后电压90度 时功率因数为零。功率因数通常被描述为"超前"或"滞后"W表示电流相对于电压的相位角 的符号。
[0188] 对于包含对功率因数的监测的图13和图17的可再生能量负载补偿系统，在监测点 所监测到的并且由逆变器90或调制器101的输出所支持的功率因数通常在-0.8到+0.8之 间。类似地，图26和图27的设备20在监测点30.1处对功率因数进行监测并且对逆变器25的 输出进行电子控制(经由通信端口 80) W校正功率因数。
[0189] 图中的每个设备20被设计为对单相、双相或S相PV系统8进行控制和监测。
[0190] 图28示出了单相能量负载补偿系统10,其中，将来自所有逆变器25的功率输出连 接到单个相位并且对其进行数字控制。
[0191] 图29示出了双相能量负载补偿系统10,其中，将来自逆变器25.1的功率输出连接 到两个相位的其中之一，并且将来自逆变器25.2的功率输出连接到两个相位中的另一个。 逆变器25.1和25.2可由设备20数字控制W使相位平衡并且校正功率因数。
[0192] 图30示出了 =相能量负载补偿系统10,其中，将来自逆变器25.1的功率输出连接 到第一相，将来自逆变器25.2的功率输出连接到第二相，并且将来自逆变器25.3的功率输 出连接到第=相。逆变器25.1、25.2和25.3可由设备20数字控制W使相位平衡并且校正功 率因数。
[0193] 髓
[0194] 通过使用可再生能量系统为你的家庭或商业场所供电，你将减少溫室气体排放和 你的电费。本发明提供了附加的优点，即能够允许设施中的额外太阳能发电仅用于对电网 的负载进行补偿的目的。
[0195] 此外，本发明还通过对过度发电的可再生能量的不期望的输出进行隔离的方式来 监测和保护电网。根据本发明的负载补偿设备允许对设施的干线电源中的电源的正向方向 和反向方向进行连续的测量和监测。本发明通过对逆变器功率输出进行隔离或数字控制的 方式来管理和限制向干线电源输出的功率。同样地，使可再生能源和元件部分W及干线电 源元件部分通电连接，从而当系统中出现任何错误或故障时，所有项目都在断电的情况下 得到保护。
[0196] 本发明还扩展至现有设施的改造，从而允许扩展的能力容易地使本发明适用于可 再生能量系统中的逆变器。类似地，当逆变器发生故障时，本发明扩展至具有安装在逆变器 内的负载补偿电路的新的逆变器的装置。
[0197] 当考虑到至负载的有效功率流和无功功率流时，本发明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。在相同点或任何其它相关点监测无功功率或功率因数 的能力和调节无功功率的供应、功率因数或电流输出的相位位置W适应负载的能力中存在 许多优点。除了功率因数校正、当前负载和最小电压上升外，本发明还允许供电的网络或零 售商具有W下能力：使由可再生能量场所产生的网络上的电压上升问题最小化、使调换到 可再生能量场所的电力质量问题最小化、并且还使从电网获取所需无功功率最小化。对于 网络而言，提供无功功率是昂贵的并且不能够适当地测量和收费。
[0198] 本发明为用户提供了使用AC侧和干线电源上的负载来管理其可再生能量供应源 的输出的能力。
[0199] 变型
[0200] 认识到，仅通过说明性示例的方式给出前述内容，并且对本领域技术人员显 而易见的是所有其它的修改和变型都被认为是落在本文所阐述的发明的宽泛范围和界限 内。
[0201 ]在说明书中，术语"包括（comprising)"应当被理解为具有类似于术语"包括 (including)"的宽泛含义并且将被理解为暗示包括所声明的整数或步骤或者整数或步骤 的组，而不排除任何其它整数或步骤或者整数或步骤的组。该定义还适用于诸如"包括 (comprise)，'和"包括（comprises)，' 的术语"包括（comprising)，' 的变型D
【主权项】
1. 一种控制向场所供电的逆变器能量系统的方法，所述逆变器能量系统连接到干线电 源和场所负载，所述方法包括： 在所述场所的监测点处监测进入或离开所述干线电源的正向功率流或反向功率流； 设定进入或离开所述干线电源的功率流的速率限制；以及 控制来自所述逆变器能量系统的电力供应，从而使进入或离开所述干线电源的所述功 率流被控制在所述速率限制内。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述速率限制是沿着正向方向离开所述干线电源 的功率流的设定的功率消耗限制。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述设定的功率消耗限制为上限。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述设定的功率消耗限制为下限。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述设定的功率消耗下限为OkW或接近OkW，以使 来自所述逆变器能量系统的电力供应的速率与由所述场所负载使用功率的速率近似平衡。6. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述逆变器能量系统包括两个或更多的逆变器能 量组列，所述功率消耗上限被选择为等于或大于来自所述逆变器能量组列的其中之一的逆 变器的最大期望电源。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述速率限制是进入所述干线电源的功率流的设 定的功率输出限制。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述设定的功率输出限制是进入所述干线电源的 功率流的上限。9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述速率限制包括设定的功率消耗限制和设定的 功率输出限制。10. 根据权利要求1所述的方法，其中，对来自所述逆变器能量系统的能量供应的控制 包括机械地或者电气地隔离所述逆变器能量系统的若干逆变器能量组列的其中之一的逆 变器。11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述逆变器能量系统包括两个或更多的逆变 器，并且对来自逆变器能源的能量供应的控制包括机械地或者电气地隔离所述逆变器中的 一个或多个逆变器。12. 根据权利要求11所述的方法，其中，当在所述监测点处检测到反向功率流或故障情 况时将所述逆变器能量系统的第一逆变器隔离。13. 根据权利要求12所述的方法，其中，当在所述监测点处检测到故障情况时将所述逆 变器能量系统的另一个逆变器隔离，但是不会因为在所述监测点处检测到反向功率流而将 所述另一个逆变器隔离。14. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器能量系统包括一个或多个逆变器，并 且对来自所述逆变器能量系统的能量供应的控制包括对来自所述逆变器中的一个或多个 逆变器的功率输出的电子控制。15. 根据权利要求14所述的方法，其中，对来自所述逆变器能量系统的能量供应的控制 还包括机械地或者电气地隔离所述逆变器中的一个或多个逆变器。16. 根据权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，对来自逆变器的功率输出的电子 控制是对所述逆变器的数字控制。17. 根据权利要求1所述的方法，其中，监测进入或离开所述干线电源的所述正向功率 流或所述反向功率流包括感测电压和/或电流以感测所述干线电源上的负载。18. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器能量系统包括两个或更多的逆变器 能量组列，每个逆变器能量组列包括连接到逆变器的可再生能量的供应源。19. 根据权利要求18所述的方法，其中，所述可再生能量的供应源为光伏板的阵列。20. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器能量系统包括第一逆变器能量组列 和另一个逆变器能量组列，所述方法包括:当功率处于所述正向方向时，连接所述另一个逆 变器能量组列以对来自所述干线电源的负载的使用进行补偿；以及当正向功率或负载减小 时，隔离所述另一个逆变器能量组列以防止所述另一个能量组列的过度发电超过所述速率 限制。21. -种可控开关，能够连接到： 用于感测干线电源上的负载的电压感测设备和/或电流感测设备；以及 采用可再生能源的形式的逆变器能量系统，所述逆变器能量系统包括:第一系列，其包 括连接到第一逆变器的至少一个可再生能量供应源;至少另一个系列，其包括连接到另一 个逆变器的至少另一个可再生能量供应源； 其中，所述可控开关能够操作用于在场所的监测点处监测进入或离开所述干线电源的 正向功率流或反向功率流，并且所述可控开关包括被编程为用于设定进入或离开所述干线 电源的功率流的速率限制的微处理器，所述可控开关被配置为连接到所述逆变器能量系 统，从而使所述可控开关能够操作用于改变来自所述逆变器能量系统的电力供应，以使进 入或离开所述干线电源的所述功率流被控制在所述速率限制内。22. 根据权利要求21所述的可控开关，其中，所述微处理器被编程为经由接触器控制每 个系列的通电和隔离;并且其中，将所述第一系列与所述逆变器按大小排列并连接以用于 向所述干线电源输出可再生能量，并且根据所述干线电源上的负载或消耗达到进入或离开 所述干线电源的功率流的设定的速率限制来开关所述另一个系列和所述逆变器。23. 根据权利要求21所述的可控开关，包括通信端口，所述通信端口用于与所述逆变器 通信以加强或减弱所述逆变器，从而使进入或离开所述干线电源的所述功率流被控制在所 述速率限制内。24. -种可再生能量产生负载补偿系统，包括:干线电源;采用可再生能源的形式的逆 变器能量系统，所述逆变器能量系统包括:第一系列，其包括连接到第一逆变器的至少一个 可再生能量供应源;至少另一个系列，其包括连接到另一个逆变器的至少另一个可再生能 量供应源；以及接触器，所述接触器连接到每个所述逆变器以将每个所述系列与所述系统 电气隔离和将每个所述系列连接到所述系统;可控开关，所述可控开关包括:用于感测所述 干线电源上的负载的电压感测设备和/或电流感测设备;通电装置，所述通电装置连接到每 个所述接触器以使每个所述系列隔离和通电；以及微处理器，所述微处理器能够被编程为 控制每个系列的通电和隔离;场所电源网络，所述场所电源网络适于连接到所述干线电源 或所述可再生能源;并且其中，将所述第一系列和逆变器按大小排列并连接以用于向所述 干线电源输出可再生能量，并且根据所述干线电源上的所述负载或消耗达到进入或离开所 述干线电源的功率流的设定的速率限制来开关所述另一个系列和逆变器。25. -种可再生能量产生负载补偿系统，包括:干线电源;采用可再生能源的形式的逆 变器能量系统，所述逆变器能量系统包括:第一系列，其包括连接到第一逆变器的至少一个 可再生能量供应源;至少另一个系列，其包括连接到另一个逆变器的至少另一个可再生能 量供应源;可控开关，所述可控开关包括:用于感测所述干线电源上的负载的电压感测设备 和/或电流感测设备;通信链路，所述通信链路连接到每个所述逆变器；以及微处理器，所述 微处理器能够被编程为经由所述通信链路控制来自每个逆变器的功率输出；场所电源网 络，所述场所电源网络适于连接到所述干线电源或所述可再生能源;并且其中，将所述第一 系列和逆变器按大小排列并连接以用于向所述干线电源输出可再生能量，并且来自所述另 一个系列和逆变器的功率输出根据所述干线电源上的所述负载或消耗达到进入或离开所 述干线电源的功率流的设定的速率限制而变化。26. 根据权利要求24或25所述的可再生能量产生负载补偿系统，其中，所述设定的速率 限制为根据权利要求2至5所述的速率限制。27. 根据权利要求24所述的可再生能量产生负载补偿系统，包括接触器，所述接触器连 接到每个所述逆变器以将每个所述系列与所述系统电气隔离和将每个所述系列连接到所 述系统，其中，所述微处理器能够被编程为控制每个系列的通电和隔离。28. 根据权利要求24或25所述的可再生能量产生负载补偿系统，其中，所述开关被设计 为对所述干线电源中的功率流的正向方向和反向方向两者进行连续地测量和监测。
【专利摘要】一种逆变器能量系统向场所供电。所述逆变器能量系统包括若干太阳能电池组列，每个太阳能电池组列包括作为可再生能源的(多个)太阳能电池板和逆变器。所述逆变器能量系统连接到干线电源(电网)和场所负载(子电路)。在所述场所的监测点处对进入或离开所述干线电源的正向功率流或反向功率流进行监测。对进入和/或离开所述干线电源的功率流的速率限制进行设定。对来自所述逆变器能量系统的电力供应进行控制，从而使进入或离开所述干线电源的功率流在设定的速率限制内。
【IPC分类】G05B13/00, G05F5/00, H02S10/00, G01R11/00
【公开号】CN105556831
【申请号】CN201480033706
【发明人】G·N·罗赫尔斯
【申请人】蜜獾国际有限公司, G·N·罗赫尔斯
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年4月14日
【公告号】EP2984750A1, US20160072292, WO2014165938A1