[發明專利]一種檢測AC電壓波形畸變的方法和裝置

在審

• 申請號: 201310711554.8
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104730323A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 韓玉爭;杜小娟
• 申請（專利權）人: 珠海興業節能科技有限公司;湖南興業綠色能源科技有限公司;珠海興業綠色建筑科技有限公司;珠海興業新能源科技有限公司;珠海興業光電科技有限公司
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

此方法一般應用在電能轉換器上，特別是應用在需要檢測交流電壓異常的電能轉換器上。

背景技術

以前，太陽能電池板大多部署到遠端系統上，這些地方一般沒有其他的能量來源，如衛星等。由于太陽能電池板造價昂貴，除非別無選擇，否則一般不會選用太陽能電池板作為能量來源。隨著電能需求越來越大，地球存儲的能源（如煤等）隨著進一步開發而越來越少，電能成本越來越高，以太陽能電池板作為能量來源變得越來越有吸引力。

太陽能電池板，或者叫做光伏組件，可以直接從太陽能轉換成直流電能。光伏組件本身無法存儲電能，因此，電能要么直接用掉，要么存儲到電能存儲系統里，如電池，水電存儲等。現如今用的比較廣泛的是把光伏組件產生的直流電通過逆變器生成交流電，通過分布式系統把太陽能產生的電能賣到商用電網上去。

當電能并到商用電網上時，注入商用電網的交流電流的波形必須與商用電網的電壓一致。為了達到這個效果，逆變器必須采集電網電壓信號，使輸出電流的幅值、相位、頻率與電網電壓保持一致。過零檢測用來確保電網電壓與并網電流的相位相同。但有時電網電壓會發生畸變，導致逆變系統產生錯誤過零檢測信號，進而注入錯誤的交流電流，破壞并網系統。

因此，有必要研究一種能夠識別電網電壓畸變的方法。

發明內容

此方法一般應用在檢測交流電壓波形異常的裝置上。此方法包含門限生成器和門限比較器兩部分，其中門限生成器是根據理想交流電壓波形通過計算得到的門限值。此門限值送入門限比較器，與采集的電網電壓波形樣本進行比較，進而檢測電網交流電壓是否發生波形畸變。

附圖說明

為了能夠更為清晰的描述上述方法的細節，特附6幅圖來做進一步描述。值得注意的是，此應用方法僅為典型應用實例，實際應用范圍并不局限于此，該方法可以擴展到與此應用等同的任何應用上。

圖1是應用此方法的分布式發電系統框圖；

圖2是應用此方法的逆變器系統框圖；

圖3是應用此方法的控制器邏輯框圖；

圖4是應用此方法的交流電壓波形；

圖5是應用此方法的門限檢測器的工作流程圖；

圖6是應用此方法的門限生成器的工作流程圖。

具體實施方案

圖1是分布式系統框圖，系統包括逆變器102₁,102₂,,...102_n，光伏組件104₁,104₂......104n，AC總線106和負載中心108。每個逆變器102₁,102₂,,...102_n分別連接到光伏組件104₁,104₂......104_n，每個逆變器102分別把直流電經過逆變輸出到交流總線106上去，然后通過負載中心108消耗掉。負載中心108分別與商用電網和AC總線106連接。系統100通過負載中心108把光伏組件104生成的電能注入到商用電網上去。

每個逆變器102需要從商用電網上獲取參考信號來識別電網電壓是否有問題，當電網電壓出現畸變的時候切斷與電網的聯系。

在一些實施方案中，每個光伏組件104會分別與一個DC/DC轉換器相連。這些DC/DC轉換器連接到一臺中心逆變器上。

圖2是逆變器102的系統框圖。逆變器102包括一個功率控制模塊202，一個控制器204，一個AC電壓采樣模塊206和一個鎖相環（PLL)212。

功率控制模塊202通過輸入端口與光伏組件104相連，通過兩個輸出端口與商用電網相連。功率控制模塊202與控制器204相連，作用是通過控制器204來控制功率控制模塊202的開關信號，將光伏組件104產生的直流電轉換成交流電，并注入AC總線上去。由于交流總線與商用電網相位一致，因此可以把電能并到商用電網上去。交流電壓采集模塊206通過兩個輸入端口連接到AC總線上去，并且通過輸出端口連接到鎖相環PLL212。PLL212通過輸出端口連接到控制器204和門限檢測器210，控制器204連接到功率控制模塊202和門限檢測器210。交流電壓采集模塊采集AC總線上的電壓信號，輸出與AC總線匹配的電壓離散信號到PLL212。LL把得到的數據轉換成與交流電網幅值、頻率和相位相匹配的信息。