CH710061A2

CH710061A2 - A method for operating an inverter and inverter.

Info

Publication number: CH710061A2
Application number: CH01192/15A
Authority: CH
Inventors: Pablo Ignacio Correa Dr Vasquez; Vitali Sakschewski
Original assignee: Sma Solar Technology Ag
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2016-02-29
Also published as: CH710061B1; DE102015113226A1

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters wird beschrieben, der zur Einspeisung von elektrischer Leistung mit einem Wechselspannungsnetz (1), in dem Rundsteuersignale bei einer Rundsteuerfrequenz (f RSS ) übertragen werden, verbunden ist und eine Stromregelung (20) zur Einstellung eines eingespeisten Wechselstroms (i WR ) aufweist. Die Stromregelung (20) umfasst ein Erzeugen eines Sollwertes (1 WR * ) für den eingespeisten Wechselstrom (i WR ), Erfassen eines Istwertes des eingespeisten Wechselstroms (i WR ) am Ausgang des Wechselrichters und ein Ansteuern von Leistungsschaltern einer Wechselrichter-Brückenschaltung (18) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Sollwert (i WR * ) und dem Istwert des eingespeisten Wechselstroms (i WR ). Der Istwert des eingespeisten Wechselstroms (i WR ) oder die Differenz wird mittels eines auf die Rundsteuerfrequenz (f RSS ) angepassten Bandstoppfilters (22) gefiltert, so dass die Stromregelung (20) unabhängig von Rundsteuersignalen im Wechselspannungsnetz (1) erfolgt. Ebenfalls beschrieben wird ein Wechselrichter zur Durchführung des Verfahrens.A method for operating an inverter is described, which is connected to the supply of electrical power with an AC voltage network (1) in which ripple control signals at a ripple control frequency (f RSS) are transmitted, and a current control (20) for adjusting an injected alternating current (i WR). The current control (20) comprises generating a setpoint value (1 WR *) for the supplied alternating current (i WR), detecting an actual value of the supplied alternating current (i WR) at the output of the inverter and driving a circuit breaker of an inverter bridge circuit (18) as a function of a difference between the setpoint value (i WR *) and the actual value of the supplied alternating current (i WR). The actual value of the supplied alternating current (i WR) or the difference is filtered by means of a band stop filter (22) adapted to the ripple control frequency (f RSS), so that the current regulation (20) takes place independently of ripple control signals in the AC voltage network (1). Also described is an inverter for performing the method.

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters, der zur Einspeisung einer elektrischen Leistung in ein Wechselspannungsnetz verbunden ist, wobei in dem Wechselspannungsnetz Rundsteuersignale übertragen werden, sowie einen Wechselrichter zum Betrieb mit dem erfindungsgemässen Verfahren. The invention relates to a method for operating an inverter, which is connected to the feeding of an electrical power in an alternating voltage network, wherein ripple control signals are transmitted in the alternating voltage network, and an inverter for operation with the inventive method.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Wechselrichter dienen der Umwandlung von Gleichstrom in einen zur Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz geeigneten, netzkonformen Wechselstrom. Derartige Wechselrichter finden beispielsweise in Photovoltaikanlagen Verwendung und speisen den Wechselstrom bei einer Grundfrequenz des Wechselspannungsnetzes ein. Inverters serve the conversion of direct current into a suitable for feeding into an alternating voltage network, grid-compatible alternating current. Such inverters are used, for example, in photovoltaic systems and feed the alternating current at a fundamental frequency of the alternating voltage network.

[0003] Wechselspannungsnetze werden auch zur Signalübertragung verwendet, beispielsweise indem mittels so genannter Rundsteuer-Sendeanlagen Rundsteuersignale in das Wechselspannungsnetz aufgeprägt und an Rundsteuer-Signalempfänger übermittelt werden. Die Rundsteuersignale weisen Rundsteuerfrequenzen auf, die in einem Frequenzbereich von etwa wenige 100 Hz bis etwa einige Kilohertz liegen, wobei Signale in diesem Frequenzbereich im Wechselspannungsnetz auch über grössere Entfernungen nur unwesentlich abgeschwächt weitergeleitet werden. Typischerweise sendet eine konkrete Rundsteuer-Sendeanlage bei einer konkreten Rundsteuerfrequenz, die vom Netzbetreiber desjenigen Netzabschnittes festgelegt wird, in dem die Rundsteuer-Sendeanlage angesiedelt ist. AC power grids are also used for signal transmission, for example by imprinted by means of so-called ripple control transmitters ripple control signals in the AC voltage network and transmitted to ripple control signal receiver. The ripple control signals have ripple control frequencies, which are in a frequency range of about a few 100 Hz to about a few kilohertz, with signals in this frequency range in the AC voltage network, even over longer distances are transmitted only slightly attenuated. Typically, a specific ripple control transmitter transmits at a specific ripple control frequency set by the network operator of the network section in which the ripple control transmitter is located.

[0004] Die Rundsteuersignale werden der Netzspannung an der Anschlussstelle einer Rundsteuer-Sendeanlage als zusätzliche Steuer- bzw. Wechselspannung überlagert oder aufgeprägt. Die Amplitude dieser Spannung liegt dabei im Bereich von weniger als 1 Prozent bis wenigen Prozent der Amplitude der Grundschwingung im Wechselspannungsnetz. Die Rundsteuersignale werden durch an das Wechselspannungsnetz angeschlossene Verbraucher und Stromerzeuger aufgrund der endlichen Impedanz dieser Verbraucher und Stromerzeuger bei der Rundsteuerfrequenz abgeschwächt. Diese Abschwächung ist unerwünscht, da die Signalpegel an sich schon klein sind und die Reichweite der Rundsteuersignale dadurch vermindert wird. The ripple control signals are superimposed or impressed on the grid voltage at the connection point of a ripple control transmitter as additional control or AC voltage. The amplitude of this voltage is in the range of less than 1 percent to a few percent of the amplitude of the fundamental in the AC network. The ripple control signals are attenuated by consumers and generators connected to the AC mains due to the finite impedance of these loads and generators at the ripple control frequency. This attenuation is undesirable, since the signal levels are already small in itself and the range of the ripple control signals is thereby reduced.

[0005] In einem Wechselrichter, der elektrische Leistung in das Wechselspannungsnetz einspeist, werden Leistungsschalter einer Ausgangsstufe, meist einer Ausgangsbrücke des Wechselrichters, anhand einer Stromregelung derart angesteuert, dass der vom Wechselrichter eingespeiste Wechselstrom in der Regel einen möglichst ideal sinusförmigen Verlauf aufweist. Dazu werden Ausgangsströme und Ausgangsspannungen erfasst und insbesondere in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen Soll- und Istwerten der Ausgangsströme Stellwerte für die Ausgangsströme ermittelt. Alternativ oder zusätzlich können die Ausgangsspannungen berücksichtigt und/oder Stellwerte für die Ausgangsspannungen ermittelt. Aus den Stellwerten für die Ausgangsströme bzw. die Ausgangsspannungen werden Steuersignale für die Leistungsschalter des Wechselrichters erzeugt und die Leistungsschalter entsprechend anhand der Steuersignale getaktet. In an inverter that feeds electrical power into the AC power circuit, circuit breakers of an output stage, usually an output bridge of the inverter, driven by a current control such that the inverter fed alternating current usually has a ideally ideal sinusoidal course. For this purpose, output currents and output voltages are detected and set values for the output currents are determined, in particular as a function of a difference between setpoint and actual values of the output currents. Alternatively or additionally, the output voltages can be taken into account and / or control values for the output voltages can be determined. Control signals for the power switches of the inverter are generated from the control values for the output currents or the output voltages, and the power switches are clocked in accordance with the control signals.

[0006] Dabei verhält sich der Wechselrichter bei der Grundfrequenz des Wechselspannungsnetzes wie eine Stromquelle, das heisst die Stromregelung folgt der Grundschwingung des Sollwertes. Oberschwingungen in der Netzspannung bei Frequenzen oberhalb der Netzfrequenz, wie zum Beispiel Rundsteuersignale, werden im Rahmen einer üblichen Stromregelung beispielsweise mittels eines Proportionalreglers nicht perfekt ausgeregelt und wirken auf die Regelung des eingespeisten Stromes und somit unter Berücksichtigung der Netzimpedanz auf die Netzspannung. Diese Wirkung auf die Netzspannung ist den Rundsteuersignalen entgegengerichtet und wirkt daher als Dämpfung der Rundsteuersignale, wobei die Grössenordnung der Dämpfung von der Höhe der Netzimpedanz abhängt und insbesondere bei einen schwachen Netz mit hoher Netzimpedanz dazu führt, dass die Amplitude der Rundsteuersignale durch einen Wechselstrom einspeisenden Wechselrichter mit herkömmlicher Stromregelung derart reduziert wird, dass eine sichere Übertragung der Rundsteuersignale nicht mehr gewährleistet ist. In this case, the inverter behaves at the fundamental frequency of the AC voltage network as a power source, that is, the current control follows the fundamental of the setpoint. Harmonics in the mains voltage at frequencies above the mains frequency, such as ripple control signals are not perfectly compensated in the context of a conventional current control, for example by means of a proportional controller and act on the regulation of the injected current and thus taking into account the network impedance to the mains voltage. This effect on the mains voltage is in the opposite direction of the ripple control signals and therefore acts as attenuation of the ripple control signals, the magnitude of the attenuation depending on the level of the network impedance and, in particular in a weak network with high network impedance leads to the amplitude of the ripple control signals by an AC feeding inverter is reduced with conventional power control such that a secure transmission of the ripple control signals is no longer guaranteed.

[0007] Aus der EP 2 070 180 Al ist ein Verfahren zum Betreiben eines Umrichters bekannt, bei dem der Umrichter mittels einer Regel-Vorrichtung als aktive Tonfrequenzsperre betrieben wird, indem einem vom Umrichter erzeugten und eingespeisten Wechselstromverlauf ein Tonfrequenzstrom mit einer vorgegebenen Tonfrequenz aufgeprägt wird. Dabei kann der aufzuprägende Tonfrequenzstrom in Abhängigkeit von einem mittels eines Bandpassfilters aus dem netzseitigen Wechselstrom herausgefilterten Tonfrequenzstroms bestimmt werden. Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass Rundsteuersignale im Bereich der vorgegebenen Tonfrequenz ungedämpft weitergeführt und ggf. verstärkt werden. Die Verstärkung ist jedoch abhängig von der Netzimpedanz und umso grösser, je höher die Netzimpedanz ist. From EP 2 070 180 Al a method for operating an inverter is known, in which the converter is operated by means of a control device as an active audio frequency block by an inverter generated and fed AC waveform an audio frequency stream is impressed with a predetermined audio frequency , In this case, the audio frequency current to be recorded can be determined as a function of an audio frequency stream filtered out of the mains-side alternating current by means of a bandpass filter. By this method it is achieved that ripple control signals continue undamped in the range of the predetermined audio frequency and possibly amplified. However, the gain depends on the network impedance and the higher the network impedance, the greater.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters bereitzustellen, das einfach in eine Stromregelung des Wechselrichters integrierbar ist und eine Beeinflussung von Rundsteuersignalen durch den Wechselrichter unabhängig von der Netzimpedanz und insbesondere bei hohen Netzimpedanzen effektiv vermeidet oder vermindert, sowie einen Wechselrichter zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen. The invention has for its object to provide a method for operating an inverter that can be easily integrated into a current control of the inverter and effectively avoids or reduces the influence of ripple control signals by the inverter regardless of the network impedance and especially at high network impedances, as well to show an inverter for carrying out the method.

Lösungsolution

[0009] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. The object is achieved by a method for operating an inverter with the features of patent claim 1 and by an inverter with the features of claim 8. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

[0010] Ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters, der zur Einspeisung von elektrischer Leistung mit einem Wechselspannungsnetz, in dem Rundsteuersignale bei einer Rundsteuerfrequenz übertragen werden, verbunden ist, umfasst eine Stromregelung zur Einstellung eines eingespeisten Wechselstroms. Die Stromregelung umfasst ein Erzeugen eines Sollwertes für den eingespeisten Wechselstrom, ein Erfassen eines Istwertes des eingespeisten Wechselstroms am Ausgang des Wechselrichters, sowie ein Ansteuern von Leistungsschaltern einer Wechselrichter-Brückenschaltung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert des eingespeisten Wechselstroms. A method for operating an inverter, which is connected to the supply of electrical power with an alternating voltage network in which ripple control signals are transmitted at a ripple control frequency, comprises a current control for adjusting an applied alternating current. The current control comprises generating a desired value for the supplied alternating current, detecting an actual value of the supplied alternating current at the output of the inverter, as well as driving of circuit breakers of an inverter bridge circuit as a function of a difference between the desired value and the actual value of the supplied alternating current.

[0011] Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Istwert des eingespeisten Wechselstroms oder die Differenz mittels eines auf die Rundsteuerfrequenz angepassten Bandstoppfilters gefiltert wird, so dass die Stromregelung unabhängig von Rundsteuersignalen im Wechselspannungsnetz erfolgt. The inventive method is characterized in that the actual value of the supplied alternating current or the difference is filtered by means of a matched to the ripple control band stop filter, so that the current control is independent of ripple control signals in the alternating voltage network.

[0012] Der Bandstoppfilter weist dabei eine Resonanzstelle auf, die derart ausgelegt ist, dass die Rundsteuerfrequenz auf der links- oder rechtsseitigen Flanke der Resonanzstelle liegt. Dadurch werden anhand des Bandstoppfilters Frequenzanteile im Bereich der Rundsteuerfrequenz gezielt phasenverschoben und es wird erreicht, dass einerseits eine Dämpfung von Störungen in der Netzspannung, die eine grundsätzlich gewünschte Eigenschaft der Regelung ist, insbesondere in Frequenzbereichen neben der Rundsteuerfrequenz beibehalten und bei der Resonanzfrequenz des Bandstoppfilters sogar erhöht wird, während andererseits eine durch mit herkömmlichen Verfahren betriebene Wechselrichter hervorgerufene Dämpfung der Rundsteuersignale mit einer Frequenz an der Flanke der Resonanzstelle des Bandpassfilters weitgehend vermieden wird. Der Bandstoppfilter ist dabei derart ausgelegt, dass er bei der Rundsteuerfrequenz eine Phasenverschiebung zwischen gemessenen und gefilterten Istwerten erzeugt, die einen aufgrund von elektrischen Eigenschaften ausgangsseitiger Filterbauteile vorliegenden Phasenversatz bei der Rundsteuerfrequenz zwischen gemessenen Istwerten und tatsächlichen Istwerten im Wechselspannungsnetz kompensiert. The band stop filter in this case has a resonance point, which is designed such that the ripple control frequency is located on the left or right flank of the resonance point. As a result, frequency components in the area of the ripple control frequency are selectively phase-shifted based on the band-stop filter and it is achieved that, on the one hand, an attenuation of disturbances in the mains voltage, which is a fundamentally desired property of the regulation, in particular in frequency ranges next to the ripple control frequency and even at the resonant frequency of the bandstop filter is increased, while on the other hand caused by conventional inverter operated attenuation of the ripple control signals with a frequency at the edge of the resonance point of the bandpass filter is largely avoided. The bandstop filter is designed in such a way that it generates a phase shift between measured and filtered actual values at the ripple control frequency, which compensates for a phase offset at the ripple control frequency between measured actual values and actual actual values in the AC voltage network due to electrical properties of output-side filter components.

[0013] Die Stromregelung erfolgt somit insofern unabhängig von den Rundsteuersignalen, als der vom Wechselrichter bei der Rundsteuerfrequenz stets denselben Strom einspeist, unabhängig davon, ob ein Rundsteuersignal im Wechselspannungsnetz vorhanden ist oder nicht. Darüber hinaus ist das Verfahren bei der Rundsteuerfrequenz unabhängig von einer Netzimpedanz des Wechselspannungsnetzes. Insbesondere in schwachen Wechselspannungsnetzen mit einer hohen Netzimpedanz kann damit das Wechselspannungsnetz von einem mit dem erfindungsgemässen Verfahren betriebenen Wechselrichter optimal gestützt werden und gleichzeitig eine störungsfreie Übertragung der Rundsteuersignale gewährleistet werden, selbst wenn eine Vielzahl von mit erfindungsgemässen Verfahren betriebenen Wechselrichtern in einem Netzabschnitt betrieben wird. The current control thus takes place insofar independent of the ripple control signals, as the inverter always feeds the same power at the ripple control frequency, regardless of whether a ripple control signal is present in the AC power grid or not. In addition, the method at the ripple control frequency is independent of a network impedance of the AC voltage network. In particular, in weak alternating voltage networks with a high network impedance can thus be optimally supported by an inverter operated by the inventive method inverter while ensuring trouble-free transmission of the ripple control signals, even if a variety of operated with inventive method inverters is operated in a network section.

[0014] In einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Stromregelung einen Regler umfassen, dessen Ausgabewert zum Ansteuern der Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung verwendet wird. Ein solcher Regler kann insbesondere als Proportional-Integral-Regler, als Proportional-Resonanz-Regler oder als Proportional-Integral-Resonanz-Regler ausgeführt sein, um eine hinreichende zeitliche Dynamik der Stromregelung zu gewährleisten. Dabei ist es grundsätzlich ausreichend, wenn der Bandstoppfilter auf eine Eingangsgrösse des Proportionalanteils des Reglers angewandt wird. Ein derart ausgeführter Regler kann als Ausgabewert einen Stellwert für eine Ausgangsspannung am Ausgang der Wechselrichter-Brückenschaltung erzeugen. Eine diesem Stellwert entsprechende Ausgangsspannung kann beispielsweise unter Verwendung bekannter Pulsweiten-Modulationsverfahren durch Ansteuern der Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung am Ausgang der Wechselrichter-Brückenschaltung eingestellt werden. In one embodiment of the method, the current control may include a regulator whose output value is used to drive the power switches of the inverter bridge circuit. Such a controller can be designed, in particular, as a proportional-integral controller, as a proportional-resonance controller or as a proportional-integral-resonance controller in order to ensure sufficient time dynamics of the current regulation. It is basically sufficient if the band stop filter is applied to an input variable of the proportional component of the regulator. A controller designed in this way can generate as output value a control value for an output voltage at the output of the inverter bridge circuit. An output voltage corresponding to this output value can be set, for example, by using known pulse width modulation methods by driving the power switches of the inverter bridge circuit at the output of the inverter bridge circuit.

[0015] In einer alternativen Ausführungsform kann der Regler als Zwei-Punkt-Regler ausgeführt sein. Der Ausgabewert eines solchen Zwei-Punkt-Reglers, der auch als Hysterese-Regler ausgeführt sein kann, kann zum Ansteuern der Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung und damit zur Einstellung des eingespeisten Wechselstroms verwendet werden. Auch hier ist es erfindungsgemäss erforderlich, die vom Zwei-Punkt-Regler als Eingangsgrössen verwendeten Differenzwerten im Bereich der Rundsteuerfrequenz geeignet in ihrer Phase zu verschieben, indem die gemessenen Istwerte des eingespeisten Wechselstroms oder die Differenzwerte aus Istwerten und Sollwerten anhand eines auf die Rundsteuerfrequenz angepassten Bandstoppfilters gefiltert werden. In an alternative embodiment, the controller may be designed as a two-point controller. The output value of such a two-point controller, which can also be designed as a hysteresis controller, can be used to drive the circuit breakers of the inverter bridge circuit and thus to adjust the injected alternating current. In accordance with the invention, it is also necessary in this case to appropriately shift the difference values in the ripple control frequency range used by the two-point controller by the measured actual values of the supplied alternating current or the difference values from actual values and desired values on the basis of a band stop filter adapted to the ripple control frequency be filtered.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Stromregelung eine Vorsteuerung umfassen, um ein Führungsverhalten des Reglers zu verbessern, ohne die Stabilität der Stromregelung zu gefährden. Dazu kann der eingespeiste Wechselstrom und/oder die Ausgangsspannung am Ausgang der Wechselrichter-Brückenschaltung zusätzlich in Abhängigkeit einer Ausgangsspannung des Wechselrichters eingestellt werden. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, anstatt einer gemessenen Ausgangsspannung des Wechselrichters eine gefilterte Ausgangsspannung für die Vorsteuerung zu verwenden, wobei die gefilterte Ausgangsspannung mittels eines weiteren auf die Rundsteuerfrequenz angepassten Bandstoppfilters aus einer gemessenen Ausgangsspannung ermittelt werden kann. Dadurch wird gewährleistet, dass die bekannten Vorteile einer Vorsteuerung im Rahmen einer Stromregelung genutzt werden können, ohne dass eine Beeinflussung der Vorsteuerung durch die Rundsteuersignale zu einer Dämpfung der Rundsteuersignale führt. In a further embodiment of the method, the current control may include a pilot control to improve a guiding behavior of the controller, without jeopardizing the stability of the current control. For this purpose, the fed-in alternating current and / or the output voltage at the output of the inverter bridge circuit can additionally be set as a function of an output voltage of the inverter. It proves to be advantageous, instead of a measured output voltage of the inverter to use a filtered output voltage for the precontrol, wherein the filtered output voltage can be determined by means of another adapted to the ripple control frequency band stop filter from a measured output voltage. This ensures that the known advantages of feedforward control can be utilized within the scope of a current control, without an influence on the precontrol by the ripple control signals leading to an attenuation of the ripple control signals.

[0017] In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Rundsteuerfrequenz aus der gemessenen Ausgangsspannung und/oder aus dem Istwert des eingespeisten Wechselstroms ermittelt, beispielsweise indem bekannte Signalmuster von Rundsteuersignalen anhand einer Spektralanalyse identifiziert werden. Die derart ermittelte Rundsteuerfrequenz kann zur Anpassung des Bandstoppfilters bzw. der Bandstoppfilter verwendet werden, so dass das Verfahren dazu geeignet ist, die Stromregelung eigenständig ohne Eingriff von aussen optimal auf die in einem konkreten Wechselspannungsnetz verwendete Rundsteuerfrequenz einzustellen. Dies ermöglicht es, ein und dasselbe Verfahren und mithin ein und denselben Wechselrichter in verschiedenen Wechselspannungsnetzen und insbesondere auch in verschiedenen Ländern einzusetzen, in denen unterschiedliche Rundsteuerfrequenzen verwendet werden. In one embodiment of the method, the ripple control frequency from the measured output voltage and / or from the actual value of the injected alternating current is determined, for example by known signal patterns of ripple control signals are identified by means of a spectral analysis. The thus determined ripple control frequency can be used to adapt the band stop filter or the band stop filter, so that the method is adapted to adjust the current control independently without intervention from outside optimally to the ripple control frequency used in a specific AC voltage network. This makes it possible to use one and the same method and therefore one and the same inverter in different AC networks and in particular also in different countries in which different ripple control frequencies are used.

[0018] Ein erfindungsgemässer Wechselrichter zur Umwandlung eines eingangsseitigen Gleichstroms in einen ausgangsseitigen zur Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz geeigneten Wechselstrom ist dazu eingerichtet, mit dem voranstehend beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren betrieben zu werden. Es versteht sich, dass der Wechselrichter einphasig oder dreiphasig aufgebaut sein kann und entsprechend einen einphasigen oder einen dreiphasigen Anschluss an das Wechselstromnetz zur Einspeisung eines einphasigen bzw. dreiphasigen Wechselstroms aufweist. Insbesondere bei dreiphasigen Wechselrichtern, die einen dreiphasigen Wechselstrom einspeisen, erweist sich der Betrieb mit dem erfindungsgemässen Verfahren als besonders vorteilhaft, indem die Stromregelung aufgrund der erfindungsgemässen Verwendung gefilterter Istwerte bzw. Differenzen in jedem Fall unabhängig von den Rundsteuersignalen erfolgt. Dadurch kann der Wechselrichter in unterschiedlichen Netzen angewandt werden, in denen ggf. unterschiedliche Varianten von Rundsteuersignalen vorliegen, insbesondere solche, die gleichphasig oder entsprechend den Wechselspannungen phasenversetzt in einem dreiphasigen Wechselspannungsnetz vorliegen. An inverter according to the invention for converting an input-side direct current into an output side suitable for feeding into an alternating voltage alternating current is adapted to be operated with the inventive method described above. It is understood that the inverter can be single-phase or three-phase and correspondingly has a single-phase or a three-phase connection to the AC mains for supplying a single-phase or three-phase alternating current. In particular, in the case of three-phase inverters which supply a three-phase alternating current, operation with the method according to the invention proves to be particularly advantageous in that the current regulation takes place independently of the ripple control signals because of the use of filtered actual values or differences according to the invention. As a result, the inverter can be used in different networks in which there may be different variants of ripple control signals, in particular those which are in phase or in phase with the AC voltages in a three-phase alternating voltage network.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

[0019] Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt ein Wechselspannungsnetz nach dem Stand der Technik mit einem Wechselrichter einer Energieerzeugungsanlage und je einem Rundsteuersender und einem Rundsteuerempfänger, <tb>Fig. 2<SEP>zeigt ein Blockdiagramm einer Stromregelung eines Wechselrichters nach dem Stand der Technik, <tb>Fig. 3<SEP>zeigt ein Blockdiagramm einer Stromregelung eines Wechselrichters gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, und <tb>Fig. 4<SEP>zeigt ein weiteres Blockdiagramm einer Stromregelung eines Wechselrichters gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.In the following the invention will be further explained and described with reference to embodiments shown in the figures. <Tb> FIG. 1 <SEP> shows an AC voltage network according to the prior art with an inverter of a power generation plant and a respective ripple control transmitter and a ripple control receiver, <Tb> FIG. 2 <SEP> shows a block diagram of current regulation of a prior art inverter, <Tb> FIG. FIG. 3 shows a block diagram of a current control of an inverter according to an embodiment of the method according to the invention, and FIG <Tb> FIG. 4 shows a further block diagram of a current regulation of an inverter according to a further embodiment of the method according to the invention.

Figurenbeschreibungfigure description

[0020] Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Wechselspannungsnetzes 1 mit einer Rundsteuer-Sendeanlage 2 und einem Wechselrichter 4. Das Wechselspannungsnetz 1 weist eine Spannungsquelle 7, beispielsweise eine Ortsnetzstation mit einem Transformator zur Anbindung eines Ortsnetzes an ein übergeordnetes Verteilnetz auf. Die Rundsteuer-Sendeanlage 2 ist über eine Anschlussimpedanz 3 mit dem Wechselspannungsnetz verbunden ist und speist Rundsteuersignale bei einer Rundsteuerfrequenz in das Wechselspannungsnetz 1 ein. Die Rundsteuersignale sind für einen netzabwärts angeschlossenen Verbraucher oder Erzeuger mit einem Rundsteuer-Empfänger 6 bestimmt. Grundsätzlich kann die Rundsteuer-Sendeanlage 2 auch in einer Mittelspannungsebene und damit vom Wechselspannungsnetz 1 aus gesehen hinter einer Ortsnetzstation angesiedelt sein, wobei dann die auf der Mittelspannungsebene eingekoppelten Rundsteuersignale für mehrere parallel angeordnete Wechselspannungsnetze 1 vorgesehen sind. Fig. 1 shows a schematic diagram of an AC voltage network 1 with a ripple control transmitter 2 and an inverter 4. The AC voltage network 1 has a voltage source 7, for example, a local network station with a transformer for connecting a local network to a parent distribution network. The ripple control transmitter 2 is connected via a connection impedance 3 to the AC voltage network and feeds ripple control signals at a ripple control frequency in the AC voltage network 1 a. The ripple control signals are intended for a downstream connected consumer or generator with a ripple control receiver 6. In principle, the ripple control transmitter 2 can also be located in a medium voltage level and thus seen from the AC voltage network 1 from behind a local network station, in which case the coupled on the medium voltage level ripple control signals for several parallel alternating voltage networks 1 are provided.

[0021] Zwischen der Rundsteuer-Sendeanlage 2 und dem Rundsteuer-Empfänger 6 ist der Wechselrichter 4 über einen Netzanschlusspunkt 5 an das Wechselspannungsnetz 1 angeschlossen. Durch eine herkömmliche Einspeisung eines Wechselstromes durch einen Wechselrichter 4 nach dem Stand der Technik werden die von der Rundsteuer-Sendeanlage 2 eingespeisten Rundsteuersignale in Between the ripple control transmitter 2 and the ripple control receiver 6, the inverter 4 is connected via a network connection point 5 to the AC voltage network 1. By a conventional supply of an alternating current by an inverter 4 according to the prior art, fed by the ripple control transmitter 2 ripple control signals in

[0022] Abhängigkeit von der hier vereinfacht dargestellten Netzimpedanz 8 gedämpft und stehen nicht mehr oder nur stark abgeschwächt im Wechselspannungsnetz 1 zur Verfügung. Der Rundsteuer-Empfänger 6 empfängt somit ein zumindest abgeschwächtes Rundsteuersignal, das unter Umständen seinen Zweck nicht mehr erfüllt. Dependence on the network impedance 8 illustrated here in a simplified manner is attenuated and is no longer or only greatly attenuated in the AC voltage network 1. The ripple control receiver 6 thus receives an at least attenuated ripple control signal, which may no longer fulfill its purpose.

[0023] Fig. 2 zeigt anhand eines Blockdiagramms eine Stromregelung 10 eines Wechselrichters 4 nach dem Stand der Technik. Der Wechselrichter 4 speist einen Strom im über den Netzanschlusspunkt 5 in das Wechselspannungsnetz 1 ein. Der Strom iWRwird mittels eines Stromsensors 12 gemessen und in die Stromregelung 10 zurück gekoppelt. Die Stromregelung 10 erhält Sollwerte iWR*für den einzuspeisenden Wechselstrom iWRvon einer hier nicht dargestellten übergeordneten Steuerung. Die Sollwerte iWR*weisen einen in der Regel sinusförmigen Verlauf und ggf. eine Phasenverschiebung zu einer Netzspannung UNetzauf. Im Falle eines Photovoltaik-Wechselrichters ist die Amplitude der Sollwerte mit der Leistungsentnahme aus einem eingangsseitig an den Wechselrichter 4 angeschlossenen Photovoltaik-Generator korreliert und wird insbesondere im Rahmen eines sogenannten MPP-Trackings derart geregelt, dass der Photovoltaik-Generator eine maximal mögliche elektrische Leistung zur Verfügung stellt. Fig. 2 shows a block diagram of a current control 10 of an inverter 4 according to the prior art. The inverter 4 feeds a current in via the grid connection point 5 into the AC voltage network 1. The current iWR is measured by means of a current sensor 12 and coupled back into the current regulation 10. The current controller 10 receives setpoint values iWR * for the alternating current iWR to be fed from a higher-level controller (not shown here). The setpoint values iWR * have a generally sinusoidal profile and possibly a phase shift to a mains voltage UNetzauf. In the case of a photovoltaic inverter, the amplitude of the setpoint values is correlated with the power extraction from a photovoltaic generator connected on the input side to the inverter 4 and is regulated in particular in the context of so-called MPP tracking such that the photovoltaic generator supplies a maximum possible electric power Provides.

[0024] Aus den Sollwerten iWR*und den Istwerten iWRwird in einem Subtrahierer 14 ein Differenzwert gebildet, der einem Regler 16 zugeführt und darin als Regelabweichung verwendet wird. Der Regler 16 kann in verschiedenen Varianten implementiert sein, beispielsweise als Proportional-Regler (P-Regler) oder als Proportional-Integral-Regler (PI-Regler), und zusätzlich oder alternativ einen ggf. auch multiresonanten Resonanzanteil umfassen (PR- oder PIR-Regler). Der Regler 16 erzeugt in Abhängigkeit des Differenzwertes ein Steuersignal, das zur Erzeugung geeigneter Ansteuerimpulse für Leistungsschalter, beispielsweise MOSFETs oder IGBTs einer Wechselrichter-Brückenschaltung 18 verwendet wird. Konkret kann dieses Steuersignal beispielsweise ein Sollwert für eine Ausgangsspannung UWRsein, die dann im Rahmen eines Pulsweitenmodulations-(PWM-)Verfahrens anhand einer geeigneten Taktung der Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 aus einer eingangsseitig am Wechselrichter 4 anliegenden Gleichspannung am Ausgang der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 eingestellt wird. Alternativ kann der Regler 16 auch dazu eingerichtet sein, Tastverhältnisse zur Taktung der Leistungsschalter oder sogar die Ansteuersignale zur Taktung der Leistungsschalter auszugeben, insbesondere wenn der Regler 16 als Zwei-Punkt- oder Hysterese-Regler ausgeführt ist, so dass die Ansteuerung der Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 in direkter Abhängigkeit von der Differenz zwischen Sollwert iWR*und Istwert iWRerfolgt. From the setpoint values iWR * and the actual values iWR, a difference value is formed in a subtracter 14, which is supplied to a controller 16 and used therein as a control deviation. The controller 16 can be implemented in various variants, for example as a proportional controller (P controller) or as a proportional-integral controller (PI controller), and additionally or alternatively also comprise a multiresonant resonance component (PR or PIR controller). controller). As a function of the difference value, the controller 16 generates a control signal which is used to generate suitable drive pulses for power switches, for example MOSFETs or IGBTs of an inverter bridge circuit 18. Specifically, this control signal, for example, a setpoint for an output voltage UWRsein, then in the context of a pulse width modulation (PWM) method based on a suitable timing of the power switch of the inverter bridge circuit 18 from an input side of the inverter 4 voltage applied to the output of the inverter bridge circuit 18th is set. Alternatively, the controller 16 may also be adapted to output duty cycles for timing the power switches or even the drive signals for timing the power switches, especially if the controller 16 is designed as a two-point or hysteresis controller, so that the control of the power switch of the inverter -Bridge circuit 18 is directly dependent on the difference between the setpoint iWR * and actual value iWR.

[0025] Anhand der derart erzeugten Vorgaben des Reglers 16 werden die Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 getaktet, so dass sich ein Istwert iWRdes eingespeisten Stroms ergibt, der möglichst wenig vom Sollwert iWRabweicht, d.h. insbesondere einen möglichst exakt sinusförmigen Verlauf bei einem definierten Phasenversatz zwischen dem eingespeistem Strom und der Netzspannung aufweist. Um dies zu erreichen, muss im Rahmen der Stromregelung eine Phasenverschiebung zwischen der getakteten Wechselrichter-Ausgangsspannung UWRund dem eingespeisten Strom iWRberücksichtigt werden, wobei diese Phasenverschiebung insbesondere von den ausgangsseitig des Wechselrichters angeordneten Ausgangsfiltern, d.h. den in Fig. 2 dargestellten Induktivitäten und Kapazitäten hervorgerufen wird. Eine korrekte Berücksichtigung dieser Phasenverschiebung bei der Netzfrequenz führt jedoch aufgrund der Frequenzabhängigkeit der elektrischen Eigenschaften der ausgangsseitigen Induktivitäten und Kapazitäten und damit der Frequenzabhängigkeit der Phasenverschiebung zu «irgendeiner» Phasenverschiebung zwischen UWRund iWRund folglich auch zu «irgendeinem» Phasenversatz zwischen iWRund UNetzbei Frequenzen jenseits der Netzfrequenz. Je nach konkreter Konfiguration der Ausgangsfilter und der Stromregelung kann dies bei manchen Frequenzen eine (noch akzeptable) konstruktive Addition, d.h. eine Verstärkung etwaiger Ober-Schwingungen in der Netzspannung bewirken, während bei anderen Frequenzen mit entsprechend anderer resultierender Phasenverschiebung eine (ggf. gewünschte) Dämpfung von Oberschwingungen auftreten kann, wobei letztere Dämpfung insbesondere auch bei der Frequenz der Rundsteuersignale auftreten kann. Based on the specifications of the controller 16 thus generated, the power switches of the inverter bridge circuit 18 are clocked, so that there is an actual value iWR of the injected current, which deviates as little as possible from the desired value iWR, i. in particular a sinusoidal course as accurately as possible at a defined phase offset between the fed-in current and the mains voltage has. To achieve this, a phase shift between the clocked inverter output voltage UWR and the injected current iWR must be taken into account as part of the current regulation, this phase shift in particular being determined by the output filters arranged on the output side of the inverter, i. the inductances and capacitances shown in Fig. 2 is caused. However, due to the frequency dependency of the electrical characteristics of the output side inductors and capacitances and thus the frequency dependence of the phase shift, proper consideration of this phase shift at the line frequency will result in "any" phase shift between UWR and iWR and consequently also "any" phase offset between iWR and UNetz at frequencies beyond the line frequency. Depending on the specific configuration of the output filters and the current regulation, this may result in (still acceptable) constructive addition at some frequencies. cause an amplification of any upper harmonics in the mains voltage, while at other frequencies with a correspondingly different resulting phase shift (possibly desired) damping of harmonics may occur, the latter attenuation can occur especially at the frequency of the ripple control signals.

[0026] Fig. 3 zeigt anhand eines Blockdiagramms eine Stromregelung 20 eines Wechselrichters 4, in der das erfindungsgemässe Verfahren in einer Ausführungsform realisiert ist. Ergänzend zu der Stromregelung 10 gemäss Fig. 2 umfasst die Stromregelung 20 einen Bandstoppfilter 22, der zwischen dem Stromsensor 12 und dem Subtrahierer 14 angeordnet ist. Der Bandstoppfilter ist dazu eingerichtet, die an seinem Eingang anliegenden gemessenen Istwerte iWRderart zu filtern, dass die über seinen Ausgang ausgegebenen gefilterten Istwerte iWR,feinerseits eine Grundschwingung des Wechselspannungsnetzes 1 sowie Oberschwingungen des eingespeisten Wechselstroms 1wr repräsentieren, andererseits jedoch von Rundsteuersignalen beeinflusste bzw. induzierte Anteile im Bereich einer Rundsteuerfrequenz fRSSgeeignet phasenverschoben sind. Dazu ist der Bandstoppfilter 22 derart ausgelegt ist, dass die Rundsteuerfrequenz fRSSauf der rechtsseitigen Flanke der Resonanzstelle des Bandstoppfilters 22 liegt. Dadurch werden anhand des Bandstoppfilters 22 Frequenzanteile im Bereich der Rundsteuerfrequenz fRSSgezielt phasenverschoben, um einen aufgrund der elektrischen Eigenschaften ausgangsseitiger Filterbauteile vorliegenden Phasenversatz zwischen gemessenen Istwerten, insbesondere der Spannung am Ausgang des Wechselrichters UWRbzw. UC2, und tatsächlichen Istwerten im Wechselspannungsnetz 1, insbesondere der Spannung UNetz, gezielt zu kompensieren. 3 shows a block diagram of a current control 20 of an inverter 4 in which the method according to the invention is implemented in one embodiment. In addition to the current regulation 10 according to FIG. 2, the current regulation 20 comprises a band stop filter 22, which is arranged between the current sensor 12 and the subtracter 14. The bandstop filter is configured to filter the measured actual values iWRderart applied to its input so that the filtered actual values iWR output via its output represent a fundamental oscillation of the AC voltage network 1 and harmonics of the supplied alternating current 1wr, but on the other hand components influenced or induced by ripple control signals fRSS are suitably out of phase in the range of a ripple control frequency. For this purpose, the band stop filter 22 is designed such that the ripple control frequency fRSS lies on the right-hand edge of the resonance point of the band stop filter 22. As a result of the band stop filter 22, frequency components in the region of the ripple control frequency fRSSgezielt phase-shifted to a present due to the electrical properties of the output side filter components phase offset between measured actual values, in particular the voltage at the output of the inverter UWRbzw. UC2, and actual actual values in the AC voltage network 1, in particular the voltage UNetz to compensate specifically.

[0027] Aus den derart gefilterten Istwerten iWR,fwird mittels des Subtrahierers ein Differenzwert gebildet, der als Regelabweichung einem Regelglied zugeführt wird, wobei das Regelglied hier beispielhaft als Proportional-Integral-Regler 24 ausgeführt ist und in Abhängigkeit des Differenzwertes ein Steuersignal erzeugt, das analog zur Ausführungsform gemäss Fig. 2 zur Erzeugung geeigneter Ansteuerimpulse für die Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 verwendet wird. Grundsätzlich ist es dabei ausreichend, die gefilterten Istwerte iWR,fdem Proportionalanteil des Proportional-Integral-Reglers 24 zuzuführen, während den anderen Anteilen des Proportional-Integral-Reglers 24, insbesondere dem Integralanteil, auch die ungefilterten Istwerte des Wechselstroms iWRzugeführt werden können. Dies gilt analog auch für die weiteren in Zusammenhang mit Fig. 2 ausgeführten Varianten des Reglers 16. From the thus filtered actual values iWR, fwild by means of the subtractor, a difference value is formed, which is supplied as a control deviation a control element, the control element is exemplified here as a proportional-integral controller 24 and generates a control signal depending on the difference value, the 2 is used to generate suitable drive pulses for the circuit breakers of the inverter bridge circuit 18 analogously to the embodiment according to FIG. In principle, it is sufficient here to supply the filtered actual values iWR, the proportional component of the proportional-integral controller 24, while the other components of the proportional-integral controller 24, in particular the integral component, can also supply the unfiltered actual values of the alternating current iWR. This also applies analogously to the other variants of the controller 16, which are carried out in conjunction with FIG. 2.

[0028] Fig. 4 veranschaulicht anhand eines weiteren Blockdiagramms eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens. Ergänzend zur Ausführungsform gemäss Fig. 3 umfasst die Stromregelung 30 gemäss Fig. 4 eine Vorsteuerung, die insbesondere aus einer Rückkopplung einer am Ausgang des Wechselrichters 4 gemessenen Wechselspannung Uc2 in die Stromregelung 30 besteht, wobei Rundsteuersignale in der gemessene Wechselspannung Uc2 vor ihrer Berücksichtigung in der Stromregelung 30 geeignet phasenverschoben werden. 4 illustrates, with reference to a further block diagram, a further embodiment of the method according to the invention. In addition to the embodiment according to FIG. 3, the current regulation 30 according to FIG. 4 comprises a feedforward control, which consists in particular of a feedback of an AC voltage Uc2 measured at the output of the inverter 4 into the current regulation 30, wherein ripple control signals in the measured AC voltage Uc2 before being taken into account in the current control Current control 30 are phase-shifted suitable.

[0029] Erfindungsgemäss wird dazu die gemessene Wechselspannung UC2mittels eines Bandstoppfilters 28 derart gefiltert, dass Anteile der am Ausgang des Bandstoppfilters 28 anliegenden gefilterten Wechselspannung UC2,fim Bereich der Rundsteuerfrequenz fRSSphasenverschoben sind und die Stromregelung 30 unabhängig von den Rundsteuersignalen erfolgt. In accordance with the invention, the measured AC voltage UC2 is filtered by means of a band stop filter 28 in such a way that portions of the filtered AC voltage UC2 applied to the output of the band stop filter 28 are phase-shifted in the region of the ripple control frequency and the current regulation 30 takes place independently of the ripple control signals.

[0030] Die derart gefilterte Wechselspannung UC2,f wird einem Addierer 26 zugeführt, der zwischen dem Ausgang des Proportionalintegral-Reglers 24 und der Wechselrichterbrücke 18 angeordnet ist. Konkret kann der Addierer 26 einen Summenwert aus einem aktuellen vom Proportional-Integral-Reglers 24 ausgegebenen Sollwert für die Ausgangsspannung UWRam Ausgang der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 und der gefilterten Wechselspannung UC2,fbilden, wobei dieser vom Addierer 26 ausgegebene Summenwert in der Folge beispielsweise im Rahmen eines PWM-Verfahrens zur Erzeugung geeigneter Ansteuersignale für die Leistungsschalter der Wechselrichter-Brückenschaltung 18 verwendet wird. The thus filtered AC voltage UC2, f is supplied to an adder 26, which is arranged between the output of the proportional integral controller 24 and the inverter bridge 18. Concretely, the adder 26 can form a sum value from a current setpoint output by the proportional-integral controller 24 for the output voltage UWRam output of the inverter bridge circuit 18 and the filtered AC voltage UC2, whereby this sum value output by the adder 26 is subsequently transmitted, for example, within the frame a PWM method for generating suitable drive signals for the power switch of the inverter bridge circuit 18 is used.

[0031] Es versteht sich, dass die Bandstoppfilter 22 und 28, die zur Dämpfung der im gemessenen Wechselstrom iWRbzw. in der gemessenen Wechselspannung UC2vorhandenen Anteile im Bereich der Rundsteuerfrequenz fRSSeingerichtet sind, in verschiedenen Varianten ausgeführt sein können. Konkret können die Bandstoppfilter 22 und 28 in digitaler Form bevorzugt als FIR- oder IIR-Filter ausgeführt sein, wobei die Filterordnung, die Bandbreite des Filters und seine Dämpfung ggf. in Abhängigkeit von der konkreten Lage der Rundsteuerfrequenz, insbesondere relativ zur Frequenz des Wechselspannungsnetzes 1, eingestellt werden. Auch ein asymmetrischer Verlauf der Übertragungsfunktionen der Bandstoppfilter 22 und 28 ist denkbar. An der Resonanzstelle des Bandstoppfilters 22 bzw. 28 ergibt sich eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Dämpfung. Wenn die Rundsteuerfrequenz fRSSauf der rechtsseitigen Flanke des Badstoppfilters 22 bzw. 28 liegt, wie dies in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist, ergibt sich somit eine erhöhte Dämpfung von Frequenzen knapp unterhalb der Rundsteuerfrequenz, während Frequenzen knapp oberhalb der Rundsteuerfrequenz fRSSstärker gedämpft werden, wenn die Rund-Steuerfrequenz auf der linksseitigen Flanke des Bandstoppfilters 22 bzw. 28 liegt. Diese Eigenschaften können zur weiteren Optimierung des erfindungsgemässen Verfahrens genutzt werden. It is understood that the band stop filter 22 and 28, which iWRbzw for damping the measured alternating current. in the measured AC voltage UC2 present shares in the range of the ripple control frequency fRSSeined are, may be embodied in different variants. Specifically, the bandstop filters 22 and 28 may preferably be embodied in digital form as FIR or IIR filters, the filter order, the bandwidth of the filter and its attenuation possibly depending on the specific position of the ripple control frequency, in particular relative to the frequency of the AC voltage network 1 to be discontinued. An asymmetrical course of the transfer functions of the band stop filters 22 and 28 is also conceivable. At the resonance point of the band stop filter 22 or 28 results in respect to the prior art increased damping. Thus, when the ripple control frequency fRSS lies on the right side edge of the bath stop filter 22 or 28, as shown in Figs. 3 and 4, there is an increased attenuation of frequencies just below the ripple control frequency, while frequencies just above the ripple control frequency fRSS are attenuated more severely when the round control frequency is on the left side edge of the band stop filter 22 and 28, respectively. These properties can be used to further optimize the inventive method.

[0032] Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt kann die Stromregelung 20 bzw. 30 grundsätzlich auch in anderer Form ausgeführt sein, beispielsweise indem der eingespeiste Wechselstrom iWRanhand eines Zwei-Punkt-Verfahrens geregelt wird und somit auf den Proportional-Integral-Regler 24 als Regelglied verzichtet werden kann. Auch eine Stromregelung 20 bzw. 30, die einen Zustandsregler umfasst, ist als Alternative denkbar, wobei die darin relevanten Zustände den Wechselstrom iWRsowie die Wechselspannung UC2umfassen und vor ihrer Verwendung im Zustandsregler erfindungsgemäss anhand eines Bandstoppfilters gefiltert werden können. As already mentioned in connection with FIG. 2, the current regulation 20 or 30 can in principle also be embodied in another form, for example by controlling the injected alternating current iWRanhand a two-point method and thus to the proportional-integral controller 24 can be omitted as a control element. A current regulation 20 or 30, which comprises a state regulator, is also conceivable as an alternative, wherein the states relevant therein comprise the alternating current iWR and the alternating voltage UC2 and can be filtered according to the invention using a band stop filter before being used in the state controller.

[0033] Ein Wechselrichter 4, der ein erfindungsgemässes Verfahren verwenden soll, kann auf einfache Weise mit einer vorstehend beschriebenen Stromregelung 20 bzw. 30 ausgerüstet oder ggf. durch eine Aktualisierung der den Wechselrichter steuernden Programme (sogenanntes Firmware-Update) nachgerüstet werden. Dabei können relevante Parameter der Stromregelung 20 bzw. 30, insbesondere die Rundsteuerfrequenz fRSSund/oder die darauf basierende Auslegung der Bandstoppfilter 22 und ggf. 28, im Rahmen der Ausrüstung bzw. Aktualisierung in den Wechselrichter 4 eingespielt werden. Alternativ kann der Wechselrichter 4 dazu eingerichtet sein, die Rundsteuerfrequenz fRSSinsbesondere anhand der gemessenen Wechselströme iWRund/oder der gemessenen Wechselspannungen UC2 selbstständig zu ermitteln. An inverter 4, which is to use a method according to the invention can be easily equipped with a current control 20 or 30 described above, or possibly retrofitted by an update of the inverter controlling programs (so-called firmware update). Relevant parameters of the current regulation 20 or 30, in particular the ripple control frequency fRSS and / or the design based thereon of the band stop filter 22 and possibly 28, can be imported into the inverter 4 as part of the equipment or update. Alternatively, the inverter 4 may be configured to independently determine the ripple control frequency fRSSin particular based on the measured alternating currents iWR and / or the measured alternating voltages UC2.

[0034] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemässen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and may be effective as an alternative or cumulatively without the advantages of compelling embodiments of the invention having to be achieved. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

[0035] Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine grössere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs «mindestens» bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Elemente können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Elemente sein, auf die sich das jeweilige Verfahren oder die jeweilige Vorrichtung bezieht. The features mentioned in the claims and the description are to be understood in terms of their number so that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These elements may be supplemented by other features or be the only elements to which the particular method or device relates.

[0036] Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They only serve the purpose of making the claims easier to understand.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0037] <tb>1<SEP>Wechselspannungsnetz <tb>2<SEP>Rundsteuer-Sendeanlage <tb>3<SEP>Anschlussimpedanz <tb>4<SEP>Wechselrichter <tb>5<SEP>Netzanschlusspunkt <tb>6<SEP>Rundsteuer-Empfänger <tb>7<SEP>Spannungsquelle <tb>8<SEP>Netzimpedanz <tb>10, 20, 30<SEP>Stromregelung <tb>12<SEP>Stromsensor <tb>14<SEP>Subtrahierer <tb>16<SEP>Regler <tb>18<SEP>Wechselrichter-Brückenschaltung <tb>22<SEP>Bandstoppfilter <tb>24<SEP>Proportional-Integral-Regler <tb>26<SEP>Addierer <tb>28<SEP>Bandstoppfilter[0037] <Tb> 1 <September> AC power supply system <Tb> 2 <September> ripple control transmitter <Tb> 3 <September> Impedance <Tb> 4 <September> Inverter <Tb> 5 <September> network connection point <Tb> 6 <September> ripple control receiver <Tb> 7 <September> voltage source <Tb> 8 <September> Line Impedance <tb> 10, 20, 30 <SEP> Current control <Tb> 12 <September> current sensor <Tb> 14 <September> subtractor <Tb> 16 <September> Controller <Tb> 18 <September> inverter bridge circuit <Tb> 22 <September> band stop filter <Tb> 24 <September> proportional integral regulator <Tb> 26 <September> adder <Tb> 28 <September> band stop filter

Claims

A method for operating an inverter (4), which is connected to the supply of electrical power to an alternating voltage network (1) in which ripple control signals at a ripple control frequency (fRSS) are transmitted, and a current control (20, 30) for adjusting a fed Alternating current (im.), Wherein the current regulation (20, 30) comprises the following steps: Generating a desired value (iWR *) for the injected alternating current (iWR), Detecting an actual value of the supplied alternating current (iWR) at the output of the inverter (4), Activating circuit breakers of an inverter bridge circuit (18) as a function of a difference between the setpoint value (iWR *) and the actual value of the supplied alternating current (iWR), characterized in that the actual value of the supplied alternating current (iWR) or the difference is filtered by means adapted to the ripple control frequency (fRSS) band stop filter (22), so that the current control (20, 30) is independent of ripple control signals in the AC voltage network (1).

2. The method according to claim 1, characterized in that the current control (20, 30) comprises a regulator (16), whose output value for driving the power switch of the inverter bridge circuit (18) is used.

3. The method according to claim 2, characterized in that the controller (16) is designed as a proportional-integral controller (24), as a proportional-resonance controller or as a proportional-integral-resonance controller, wherein the band stop filter (22) is applied to an input of the proportional component of the regulator (16) and the controller (16) generates as output a control value for an output voltage (UWR) at the output of the inverter bridge circuit (18), so that by driving the power switch of the inverter bridge circuit (18) an output voltage corresponding to the output value (UWR) at the output of the inverter bridge circuit (18) is set.

4. The method according to claim 2, characterized in that the controller (16) is designed as a two-point controller, wherein the output value of the two-point controller for adjusting the supplied alternating current (iWR) by driving the circuit breaker of the inverter Bridge circuit (18) is used.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the current control (20, 30) comprises a pilot control, so that the supplied alternating current (iWR) and / or the output voltage (UWR) at the output of the inverter bridge circuit (18) is additionally set as a function of a filtered output voltage (UC2, f) of the inverter (4), wherein the filtered output voltage (UC2, f) by means of a further adapted to the ripple control frequency (fRSS) band stop filter (28) from a measured output voltage (UC2 ) is determined.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ripple control frequency (fRSS) from the measured output voltage (UC2) and / or from the actual value of the supplied alternating current (iWR) is determined and the thus determined ripple control frequency (fRSS) for adjusting the Bandstoppfilters (22) and the band stop filter (22, 28) is used.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the band stop filter (22) is designed such that the ripple control frequency (fRSS) is located on a left or right flank of a resonance point of the band stop filter (22).

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the band stop filter (22) generates a phase shift at the ripple control frequency (fRSS) between measured and filtered actual values, which present a phase offset between measured actual values and actual actual values in accordance with the electrical properties of output side filter components AC voltage network (1) compensated.

9. Inverter (4) for converting an input-side direct current into an output side for feeding into an alternating voltage network (1) suitable alternating current (iWR), characterized in that the inverter (4) is arranged to operate with a method according to one of the preceding claims to become.

10. Inverter (4) according to claim 7, characterized in that the inverter has a single-phase or a three-phase connection to the AC mains (1) and feeds a single-phase or three-phase alternating current (iWR).