrund der geöffneten Netztrennschalter vom Versorgungsnetz getrennt ist. Die Modulierung erfolgt so, dass die Ströme schließlich als Ausgleichsströme fließen und eine Symmetrierung der Spannungen an den beiden Zwischenkreiskapazitäten erreichen.
Veranschaulichend und vereinfachend kann dies an einem Beispiel erklärt werden. Liegt bspw. eine höhere Spannung an der ersten Zwischenkreiskapazität im Vergleich zur zweiten Zwischenkreiskapazität vor, kann der positive Zweig zunächst so gepulst werden, dass sich über die Netzdrossel eine positive Halbwelle eines sinusförmigen Stroms einstellt, die entsprechend zu einem Strom in die Filterkapazität führt. Erfolgt dies im Zusammenspiel mit der Symmetrierungsschaltung, insbesondere so, dass eine Verbindung zwischen dem Mittelpunkt und dem Wechselspannungsknoten hergestellt wird, wird die Energie für besagte Stromhalbwelle nur aus der ersten Zwischenkreiskapazität verwendet. Dieser Betrieb wird als 3-Punkt-Betrieb bezeichnet. Die sich anschließende negative Halbwelle wird nun im 2- Punkt- Betrieb erzeugt, nämlich ohne Verwendung der Symmetrierungsschaltung bzw. bei in der Symmetrierungsschaltung geöffneten Schaltern und damit bei voneinander getrenntem Mittelpunkt und Wechselspannungsknoten. Die negative Halbwelle belastet somit die erste und zweite Zwischenkreiskapazität gleichermaßen. In diesem Beispiel liegt eine
Trennung vom Netz vor und der sinusförmige Strom, von dem die Erzeugung der positiven und negativen Halbwelle beschrieben wurde, fließt nur durch die Netzdrossel und die Filterkapazität und entsprechend ist dieser Strom ein Blindstrom der - von parasitären Effekten abgesehen - keine Leistung bzw. Energie verbraucht und im Grunde lediglich zu einem Ausgleich zwischen den beiden Zwischenkreiskapazitäten führt, nämlich in dem genannten Beispiel zu einem Ausgleich von Energie von der ersten Zwischenkreiskapazität hin zur zweiten Zwischenkreiskapazität.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Netzknoten und dem Bezugsknoten, also insbesondere zwischen Netzknoten und zur Masse kein ohmscher Widerstand vorgesehen ist. Somit wird vermieden, bei einem Ausgleich zwischen den beiden Zwischenkreiskapazitäten Strom über einen Widerstand gegen Masse abzuleiten und damit Leistung bzw. Energie zu verbrauchen. Erfindungsgemäß wurde nämlich erkannt, dass ein Ausgleich mit einem Blindstrom und damit im Idealfall ohne Verluste vorgenommen werden kann, wenn lediglich die Filterkapazität verwendet wird. Vorzugsweise ist der Wechselrichter somit dazu vorbereitet, bei geöffnetem
Netztrennschalter die Wechselspannung an der Filterkapazität als etwa sinusförmige Netzwechselspannung so zu modulieren, dass sich ein Blindstrom ergibt.
Günstig ist es somit, dass der Wechselrichter dazu vorbereitet ist, so betrieben zu werden, dass der Blindstrom zu einem teilweisen Umladen der beiden Zwischenkreiskapazitäten führt, wenn diese unterschiedlich große Teilspannungen aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Wechselrichter dazu vorbereitet ist, bei geöffnetem Netztrennschalter, also in vom Versorgungsnetz getrennten Zustand, gezielt je nach momentanem Arbeitspunkt in einem 3-Punkt- Betrieb oder einem 2-Punkt-Betrieb zu arbeiten. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass diese beide Betriebsarten von einem Verhältnis der ersten Teilspannung zur zweiten Teilspannung und/oder abhängig von einem Vorzeichen des Blindstroms der Filterkapazität abhängig ausgewählt werden. Davon abhängig wird also in einem 3- Punkt-Betrieb gearbeitet, in dem die Symmetrierungsschaltung angesteuert wird, oder es wird einem 2-Punkt-Betrieb gearbeitet, in dem die Symmetrierungsschaltung nicht angesteuert wird und eine elektrische Trennung zwischen dem Mittelpunkt und dem Wechselspannungsknoten bildet.
Günstig ist es, wenn der Wechselrichter bei geöffnetem Netztrennschalter im 3- Punkt- Betrieb arbeitet, wenn die erste Teilgleichspannung größer ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten positiv ist. In diesem Fall wird nämlich die erste Zwischenkreiskapazität belastet, um diesen positiven Strom zu erzeugen. Oder es wird im 3-Punkt-Betrieb gearbeitet, wenn die erste Teilgleichspannung kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten negativ ist. In diesem Fall wird nämlich Energie aus der zweiten Zwischenkreiskapazität entnommen.
Vorzugsweise wird im 2-Punkt-Betrieb gearbeitet, wenn die erste Teilgleichspannung größer ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten negativ ist. Hierbei werden beide Zwischenkreiskapazitäten im Wesentlichen gleich belastet und dieser 2-Punkt-Betrieb wechselt sich insbesondere mit dem oben zuerst genannten 3-Punkt-Betrieb ab, nämlich wenn die erste Teilgleichspannung größer ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten positiv ist.
Günstig ist es ebenfalls, im 2-Punkt-Betrieb zu arbeiten, wenn die erste Teilgleichspannung kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten positiv ist. Dieser zweite 2-Punkt- Betrieb wechselt sich insbesondere ab mit dem zuletzt genannten 3-Punkt-Betrieb, bei dem die erste Teilgleichspannung kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten zum Netzknoten negativ ist. Zudem wird ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters vorgeschlagen, wie sich aus wenigstens einem der oben erläuterten Ausführungsformen des Wechselrichters ergibt. Demnach wird insbesondere bei geöffnetem Netztrennschalter eine Wechselspannung an der Filterkapazität moduliert, und der erste Halbleiterschalter, der zweite Halbleiterschalter und die Symmetrierungsschaltung so angesteuert, dass Ausgleichsströme zum Symmetrieren des Gleichspanungszwischenkreises fließen, nämlich so, dass die erste und zweite Teilgleichspannung möglichst gleich groß werden.
Vorteilhaft ist es somit, wenn die Wechselspannung an der Filterkapazität als etwa sinusförmige Wechselspannung so moduliert wird, dass sich ein Blindstrom ergibt.
Vorteilhaft ist es somit grundsätzlich, ein Verfahren auszuführen, zu dessen Betrieb der Wechselrichter bereits vorbereitet ist, insbesondere durch eine entsprechende Vorprogrammierung auf einem im Wechselrichter enthaltenen Mikroprozessor oder Steuercomputer oder dergleichen.
Es ist insbesondere vorteilhaft, den Wechselrichter so zu betreiben, dass eine Symmetrierung, also der Ausgleich unterschiedlicher Spannungen an der ersten und zweiten Zwischenkreiskapazität durchgeführt wird, wenn der Wechselrichter vom Versorgungsnetz getrennt ist, insbesondere wenn die oder der Netztrennschalter geöffnet sind bzw. ist. Nach erfolgreicher Symmetrierung kann dann der wenigstens eine Netztrennschalter geschlossen werden, der Wechselrichter kann ans Versorgungsnetz dadurch angeschlossen werden und dann mit dem Einspeisen ins Netz beginnen. Die Verschaltung mit dem Netz bzw. der Anschluss der Filterkapazität bleibt vorzugsweise unverändert. Die Filterkapazität kann somit in einer Doppelfunktion verwendet werden, nämlich als Filterkapazität wenn der Wechselrichter ans Versorgungsnetz - auch abgekürzt als Netz bezeichnet - angeschlossen ist und in dieses einspeist, und als Hilfselement zum Erzeugen eines Blindstroms zum Symmetrieren der beiden Zwischenkreiskapazitäten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitende Figur näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Wechselrichters.
Figur 1 zeigt schematisch einen Wechselrichter 1, der eingangsseitig an einen Solargenerator 2 angeschlossen ist und von dort mit einer Gleichspannung versorgt wird. Über einen Hochsetzsteller 4 wird eine Gleichspannung vom Solargenerator 2 auf eine Zwischenkreisspannung gebracht, die an einem Gleichspannungszwischenkreis 6 bereitgestellt wird. Der Gleichspannungszwischenkreis 6 wird dabei gebildet aus einer ersten Zwischenkreiskapazität 8 und einer zweiten Zwischenkreiskapazität 10. Die erste Zwischenkreiskapazität 8 ist zwischen einem positiven Gleichspannungsknoten 12 und einem Mittelpunkt 16 des Gleichspannungszwischenkreises 6 angeschlossen. Die zweite Zwischenkreiskapazität ist zwischen dem Mittelknoten 16 und einem negativen Gleichspannungsknoten angeschlossen. Der Mittelknoten 16 ist mit Masse verbunden. An der ersten Zwischenkreiskapazität 8 liegt eine erste Teilgleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises UDCi an, nämlich vom positiven Gleichspannungsknoten 12 zum Mittelknoten 16. Zwischen dem Mittelknoten 16 und dem negativen Gleichspannungsknoten 14 ist die zweite Zwischenkreiskapazität angeschlossen, die eine zweite Teilgleichspannung des Zwischenkreises trägt, nämlich UDC2-
Die Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises 6 wird somit zwischen dem positiven Gleichspannungsknoten 12 und dem negativen Gleichspannungsknoten 14 bereitgestellt und ist die Summe der ersten und zweiten
Teilgleichspannung UDCi und UDC2- Bezogen auf den Mittelknoten 16 wird somit eine positive Teilgleichspannung an dem positiven Gleichspannungsknoten 12 und eine negative Teilgleichspannung an dem negativen Gleichspannungsknoten 14 bereitgestellt. Basierend auf der durch den Gleichspannungszwischenkreis 6 bereitgestellten Energie bzw. Gleichspannung kann nun mit Hilfe eines positiven Zweigs 18 und negativen Zweigs 20 eine getaktete Wechselspannung an dem Wechselspannungsknoten 22 erzeugt werden. Hierzu weist der positive Zweig 18 einen ersten Halbleiterschalter 24 mit anti-parallel geschalteter erster Diode 26 auf. Entsprechend weist der negative Zweig 20 einen zweiten Halbleiterschalter 28 mit anti- parallel geschalteter zweiter Diode 30 auf.
Weiterhin ist eine Symmetrierungsschaltung 32 zwischen dem Mittelpunkt 16 und dem Wechselspannungsknoten 22 vorgesehen. Die Symmetrierungsschaltung 32, die auch als Hilfsschaltung bezeichnet werden kann, kann einen Strom vom Mittelknoten 16 zum Wechselspannungsknoten 22 bzw. umgekehrt durchlassen. Diese Symmetrierungsschaltung 32 bzw. Hilfsschaltung 32 weist zwei Hilfshalbleiterschalter, nämlich einen dritten und vierten Halbleiterschalter 34 bzw. 36 mit jeweils anti-parallel geschalteter dritter bzw. vierter Diode 38 bzw. 40, auf.
Wenn eine gepulste Spannung am Wechselspannungsknoten 22 mittels des positiven Zweigs 18, negativen Zweigs 20 und der Symmetrierungsschaltung 32 erzeugt wird, liegt ein sog. 3-Punkt-Betrieb vor. Wenn der dritte und vierte Halbleiterschalter geöffnet sind, ist der Mittelpunkt 16 von dem Wechselspannungsknoten 22 getrennt und ein Betrieb des Wechselrichters in diesem Zustand, nämlich nur durch eine Ansteuerung des ersten und zweiten Halbleiterschalters 24 bzw. 28 bildet einen 2-Punkt-Betrieb.
Ausgangsseitig des Wechselspannungsknotens 22 ist eine Netzdrossel 42 angeschlossen und weist netzseitig einen Netzknoten 44 auf bzw. ist an einen solchen Netzknoten 44 angeschlossen. Der Netzknoten 44 ist über einen Netztrennschalter 46 mit einem Versorgungsnetz 48 verbunden, dass hier nur als einfacher Block veranschaulicht ist. Zusätzlich ist ein Netztrennschalter 46' zwischen dem Massepunkt 52 und dem Versorgungsnetz 48 vorgesehen, der zusammen mit dem Netztrennschalter 46 zwischen Netzknoten 44 und Versorgungsnetz 48 geschaltet wird. Rein vorsorglich wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Beschreibung den Wechselrichter und das Einspeisen für einen 1-phasigen Fall beschreibt. Entsprechend ist der gezeigte Wechselrichter 1 gemäß Figur 1 an eine Phase des Versorgungsnetzes 48 angeschlossen. Dem Grunde nach ist jedoch auch eine 3- phasige Ausführung des Wechselrichters und entsprechend eine Anbindung an ein 3- phasiges das Versorgungsnetz 48 grundsätzlich vorgesehen.
Im Einspeisebetrieb, wenn elektrischer Strom in das Versorgungsnetz 48 eingespeist wird, sind die Netztrennschalter 46 und 46' geschlossen und eine gepulste Spannung am Wechselspannungsknoten 22 führt insbesondere durch die Netzdrossel 42 zu einem üblicherweise etwa sinusförmigen Drosselstrom iL. Am Netzknoten 44 ist zudem eine Filterkapazität 50 vorgesehen, die gegen Masse 52 angeschlossen ist. An der Filterkapazität 50 fällt somit eine Filterspannung uc an. Die Filterkapazität 50 ist dabei vorzugsweise eine übliche Filterkapazität und dient dazu, Störungen beim Einspeisen zu filtern, wie sie u.a. auch durch den gepulsten Betrieb auftreten können. Es fließt entsprechend ein Filterstrom ic vom Netzknoten 44 in die Filterkapazität 50. Im Einspeisebetrieb wird entsprechend ein Netzstrom iN in das Versorgungsnetz 48 eingespeist, der im Wesentlichen die Amplitude des Drosselstroms iL aufweist.
Sind die Netztrennschalter 46 und 46' geöffnet, ist der Wechselrichter 1 im Grunde vom Versorgungsnetz 48 getrennt. Wenn nun der Wechselrichter erstmalig oder wieder an das Versorgungsnetz 48 angeschlossen werden soll, um in das Netz 48 einzuspeisen, wird vorgeschlagen, zunächst den Gleichspannungszwischenkreis 6 zu symmetrieren, so dass die erste und zweite Teilgleichspannung UDCi und UDC2 die gleiche Amplitude aufweisen. Hierzu wird ein entsprechender Wechsel zwischen 3- Punkt-Betrieb und 2-Punkt-Betrieb vorgeschlagen. So kann bspw. für den Fall, dass die erste Teilgleichspannung UDCi größer ist als die zweite Teilgleichspannung UDC2 der Wechselrichter 1 zunächst so im 3-Punkt-Betrieb betrieben werden, dass ein Spannungspulsmuster am Wechselspannungsknoten 22 erzeugt wird, dass sich ein Strom durch die Netzdrossel 42 und in die Filterkapazität 50 einstellt. Aufgrund der geöffneten Netztrennschalter 46 und 46' entspricht in diesem Fall der Drosselstrom iL dem Filterstrom ic. Durch den 3-Punkt-Betrieb wird Energie aus dem ersten Zwischenkreiskondensator 8 bzw. der ersten Zwischenkreiskapazität 8 verwendet.
Insgesamt wird aber ein Wechselstrom erzeugt. Bei Stromumkehr, also einer negativen Halbwelle wird dann auf 2-Punkt-Betrieb geschaltet. Plastisch gesprochen fließt somit der Strom aus der Filterkapazität 50 wieder zurück. Aufgrund des gewechselten Betriebs, nämlich von 3-Punkt-Betrieb auf 2-Punkt-Betrieb, fließt dieser zurückkommende Strom aber in den Gleichspannungszwischenkreis 6 in seiner Gesamtheit. Er ist also für beide Zwischenkreiskapazitäten 8 und 10 wirksam.
Auf diese Weise kann durch Wechsel zwischen 3-Punkt- und 2-Punkt-Betrieb ein Wechselstrom in der Filterkapazität 50 erzeugt werden, der dabei zu einem Umladen von Energie aus der Zwischenkreiskapazität 8 oder 10 in die andere Zwischenkreiskapazität 10 oder 8 führt. Von kleineren parasitären Verlusten abgesehen, wird hierbei ein Blindstrom erzeugt, weil kein ohmscher Verbraucher involviert ist. Somit kann der Blindstrom zum Symmetrieren der beiden Zwischenkreiskapazitäten 8 und 10 verwendet werden.
Die Funktionsweise wurde veranschaulicht teilweise unter Bezugnahme auf eine positive oder negative Halbwelle erklärt, wobei sich diese Begrifflichkeit üblicherweise auf einen sinusförmigen Verlauf bezieht. Zum Durchführen der Symmetrierung ist aber ein sinusförmiger Verlauf nicht unbedingt notwendig, solange ein Wechselstrom erzeugt wird, der im Ergebnis ein Blindstrom ist.
Es kann somit eine Symmetrierung in vom Netz getrennten Fall allein durch die Verwendung des Wechselrichters 1 mit Netzdrossel 42 und Filterkapazität 50 durchgeführt werden. Diese Symmetrierung wird für die gezeigte Ausführungsform aber auch generell für den Fall vorgeschlagen, dass der Wechselrichter vom Versorgungsnetz getrennt ist, um anschließend eine Verbindung zum Netz herzustellen, bei der der Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters symmetriert ist. Zusätzliche Bauelemente werden vermieden. Insbesondere wird die Verwendung eines Symmetrierungswiderstandes parallel zur Filterkapazität vermieden und entsprechend wird auch ein entsprechender Schalter zum Schalten bzw. Trennen eines solchen Symmetrierungswiderstandes vermieden.

Claims

Ansprüche
1. Wechselrichter (1) zum Erzeugen einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung, umfassend
- einen Gleichspannungszwischenkreis (6) zum Bereitstellen der Gleichspannung mit - einer ersten Zwischenkreiskapazität (8), angeschlossen zwischen einem positiven
Gleichspannungsknoten (12) und einem Mittelpunkt (16) des Gleichspannungszwischenkreises (6), zum Bereitstellen einer positiven Teilgleichspannung (UDCi) und
- einer zweiten Zwischenkreiskapazität (10), angeschlossen zwischen dem Mittelpunkt (16) und einem negativen Gleichspannungsknoten (14), zum Bereitstellen einer negativen Teilgleichspannung (UDC2), wobei die erste Teilgleichspannung (UDCi) und die zweite Teilgleichspannung (UDC2) zusammen die Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises (6) ergeben,
- einen Wechselspannungsknoten (22) zum Bereitstellen einer getakteten Wechselspannung zum Erzeugen einer sinusförmigen Wechselspannung,
- einen positiven Zweig (18) zwischen dem positiven Anschlussknoten (12) und dem Wechselspannungsknoten (22) mit wenigstens einem ersten Halbleiterschalter (24) zum Erzeugen eines Teils der getakteten Wechselspannung, insbesondere zum Erzeugen einer positiven Halbwelle der Wechselspannung,
- einen negativen Zweig (20) zwischen dem Wechselspannungsknoten (22) und negativen Anschlussknoten (14) mit wenigstens einem zweiten Halbleiterschalter (28) zum Erzeugen eines weiteren Teils der getakteten Wechselspannung, insbesondere zum Erzeugen einer negativen Halbwelle der Wechselspannung,
- eine zwischen dem Mittelpunkt (16) und dem Wechselspannungsknoten (22) angeordnete Symmetrierungsschaltung (32) mit wenigstens zwei
Hilfshalbleiterschaltern (34, 36) zum Symmetrieren der Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises (6),
- einen Netzknoten (44) zum Einspeisen elektrischen Stroms in ein Versorgungsnetz (48), - eine zwischen dem Wechselspannungsknoten (22) und dem Netzknoten (44) angeschlossene Netzdrossel (42),
- eine zwischen dem Netzknoten (44) und einem Bezugsknoten (52), der insbesondere Erdpotential aufweist, angeschlossene Filterkapazität (50) und
- wenigstens einen Netztrennschalter (46, 46') zum Trennen des Wechselrichters (1), insbesondere des Netzanschlussknotens (44), vom Versorgungsnetz (48),
wobei der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist, bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46') eine Wechselspannung an der Filterkapazität (50) zu modulieren, und den ersten Halbleiterschalter (24), den zweiten Halbleiterschalter (28) und die Symmetrierungsschaltung (2) so anzusteuern, dass Ausgleichsströme zum Symmetrieren des Gleichspannungszwischenkreises (6) fließen, so dass die erste und zweite Teilgleichspannung (UDCi, UDC2) möglichst gleich groß werden.
2. Wechselrichter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Netzknoten (44) und dem Bezugsknoten (52) kein ohmscher Widerstand vorgesehen ist.
3. Wechselrichter (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist, bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46') die Wechselspannung an der Filterkapazität als (50) etwa sinusförmige Wechselspannung so zu modulieren, dass sich ein Blindstrom ergibt.
4. Wechselrichter (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist, dass der Blindstrom zu einem teilweisen Umladen der beiden Zwischenkreiskapazitäten (8, 10) führt, wenn diese unterschiedlich große Teilgleichspannungen aufweisen.
5. Wechselrichter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist, bei geöffnetem Trennschalter (46, 46')
- abhängig von einem Verhältnis der ersten Teilspannung (UDCi) zur zweiten Teilspannung (UDC2) und/oder
- abhängig von einem Vorzeichen des bzw. eines Blindstroms der Filterkapazität (50) - in einem 3- Punkt- Betrieb zu arbeiten, in dem die Symmetrierungsschaltung (32) angesteuert wird, oder
- in einem 2- Punkt- Betrieb zu arbeiten, in dem die Symmetrierungsschaltung (32) nicht angesteuert wird und eine elektrische Trennung zwischen dem Mittelpunkt (16) und dem Wechselspannungsknoten (22) bildet.
6. Wechselrichter (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) dazu vorbereitet ist bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46'),
- im 3- Punkt- Betrieb zu arbeiten, wenn
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) größer ist als die zweite Teilgleichspannung
(UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) positiv ist oder
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) negativ ist und/oder
- im 2-Punkt-Betrieb zu arbeiten, wenn
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) größer ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten negativ (44) ist oder
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung
(UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) positiv ist.
7. Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46') eine Wechselspannung an der Filterkapazität (50) moduliert wird, und der erste
Halbleiterschalter (24), der zweiten Halbleiterschalter (28) und die Symmetrierungsschaltung (32) so angesteuert werden, dass Ausgleichsströme zum Symmetrieren des Gleichspannungszwischenkreises (6) fließen, so dass die erste und zweite Teilgleichspannung (UDCi, UDC2) möglichst gleich groß werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung an der Filterkapazität (50) als etwa sinusförmige Wechselspannung so moduliert wird, dass sich ein Blindstrom ergibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Blindstrom zu einem teilweisen Umladen der beiden Zwischenkreiskapazitäten (8, 10) führt, wenn diese unterschiedlich große Teilgleichspannungen (UDCi, UDC2) aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46')
- abhängig von einem Verhältnis der ersten Teilspannung (UDCi) zur zweiten Teilspannung (UDC2) und/oder
- abhängig von einem Vorzeichen des bzw. eines Blindstroms der Filterkapazität (50)
- in einem 3- Punkt- Betrieb zu arbeiten, in dem die Symmetrierungsschaltung (32) angesteuert wird, oder
- in einem 2- Punkt- Betrieb zu arbeiten, in dem die Symmetrierungsschaltung (32) nicht angesteuert wird und eine elektrische Trennung zwischen dem Mittelpunkt und dem Wechselspannungsknoten bildet.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) bei geöffnetem Netztrennschalter (46, 46'),
- im 3- Punkt- Betrieb arbeitet, wenn
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) größer ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) positiv ist oder
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) negativ ist und/oder
- im 2-Punkt-Betrieb arbeitet, wenn
- die erste Teilgleichspannung (UDCi) größer ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) negativ ist oder - die erste Teilgleichspannung (UDCi) kleiner ist als die zweite Teilgleichspannung (UDC2) und der Blindstrom vom Wechselspannungsknoten (22) zum Netzknoten (44) positiv ist.
12. Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters (1),
dadurch gekennzeichnet, dass eine Symmetrierung gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 durchgeführt wird, bevor der Wechselrichter (1) mit dem Versorgungsnetz (48) verbunden wird, und der Netztrennschalter (46, 46') zum Verbinden des Wechselrichters (1) mit dem Versorgungsnetz (48) geschlossen wird, wenn eine Symmetrierung im wesentlichen abgeschlossen wurde und die erst und zweite Teilgleichspannung (UDCi, UDC2) etwa gleich groß sind.
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