本發(fā)明涉及的是一種光伏并網(wǎng)逆變器，這是一種面向智能電網(wǎng)、以及未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器。它與傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器不同，其主要功能特點(diǎn)是：①把光伏直流電力變換為符合并網(wǎng)點(diǎn)配電網(wǎng)用電質(zhì)量要求的交流電力；②可以接受上級(jí)（智能）電網(wǎng)控制指令，在并網(wǎng)點(diǎn)就地向配電網(wǎng)提供無(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償。

在現(xiàn)階段面對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)應(yīng)用，它可實(shí)現(xiàn)上述①功能，與并網(wǎng)點(diǎn)的配電網(wǎng)用電狀態(tài)互動(dòng)，做到“為用戶(hù)發(fā)電、對(duì)電網(wǎng)友好”。

背景技術(shù)：

隨著傳統(tǒng)化石能源的枯竭，新能源應(yīng)用將逐步改變能源應(yīng)用結(jié)構(gòu)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可再生能源將是未來(lái)人類(lèi)的主要能源來(lái)源，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將取得重要戰(zhàn)略地位。根據(jù)歐洲JRC的預(yù)測(cè)，到2030年太陽(yáng)能發(fā)電將在世界電力的供應(yīng)中顯現(xiàn)其重要作用，達(dá)到10%以上；2050年太陽(yáng)能發(fā)電將占總能耗的20%，到本世紀(jì)末太陽(yáng)能發(fā)電將在能源結(jié)構(gòu)中起到主導(dǎo)作用。

目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用主要有離網(wǎng)和并網(wǎng)應(yīng)用兩種，應(yīng)用量最大的還是并網(wǎng)應(yīng)用，最具代表性的就是大量大型光伏地面電站建設(shè)。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)應(yīng)用的核心設(shè)備，其主要功能就是利用IGBT等功率器件，采用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)DC/AC變換，將直流光伏電力轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的交流有功電力并入電網(wǎng)。傳統(tǒng)光伏逆變器的一項(xiàng)重要指標(biāo)是追求輸出有功功率最大，即通常所說(shuō)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能。

隨著光伏應(yīng)用不斷發(fā)展，在光伏并網(wǎng)應(yīng)用中，出現(xiàn)了針對(duì)陽(yáng)光分散存在的分布式光伏應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是分散發(fā)電、分散消納、余電上網(wǎng)。目前德國(guó)的光伏應(yīng)用80%是分布式，在中國(guó)也達(dá)到50%左右，分布式光伏應(yīng)用將成為未來(lái)光伏應(yīng)用的主流形式。隨著分布式能源的大量應(yīng)用，一種新型能源網(wǎng)架構(gòu)正在發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)正在推進(jìn)對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的智能電網(wǎng)改造，同時(shí)在加大進(jìn)行局域微電網(wǎng)建設(shè)、主動(dòng)配電網(wǎng)建設(shè)，都是在向可大量接納分散分布的可再生能源應(yīng)用的能源互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，這是一種全面開(kāi)放、可互動(dòng)的、甚至打破“發(fā)電”與“用電”界限、完全信息化的能源供應(yīng)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。

眾所周知，當(dāng)下對(duì)市電輸入電流實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)碾娏τ性礊V波器，也大都采用PWM技術(shù)和IGBT等功率器件架構(gòu)，兩者功能作用的不同僅僅是因?yàn)榭刂浦噶钪率蛊銲GBT功率器件等工作方式不同而已，這為我們找到兩者功能自動(dòng)轉(zhuǎn)換提供了硬件可能。

本發(fā)明就是針對(duì)智能電網(wǎng)、局域微電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)這些面向未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)，將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間設(shè)備互動(dòng)，將使這些逆變器接收上級(jí)控制指令，以及滿(mǎn)足就地配電網(wǎng)用電質(zhì)量需求的功能成為可能，使這些逆變器實(shí)現(xiàn)功能“多模態(tài)”，在智能電網(wǎng)、局域微電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)，未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)中扮演更重要角色。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是為了應(yīng)對(duì)這一未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，推出“多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器”（見(jiàn)圖1. 多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖）。其特點(diǎn)是：

1）可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的互動(dòng)，可接受“上級(jí)”（智能電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)）控制指令，改變逆變器工作狀態(tài)，按控制指令就地在并網(wǎng)點(diǎn)向配電網(wǎng)（用電負(fù)載）提供有功功率、無(wú)功功率和諧波補(bǔ)償。

2）現(xiàn)階段（在傳統(tǒng)電網(wǎng)中應(yīng)用）可就地檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)處配電網(wǎng)用電狀態(tài)，并據(jù)此計(jì)算得出逆變器應(yīng)向并網(wǎng)點(diǎn)就地配電網(wǎng)提供所需電力狀態(tài)（有功、無(wú)功、諧波補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)“為用戶(hù)發(fā)電、對(duì)電網(wǎng)友好”的光伏應(yīng)用。

多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器工作流程如圖2所示。

附圖說(shuō)明

圖1. 多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2. 多模態(tài)光伏并網(wǎng)逆變器工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明工作流程按以下步驟執(zhí)行，如圖2所示：

步驟一、接收上級(jí)（智能電網(wǎng)）控制指令，內(nèi)容包括:要求本臺(tái)逆變器就地向并網(wǎng)點(diǎn)提供電壓、電流、相位和頻率參數(shù)（代表要求其就地提供有功功率、無(wú)功功率、以及諧波補(bǔ)償?shù)碾娏繀?shù)）；

步驟二、逆變器始終檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)（并網(wǎng)柜）處配電網(wǎng)的電量參數(shù)，包括電壓、電流、相位、頻率、有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)；

步驟三、逆變器DSP核心處理器將對(duì)來(lái)自步驟一或步驟二的參數(shù)始終保持高速計(jì)算處理，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IGBT工作方式控制指令，以便下達(dá)給逆變器功能控制回路。

對(duì)于來(lái)自步驟一的指令，就是直接計(jì)算轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IGBT工作方式控制指令；

對(duì)于步驟二的在線檢測(cè)參數(shù)，如果確定逆變器除了光伏逆變功能外，只做無(wú)功補(bǔ)償用的話(huà)，只需對(duì)常規(guī)電量（有功、無(wú)功）檢測(cè)和計(jì)算處理。

如果確定逆變器還要進(jìn)行就地諧波補(bǔ)償裝置功能的話(huà)，則需要DSP核心處理器進(jìn)行快速傅里葉變換計(jì)算得出該處配電網(wǎng)的各次諧波情況，進(jìn)而計(jì)算確定如何補(bǔ)償。據(jù)此向逆變器功能控制回路下達(dá)確定的工作狀態(tài)“控制指令”。

上述步驟二始終向逆變器提供并網(wǎng)點(diǎn)的檢測(cè)電量參數(shù)，但是，當(dāng)有步驟一發(fā)生時(shí)，逆變器將只執(zhí)行步驟一指令，步驟二不再起作用。

步驟四、由逆變器功能控制回路向功率器件（IGBT）發(fā)出工作方式控制指令，使其交流輸出符合控制指令要求，完成無(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償功能。