[实用新型]带干线电压隔离检测的逆变器和能源生成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于将直流电流转换成交变电流以馈入一条交流电压干线中的逆变器、一种用于操作逆变器和包括多个逆变器的能源生成装置的方法、及一种相应的操作方法。 

当把电力尤其是来自带有光伏发电机或风力发电机的再生能源生成装置的电力馈入一条交流电压干线中时，需要对标准边界条件进行考虑。例如，依照标准EN50160和IEEE-1547，如果在一个能源生成装置与一条公用交流电压干线之间的耦合点处（例如EN50160的情况下到一条低电压干线的干线连接点处）的干线电压超出允许范围（比如超出了额定干线电压高于10%），需要将该能源生成装置断开。 

进一步地，能源生成装置的另外的操作参数可以取决于该耦合点处的干线电压。例如，由Bundesverband der Energie-und Wasserwirtschaft（BDEW）[德国能源与水行业协会]发行的技术导则“中压干线上的发电装置”要求通过使用无功功率/电压特征的能源生成装置的无功功率的馈送一定能够发生，即，假定一个能源生成装置的耦合点处的一个特定干线电压，需要设定一个特定的位移因数或需要馈送一个带特定绝对值的无功 功率。 

背景技术

常规逆变器具有用来在其交流侧连接终端处测量干线电压的多个测量装置。这些测量装置所测量的局部干线电压用于常规逆变器的内部控制器中以便遵循所引用的标准。 

作为使用这些局部干线电压控制逆变器的一个替代方案，已知的是，具体在扩展的能源生成装置在该干线连接点处使用一个具有用于在干线连接点处测量干线电压的测量装置的中央干线监测装置的情况下，以及在特定干线事件的情况下，具体地在干线电压和/或剩余的可允许电压范围改变的情况下，将当前测量的值或从其得出的变量发送到所有关联的逆变器以便在其内部控制器中使用，和/或通过中央开关将整个能源生成装置从该交流电压干线中隔离出来，以遵循这些标准要求。为此目的，首先需要安装该中央干线监测装置本身，并且其次需要确保以高度的可靠性遵循这些标准，这样使得对鲁棒性和通信结构的未来安全性设置有相当大的需求，该通信结构用于将这些测量值从该干线监测装置发送到所有与其关联的逆变器。 

US2010/0195357披露了借助一个校正因数对由于一个干线连接点和逆变器的多个连接终端之间的电压降而发生的任何电压差进行补偿的概念，该校正因数取决于该逆变器的目前馈入的有功功率，该有功功率的确 定是基于在该逆变器处测得的电压和在该干线连接点处测得的并被传递给该逆变器的电压之间的比较，并且所述校正因数被应用于该逆变器处测得的电压上，这样使得该逆变器的控制器在即使该干线连接点的电压不是被连续传递时也可以估计出该干线连接点处的当前电压。为此目的，要求一种用来测量该干线连接点处的电压的测量装置、一种用来将这些测量值发送给所有连接到该干线连接点的逆变器的通信结构、一种用于确定该校正因数的特殊的数据处理方法及在每个单独的逆变器中用于执行该数据处理方法的多个数据处理装置。 

实用新型内容

本实用新型是基于使得能够馈送来自多个分散的能源的电力的问题，其针对向交流电压干线的连接条件的遵循加以改进。 

在一个根据本实用新型的构型中，一个逆变器包括多个直流结点，可以经由这些直流结点从与其连接的发电机（比如光伏发电机）中接收电力，该逆变器将此电力转换成交变电流并经由多个交流结点输出此交变电流。这些交流结点可以通过多条交流线经由一个干线连接点连接到一条交流电压干线。此外，该逆变器包括：一个测量装置，该测量装置包括多个结点，这些结点用于检测这些交流结点处的一个交流电压并被设计成输出一个测量信号；以及一个控制装置，该控制装置被设计成根据该测量装置输出的测量信号来控制经由这些交流结点输出的交变电流。该测量装置包括用于检测另外的交流电压的另外的结点，尤其是在干线连接点处的交流电 压；并且还被设计成从在该测量装置的这些结点处检测到的并存在于这些交流结点处的交流电压以及从在该测量装置的这些另外的结点处检测到的并存在于该干线连接点处的交流电压生成一个测量信号。 

在该干线连接点处对交流电压的检测使可以基于由该交流电压干线中的标准定义的实际相关的变量来控制该逆变器输出的交变电流，而不需要在该干线连接点本身处设置一个测量装置并且也不需要将这些测量信号复杂地传输到该逆变器。在这种情况下，可以用各种方式定义该干线连接点（例如定义为一个建筑物的仪表柜的一部分或在一个变压器的附近），这在包括多个逆变器的能源生成装置中代表用于这些单个逆变器的交变电流的收集点。