[发明专利]一种分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置及方法

权利要求书

1.一种分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：包括信号采集单元、主控单元、整流逆变单元和蓄电单元；

所述信号采集单元包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，第一信号采集单元输入器连接至整流逆变单元的直流输入端，第二信号采集单元输入端连接至整流逆变单元的电网端，第一信号采集单元的输出端和第二信号采集单元的输出端均连接主控单元；

所述整流逆变单元包括桥式整流电路、桥式逆变电路、Boost升压电路和Cuk降压电路，Cuk降压电路的输入端和Boost升压电路的输入端均连接分布式新能源发电系统，Cuk降压电路的输出端连接桥式整流电路的输入端，Boost升压电路的输出端连接桥式逆变电路的输入端，桥式整流电路的输入端、桥式逆变电路的输入端还分别连接主控单元，桥式整流电路的输出端和桥式逆变电路的输出端经断路器连接到电网；

所述蓄电单元包括蓄电池和蓄电池控制器，蓄电池经蓄电池控制器连接至分布式新能源发电系统。

2.根据权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：所述整流逆变单元的与分布式新能源发电系统连接的一侧连接有超级电容器。

3.根据权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：所述第一信号采集单元和第二信号采集单元均包括电压传感器、电流传感器、频率测试仪、带通滤波电路、三相电压采样信号调制电路、三相电流采样信号调制电路和频率采样信号调制电路；

电压传感器的输出端、电流传感器的输出端和频率测试仪的输出端均与带通滤波电路的输入端连接，带通滤波电路的输出端分别连接三相电压采样信号调制电路的输入端、三相电流采样信号调制电路的输入端和频率采样信号调制电路的输入端，三相电压采样信号调制电路的输出端、三相电流采样信号调制电路的输出端和频率采样信号调制电路的输出端均连接至主控单元的输入端。

4.根据权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：所述主控单元连接有电源模块、通讯模块、存储模块和显示模块。

5.根据权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：所述整流逆变单元的工作模式包括逆变模式和整流模式，当分布式新能源发电系统发电充足时，整流逆变单元工作在逆变模式，当分布式新能源发电系统供电异常或需要电网为蓄电池充电时，整流逆变单元工作在整流模式。

6.根据权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置，其特征在于：所述蓄电池采用铅酸蓄电池，各蓄电池之间并联；蓄电池控制器包括稳压芯片、供电电源控制芯片和输出调压芯片，蓄电池连接稳压芯片输入端，稳压芯片的输出端连接供电电源控制芯片的输入端，输出调压芯片输入端接至供电电源控制芯片的输出，输出调压芯片输出端连接分布式新能源发电系统。

7.采用权利要求1所述的分布式新能源发电系统的双向并网逆变装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：实时采集电网的公共耦合节点PCC的电压、电流、频率和整流逆变单元的直流侧的电压、电流、频率，并进行滤波、降噪和变压处理；

步骤2：对滤波、降噪和变压处理后的电压、电流和频率的数据进行归一化处理，传输至主控单元的存储模块保存；

步骤3：初始化分布式新能源发电系统参数，包括电阻值R、电感值L和电容值C；

步骤4：根据存储模块保存的归一化后的数据，计算分布式新能源发电系统的有功功率P和无功功率Q并存入存储模块保存；

步骤5：将存储模块中的数据送入主控单元，利用过欠压/过欠频检测法进行被动孤岛检测；步骤5.1：计算有功功率的不平衡度和无功功率的不平衡度并存储至存储模块；

步骤5.2：利用小波分析的方法检测电网公共耦合点的电压信号V_PCC的奇异点；

步骤5.3：若检测到V_PCC存在奇异点，且有功功率的不平衡度和无功功率的不平衡超过阈值，则分布式新能源发电系统已处于孤岛状态，此时主控单元发出PWM波对分布式新能源发电系统进行逆变控制，以驱动断路器将分布式新能源发电系统从电网切除，否则执行步骤6；

步骤6：利用主动频移法进行主动孤岛检测；

步骤6.1：根据采集的电网公共耦合点处的电压、电流值，计算扰动后的电压的相位角、电流的相位角和扰动后的PCC节点处的角频率ω_Pcc；

步骤6.2：计算分布式新能源发电系统的阻抗角；

步骤6.3：计算频移最大值ω_max和频移最小值ω_min；

步骤6.4：判断ω_min＜ω_pcc＜ω_max是否成立，是，则被动孤岛检测结果准确，否则被动孤岛检测结果不准确，此时主控单元发出PWM波对分布式新能源发电系统进行逆变控制，驱动断路器将分布式新能源发电系统从电网切除；

步骤7：存储模块中存储的数据通过显示模块实时显示，向检修人员提供检修依据。