電網無功補償方法、裝置及併網逆變器的製作方法

2023-10-31 02:45:47 2

專利名稱：電網無功補償方法、裝置及併網逆變器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電氣技術領域，特別是涉及電網無功補償方法、裝置及併網逆變器。
背景技術：
太陽能作為一種環保且可再生的新能源日益受到人們的青睞。其中，將將太陽能轉換成電能尤其受到關注。而為了將太陽能電池板發出的直流電轉換成交流電以饋入電網，需要用到太陽能併網逆變器。其中，在出現電壓跌落的電網故障時，需要太陽能逆變器能夠輸出無功功率以實現無功補償，進而支持電網恢復。其中，所謂電壓跌落具體是指電網電壓幅值減小；所謂無功功率是指為建立交變磁場和感應磁通所需的、不轉化為機械能或熱能的電功率；所謂無·功補償在供電系統中起提高電網的功率因數的作用，以及降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境的作用。現有技術中，在利用太陽能併網逆變器實現無功補償的過程中，通常採用PWM(Pulse Width Modulation,脈衝寬度調製)中的雙極性調製方式或單極性調製方式。其中，採用雙極性調製方式實現無功補償時，對當前電網電壓值無特殊要求，但是開關損耗和電感損耗相對於單極性調製方式較大；而採用單極性調製方式實現無功補償時，可以具有較小的開關損耗和電感損耗，但是在電網電壓較低(如電網電壓過零附近)的時候難以實現軟開關，以致無法實現無功補償。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種電網無功補償方法、裝置及併網逆變器，以在電網電壓跌落時，有效實現無功補償，同時降低開關損耗和電感損耗，技術方案如下第一方面，本發明實施例提供了一種電網無功補償方法，包括檢測電網的電壓；當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，確定所述電壓對應的電氣參考參數；根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM方式)，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式；利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。其中，在第一方面的第一種可能的實現方式中，所述電壓對應的電氣參考參數包括所述電壓對應的電壓幅值；所述根據所述電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，具體包括當所述電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；否則，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式。其中，在第一方面的第二種可能的實現方式中，所述電壓對應的電氣參考參數包括所述電壓對應的電壓相位角Θ ;所述根據所述電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，具體包括當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ滿足θ 2或者θ3^ Θ ( 04時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；否則，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式；
〔C/ .)其中冶=Ercsin，Umin為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，
、P^k J
Upeak 為電流周期內電壓峰值，G2=JI-G1, Θ 3=31 + Θ 17 04=211-0^·
第二方面，本發明實施例還提供一種電網無功補償裝置，包括電壓檢測模塊，用於檢測電網的電壓，並將所檢測到的電壓發送至幅值判斷模塊；所述幅值判斷模塊，用於判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，並在是的情況下，觸發電氣參考參數確定模塊；所述電氣參考參數確定模塊，用於確定所述電壓對應的電氣參考參數，並將所述電壓對應的電氣參考參數發送至PWM方式確定模塊；所述PWM方式確定模塊，用於根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，並將所述當前的PWM方式發送至無功補償模塊，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式；所述無功補償模塊，用於利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。其中，在第二方面的第一種可能實現的方式中，所述電氣參考參數確定模塊，具體用於確定所述電壓對應的電壓幅值，並將所述電壓對應的電壓幅值發送至PWM方式確定模塊；所述PWM方式確定模塊，具體用於當所述電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當所述電壓對應的電壓幅值大於預設的電壓幅值閾值時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式。其中，在第二方面的第二種可能實現的方式中，所述電氣參考參數確定模塊，具體用於確定所述電壓對應的電壓相位角Θ，並將所述電壓對應的電壓相位角Θ發送至PWM方式確定模塊；所述PWM方式確定模塊，具體用於當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ滿足θ < θ2或者θ3< θ < θ4時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ不滿足θ < θ2且也不滿足θ3< Θ < 94時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式；
^ I其中冶=arcsin，Umin為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，
^ peak J
Upeak 為電流周期內電壓峰值，G2=JI-G1, Θ 3=31 + Θ 17 04=211-0^第三方面，本發明實施例還提供一種併網逆變器，包括功率管理裝置和逆變裝置，還包括本發明實施例所提供的任意一電網無功補償裝置；其中，所述逆變裝置在所述功率管理裝置的控制下進行有功輸出；所述電網無功補償裝置在所述功率管理裝置的控制下進行電網無功補償。本發明實施例所提供的技術方案，當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，則確定所述電壓對應的電氣參考參數，進而根據所述電壓對應的電氣參考參數確定出當前的PWM方式單極性調製方式或雙極性調製方式，並利用所確定的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。與現有技術相比，在電網電壓跌落時，通過所檢測到的電壓對應的電氣參考參數確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本·發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例所提供的一種電網無功補償方法的第一種流程圖；圖2為本發明實施例所提供的一種電網無功補償方法的第二種流程圖；圖3為本發明實施例所提供的一種電網無功補償方法的第三種流程圖；圖4為本發明實施例所提供的單雙極調製區域選擇示意圖；圖5為本發明實施例所提供的一種併網逆變拓撲圖；圖6為本發明實施例所提供的一種電網無功補償裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。為了在電網電壓跌落時，有效實現無功補償，同時降低開關損耗和電感損耗，本發明提供了一種電網無功補償方法、裝置及併網逆變器。下面首先對本發明實施例所提供的一種電網無功補償方法進行介紹。需要說明的是，本發明所提供的一種電網無功補償方法適用於具有一併網逆變器的電網系統中。其中，該併網逆變器用於將發電設備法所發出的直流電轉換為交流電並饋入電網中。例如該併網逆變器可以為太陽能併網逆變器、風能併網逆變器等。如圖I所示，一種電網無功補償方法，可以包括S101，併網逆變器檢測電網的電壓；S102，判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，如果是，則執行步驟S103 ;否則，不作處理；在電網輸電過程中，實時或定時檢測當前的電網的電壓，並判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，並根據不同的判斷結果執行不同的操作。當判斷出該電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，表明該電網出現電壓跌落故障，則需要進行無功補償處理；而當判斷出該電壓的電壓幅值不低於預設的正常電壓幅值時，則表明電網電壓在正常範圍內，無需進行任何處理即可。可以理解的是，正常電壓幅值為電網電壓正常狀態與跌落故障的分界值，其可以為電壓跌落故障所對應的最高幅值，或者，高於電壓跌落故障所對應的最高幅值，這都是合理的。當然，在實際應用中，不同電網所對應的正常電壓幅值可以不同，同時，不同時期的電網質量要求可以不同，因此，同一電網在不同時期時，其所對應的正常電壓幅值也可以不同。S103，確定該電壓對應的電氣參考參數；在判斷出該電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值，也就是，當前的電網出現電壓跌落故障而需要無功補償時，則可以確定出該電壓對應的電氣參考參數，並利用該電壓對應的電氣參考參數進行後續無功補償的處理。其中，該電壓對應的電氣參考參數為用·於區分採用單極性調製方式或雙極性調製方式的依據，其可以為電壓對應的電壓幅值或者電壓對應的電壓相位角等。可以理解的是，在實際應用中，可以根據實際情況，選擇與電壓相關的電氣參考參數。S104，根據該電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式；其中，該PWM方式可以包括單極性調製方式和雙極性調製方式。在確定出該電壓對應的電氣參考參數後，則可以確定當前的一種PWM方式，以進行後續的無功補償。其中，由於單極性調製方式和雙極性調製方式的所對應的電壓條件不同，因此，可以將該電壓對應的電氣參考參數作為調製依據，以選擇符合當前環境的調製方式，進而有效實現無功補償。其中，採用雙極性調製方式實現無功補償時，對當前的電網的電壓值無要求，但是開關損耗和電感損耗相對於單極性調製方式較大；而採用單極性調製方式實現無功補償時，可以具有較小的開關損耗和電感損耗，但是在電網的電壓較低(如電網電壓過零附近)的時候難以實現軟開關，以致無法實現無功補償。其中，單極性調製方式和雙極性調製方式的區別主要體現在PWM調製過程中是否出現兩種電平(不包括零電平)單極性調製方式為調製波與載波進行比較，當調製波大於載波時，輸出高電平，否則輸出零電平；雙極性調製方式為調製波與載波進行比較，當調製波大於載波，輸出高電平，否則，輸出低電平。S105，利用該當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對該電網的無功補償。在確定出當前的PWM方式單極性調製方式或雙極性調製方式後，則可以利用該PWM方式進行無功功率輸出，以實現電網的無功補償。其中，雙極性調製方式和單極性調製方式輸出無功的基本過程為根據當前電網所需的無功功率確定併網電流無功分量；根據併網逆變器輸出的有功功率確定併網電流有功分量；根據併網電流有功分量、無功分量、電壓相位角確定併網電流瞬時值；根據單極性、雙極性調製方法控制開關管的導通和關斷。更進一步的，如圖5所不併網逆變拓撲不意圖中，Ql和Q2組成聞頻橋臂A, Q3和Q4組成高頻橋臂B，Q5和Q6組成工頻橋臂。其中，單極性調製過程為當電網電壓Ug>0時，Q5導通，Q6關閉；
當電網電壓Ug〈0時，Q5關閉，Q6導通；當併網電流ig>0時，高頻橋臂A工作，高頻橋臂B關閉；當併網電流ig〈0時，高頻橋臂A關閉，高頻橋臂B工作；雙極性調製過程為工頻橋臂關閉；高頻橋臂A和B —起工作。本發明實施例所提供的技術方案，當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，則確定該電壓對應的電氣參考參數，進而根據該電壓對應的電氣參考參數確定出當前的PWM方式單極性調製方式或雙極性調製方式，並利用所確定的PWM方式輸出無·功功率，實現電網的無功補償。與現有技術相比，在電網電壓跌落時，通過電壓對應的電氣參考參數確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。本領域人員可以理解的是，電流周期即為電網周期；其中，對於不同頻率的電網，其對應不同的電網周期，例如對於50Hz的電網而言，其電網周期為20ms，即電流周期也為20ms ;對於60Hz的電網而言，其電網周期為16. 67ms，即電流周期也為16. 67ms。下面結合具體的應用實例對本發明所提供的一種電網無功補償方法進行介紹。需要說明的是，本發明所提供的一種電網無功補償方法適用於具有一併網逆變器的電網系統中。其中，該併網逆變器用於將發電設備法所發出的直流電轉換為交流電並饋入電網中。例如該併網逆變器可以為太陽能併網逆變器、風能併網逆變器等。如圖2所示，一種電網無功補償方法，可以包括S201，併網逆變器檢測電網的電壓；S202，判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，如果是，則執行步驟S203 ;否則，不作處理；本實施例中，步驟S201-步驟S202與上述實施例的步驟SlOl-步驟S102相似，在此不再贅述。S203，確定該電壓對應的電壓幅值；在判斷出電網的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值，也就是，當前的電網出現電壓跌落故障而需要無功補償時，則可以確定該電壓對應的電壓幅值，並利用該電壓對應的電壓幅值進行後續的無功補償處理。其中，電壓對應的電壓幅值可以作為區分採用單極性調製方式或雙極性調製方式的依據。S204，判斷該電壓對應的電壓幅值是否不小於預設的電壓幅值閾值，如果是，則執行步驟S205 ;否則，執行步驟S206 ；S205，採用單極性調製方式輸出無功功率；S206，採用雙極性調製方式輸出無功功率。在確定出該電壓對應的電壓幅值後，則可以判斷該電壓對應的電壓幅值是否小於預設的電壓幅值閾值，並根據不同的判斷結果，選擇不同的PWM方式實現無功補償。當該電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，則可以採用單極性調製方式輸出無功功率，以在實現無功補償時具有較小的開關損耗和電感損耗；而當該電壓的電壓幅值小於預設的電壓幅值閾值時，則可以採用雙極性調製方式輸出無功功率，以在電網電壓比較低的情況下，實現無功補償。可以理解的是，該電壓幅值閾值根據單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值進行設定。在實際應用中，對於不同的電網需求，該電壓幅值閾值可以設定為略高於單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，或者，可以設定為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，這都是合理的。本實施例中，當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，則確定該電壓對應的電壓幅值，並在該電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，採用單極性調製方式實現無功補償，否則，採用雙極性調製方式實現無功補償。與現有技術相t匕，在電網電壓跌落時，通過該電壓對應的電壓幅值確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製方式和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。下面結合另一具體的應用實例對本發明所提供的一種電網無功補償方法進行介
紹。·需要說明的是，本發明所提供的一種電網無功補償方法適用於具有一併網逆變器的電網系統中。其中，該併網逆變器用於將發電設備法所發出的直流電轉換為交流電並饋入電網中。例如該併網逆變器可以為太陽能併網逆變器、風能併網逆變器等。如圖3所示，一種電網無功補償方法，可以包括S301，併網逆變器檢測電網的電壓；S302，判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，如果是，則執行步驟S303 ;否則不作處理；本實施例中，步驟S301-步驟S302與上述實施例中步驟SlOl-步驟S102相似，在此不再贅述。S303，確定該電壓對應的電壓相位角Θ ；在判斷出該電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值，也就是，當前的電網出現電壓跌落故障而需要無功補償時，則可以確定該電壓對應的電壓相位角Θ，並利用所確定的電壓相位角Θ進行後續的無功補償處理。其中，電壓相位角Θ可以作為區分採用單極性調製方式或雙極性調製方式的依據。本領域人員可以理解的是，該電壓對應的電壓相位角Θ由併網逆變器中的鎖相模塊獲得，其中，鎖相為併網逆變器所必需的功能。其中，由於通過併網逆變器中鎖相模塊確定電壓相位角的方式與現有技術相同，在此不再贅述。S304，判斷在一電流周期內，該電壓對應的電壓相位角Θ是否滿足或者θ3< Θ < θ4，如果是，則執行步驟S305 ;否則，執行步驟S306 ;S305，採用單極性調製方式輸出無功功率；S306，採用雙極性調製方式輸出無功功率。在確定出該電壓對應的電壓相位角Θ後，則可以判斷在一電流周期內，該電壓對應的電壓相位角Θ是否滿足Q1S θ ( θ2或者θ3< θ ( θ4，並根據不同的判斷結果，選擇不同的PWM方式實現無功補償。當該電壓對應的電壓相位角Θ滿足θ < θ2或者θ3< Θ < 04時，則可以採用單極性調製方式輸出無功功率，以在實現無功補償時具有較小的開關損耗和電感損耗；否則，可以採用雙極性調製方式輸出無功功率，以在電網電(U . ')
壓比較低的情況下，實現無功補償。其中，M=arcSki，Umin為單極性調製方式實現軟
、peak J
開關所需的電壓幅值，Upeak為電流周期內電壓峰值，02=JI-0 17 03=31 + 9^可以理解的是，Umin可以根據單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值進行設定。在實際應用中，對於不同的電網需求，Umin可以設定為略高於單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，或者，可以設定為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，這都是合理的。如圖4所示的單雙極性調製方式區域選擇示意圖。其中，該圖所示波形圖為電網電壓正常情況下的波形，Ug為電網電壓，θ為電壓相位角,Upeak為電流周期內電壓峰值，Umin·
為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值。其中，根據Umin，求得珥，
peak
且Q2=JI-Q1, Θ 3= 31 + Θ J, Θ 4=2 JI - θ 10當所檢測到的電壓對應的電壓相位角Θ滿足θ < θ2或者θ3< Θ < 04時，採用單極性調製方式，否則採用雙極性調製方式。本實施例中，當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，則確定該電壓對應的電壓相位角Θ，並在該電壓對應的電壓相位角Θ滿足Q1S θ < θ2或者θ3^ Θ ^ 94時，採用單極性調製方式實現無功補償，否則，採用雙極性調製方式實現無功補償。與現有技術相比，在電網電壓跌落時，通過電壓對應的電壓相位角Θ確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製方式和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。通過以上的方法實施例的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。相應於上面的方法實施例，本發明實施例還提供一種電網無功補償裝置，如圖6所示，可以包括電壓檢測模塊110，用於檢測電網的電壓，並將所檢測到的電壓發送至幅值判斷模塊 120 ；幅值判斷模塊120，用於判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，並在是的情況下，觸發電氣參考參數確定模塊130 ；電氣參考參數確定模塊130,用於確定所述電壓對應的電氣參考參數,並將所述電壓對應的電氣參考參數發送至PWM方式確定模塊140 ；PWM方式確定模塊140，用於根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，並將所述當前的PWM方式發送至無功補償模塊150，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式；無功補償模塊150，用於利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。
本發明實施例所提供的電網無功補償裝置中，當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，則確定所述電壓對應的電氣參考參數，進而根據所述電壓對應的電氣參考參數確定出當前的PWM方式單極性調製方式或雙極性調製方式，並利用所確定的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。與現有技術相比，在電網電壓跌落時，通過電壓對應的電氣參考參數確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。其中，電氣參考參數確定模塊130,具體用於確定所述電壓對應的電壓幅值,並將所述電壓對應的電壓幅值發送至PWM方式確定模塊140 ；PWM方式確定模塊140,具體用於當所述電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當所述電壓對應的電壓幅值大於預設的電壓幅值閾值時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式。
·
在本發明的另一實施例中，電氣參考參數確定模塊130,具體用於確定所述電壓對應的電壓相位角Θ，並將所述電壓對應的電壓相位角Θ發送至PWM方式確定模塊140 ;PWM方式確定模塊140,具體用於當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ滿足Q1 < θ < θ2或者θ3< θ < θ4時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ不滿足θ < θ2且也不滿足θ3< Θ < 94時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式；
(U - λ其中4=arcSiii f，Umin為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，
peak J
Upeak 為電流周期內電壓峰值，G2=Ji-G1, Θ 3=31 + Θ 17 04=211-0^相應的，本發明實施例還提供一種併網逆變器，其包括功率管理裝置、逆變裝置以及本發明實施例所提供的任意一電網無功補償裝置；所述逆變裝置在所述功率管理裝置的控制下進行有功輸出；所述電網無功補償裝置在所述功率管理裝置的控制下進行電網無功補償。通過利用本發明實施例所提供的併網逆變器，可以在電網電壓跌落時，通過所檢測到的電壓對應的電氣參考參數確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。對於裝置或系統實施例而言，由於其基本相應於方法實施例，所以相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置或系統實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，在沒有超過本申請的精神和範圍內，可以通過其他的方式實現。當前的實施例只是一種示範性的例子，不應該作為限制，所給出的具體內容不應該限制本申請的目的。例如，所述單元或子單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或多個子單元結合一起。另外，多個單元可以或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另外，所描述系統，裝置和方法以及不同實施例的示意圖，在不超出本申請的範圍內，可以與其它系統，模塊，技術或方法結合或集成。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。以上所述僅是本發明的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。·
權利要求
1.一種電網無功補償方法,其特徵在於,包括 檢測電網的電壓； 當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，確定所述電壓對應的電氣參考參數； 根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式； 利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述電壓對應的電氣參考參數包括所述電壓對應的電壓幅值；所述根據所述電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，具體包括 當所述電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；否則，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述電壓幅值閾值為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述電壓對應的電氣參考參數包括所述電壓對應的電壓相位角Θ ;所述根據所述電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，具體包括 當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ滿足Q1S Θ ( θ2或者θ3^ Θ ( 94時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；否則，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式； 其中 ，Umin為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，Upeak為電流周期內電壓峰值，Q 2= Tl-Q ν Θ 3= 31 + Θ J, Θ 4=2 JI - θ 10
5.一種電網無功補償裝置，其特徵在於，包括 電壓檢測模塊，用於檢測電網的電壓，並將所檢測到的電壓發送至幅值判斷模塊； 所述幅值判斷模塊，用於判斷所檢測到的電壓的電壓幅值是否低於預設的正常電壓幅值，並在是的情況下，觸發電氣參考參數確定模塊； 所述電氣參考參數確定模塊，用於確定所述電壓對應的電氣參考參數，並將所述電壓對應的電氣參考參數發送至PWM方式確定模塊； 所述PWM方式確定模塊，用於根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，並將所述當前的PWM方式發送至無功補償模塊，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式； 所述無功補償模塊，用於利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述電氣參考參數確定模塊，具體用於確定所述電壓對應的電壓幅值，並將所述電壓對應的電壓幅值發送至PWM方式確定模塊； 所述PWM方式確定模塊，具體用於當所述電壓對應的電壓幅值不小於預設的電壓幅值閾值時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當所述電壓對應的電壓幅值大於預設的電壓幅值閾值時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述電氣參考參數確定模塊，具體用於確定所述電壓對應的電壓相位角Θ，並將所述電壓對應的電壓相位角Θ發送至PWM方式確定模塊； 所述PWM方式確定模塊，具體用於當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ滿足θ < θ2或者θ3< Θ < 94時，將單極性調製方式作為當前的PWM方式；當在一電流周期內，所述電壓對應的電壓相位角Θ不滿足θ ( θ2且也不滿足θ3< Θ < 94時，將雙極性調製方式作為當前的PWM方式； 其中，S1=OrcsinUmin為單極性調製方式實現軟開關所需的最小電壓幅值，Upeakpeak J為電流周期內電壓峰值，Q2=JI-Q1, Θ 3= 31 + Θ J, Θ 4=2 JI - Θ 10
8.一種併網逆變器，包括功率管理裝置和逆變裝置，其特徵在於，還包括如權利要求5-7任意一項所述的電網無功補償裝置； 其中，所述逆變裝置在所述功率管理裝置的控制下進行有功輸出；所述電網無功補償裝置在所述功率管理裝置的控制下進行電網無功補償。
全文摘要
本發明公開了一種電網無功補償方法、裝置及併網逆變器。該電網無功補償方法，包括檢測電網的電壓；當所檢測到的電壓的電壓幅值低於預設的正常電壓幅值時，確定所述電壓對應的電氣參考參數；根據所述電壓對應的電氣參考參數，確定當前的脈衝寬度調製(PWM)方式，其中，所述PWM方式包括單極性調製方式和雙極性調製方式；利用所述當前的PWM方式輸出無功功率，以實現對所述電網的無功補償。本方案中，在電網電壓跌落時，通過所檢測到的電壓對應的電氣參考參數確定當前的PWM方式，以在電流周期內將單極性調製和雙極性調製方式進行有效結合，進而在電網電壓跌落時，對電網進行有效地無功補償，同時也降低開關損耗和電感損耗。
文檔編號H02M7/48GK102790399SQ20121025951
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者張彥忠, 郭新, 高擁兵 申請人:華為技術有限公司