專利名稱：功率轉換器的連接裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將多個單機的功率轉換器相連接的功率轉換器的連接裝置。
背景技術：
一般，在太陽能發電等領域中，將單機的功率轉換器進行并聯連接，使之作為大容量的功率轉換器進行運轉。但是，使得多個單機的功率轉換器進行并聯連接的操作中，在設置或布線等方面需要很多的勞動力。專利文獻I :日本專利特開平7 - 67346號公報
發明內容
本發明的目的在于提供一種功率轉換器的連接裝置，該功率轉換器的連接裝置使得多個單機的功率轉換器能容易地進行并聯連接。根據本發明的觀點的功率轉換器的連接裝置設置有引入分別從多個功率轉換器輸出的交流功率的引入盤，并設置有分別用于設置所述多個功率轉換器的多個框架，所述多個功率轉換器具備將直流功率轉換為交流功率的功率轉換電路，所述功率轉換器的連接裝置包括交流輸出連接單元，該交流輸出連接單元分別設置于所述多個框架，用于與所述功率轉換器的輸出交流功率的輸出端相連接；多根電纜，該多根電纜將分別設置于所述多個框架的所述交流輸出連接單元與所述引入盤分別進行電連接；并聯電路，該并聯電路將所述多根電纜進行并聯連接；以及多個開閉單元，該多個開閉單元設置于所述引入盤，分別將分別連接所述多個功率轉換器與所述并聯電路的多條交流功率的電氣路徑進行開閉。
圖I是表示本發明的實施方式I所涉及的功率轉換裝置的主電路結構的結構圖。圖2是表示實施方式I所涉及的功率轉換裝置的控制系統的電路結構的結構圖。圖3是表示實施方式I所涉及的功率轉換器的連接裝置的結構的結構圖。圖4是表示本發明的實施方式2所涉及的功率轉換裝置的主電路結構的結構圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。(實施方式I)圖I是表示本發明的實施方式I所涉及的功率轉換裝置10的主電路結構的結構圖。圖2是表示本實施方式所涉及的功率轉換裝置10的控制系統的電路結構的結構圖。圖3是表示本實施方式所涉及的功率轉換器的連接裝置20的結構的結構圖。另外，對圖中的同一部分標注同一標號并省略其詳細說明，主要針對不同部分進行說明。之后的實施方式中也同樣省略重復說明。功率轉換裝置10包括功率轉換器的連接裝置20、以及四個功率轉換器3A、3B、3C、3D。功率轉換器的連接裝置20包括引入盤I、以及連接基座2。引入盤I包括將四個功率轉換器3A 3D的交流側進行并聯連接的電路。引入盤I引入四個功率轉換器3A 3D的交流功率。通過進行并聯連接的電路來合成從四個功率轉換器3A 3D輸出的交流功率。引入盤I輸出由進行并聯連接的電路所合成的交流功率。引入盤I將該合成后的大容量的交流功率提供給交流負載。另外，引入盤I基于該合成后的交流功率，對所有功率轉換器3A 3D以及引入盤I各自的控制電源進行供電。連接基座2是用于在地面上安裝引入盤I以及四個功率轉換器3A 3D的基座。引入盤I設置于連接基座2上。若將四個功率轉換器3A 3D設置于連接基座2，則將引入盤I和四個功率轉換器3A 3D之間的主電路與控制電路相連接。
功率轉換器3A 3D是設置于功率轉換器的連接裝置20的設備。功率轉換器3A 3D是能夠單獨動作的單機的功率轉換器。功率轉換器3A 3D例如為功率調節系統(PCS, Power Conditioning System)。功率轉換器3A 3D的直流側分別連接有太陽能電池9A、9B、9C、9D。功率轉換器3A 3D的交流側分別經由電纜CA、CB、CC、CD，與引入盤I的主電路相連接。功率轉換器3A 3D經由LAN(local area network :局域網)布線LA LD，與引入盤I相連接。參照圖I，對功率轉換裝置10的主電路進行說明。各功率轉換器3A 3D包括功率轉換部35、直流斷路器36、接觸器37、以及控制電源開關S3。功率轉換部35包括將從太陽能電池9A 9D輸入的直流功率變換為三相交流功率的功率轉換電路。功率轉換部35輸出轉換后的三相交流功率。直流斷路器36設置于功率轉換部35的直流輸入側。若接通直流斷路器36，則來自太陽能電池9A 9D的直流功率輸入到功率轉換部35中。若斷開直流斷路器36，則來自太陽能電池9A 9D的直流功率不輸入到功率轉換部35中。接觸器37設置于功率轉換部35的交流輸出側。接觸器37的交流輸出側與電纜CA ⑶相連接。若接通接觸器37，則從功率轉換部35輸出交流功率。若斷開接觸器37，則不從功率轉換部35輸出交流功率。控制電源開關S3是用于使功率轉換器3A 3D運轉或停止的開關。引入盤I 包括斷路器 13A、13B、13C、13D、變壓器 15、UPS(uninterruptiblepowersystem :不間斷電源系統)16、以及控制電源開關SI。斷路器13A 13D分別經由電纜CA CD，分別與功率轉換器3A 3D的交流輸出側相連接。將四個斷路器13A 13D的輸出側進行并聯連接。因而，將從四個斷路器13A 13D所輸出的交流功率進行合成。將該合成后的交流功率作為功率轉換裝置10的交流輸出提供給交流負載以及所有功率轉換器3A 3D的控制電源。若接通斷路器13A 13D，則分別從功率轉換器3A 3D輸出交流功率。若斷開斷路器13A 13D，則停止輸出所對應的功率轉換器3A 3D所輸出的交流功率。變壓器15將合成后的交流功率轉換成與UPS 16的輸入相適應的交流電壓。
UPS16基于變壓器15所提供的交流功率，對所有功率轉換器3A 3D以及引入盤I各自的控制電源提供交流功率。控制電源開關SI是用于使引入盤I運轉或停止的開關。參照圖2，對功率轉換裝置10的控制系統的電路進行說明。各功率轉換器3A 3D包括顯示操作部31、以及控制基板33。顯示操作部31具有用于操作功率轉換器3A 3D的操作功能、以及用于顯示在監視等中所使用的信息的顯示功能。顯示操作部31經由LAN布線LA LD，與引入盤I或其他功率轉換器3A 3D進行信息收發。操作功能是用于進行以下操作的功能即，對構成自己的功率轉換器3A 3D、其他的功率轉換器3A 3D、或引入盤I的各設備所進行的操作。
例如，作為由顯示操作部31所進行的操作，對于所有的功率轉換器3A 3D，有直流斷路器36的開閉操作、接觸器37的開閉操作、或與功率轉換部35相關的操作(開始運轉、運轉內容的調整、或停止運轉等)等操作。作為對引入盤I的操作，有斷路器13A 13D的開閉操作。作為與引入盤I相對應的斷路器13A 13D的開閉操作，有自己的功率轉換器3A 3D所對應的斷路器13A 13D的開閉操作、任意選擇的斷路器13A 13D的開閉操作、以及對所有斷路器13A 13D —并進行的開閉操作。例如，作為顯示于顯示操作部31的內容，有直流斷路器36的開閉狀態、接觸器37的開閉狀態、以及功率轉換部35的運轉狀態等。控制基板33進行與功率轉換器10的控制相關的處理。控制基板33接受從其他功率轉換器3A 3D發送來的操作等控制指令，對構成顯示操作部31、引入盤I、或自己的功率轉換器3A 3D的設備進行控制。控制基板33根據來自顯示操作部31的操作，對構成自己的功率轉換器3A 3D的設備進行控制，并向引入盤I、或其他功率轉換器3A 3D輸出控制指令。引入盤I包括顯示操作部11、HUB12、所述斷路器13A 13D、以及異常停止按鈕14。HUB12通過LAN布線LA LD與各功率轉換器3A 3D的顯示操作部31相連接。顯示操作部11有用于對構成功率轉換裝置10的所有設備進行操作的功能、以及顯示與功率轉換裝置10相關的所有信息的功能。作為對功率轉換器3A 3D的操作功能，顯示操作部11具有與各功率轉換器3A 3D的顯示操作部31同等的功能。顯示操作部11對任意的功率轉換器3A 3D發出設備操作、異常或警告等的顯示、以及信息的收發等指令。作為對引入盤I內的操作功能，有任意斷路器13A 13D的開閉操作等。顯示操作部11利用從HUB12接收到的信息，來接收關于所有功率轉換器3A 3D的信息。顯示操作部11基于像這樣接收到的信息，來顯示關于功率轉換裝置10的任意的信息。顯示操作部11經由HUB 12來發送信息，從而向任意的功率轉換器3A 3D發送信
肩、O顯示操作部11具有與各功率轉換器3A 3D的顯示操作部31同等的功能，以作為顯示關于功率轉換器3A 3D的信息的功能。顯示操作部11顯示提供給負載的電流、電壓、或功率等的狀態。顯示操作部11顯示構成功率轉換裝置10的設備的異常、警告、以及監視等信息。異常停止按鈕14是用于在異常時使功率轉換裝置10的運轉緊急停止的按鈕。若操作者壓下異常停止按鈕14，則所有的斷路器13A 13D、以及所有功率轉換器3A 3D的直流斷路器36和接觸器37都會斷開。另外，在這種情況下，也可以使得所有功率轉換器3A 3D的功率轉換部35的功率轉換動作停止。參照圖3，對功率轉換器的連接裝置20的結構進行說明。功率轉換器的連接裝置20具有在連接基座2上安裝有引入盤I的結構。連接基座2是設置有四個框架UA、UB、UC、UD的基座，所述四個框架UA、UB、UC、UD分別用于設置四個功率轉換器3A 3D。連接基座2例如由型鋼制成。
在框架UA UD中，設置有交流輸出連接部21A、21B、21C、21D以及連接器22A、22B、22C、22D。交流輸出連接部21A 21D是用于分別與功率轉換器3A 3D的交流輸出端相連接的連接部位。若將功率轉換器3A 3D的交流輸出端與交流輸出連接部21A 21D相連接，則三相交流的U相、V相、W相的各相通過電纜CA、CB、CC、⑶與引入盤I相連接。由此，形成功率轉換裝置10的主電路。連接器22k 22D是用于連接LAN布線LA、LB、LC、LD的連接部位，所述LAN布線LA、LB、LC、LD用于與功率轉換器3A 3D進行信息收發。若通過LAN布線LA LD將功率轉換器3A 3D與端子22A 22D相連接，則能利用LAN布線LA LD來形成可在功率轉換器3A 3D與引入盤I之間進行信息收發的網絡。根據本實施方式，利用功率轉換器的連接裝置20，能容易地構成由多個單機的功率轉換器3A 3D并聯連接而成的大容量的功率轉換裝置10。例如，在設置有現有的多個功率轉換器3A 3D的情況下，通過利用功率轉換器的連接裝置20，能縮短用于構成由多個功率轉換器3A 3D并聯連接而成的大容量的功率轉換裝置10的操作時間。另外，利用功率轉換器的連接裝置20來對多個功率轉換器3A 3D進行并聯連接，從而能將多個功率轉換器3A 3D —并進行操作、監視以及管理。另外，由于利用連接基座2將引入盤I與各功率轉換器3A 3D通過LAN布線LA LD相連接，因此，能夠將信息在引入盤I與各功率轉換器3A 3D之間相互進行收發。由此，在引入盤I或各功率轉換器3A 3D的任意一個中都能對整個功率轉換裝置10進行操作、監視以及管理。另外，利用設置于引入盤I的異常停止按鈕14，能夠在異常時容易地使功率轉換裝置10的運轉停止。另外，通過將各功率轉換器3A 3D所對應的斷路器13A 13D設置于引入盤1，能夠在引入盤I中對主電路進行保護。另外，通過選擇并斷開這些斷路器13A 13D，操作者能夠容易地將主電路進行解列。由此，能夠提高功率轉換裝置10的維護性。(第2實施方式)圖4是表示本發明的實施方式2所涉及的功率轉換裝置IOA的主電路結構的結構圖。功率轉換裝置IOA是表示圖I所示的實施方式I所涉及的功率轉換裝置IOA的主電路結構的結構圖。功率轉換裝置IOA向所有功率轉換器3A 3D以及引入盤IA各自的控制電源提供由其他系統的交流電源PW所提供的交流功率，以代替基于太陽能電池9A 9D的交流功率。其他則與實施方式I相同。
引入盤IA是在圖I所示的實施方式I所涉及的引入盤I中去除變壓器15以及 UPS16后的結構。連接基座2A是在圖I所示的實施方式I所涉及的連接基座2中配置有從外部的交流電源PW導入交流功率的布線的結構。其他則與實施方式I相同。
連接基座2A將外部的交流電源PW所提供的交流功率提供給引入盤I以及四個功率轉換器3A 3D各自的控制電源。
根據本實施方式，能夠形成功率轉換器IOA的結構，所述功率轉換器IOA從外部的交流電源PW向引入盤IA以及功率轉換器3A 3D各自的控制電源提供交流功率。由此， 能夠得到與實施方式I同樣的作用效果。
另外，本發明不僅限于上述實施方式，在實施階段能夠在不脫離其要點的范圍內對結構要素進行變形來進行具體化。另外，通過將上述實施方式中所揭示的多個結構要素進行適當組合，能夠形成各種發明。例如，也可以從實施方式所示的所有結構要素中去掉幾個結構要素。另外，也可以將所有不同的實施方式中的結構要素進行適當組合。
工業上的實用性
根據本發明，能夠提供一種可將多個單機的功率轉換器容易地進行并聯連接的功率轉換器的連接裝置。
權利要求
1.一種功率轉換器的連接裝置，所述功率轉換器的連接裝置設置有引入分別從多個功率轉換器輸出的交流功率的引入盤，并設置有分別用于設置所述多個功率轉換器的多個框架，所述多個功率轉換器具備將直流功率轉換為交流功率的功率轉換電路，所述功率轉換器的連接裝置的特征在于，包括 交流輸出連接單元，該交流輸出連接單元分別設置于所述多個框架，用于與所述功率轉換器的輸出交流功率的輸出端相連接； 多根電纜，該多根電纜將分別設置于所述多個框架的所述交流輸出連接單元與所述引入盤分別進行電連接； 并聯電路，該并聯電路將所述多根電纜進行并聯連接；以及 多個開閉單元，該多個開閉單元設置于所述引入盤，分別將分別連接所述多個功率轉換器與所述并聯電路的多條交流功率的電氣路徑進行開閉。
2.如權利要求I所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于， 所述引入盤包括一并斷開單元，該一并斷開單元使所述多個開閉單元一并斷開。
3.如權利要求I所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于， 所述各功率轉換器包括交流側開閉單元，該交流側開閉單元設置于所述功率轉換電路的交流側，若斷開該交流側開閉單元，則交流功率的輸出停止， 所述引入盤包括一并斷開單元，該一并斷開單元使分別設置于所述多個功率轉換器的所述交流側開閉單元一并斷開。
4.如權利要求I所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于， 所述各功率轉換器包括直流側開閉單元，該直流側開閉單元設置于所述功率轉換電路的直流側，若斷開該直流側開閉單元，則直流功率的輸入停止， 所述引入盤包括一并斷開單元，該一并斷開單元使分別設置于所述多個功率轉換器的所述直流側開閉單元一并斷開。
5.如權利要求I至4的任一項所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于， 所述引入盤以及所述多個功率轉換器基于由所述并聯電路所合成的、從所述多個功率轉換器輸出的交流功率，來向控制電源進行供電。
6.如權利要求I至5的任一項所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于，包括 信息路徑連接單元，該信息路徑連接單元分別設置于所述多個框架，用于將所述功率轉換器與信息路徑相連接，所述信息路徑用于在所述功率轉換器與所述引入盤之間收發信肩、O
7.如權利要求6所述的功率轉換器的連接裝置，其特征在于， 所述引入盤包括功率轉換器操作單元，該功率轉換器操作單元基于經由與所述信息路徑連接單元相連接的所述信息路徑而在自身與所述多個功率轉換器之間進行收發的信息，來對所述多個功率轉換器進行操作。
8.—種功率轉換裝置，其特征在于，包括 多個功率轉換器，該多個功率轉換器包括將直流功率轉換為交流功率的功率轉換電路； 連接基座，該連接基座設置有分別用于設置所述多個功率轉換器的多個框架；以及 引入盤，該引入盤引入分別從所述多個功率轉換器輸出的交流功率，所述連接基座包括 交流輸出連接單元，該交流輸出連接單元分別設置于所述多個框架，用于與所述功率轉換器的輸出交流功率的輸出端相連接；以及 多根電纜，該多根電纜將分別設置于所述多個框架的所述交流輸出連接單元分別與所述引入盤進行電連接， 所述引入盤包括 并聯電路，該并聯電路用于將所述多根電纜進行并聯連接；以及 多個開閉單元，該多個開閉單元分別將連接所述多個功率轉換器和所述并聯電路的多條交流功率的電氣路徑進行開閉。
9.如權利要求8所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述引入盤包括使所述多個開閉單元一并斷開的一并斷開單元。
10.如權利要求8所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述各功率轉換器包括交流側開閉單元，該交流側開閉單元設置于所述功率轉換電路的交流側，若斷開該交流側開閉單元，則交流功率的輸出停止， 所述引入盤包括一并斷開單元，該一并斷開單元使分別設置于所述多個功率轉換器的所述交流側開閉單元一并斷開。
11.如權利要求8所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述各功率轉換器包括直流側開閉單元，該直流側開閉單元設置于所述功率轉換電路的直流側，若斷開該直流側開閉單元，則直流功率的輸入停止， 所述引入盤包括一并斷開單元，該一并斷開單元使分別設置于所述多個功率轉換器的所述直流側開閉單元一并斷開。
12.如權利要求8至11的任一項所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述引入盤和所述多個功率轉換器基于由所述并聯電路所合成的、從所述多個功率轉換器輸出的交流功率，來向控制電源進行供電。
13.如權利要求8至12的任一項所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述連接基座包括信息路徑連接單元，該信息路徑連接單元設置于所述多個框架，用于將所述功率轉換器與信息路徑相連接，所述信息路徑用于在所述功率轉換器與所述引入盤之間收發信息。
14.如權利要求13所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述引入盤包括功率轉換器操作單元，該功率轉換器操作單元基于經由與所述信息路徑連接單元相連接的所述信息路徑而在自身與所述多個功率轉換器之間進行收發的信息，來對所述多個功率轉換器進行操作。
全文摘要
本發明的功率轉換器的連接裝置(20)包括將從功率轉換器(3A～3D)引入的交流功率進行并聯連接的引入盤(1)；以及設置有用于設置各功率轉換器(3A～3D)的框架(UA～UD)的連接基座(2)，各框架(UA～UD)中設置有用于連接各功率轉換器(3A～3D)的主電路的連接部(21A～21D)，引入盤(1)包括用于切斷來自各功率轉換器(3A～3D)的交流功率的斷路器(13A～13D)。
文檔編號H02B1/24GK102884689SQ20108006667
公開日2013年1月16日 申請日期2010年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者R·A·因森澤費格羅亞, 高橋伸廣, 井川英一, 角屋岳士, 藤井洋介 申請人:東芝三菱電機產業系統株式會社