给出0%到100%之间的受控功率 输出的16个增量(4 2)。例如，当断开所有开关SWl至SW4(4位二进制0000)时，可W将逆变器 25调节至0 %的功率输出。类似地，当闭合所有开关SWl至SW4 (4位二进制1111)时，逆变器可 W具有全功率输出。下面的表示出了对于开关SWl至SW4的不同闭合/断开组合的16个逆变 器调节位置的一个示例。
[0160] 逆变器25被并行控制，运意味着当对一个逆变器进行调节时，调节了所有的逆变 器，因为它们全部与开关SWl至SW4连接在一起。
[0161] 图22和图13的负载补偿设备20还包括串行通信端口 80。串行端口 80可W经由通信 链路连接至逆变器25中的每一个W对逆变器25的可变功率输出进行电子控制。图27示出了 经由数据电缆86连接到逆变器25的通信端口 80。例如，可W使用RS485标准来控制逆变器。
[0162] 串行端口 80提供了对来自PV系统8的功率输出的精确控制。负载补偿设备20可W 被配置为用于来自一个逆变器25的功率输出，经由串行端口由任何其它逆变器25的功率输 出来单独控制该一个逆变器25的功率输出。例如，来自一个逆变器25的功率输出可W为 100%，在0%到100%之间加强或减弱的另一个逆变器的功率输出遵循负载的负载曲线(将 测量点30.1处的功率流保持在或接近于消耗下限），并且将其余逆变器的功率输出设定为 0%。替代地，负载补偿设备20可被配置为用于所有逆变器25的％功率输出，同时控制的逆 变器功率输出相同。例如，所有逆变器25的功率输出可W在0%到100%之间同时加强和减 弱(所有逆变器在任何给定时刻具有相同的％输出）W使PV系统8的功率输出遵循负载的负 载曲线。
[0163] 图23的负载补偿设备20示出了使用在监测点30.1处的=个相位中的电流感测30 的负载感测。可W经由串行端口 80对逆变器25进行电子控制W改变由逆变器25供应的每个 相位中的功率输出。如果负载补偿设备20在监测点30.1处测量的相位不平衡，那么一个或 多个逆变器25可W由设备20控制W使干线电源11的=个相位负载平衡。具体而言，逆变器 25的电源的每个相位均经由串行端口 80独立控制W使=个相位负载平衡。因此，设备20可 操作用于控制逆变器25W使场所的=个相位负载平衡。每个相位独立地遵循负载，对逆变 器25进行控制从而使具有较高负载的相位从逆变器25接收更多的发电支持，从而产生在测 量点30.1处所测量到的相位的平衡。
[0164] 图22和23的设备包括主控制功能。主控制功能包括由设备20的微处理器111控制 的两个主控制继电器MCl和MC2。主控制继电器MCl可操作用于控制零输出接触器KMl(图22) 或Kl (图23)，所述接触器与图5A的零输出接触器82相对应。当接触器KM1/K1由MCl断开时， 隔离来自太阳能电力系统8的全部发电。对微处理器111进行编程从而当检测到故障情况 时，包括当在测量点30.1处检测到输出时，零输出接触器KM1/K1将由设备20的继电器MCl断 开。
[0165] 图24示出了被配置为用于第一太阳能电池组列41的功率输出的系统10的示例。对 微处理器111进行编程W使设备20的主控制继电器MCl被配置为在发生包括输出的任何保 护事件时使接触器KMl(图24)跳闽（断开）。同样，对微处理器111进行编程W使设备20的主 控制继电器MC2被配置为在发生除输出之外的任何保护事件时使接触器KM2(图24)跳闽（断 开）。由于系统10被配置为从太阳能电池组列41输出功率，因此如果在监测点30.1处检测到 输出（反向功率流），设备将不会使接触器KM2跳闽。第一太阳能电池组列41在连接处连接到 干线电源11，从而通过接触器KMl对其它太阳能电池组列（42至45)的隔离不会使第一太阳 能电池组列41与干线电源11隔离。
[0166] 图25示出了被配置为用于整个PV系统8的全功率输出的系统10的示例。可W理解 的是，图25的PV系统8的所有太阳能电池组列饱括逆变器25)经由接触器KMl连接到干线电 源。设备20的主控制继电器MC2被配置为在发生除输出保护之外的任何保护事件时使接触 器KMl跳闽（断开）。由于系统10被配置为从所有的太阳能电池组列输出功率，所W如果在监 测点30.1处检测到输出(反向功率流），MC2将不会使接触器KMl跳闽。
[0167] 可W通过使用接触器Kl至K6对PV组列的隔离（图22)、或者通过对来自逆变器26的 功率输出的电子控制（图23)来按照需要调高或调低PV系统8的功率输出。
[0168] 系统10还可W通过负载补偿设备20来使用发电组列隔离与对组列的逆变器25输 出的功率的电子控制的组合。图26示出了 PV组列隔离控制与数字逆变器功率输出控制的组 合。通过经由接触器Kl至K6的机械隔离使PV组列下线（与负载断开连接），并且上线(连接到 负载)的PV组列的功率输出通过来自负载补偿设备20的经由串行端口80的电子控制进行调 节。设备20被配置为用于组合的隔离与电子控制的系统10对按照需要或需求将逆变器25独 立隔离是有用的。能够对来自逆变器25的输出进行数字控制也有助于防止PV组列的机械隔 离。
[0169] 图22至图27的系统10包括发电机电流互感器88,发电机电流互感器88可操作用于 测量PV系统8的发电。发电机电流互感器88连接到设备20的输入90。设备20监测PV系统8的 发电量。
[0170] 图22至图27的设备20可W并入图13至图16的逆变器90和/或形成图13至图16的逆 变器90的部分。类似地，图22至图27的设备30可W并入图17的调制器和/或形成图17的调制 器的部分。
[0171] 本发明还允许用户连续测量、控制和监测干线电源中的功率流的正向方向和反相 方向。通过对连接具有存储在计算机上的计算机可读程序的控制系统的数据网络的使用， 可再生能量负载补偿系统可在使用计算机的情况下由用户自动或手动控制。
[0172] 同样，并且在一些情况下，当可再生能量负载补偿系统不再为向干线电源输出能 量而进行连接时，逆变器可被配置为用户期望的任何值。
[0173] 例如，场所可W被配置为:在一个相位上的反向功率为6.73kW;在第二相位上的反 向功率为5.28kW;在第S相位上的反向功率为3.45kW。对于所有上述选择，电路已被设计为 通电W进行连接。因此，如果系统中发生任何错误或故障，则所有项目都在断电时得到保 护。本发明提供若干附加的经过编程的保护设备，例如:过电压保护、欠电压保护、过频率保 护、欠频率保护、相位间的差频保护、相位故障保护、电压矢量移位(VVS)保护、频率变化速 率(RoCoF)保护、反孤岛保护和反向功率流保护。上述所有保护都可被编程到负载保护设备 中W在任何一种错误发生时对系统进行进一步保护和隔离。运同样适用于可再生能量负载 补偿系统内的被设计为通电W进行连接的所有机械隔离设备，从而使存在故障或错误的设 备断电W保护干线电源和可再生能量电源W及相关部件。
[0174] 参考图22的零输出设备，设备20被配置为用于针对在W下段落中阐述的不同保护 事件的W下保护功能：
[0175] 根据ANSVKffi标准码59的过电压保护。过电压保护包括在监测点30.1处对异常 高的网络电压的实时监测和检测或者检查足W实现闭合继电器/接触器操作的电压。例如， 在30.1处检测到255￥^118与260￥^118之间的过电压将使设备20^两秒的时间间隔通过经由 Kl至K6的隔离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且如果保护故障仍在，主 控制还断开零输出接触器82化Ml)。
[0176] 根据ANSVKffi标准码27的欠电压保护。欠电压保护包括在监测点30.1处对异常 低的网络电压的实时监测和检测。例如，设备20检测到低于200Vrms的电压将使设备20W两 秒的时间间隔通过经由Kl至K6的隔离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且 如果保护故障仍在，主控制还断开零输出接触器82化Ml)。
[0^7]根据ANSI/IE邸标准码810的过频率保护。过频率保护包括检测到与额定频率相比 异常高的频率。例如，设备20检测到高于52化的频率将使设备20W1.5秒的时间间隔通过经 由Kl至K6的隔离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且如果保护故障仍在， 主控制还断开零输出接触器82化Ml)。
[0178] 根据ANSI/IEEE标准码81U的欠频率保护。欠频率保护包括检测到与额定频率相比 异常低的频率，W监测电源质量。该保护可用于整体跳闽或分区停电（load shedding)。在 失去主电源并且存在剩余电压的情况下，通过在频率连续下降的情况下的限制来确保保护 稳定性，该限制通过参数设定来激活。例如，设备20检测到低于48化的频率将使设备20W 1.5秒的时间间隔通过经由Kl至K6的隔离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后 并且如果保护故障仍在，主控制还断开零输出接触器82化Ml)。
[0179] 根据ANSI/IE邸标准码81R的频率变化速率R0C0F。频率变化率保护包括太阳能电 池组列的快速断开。运基于对频率变化的计算，其对瞬时电压干扰不敏感。设备20测量频率 的实际读数并将其与之前所测量的频率进行对比W看出频率变化。在频率变化在一定时间 内大于某一设定点（例如0.4Hz/秒）的情况下，将Wl. 5秒的时间间隔通过经由Kl至K6的隔 离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且如果保护故障仍在，主控制还断开 零输出接触器82化Ml)。
[0180] 干线的电压矢量移位损失VVS。电压矢量移位功能检测电压的零点交叉。其将在之 前时间段所计算的零点交叉与最新的零点交叉对比。如果差值大于设定点，例如8度，则将 激活相应的CEC活动。设定点为8度，将Wl.5秒的时间间隔通过经由Kl至K6的隔离来减弱太 阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且如果保护故障仍在，主控制还断开零输出接触 器82化Ml)。
[0181] 相位间差频。如果设备20测量到的相位间的差大于例如IHz，则将Wl. 5秒的时间 间隔通过经由Kl至K6的隔离来减弱太阳能电池组列。在隔离了所有组列之后并且如果保护 故障仍在，主控制还断开零输出接触器82化Ml)。
[0182] 参考图24,针对W上参考图22所描述的故障情况，全输出接触器84化M2)将与零输 出接触器82化Ml)同时断开。然而，全输出接触器84化M2)将不会在通过监测点30.1输出功 率的情况下断开，而零输出接触器82化Ml)将在输出功率的情况下断开。
[0183] 还设想数据记录器在预定时间尺度内记录并绘制监测点的每个相位和发电点的 每个相位。数据记录器或数据记录仪是利用内置仪器或传感器或经由外部仪器和传感器来 随着时间的推移或关于位置记录数据的电子设备。数据记录器可W基于数字处理器(或计 算机）。数据记录器可W是小型的、电池供电的、便携式的，并且配备有微处理器、用于存储 数据的内部或可移除的存储器、W及传感器。数据记录器可W与个人计算机接口连接并且 利用软件来激活数据记录器并且观看并分析所收集的数据。
[0184] 通常W-分钟的时间间隔采集数据。可W对所采集的数据进行处理W提供例如W 下信息的其中之一或W下信息的组合:amps图、kVA图、千瓦图、消耗的总千瓦时图、输出图、 发电图、监测的场所的总用量图、电压值图、功率因数图、每天的峰值需求值和时间的图、数 字控制中逆变器和所连接的继电器的功率输出的％值。
[0185] 类似地，数据记录器可W具有局部接口设备(键盘、LCD)并可W用作独立设备。当 考虑到至负载的有效功率流和无功功率流时，本发明的在某点监测功率流并调节逆变器的 电流输出的能力尤为重要，并且如图13(逆变器90)和图17(调制器101)所示，本发明还扩展 至在相同点或任何其它相关点监测无功功率或功率因数W及调节无功功率的供应、功率因 数或电流输出的相位位置W适应负载的能力。类似地，图22至图26的设备20可W相对于如 针对有功功率所描述的设定功率等级限制而对无功功率进行监测和控制，并且控制逆变器 25W帮助功率因数校正。
[0186] 通常，任何实际的负载都具有电阻、电感和电容，因此有效功率和无功功率两者都 将流至负载。电路中有效功率与视在功率之间的比值被称为功率因数。功率因数是对配电 系统的效率的实际测量。
[0187] 当电压和电流相位一致时功率因数为统一体(一个）。当电流超前或滞