串联型微型逆变器系统及其中逆变器、并网器的工作方法
【专利摘要】本发明提供一种串联型微型逆变器系统及其中逆变器、并网器的工作方法，该系统包括多个逆变器和一个并网器，该并网器包括：逆变器串检测模块；电网检测模块；并网器控制模块，对逆变器串的交流输出特性和电网的交流特性作数据处理，产生针对逆变器串或并网保护的控制信号；并网保护开关，当电网的电压或频率超出设定的保护范围时，或电网停电时，关断以实现并网保护的功能；逆变器串开关，适时断开逆变器串的零线，以断开往电网输送电流和功率；并网保护开关控制模块和逆变器串开关控制模块，接收针对并网保护或逆变器串的控制信号，控制并网保护开关或逆变器串开关的断开和导通。本发明消除了对通讯系统的需求，保证稳定的启动、运行和保护功能。
【专利说明】串联型微型逆变器系统及其中逆变器、并网器的工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直流到交流的转换【技术领域】，具体来说，本发明涉及一种串联型微型 逆变器系统及其中逆变器、并网器的工作方法。
【背景技术】
[0002] 在可再生能源领域，比如太阳能光伏和风能，会使用微型逆变器（微逆变器）将每 一个电源的直流电力转换成可并网输出的交流电力，并且对每一个电源进行电力输出的优 化，例如最大功率点跟踪（MPPT)等。通常的微型逆变器系统包括多个与单个直流电源一一 对应连接的逆变器。逆变器的输入与直流电源的输出连接，各个逆变器的输出并联，也就是 每个微型逆变器的火线（L)相连、零线（N)相连，然后连接到电网。这样就是每个逆变器都 将直流电直接转换为和电网相同的交流电。
[0003] 最近出现了一种新型的串联型微型逆变器，每个逆变器的输出为低电压的交流 电，多个逆变器的输出串联后连接电网，多个逆变器的输出电压累加达到电网电压。这种方 法可以简化逆变器的设计，提供逆变器的效率，降低逆变器的成本和提高逆变器的可靠性。 既降低了功率器件的电压应力，也减小了电网异常对逆变器可能的损伤。
[0004] 但是对于多个逆变器的交流串联，它们的开关管的控制必须是同步的，否则可能 会烧坏开关管。现有的控制方法需要通讯或者集中式控制来保证系统的启动、保护及稳定 运行，这势必增加了成本，提高了系统控制的复杂度，对通讯系统的要求也很高。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种串联型微型逆变器系统及其中逆变器、并 网器的工作方法，能够消除对通讯系统的需求，保证稳定的启动、运行和保护功能。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种串联型微型逆变器系统，包括：
[0007] 多个串联型微型逆变器，分别与多个直流电源一一对应连接，各个所述逆变器的 直流输入端分别与各个所述直流电源的输出端相连，各个所述逆变器的交流输出端彼此串 联，成为一个逆变器串；在所述逆变器串中，前一个所述逆变器的零线接口和后一个所述逆 变器的火线接口相连接；以及
[0008] 并网器，其输入端分别与所述逆变器串两端的火线和零线相连接，其输出端与一 单相电网相连接，所述并网器用于检测所述逆变器串的交流输出特性和检测所述电网的交 流特性，获取所述逆变器串和所述电网的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数 据进行处理并对所述逆变器进行控制；
[0009] 其中，所述并网器包括：
[0010] 逆变器串检测模块，用于检测所述逆变器串的交流输出特性；
[0011] 电网检测模块，用于检测所述电网的交流特性；
[0012] 并网器控制模块，分别与所述逆变器串检测模块和所述电网检测模块相连接，用 于对所述逆变器串的交流输出特性和所述电网的交流特性进行数据处理，产生针对所述逆 变器串或者并网保护的控制信号；
[0013] 并网保护开关，其一端与所述逆变器串的火线相连接，另一端与所述电网的火线 输入端相连接，用于当所述电网的电压或者频率超出设定的保护范围时，或者所述电网停 电时，关断所述并网保护开关以实现并网保护的功能；
[0014] 并网保护开关控制模块，分别与所述并网器控制模块和所述并网保护开关相连 接，用于接收针对并网保护的所述控制信号，控制所述并网保护开关的断开和导通；
[0015] 逆变器串开关，其一端与所述逆变器串的零线相连接，另一端与所述电网的零线 输入端相连接，用于适时断开所述逆变器串的零线，以断开往所述电网输送电流和功率；以 及
[0016] 逆变器串开关控制模块，分别与所述并网器控制模块和所述逆变器串开关相连 接，用于接收针对所述逆变器串的所述控制信号，控制所述逆变器串开关的断开和导通。
[0017] 可选地，所述逆变器包括：
[0018] 直流检测模块，与所述逆变器的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆变器的 直流输入电压和直流输入电流；
[0019] 电力转换电路，分别与所述逆变器的直流输入端和交流输出端相连接，用于将直 流电转换为交流电；
[0020] 交流检测模块，与所述逆变器的交流输出端相连接，用于检测输出所述逆变器的 交流输出电压和交流输出电流；
[0021] 电力转换控制模块，分别与所述直流检测模块、所述交流检测模块和所述电力转 换电路相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路的一驱动信号，以实现想要的交流 电；
[0022] 交流输出电压获取模块，与所述交流检测模块相连接，用于获取所述逆变器的输 出电压；以及
[0023] 逆变输出开停控制模块，分别与所述交流输出电压获取模块和所述电力转换控制 模块相连接，用于控制所述逆变器输出的开启和停机。
[0024] 可选地，所述逆变器串的交流输出特性包括：电流、电压、频率、相位、过零点及其 相应能计算出的参数；
[0025] 其中，相应能计算出的所述参数包括：电流有效值、有功功率、无功功率和功率因 数。
[0026] 可选地，所述电网的交流特性包括：电压、频率和相位。
[0027] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种串联型微型逆变器系统，包括：
[0028] 多个串联型微型逆变器，分别与多个直流电源一一对应连接，各个所述逆变器的 直流输入端分别与各个所述直流电源的输出端相连；所述逆变器总共分为三组，在每一组 中，各个所述逆变器的交流输出端彼此串联，成为一个逆变器串；在每个所述逆变器串中， 前一个所述逆变器的零线接口和后一个所述逆变器的火线接口相连接；以及
[0029] 并网器，其输入端分别与三个所述逆变器串两端的火线和公共零线相连接，其输 出端与一三相电网相连接，所述并网器用于检测所述逆变器串的交流输出特性和检测所述 电网的交流特性，获取所述逆变器串和所述电网的各种电能参数及其相应能计算出的参数 后，对数据进行处理并对所述逆变器进行控制；
[0030] 其中，所述并网器包括：
[0031] 逆变器串检测模块，用于检测所述逆变器串的交流输出特性；
[0032] 电网检测模块，用于检测所述电网的交流特性；
[0033] 并网器控制模块，分别与所述逆变器串检测模块和所述电网检测模块相连接，用 于对所述逆变器串的交流输出特性和所述电网的交流特性进行数据处理，产生针对所述逆 变器串或者并网保护的控制信号；
[0034] 并网保护开关，其一端与三个所述逆变器串的火线相连接，另一端与所述电网的 三个火线输入端相连接，用于当所述电网的电压或者频率超出设定的保护范围时，或者所 述电网停电时，关断所述并网保护开关以实现并网保护的功能；
[0035] 并网保护开关控制模块，分别与所述并网器控制模块和所述并网保护开关相连 接，用于接收针对并网保护的所述控制信号，控制所述并网保护开关的断开和导通；
[0036] 逆变器串开关，其一端与所述逆变器串的公共零线相连接，另一端与所述电网的 零线输入端相连接，用于适时断开所述逆变器串的公共零线，以断开往所述电网输送电流 和功率；以及
[0037] 逆变器串开关控制模块，分别与所述并网器控制模块和所述逆变器串开关相连 接，用于接收针对所述逆变器串的所述控制信号，控制所述逆变器串开关的断开和导通。
[0038] 可选地，所述逆变器包括：
[0039] 直流检测模块，与所述逆变器的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆变器的 直流输入电压和直流输入电流；
[0040] 电力转换电路，分别与所述逆变器的直流输入端和交流输出端相连接，用于将直 流电转换为交流电；
[0041] 交流检测模块，与所述逆变器的交流输出端相连接，用于检测输出所述逆变器的 交流输出电压和交流输出电流；
[0042] 电力转换控制模块，分别与所述直流检测模块、所述交流检测模块和所述电力转 换电路相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路的一驱动信号，以实现想要的交流 电；
[0043] 交流输出电压获取模块，与所述交流检测模块相连接，用于获取所述逆变器的输 出电压；以及
[0044] 逆变输出开停控制模块，分别与所述交流输出电压获取模块和所述电力转换控制 模块相连接，用于控制所述逆变器输出的开启和停机。
[0045] 可选地，所述逆变器串的交流输出特性包括：电流、电压、频率、相位、过零点及其 相应能计算出的参数；
[0046] 其中，相应能计算出的所述参数包括：电流有效值、有功功率、无功功率和功率因 数。
[0047] 可选地，所述电网的交流特性包括：电压、频率和相位。
[0048] 为解决上述技术问题，本发明又提供一种上述串联型微型逆变器系统中的逆变器 的工作方法，包括步骤：
[0049] A.检测来自于直流电源的直流输入电压；
[0050] B.判断所述直流电源是否工作正常；若否，则返回上述步骤A ;若是，则执行下述 步骤C ;
[0051] C.启动所述逆变器；
[0052] D.将所述逆变器设定运行在最大功率点跟踪状态；
[0053] E.产生与电网同步的交流输出电压；
[0054] F.检测所述交流输出电压，将其分别与一输出电压阈值的上限电压和一输出电压 阈值的下限电压作对比，所述上限电压和所述下限电压均是人为设定的；
[0055] G.判断所述交流输出电压是否大于所述下限电压；若否，则执行下述步骤H ;若 是，则执行下述步骤I ;
[0056] H.通过逆变输出开停控制模块控制所述逆变器到停机状态，然后继续并返回上述 步骤F ;
[0057] I.再判断所述交流输出电压是否大于所述上限电压；若否，则执行下述步骤J ;若 是，则执行下述步骤K ;
[0058] J.保持所述逆变器的工作状态，然后继续并返回上述步骤F ;
[0059] K.通过所述逆变输出开停控制模块控制所述逆变器到开机状态，然后继续并返回 上述步骤F。
[0060] 为解决上述技术问题，本发明再提供一种上述串联型微型逆变器系统中的并网器 的工作方法，包括步骤：
[0061] L检测电网的电压、频率；
[0062] II.判断所述电网是否正常；若否，则执行下述步骤III ;若是，则执行下述步骤 IV；
[0063] III.发送信号，断开并网保护开关，然后返回上述步骤I ;
[0064] IV.保持所述并网保护开关闭合导通；
[0065] V.检测逆变器串的总交流输出电压；
[0066] VI.将所述总交流输出电压分别与一电网电压的下限阈值和一电网电压的上限阈 值作对比，所述下限阈值和所述上限阈值均是人为设定的；
[0067] VII.判断所述总交流输出电压是否大于所述下限阈值；若否，则执行下述步骤 VIII ;若是，则执行下述步骤IX ;
[0068] VIII.发送信号，断开逆变器串开关，然后继续工作并返回上述步骤I ;
[0069] IX.判断所述总交流输出电压是否大于所述上限阈值；若否，则执行下述步骤X ; 若是，则执行下述步骤XI;
[0070] X.保持所述逆变器串开关的当前状态，然后继续工作并返回上述步骤I ;
[0071] XI.发送信号，导通所述逆变器串开关，然后继续工作并返回上述步骤I。
[0072] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0073] 本发明通过对串联型微型逆变器与并网器的控制方式设计，实现串联型微型逆变 器结构的平稳启动，不需要通讯系统，对整个系统的正常状态运行没有影响，最大程度利用 了直流电源（光伏组件）的输出功率。
[0074] 本发明具有串联型微型逆变器系统的所有优点，但不需要通讯系统来发送控制命 令给每一个逆变器，提高了逆变器系统的可靠性。而且，该逆变器系统通用于各种不同频率 和电压的电网，并网器可实现对电网异常的可靠保护，而不需要多个逆变器做保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0075] 本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描 述而变得更加明显，其中：
[0076] 图1为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统连接直流电源和单相电网的 模块结构示意图；
[0077] 图2为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中并网器的内部模块结构示 意图；
[0078] 图3为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中逆变器启动运行的输出电 压随时间变化的波形曲线示意图；
[0079] 图4为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中逆变器的内部模块结构示 意图；
[0080] 图5为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中逆变器的工作方法流程图；
[0081] 图6为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中逆变器串的总交流输出电 压随并网器内的逆变器串开关通断变化的波形曲线示意图；
[0082] 图7为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中并网器的工作方法流程图；
[0083] 图8为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中逆变器个数的设计方法流 程图；
[0084] 图9为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统连接直流电源和三相电网的 模块结构示意图；
[0085] 图10为本发明另一个实施例的串联型微型逆变器系统中并网器的内部模块结构 示意图。
【具体实施方式】
[0086] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多 的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实 施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演 绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0087] 图1为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统连接直流电源和单相电网的 模块结构示意图。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等 比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。如图1 所示，该串联型微型逆变器系统主要包括：多个串联型微型逆变器102和一个并网器104。 其中，多个串联型微型逆变器^^(^…！(^…！(^(为求描述简便:统一标为^丨分别与 多个直流电源ιοι^ιον·· 1〇1?··· 1〇1Ν(为求描述简便，统一标为1〇1) 对应连接。各个 逆变器102的直流输入端分别与各个直流电源101的输出端相连，各个逆变器102的交流 输出端彼此串联，成为一个逆变器串。在逆变器串中，前一个逆变器102的零线接口和后一 个逆变器的火线接口相连接。至于并网器104,其输入端分别与逆变器串两端的火线和零线 相连接，其输出端通过火线L 106和零线N 107与一单相电网108相连接。并网器104用 于检测逆变器串的交流输出特性和检测电网108的交流特性，获取逆变器串和电网108的 各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对逆变器102进行控制。
[0088] 在本实施例中，并网器104的输出直接连电网108,所以系统稳定工作的时候，逆 变器串的总交流输出电压Vbus等于电网电压Vgrid。并网器104检测电网电压Vgrid和逆 变器串的总交流输出电压Vbus。对于每一个逆变器102,其参数名称与对应的标号为：直流 输入电压Vdc，直流输入电流Idc，直流输入功率Pdc，交流输出电压有效值Vac，交流输出电 流有效值Iac，交流输出功率Pac。对于逆变器串而言，总输出功率为Pout，总交流输出电压 为Vbus，总交流输出电流为lout。
[0089] 图2为本发明一个实施例的串联型微型逆变器系统中并网器的内部模块结构示 意图。如图2所示，该并网器104的输入端接逆变器串的火线L 201和零线N 202,输出端 接电网108。该并网器104可以包括，但不限于：电网检测模块205、并网保护开关206、并网 保护开关控制模块207、逆变器串检测模块209、并网器控制模块211、逆变器串开关控制模 块213和逆变器串开关215。其中，逆变器串检测模块209用于检测逆变器串的交流输出特 性，逆变器串的交流输出特性包括：电流、电压、频率、相位、过零点及其相应能计算出的参 数；其中，相应能计算出的参数包括：电流有效值、有功功率、无功功率和功率因数等。电网 检测模块205用于检测电网108的交流特性，包括：电压、频率和相位等。并网器控制模块 211分别与逆变器串检测模块209和电网检测模块205相连接，用于对逆变器串的交流输出 特性和电网108的交流特性进行数据处理，经过判断后产生针对逆变器串或者并网保护的 控制信号。并网保护开关206的一端与逆变器串的火线201相连接，另一端与电网108的火 线输入端相连接，用于当电网108正常时，该并网保护开关206保持导通；而当电网108的 电压或者频率超出设定的保护范围时，或者电网108停电时，关断并网保护开关206以实现 并网保护的功能。并网保护开关控制模块207分别与并网器控制模块211和并网保护开关 206相连接，用于从并网器控制模块211接收针对并网保护的控制信号，从而控制并网保护 开关206的断开和导通。逆变器串开关215的一端与逆变器串的零线202相连接，另一端 与电网108的零线输入端相连接，用于适时断开逆变器串的零线202,从而断开往电网108 输送电流和功率。逆变器串开关控制模块213分别与并网器控制模块211和逆变器串开关 215相连接，用于从并网器控制模块211接收针对逆变器串的控制信号，从而控制逆变器串 开关215的断开和导通。具体的控制流程后面会给出。
[0090] 逆变器在正常工作条件下始终进行最大功率点跟踪（MPPT)。图3为本发明一个实 施例的串联型微型逆变器系统中逆变器启动运行的输出电压随时间变化的波形曲线示意 图。逆变器启动时无需判断整个系统的运行状态，直接进入最大功率点跟踪状态，其工作与 否由输出电压阈值的上限电压Voff和下限电压Von决定。当第一个逆变器连接的直流电 源（光伏组件）达到启动要求时，逆变器输出功率，输出电压上升，如图3所示。此时的交 流母线电压等于第一个逆变器的输出电压Voutl，由于其小于开通逆变器串开关需要的电 压，逆变器串开关是断开的，所以不能向电网输出功率，造成电压持续升高。在t2时刻，逆 变器的输出电压高于输出电压阈值的上限电压Voff后停止工作（暂停逆变），从而使输出 电压下降，t3时刻输出电压低于输出电压阈值的下限电压Von，逆变器重新开始工作。因此 逆变器的输出电压Voutl在下限电压Von与上限电压Voff之间震荡。当第二个逆变器启动 时，交流母线电压为两个逆变器输出电压之和，若仍小于设定的逆变器串开关导通的电压， 则第二个逆变器的输出电压Vout2也在下限电压Von与上限电压Voff之间震荡。这个振 荡的周期和开关管的驱动周期接近，通常在微秒的量级。直到第Nmin个逆变器启动后，交 流母线电压之和达到逆变器串开关导通的电压，逆变器串开关导通，逆变器串才开始向电 网传输功率。
[0091] 由于逆变器的输出端串联，则交流母线电压（即逆变器串的总交流输出电压）为 所有逆变器的输出电压之和：
[0092] Vbus = Voutl+Vout2+.....+V0UtN
[0093] 所有逆变器的输出电流相等，则逆变器的输出电压与其传输的功率成正比：
【权利要求】
1. 一种串联型微型逆变器系统，包括： 多个串联型微型逆变器（102)，分别与多个直流电源（101) -一对应连接，各个所述逆 变器（102)的直流输入端分别与各个所述直流电源（101)的输出端相连，各个所述逆变器 (102)的交流输出端彼此串联，成为一个逆变器串；在所述逆变器串中，前一个所述逆变器 (102)的零线接口和后一个所述逆变器的火线接口相连接；以及 并网器（104)，其输入端分别与所述逆变器串两端的火线（L)和零线（N)相连接，其输 出端与一单相电网（108)相连接，所述并网器（104)用于检测所述逆变器串的交流输出特 性和检测所述电网（108)的交流特性，获取所述逆变器串和所述电网（108)的各种电能参 数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对所述逆变器（102)进行控制； 其中，所述并网器（104)包括： 逆变器串检测模块（209)，用于检测所述逆变器串的交流输出特性； 电网检测模块（205)，用于检测所述电网（108)的交流特性； 并网器控制模块（211)，分别与所述逆变器串检测模块（209)和所述电网检测模块 (205)相连接，用于对所述逆变器串的交流输出特性和所述电网（108)的交流特性进行数 据处理，产生针对所述逆变器串或者并网保护的控制信号； 并网保护开关（206)，其一端与所述逆变器串的火线（201)相连接，另一端与所述电网 (108)的火线输入端相连接，用于当所述电网（108)的电压或者频率超出设定的保护范围 时，或者所述电网（108)停电时，关断所述并网保护开关（206)以实现并网保护的功能； 并网保护开关控制模块（207)，分别与所述并网器控制模块（211)和所述并网保护开 关（206)相连接，用于接收针对并网保护的所述控制信号，控制所述并网保护开关（206)的 断开和导通； 逆变器串开关（215)，其一端与所述逆变器串的零线（202)相连接，另一端与所述电网 (108)的零线输入端相连接，用于适时断开所述逆变器串的零线（202)，以断开往所述电网 (108)输送电流和功率；以及 逆变器串开关控制模块（213)，分别与所述并网器控制模块（211)和所述逆变器串 开关（215)相连接，用于接收针对所述逆变器串的所述控制信号，控制所述逆变器串开关 (215)的断开和导通。
2. 根据权利要求1所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述逆变器（102)包 括： 直流检测模块（503)，与所述逆变器（102)的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆 变器（102)的直流输入电压和直流输入电流； 电力转换电路（505)，分别与所述逆变器（102)的直流输入端和交流输出端相连接，用 于将直流电转换为交流电； 交流检测模块（513)，与所述逆变器（102)的交流输出端相连接，用于检测输出所述逆 变器（102)的交流输出电压和交流输出电流； 电力转换控制模块（507)，分别与所述直流检测模块（503)、所述交流检测模块（513) 和所述电力转换电路（505)相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路（505)的一驱动 信号，以实现想要的交流电； 交流输出电压获取模块（511)，与所述交流检测模块（513)相连接，用于获取所述逆变 器（102)的输出电压；以及 逆变输出开停控制模块（509)，分别与所述交流输出电压获取模块（511)和所述电力 转换控制模块（507)相连接，用于控制所述逆变器（102)输出的开启和停机。
3. 根据权利要求2所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述逆变器串的交流 输出特性包括：电流、电压、频率、相位、过零点及其相应能计算出的参数； 其中，相应能计算出的所述参数包括：电流有效值、有功功率、无功功率和功率因数。
4. 根据权利要求3所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述电网（108)的交流 特性包括：电压、频率和相位。
5. -种串联型微型逆变器系统，包括： 多个串联型微型逆变器（102)，分别与多个直流电源（101) -一对应连接，各个所述 逆变器（102)的直流输入端分别与各个所述直流电源（101)的输出端相连；所述逆变器 (102)总共分为三组，在每一组中，各个所述逆变器（102)的交流输出端彼此串联，成为一 个逆变器串；在每个所述逆变器串中，前一个所述逆变器（102)的零线接口和后一个所述 逆变器的火线接口相连接；以及 并网器（104)，其输入端分别与三个所述逆变器串两端的火线（LI、L2、L3)和公共零 线（N)相连接，其输出端与一三相电网（108)相连接，所述并网器（104)用于检测所述逆 变器串的交流输出特性和检测所述电网（108)的交流特性，获取所述逆变器串和所述电 网（108)的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对所述逆变器 (102)进行控制； 其中，所述并网器（104)包括： 逆变器串检测模块（209)，用于检测所述逆变器串的交流输出特性； 电网检测模块（205)，用于检测所述电网（108)的交流特性； 并网器控制模块（211)，分别与所述逆变器串检测模块（209)和所述电网检测模块 (205)相连接，用于对所述逆变器串的交流输出特性和所述电网（108)的交流特性进行数 据处理，产生针对所述逆变器串或者并网保护的控制信号； 并网保护开关（206)，其一端与三个所述逆变器串的火线（201'）相连接，另一端与所 述电网（108)的三个火线输入端相连接，用于当所述电网（108)的电压或者频率超出设定 的保护范围时，或者所述电网（108)停电时，关断所述并网保护开关（206)以实现并网保护 的功能； 并网保护开关控制模块（207)，分别与所述并网器控制模块（211)和所述并网保护开 关（206)相连接，用于接收针对并网保护的所述控制信号，控制所述并网保护开关（206)的 断开和导通； 逆变器串开关（215)，其一端与所述逆变器串的公共零线（202'）相连接，另一端与所 述电网（108)的零线输入端相连接，用于适时断开所述逆变器串的公共零线（202)，以断开 往所述电网（108)输送电流和功率；以及 逆变器串开关控制模块（213)，分别与所述并网器控制模块（211)和所述逆变器串 开关（215)相连接，用于接收针对所述逆变器串的所述控制信号，控制所述逆变器串开关 (215)的断开和导通。
6. 根据权利要求5所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述逆变器（102)包 括： 直流检测模块（503)，与所述逆变器（102)的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆 变器（102)的直流输入电压和直流输入电流； 电力转换电路（505)，分别与所述逆变器（102)的直流输入端和交流输出端相连接，用 于将直流电转换为交流电； 交流检测模块（513)，与所述逆变器（102)的交流输出端相连接，用于检测输出所述逆 变器（102)的交流输出电压和交流输出电流； 电力转换控制模块（507)，分别与所述直流检测模块（503)、所述交流检测模块（513) 和所述电力转换电路（505)相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路（505)的一驱动 信号，以实现想要的交流电； 交流输出电压获取模块（511)，与所述交流检测模块（513)相连接，用于获取所述逆变 器（102)的输出电压；以及 逆变输出开停控制模块（509)，分别与所述交流输出电压获取模块（511)和所述电力 转换控制模块（507)相连接，用于控制所述逆变器（102)输出的开启和停机。
7. 根据权利要求6所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述逆变器串的交流 输出特性包括：电流、电压、频率、相位、过零点及其相应能计算出的参数； 其中，相应能计算出的所述参数包括：电流有效值、有功功率、无功功率和功率因数。
8. 根据权利要求7所述的串联型微型逆变器系统，其特征在于，所述电网（108)的交流 特性包括：电压、频率和相位。
9. 一种根据权利要求1至8中任一项所述的串联型微型逆变器系统中的逆变器（102) 的工作方法，包括步骤： A. 检测来自于直流电源（101)的直流输入电压； B. 判断所述直流电源（101)是否工作正常；若否，则返回上述步骤A ;若是，则执行下 述步骤C ; C?启动所述逆变器（102); D. 将所述逆变器（102)设定运行在最大功率点跟踪状态； E. 产生与电网（108)同步的交流输出电压（Vout); F. 检测所述交流输出电压（Vout)，将其分别与一输出电压阈值的上限电压（Voff)和 一输出电压阈值的下限电压（Von)作对比，所述上限电压（Voff)和所述下限电压（Von)均 是人为设定的； G. 判断所述交流输出电压（Vout)是否大于所述下限电压（Von);若否，则执行下述步 骤H;若是，则执行下述步骤I ; H. 通过逆变输出开停控制模块（509)控制所述逆变器（102)到停机状态，然后继续并 返回上述步骤F; I. 再判断所述交流输出电压（Vout)是否大于所述上限电压（Voff);若否，则执行下述 步骤J ;若是，则执行下述步骤K ; J. 保持所述逆变器（102)的工作状态，然后继续并返回上述步骤F; K. 通过所述逆变输出开停控制模块（509)控制所述逆变器（102)到开机状态，然后继 续并返回上述步骤F。
10. -种根据权利要求1至8中任一项所述的串联型微型逆变器系统中的并网器 (104)的工作方法，包括步骤： I.检测电网（108)的电压、频率；
11. 判断所述电网（108)是否正常；若否，则执行下述步骤III ;若是，则执行下述步骤 IV ； III. 发送信号，断开并网保护开关（206)，然后返回上述步骤I ; IV. 保持所述并网保护开关（206)闭合导通； V. 检测逆变器串的总交流输出电压（Vbus); VI. 将所述总交流输出电压（Vbus)分别与一电网电压（Vgrid)的下限阈值 (Vgrid-Vdel)和一电网电压（Vgrid)的上限阈值（Vgrid+Vdel)作对比，所述下限阈值 (Vgrid-Vdel)和所述上限阈值（Vgrid+Vdel)均是人为设定的； VII. 判断所述总交流输出电压（Vbus)是否大于所述下限阈值（Vgrid-Vdel);若否，则 执行下述步骤VIII ;若是，则执行下述步骤IX ; VIII. 发送信号，断开逆变器串开关（215)，然后继续工作并返回上述步骤I ; IX. 判断所述总交流输出电压（Vbus)是否大于所述上限阈值（Vgrid+Vdel);若否，则 执行下述步骤X ;若是，则执行下述步骤XI ; X. 保持所述逆变器串开关（215)的当前状态，然后继续工作并返回上述步骤I ; XI. 发送信号，导通所述逆变器串开关（215)，然后继续工作并返回上述步骤I。
【文档编号】H02J3/38GK104333039SQ201410621071
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】罗宇浩 申请人:浙江昱能科技有限公司