CN106291107A - 逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种逆变器的输出阻抗角检测方法，包括以下步骤：根据第一电压信号以控制逆变器输出第二电压信号及电流信号；根据第二电压信号及电流信号以计算有功功率及无功功率；以及根据有功功率与第一幅值参数的乘积、有功功率与第二幅值参数的乘积、无功功率与第一幅值参数的乘积以及无功功率与第二幅值参数的乘积，以计算逆变器的输出阻抗角，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值，第二幅值参数相应于第一幅值及交流电压的第二幅值。再者，一种逆变器的输出阻抗角检测装置亦在此公开。本公开可以简单且准确地自动检测出逆变器的阻抗角，以有效地控制逆变器。

Description

逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种逆变器检测技术，且特别涉及一种逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法。

背景技术

逆变器是一种基于电力电子技术的功率变换装置，通过适当的控制方式可将电能从直流转为交流。当逆变器输出阻抗呈纯感性时，有功功率和无功功率解耦，逆变器的有功功率主要受电压的相位控制而无功功率主要受电压的幅值控制。

基于功率传递的原理，电压源控制型逆变器并网或多逆变器并联通常采用下垂控制。然而，逆变器输出阻抗通常呈阻感性，尤其是接到低压配电网里的逆变器，则有功功率和无功功率不解耦，此时，若直接用于下垂控制，则有功功率、无功功率间的耦合较大。

若可取得逆变器的输出阻抗角并采用一个旋转变换矩阵，经旋转变换后的有功功率及无功功率解耦，可直接用于下垂控制。因此，为能有效地控制逆变器，需要取得上述阻抗角，然而现有技术中尚无简单且准确的自动检测输出阻抗角的方法。

由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来仍未发展出适当的解决方案。

发明内容

发明内容旨在提供本公开内容的简化描述，以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此发明内容并非本公开内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

本发明内容的一目的是在提供一种逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法，藉以改善现有技术的问题。

为达上述目的，本发明内容的一示例性实施例涉及一种逆变器的输出阻抗角检测方法，包括以下步骤：根据第一电压信号以控制逆变器输出第二电压信号及电流信号；根据第二电压信号及电流信号以计算有功功率及无功功率；以及根据有功功率与第一幅值参数的乘积、有功功率与第二幅值参数的乘积、无功功率与第一幅值参数的乘积以及无功功率与第二幅值参数的乘积，以计算逆变器的输出阻抗角，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值，第二幅值参数相应于第一幅值及交流电压的第二幅值。

为达上述目的，本发明内容的另一示例性实施例涉及一种逆变器的输出阻抗角检测方法，包括以下步骤：根据第一电压信号以控制逆变器输出第二电压信号及电流信号，其中第一电压信号包含第一幅值及功角，第一幅值及功角的其中一者为可变值，第一幅值及功角的另一者为定值；根据第二电压信号及电流信号以计算第一有功功率、第二有功功率、第一无功功率、第二无功功率；以及根据第一有功功率与第一幅值参数的乘积、第一有功功率与第二幅值参数的乘积、第二有功功率与第一幅值参数的乘积以及第二有功功率与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角，或者根据第一无功功率与第一幅值参数的乘积、第一无功功率与第二幅值参数的乘积、第二无功功率与第一幅值参数的乘积以及第二无功功率与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值，第二幅值参数相应于第一幅值及交流电压的第二幅值。

为达上述目的，本发明内容的再一示例性实施例涉及一种逆变器的输出阻抗角检测装置，此逆变器的输出阻抗角检测装置包含控制单元、有功功率及无功功率计算单元与阻抗角计算单元。控制单元用以根据第一电压信号以控制逆变器输出第二电压信号及电流信号。有功功率及无功功率计算单元用以根据第二电压信号及电流信号以计算有功功率及无功功率。阻抗角计算单元用以根据有功功率与第一幅值参数的乘积、有功功率与第二幅值参数的乘积、无功功率与第一幅值参数的乘积以及无功功率与第二幅值参数的乘积，以计算逆变器的输出阻抗角，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值，第二幅值参数相应于第一幅值及交流电压的第二幅值。

为达上述目的，本发明内容的又一示例性实施例涉及一种逆变器的输出阻抗角检测装置，此逆变器的输出阻抗角检测装置包含控制单元、有功功率及无功功率计算单元与阻抗角计算单元。控制单元用以根据第一电压信号以控制逆变器输出第二电压信号及电流信号，其中第一电压信号包含第一幅值及功角，第一幅值及功角的其中一者为可变值，第一幅值及功角的另一者为定值。有功功率及无功功率计算单元用以根据第二电压信号及电流信号以计算第一有功功率、第二有功功率、第一无功功率、第二无功功率。阻抗角计算单元用以根据第一有功功率与第一幅值参数的乘积、第一有功功率与第二幅值参数的乘积、第二有功功率与第一幅值参数的乘积以及第二有功功率与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角，或者根据第一无功功率与第一幅值参数的乘积、第一无功功率与第二幅值参数的乘积、第二无功功率与第一幅值参数的乘积以及第二无功功率与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值，第二幅值参数相应于第一幅值及交流电压的第二幅值。

因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法，藉以简单且准确地自动检测出逆变器的阻抗角，以有效地控制逆变器。

在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：

图1是依照本发明一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。

图2是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图3是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。

图4是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图5是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图6是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图7是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。

图8是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。

图9是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图10是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

图11是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法的流程图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外，在不同附图间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。

具体实施方式

为了使本公开内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来实现相同或均等的功能与步骤顺序。

除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本发明所属技术领域中技术人员所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。

为能简单且准确地自动检测出逆变器的输出阻抗角，以有效地控制逆变器，本发明提出一种逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法，说明如后。

图1是依照本发明一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。如图所示，逆变器的输出阻抗角检测装置100包含数字控制单元110、有功/无功功率(PQ)计算单元120及阻抗角计算单元130。

为使本发明实施例的逆变器的输出阻抗角检测装置100的操作方式易于理解，请一并参阅图2，其是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法200的流程图。如图所示，于步骤210中，可通过数字控制单元110以根据第一电压信号来控制逆变器1500输出第二电压信号v₀及电流信号i₀，上述第一电压信号包含第一幅值U_c及功角δ。功角δ可为，但不限于，第一电压信号与一交流电压U₀的相位差。在一实施例中，上述交流电压可由逆变器的输出阻抗角检测装置100所并联的交流源提供，此交流源可为电网或另一逆变器。于步骤220中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出有功功率P及无功功率Q。

于步骤230中，首先，可通过阻抗角计算单元130以根据有功功率P与第一幅值参数A的乘积、有功功率P与第二幅值参数B的乘积、无功功率Q与第一幅值参数A的乘积以及无功功率Q与第二幅值参数B的乘积，以计算逆变器1500的输出阻抗角θ，上述第一幅值参数A相应于第一电压信号的第一幅值U_c，第二幅值参数B相应于第一幅值U_c及交流电压的第二幅值U₀。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的U_c及δ以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的U_c及δ以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

详细而言，如步骤230所示，逆变器1500的输出阻抗角θ是根据下列式子以进行计算：

$\mathrm{\θ}=arctan\frac{P*A+Q*B}{P*B-Q*A}$ ……式子1

于上述式子1中，θ为输出阻抗角，P为有功功率，Q为无功功率，A为第一幅值参数，B为第二幅值参数。此外，输出阻抗角θ的范围介于0度至90度之间。

在一实施例中，第一幅值参数A及第二幅值参数B是分别由下列式子计算而得：

A＝U_csinδ……式子2

B＝U_ccosδ-U_o……式子3

于上述式子中，A为第一幅值参数，B为第二幅值参数，U_c为第一电压信号的第一幅值，δ为第一电压信号的功角，U₀为交流电压的第二幅值。

图3是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。相较于图1所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100，在此的逆变器的输出阻抗角检测装置100A还包含电压信号设定单元140。

为使本发明实施例的逆变器的输出阻抗角检测装置100A的操作方式易于理解，请一并参阅图4，其是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法400的流程图。如图所示，于步骤410中，可通过电压信号设定单元140以设定第一电压信号的第一幅值U_c及功角δ，诸如设定第一幅值U_c为U₁，设定功角δ为δ₁。于步骤420中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出有功功率P₁及无功功率Q₁。于步骤430中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子2及3来计算第一幅值参数A及第二幅值参数B。于步骤440中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子1来计算逆变器1500的输出阻抗角θ。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的U₁及δ₁以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的U₁及δ₁以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

为使图3所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100A的操作方式易于理解，请一并参阅图5，其是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法500的流程图。如图所示，于步骤510中，可通过电压信号设定单元140以设定第一电压信号的第一幅值U_c为定值，而功角δ由第一功角δ₁变化至第二功角δ₂。于步骤520中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出第一有功功率P₁，第二有功功率P₂，第一无功功率Q₁及第二无功功率Q₂。

于步骤530及540中，可通过阻抗角计算单元130根据第一有功功率P₁与第一幅值参数的乘积、第一有功功率P₁与第二幅值参数的乘积、第二有功功率P₂与第一幅值参数的乘积以及第二有功功率P₂与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角θ，其中第一幅值参数相应于第一电压信号的第一幅值U_c，第二幅值参数相应于第一幅值U_c及交流电压的第二幅值U₀。在一实施例中，上述交流电压可由逆变器的输出阻抗角检测装置100A所并联的交流源提供，此交流源可为电网或另一逆变器。在另一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的U_c、δ₁、δ₂以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的U_c、δ₁、δ₂以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

于再一实施例中，请参阅骤530及540中，可通过阻抗角计算单元130根据第一无功功率Q₁与第一幅值参数的乘积、第一无功功率Q₁与第二幅值参数的乘积、第二无功功率Q₂与第一幅值参数的乘积以及第二无功功率Q₂与第二幅值参数的乘积以计算逆变器的输出阻抗角θ。

详细而言，如步骤530及540所示，逆变器1500的输出阻抗角θ是根据下列式子以进行计算：

$\mathrm{\θ}=arctan\frac{P_2*B_1-P_1*B_2}{P_1*A_2-P_2*A_1}$ ……式子4

于上述式子4中，θ输出阻抗角，P₁为第一有功功率，P₂为第二有功功率，第一幅值参数包含第一参数A₁及第二参数A₂，第二幅值参数包含第三参数B₁及第四参数B₂。其中，第一有功功率和第一无功功率为第一电压信号的第一幅值为Uc，而功角δ为第一功角δ1时的计算值；第二有功功率和第二无功功率为第一电压信号的第一幅值为Uc，而功角δ为第二功角δ2时的计算值。

在另一实施例中，如步骤530及540所示，逆变器1500的输出阻抗角θ是根据下列式子以进行计算：

$\mathrm{\θ}=arctan\frac{Q_1*A_2-Q_2*A_1}{Q_1*B_2-Q_2*B_1}$ ……式子5

于上述式子5中，θ为输出阻抗角，Q₁为第一无功功率，Q₂为第二无功功率，第一幅值参数包含第一参数A₁及第二参数A₂，第二幅值参数包含第三参数B₁及第四参数B₂。其中，第一有功功率和第一无功功率为第一电压信号的第一幅值为Uc，而功角δ为第一功角δ1时的计算值；第二有功功率和第二无功功率为第一电压信号的第一幅值为Uc，而功角δ为第二功角δ2时的计算值。

于再一实施例中，第一参数A₁，第二参数A₂，第三参数B₁及第四参数B₂是分别由下列式子计算而得：

A₁＝U_csinδ₁……式子6

A₂＝U_csinδ₂……式子7

B₁＝U_ccosδ₁-U_o……式子8

B₂＝U_ccosδ₂-U_o……式子9

于上述式子中，A₁为第一参数，A₂为第二参数，B₁为第三参数，B₂为该第四参数，U_c为第一幅值，δ₁为第一功角，δ₂为第二功角，U₀为第二幅值。

为使图3所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100A的操作方式易于理解，请一并参阅图6，其是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法600的流程图。如图所示，于步骤610中，可通过电压信号设定单元140以设定功角δ为定值，而第一电压信号的第一幅值U_c由第一数值U₁变化至第二数值U₂。于步骤620中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出第一有功功率P₁，第二有功功率P₂，第一无功功率Q₁及第二无功功率Q₂。其中，第一有功功率和第一无功功率为第一电压信号的第一幅值为第一数值U₁，功角为δ时的计算值；第二有功功率和第二无功功率为第一电压信号的第一幅值为第二数值U₂，功角为δ时的计算值。

于步骤630中，可通过阻抗角计算单元130以下述式子10～13来计算第一参数A₁，第二参数A₂，第三参数B₁及第四参数B₂。

A₁＝U₁sinδ……式子10

A₂＝U₂sinδ……式子11

B₁＝U₁cosδ-U_o……式子12

B₂＝U₂cosδ-U_o……式子13

于步骤640中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子4或5来计算逆变器1500的输出阻抗角θ。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的U₁、U₂、δ以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的U₁、U₂、δ以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

图7是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。如图所示，相较于图1所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100，在此的逆变器的输出阻抗角检测装置100B还包含电压信号产生单元140A及功率设定单元150。图8是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测装置的示意图。如图所示，相较于图1所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100，在此的逆变器的输出阻抗角检测装置100C还包含功率闭环控制单元140B及功率设定单元150。

为使图7及图8的逆变器的输出阻抗角检测装置100B及100C的操作方式易于理解，请一并参阅图9，其是依照本发明又一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法900的流程图。如图所示，于步骤910中，可通过功率设定单元150设定有功功率信号P_set为P_set1，并设定无功功率信号Q_set为Q_set1，图7与图8的逆变器的输出阻抗角检测装置100B、100C的差异在于第一电压信号的产生方式。详言之，图7的逆变器的输出阻抗角检测装置100B的第一电压信号可经由功率设定单元150设定有功功率信号P_set及无功功率信号Q_set，再经由电压信号产生单元140A以产生并输出上述第一电压信号，而图8的逆变器的输出阻抗角检测装置100C的第一电压信号可经由功率设定单元150设定有功功率信号P_set及无功功率信号Q_set，再经由功率闭环控制单元140B以产生并输出上述第一电压信号。

于步骤920中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出有功功率P₁及无功功率Q₁。于步骤930中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子2及3来计算第一幅值参数A及第二幅值参数B。于步骤940中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子1来计算逆变器1500的输出阻抗角θ。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的P_set1、Q_set1以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的P_set1、Q_set1以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

为使图7及图8所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100B及100C的操作方式易于理解，请一并参阅图10，其是依照本发明另一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法1000的流程图。如图所示，于步骤1010中，可通过功率设定单元150设定无功功率信号Q_set为定值，并设定有功功率信号P_set由P_set1变化至P_set2，有功功率信号P_set可为阶跃信号或斜坡信号。于步骤1020中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出第一有功功率P₁，第二有功功率P₂，第一无功功率Q₁及第二无功功率Q₂。其中，当无功功率信号为Q_set，有功功率信号为P_set1时，第一电压信号的第一幅值为U1，功角为δ1，且第一有功功率和第一无功功率为此时的计算值；而当无功功率信号为Q_set，有功功率信号为P_set2时，第一电压信号的第一幅值为U2，功角为δ2，且第二有功功率和第二无功功率为此时的计算值。

于步骤1030中，可通过阻抗角计算单元130以下述式子14～17来计算第一参数A₁，第二参数A₂，第三参数B₁及第四参数B₂。

A₁＝U₁sinδ₁……式子14

A₂＝U₂sinδ₂……式子15

B₁＝U₁cosδ₁-U_o……式子16

B₂＝U₂cosδ₂-U_o……式子17

于步骤1040中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子4或5来计算逆变器1500的输出阻抗角θ。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的Q_set、P_set1、P_set2以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的Q_set、P_set1、P_set2以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

为使图7及图8所示的逆变器的输出阻抗角检测装置100B及100C的操作方式易于理解，请一并参阅图11，其是依照本发明再一实施例绘示一种逆变器的输出阻抗角检测方法1100的流程图。如图所示，于步骤1110中，可通过功率设定单元150设定有功功率信号P_set为定值，并设定无功功率信号Q_set由Q_set1变化至Q_set2，无功功率信号Q_set可为阶跃信号或斜坡信号。于步骤1120中，可通过PQ计算单元120以接收并根据第二电压信号v₀及电流信号i₀，以计算并输出第一有功功率P₁，第二有功功率P₂，第一无功功率Q₁及第二无功功率Q₂。其中，当无功功率信号为Q_set1，有功功率信号为P_set时，第一电压信号的第一幅值为U1，功角为δ1，且第一有功功率和第一无功功率为此时的计算值；而当无功功率信号为Q_set2，有功功率信号为P_set时，第一电压信号的第一幅值为U2，功角为δ2，且第二有功功率和第二无功功率为此时的计算值。

于步骤1130中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子14～17来计算第一参数A₁，第二参数A₂，第三参数B₁及第四参数B₂。于步骤1140中，可通过阻抗角计算单元130以上述式子4或5来计算逆变器1500的输出阻抗角θ。在一实施例中，为能更精确地得到输出阻抗角θ，可以取多组不同参数的P_set、Q_set1、Q_set2以计算输出阻抗角θ，例如可取5组不同参数的P_set、Q_set1、Q_set2以计算出五个输出阻抗角θ，再将上述输出阻抗角θ取平均值以得到最终的输出阻抗角θ。

由本发明提出的逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法以检测出逆变器的输出阻抗角后，更可采用逆变器的输出阻抗角以计算出其它阻抗参数：(逆变器输出阻抗大小)、(逆变器输出阻抗的阻值大小)、(逆变器输出阻抗的感值大小)分别如下式18或式19、式20、式21所示。

首先，由 $P=\frac{U_o}{Z_o}(Asin\mathrm{\θ}+Bcos\mathrm{\θ})$ 可得以下式子：

${\hat{Z}}_o=\frac{U_o}{P}(Asin\mathrm{\θ}+Bcos\mathrm{\θ})$ ……式子18

于上述式子中，P为有功功率，U₀为第二幅值，Z₀为逆变器输出阻抗的幅值，A为第一幅值参数，B为第二幅值参数，θ为输出阻抗角。

其次，由 $Q=\frac{U_o}{Z_o}(-Acos\mathrm{\θ}+Bsin\mathrm{\θ})$ 可得以下式子：

${\hat{Z}}_0=\frac{U_o}{Q}(-Acos\mathrm{\θ}+Bsin\mathrm{\θ})$ ……式子19

于上述式子中，Q为无功功率，U₀为第二幅值，Z₀为逆变器输出阻抗的幅值，A为第一幅值参数，B为第二幅值参数，θ为输出阻抗角。

再者，已知和则可得以下式子：

$\hat{R}=\frac{{\hat{Z}}_o}{\sqrt{1+{\left(tan\mathrm{\θ}\right)}^2}}$ ……式子20

$\hat{X}=\frac{{\hat{Z}}_o*tan\widehat{\mathrm{\θ}}}{\sqrt{1+{\left(tan\mathrm{\θ}\right)}^2}}$ ……式子21

所属技术领域中技术人员当可明白，逆变器的输出阻抗角检测方法中的各步骤依其执行的功能予以命名，仅是为了让本案的技术更加明显易懂，并非用以限定该等步骤。将各步骤予以整合成同一步骤或分拆成多个步骤，或者将任一步骤更换到另一步骤中执行，皆仍属于本公开内容的实施方式。

由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供一种逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法，藉以简单且准确地自动检测出逆变器的输出阻抗角，以有效地控制逆变器。

虽然上文实施方式中公开了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中技术人员，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种变动与修饰，因此本发明的保护范围当以附随权利要求所界定者为准。

Claims (31)

1.一种逆变器的输出阻抗角检测方法，包含：

根据一第一电压信号以控制一逆变器输出一第二电压信号及一电流信号；

根据该第二电压信号及该电流信号以计算一有功功率及一无功功率；以及

根据该有功功率与一第一幅值参数的乘积、该有功功率与一第二幅值参数的乘积、该无功功率与该第一幅值参数的乘积以及该无功功率与该第二幅值参数的乘积，以计算该逆变器的一输出阻抗角，其中该第一幅值参数相应于该第一电压信号的第一幅值，该第二幅值参数相应于该第一幅值及一交流电压的第二幅值。

2.如权利要求1所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中计算该逆变器的该输出阻抗角的步骤包含：

根据下列式子以计算该逆变器的该输出阻抗角：

其中θ为该输出阻抗角，P为该有功功率，Q为该无功功率，A为该第一幅值参数，B为该第二幅值参数。

3.如权利要求2所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一幅值参数是由下列式子计算而得：

A＝U_csinδ；

其中U_c为该第一电压信号的该第一幅值，δ为该第一电压信号的一功角；

其中该第二幅值参数是由下列式子计算而得：

B＝U_c cosδ-U_o；

其中U₀为该交流电压的该第二幅值。

4.如权利要求3所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

5.如权利要求3所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定一有功功率信号及一无功功率信号；以及

根据该有功功率信号及该无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

6.一种逆变器的输出阻抗角检测方法，包含：

根据一第一电压信号以控制一逆变器输出一第二电压信号及一电流信号，其中该第一电压信号包含一第一幅值及一功角，该第一幅值及该功角的其中一者为可变值，该第一幅值及该功角的另一者为定值；

根据该第二电压信号及该电流信号以计算一第一有功功率、一第二有功功率、一第一无功功率、一第二无功功率；以及

根据该第一有功功率与一第一幅值参数的乘积、该第一有功功率与一第二幅值参数的乘积、该第二有功功率与该第一幅值参数的乘积以及该第二有功功率与该第二幅值参数的乘积以计算该逆变器的一输出阻抗角，或者根据该第一无功功率与该第一幅值参数的乘积、该第一无功功率与该第二幅值参数的乘积、该第二无功功率与该第一幅值参数的乘积以及该第二无功功率与该第二幅值参数的乘积以计算该逆变器的该输出阻抗角，其中该第一幅值参数相应于该第一电压信号的第一幅值，该第二幅值参数相应于该第一幅值及一交流电压的第二幅值。

7.如权利要求6所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一幅值为定值，该功角由一第一功角变化至一第二功角，其中该逆变器的该输出阻抗角的步骤包含：

根据下列式子以计算该逆变器的该输出阻抗角：

其中θ为该输出阻抗角，P₁为该第一有功功率，P₂为该第二有功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

8.如权利要求6所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一幅值为定值，该功角由一第一功角变化至一第二功角，其中该逆变器的该输出阻抗角的步骤包含：

其中θ为该输出阻抗角，Q₁为该第一无功功率，Q₂为该第二无功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

9.如权利要求7或8所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一参数是由下列式子计算而得：

A₁＝U_c sinδ₁；

其中U_c为该第一幅值，δ₁为该第一功角；

其中该第二参数是由下列式子计算而得：

A₂＝U_c sinδ₂；

其中δ₂为该第二功角；

其中该第三参数是由下列式子计算而得：

B₁＝U_c cosδ₁-U_o；

其中U₀为该第二幅值；

其中该第四参数是由下列式子计算而得：

B₂＝U_c cosδ₂-U_o。

10.如权利要求7或8所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定该第一电压信号的该第一幅值；以及

设定该第一电压信号的该功角由该第一功角变化至该第二功角。

11.如权利要求7或8所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定一有功功率信号为定值；

设定一无功功率信号由一第一无功功率信号变化至一第二无功功率信号；以及

根据该有功功率信号、该第一无功功率信号及该第二无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

12.如权利要求7或8所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定一有功功率信号由一第一有功功率信号变化至一第二有功功率信号；

设定一无功功率信号为定值；以及

根据该第一有功功率信号、该第二有功功率信号及该无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

13.如权利要求6所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一幅值由一第一数值变化至一第二数值，该功角为定值，其中该逆变器的该输出阻抗角的步骤包含：

根据下列式子以计算该逆变器的该输出阻抗角：

其中θ为该输出阻抗角，P₁为该第一有功功率，P₂为该第二有功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

14.如权利要求6所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一幅值由一第一数值变化至一第二数值，该功角为定值，其中该逆变器的该输出阻抗角的步骤包含：

根据下列式子以计算该逆变器的该输出阻抗角：

其中θ为该输出阻抗角，Q₁为该第一无功功率，Q₂为该第二无功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

15.如权利要求13或14所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一参数是由下列式子计算而得：

A₁＝U₁sinδ；

其中U₁为该第一数值，δ为该功角；

其中该第二参数是由下列式子计算而得：

A₂＝U₂sinδ；

其中U₂为该第二数值；

其中该第三参数是由下列式子计算而得：

B₁＝U₁cosδ-U_o；

其中U₀为该第二幅值；

其中该第四参数是由下列式子计算而得：

B₂＝U₂cosδ-U_o。

16.如权利要求13或14所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定该第一电压信号的该第一幅值由该第一数值变化至该第二数值；以及

设定该第一电压信号的该功角。

17.如权利要求13或14所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定一有功功率信号为定值；

设定一无功功率信号由一第一无功功率信号变化至一第二无功功率信号；以及

根据该有功功率信号、该第一无功功率信号及该第二无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

18.如权利要求13或14所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，还包含：

设定一有功功率信号由一第一有功功率信号变化至一第二有功功率信号；

设定一无功功率信号为定值；以及

根据该第一有功功率信号、该第二有功功率信号及该无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

19.如权利要求6所述的逆变器的输出阻抗角检测方法，其中该第一有功功率和该第一无功功率为可变值变化前的有功功率和无功功率，该第二有功功率和该第二无功功率为可变值变化后的有功功率和无功功率。

20.一种逆变器的输出阻抗角检测装置，包含：

一控制单元，用以根据一第一电压信号以控制一逆变器输出一第二电压信号及一电流信号；

一有功功率及无功功率计算单元，用以根据该第二电压信号及该电流信号以计算一有功功率及一无功功率；以及

一阻抗角计算单元，用以根据该有功功率与一第一幅值参数的乘积、该有功功率与一第二幅值参数的乘积、该无功功率与该第一幅值参数的乘积以及该无功功率与该第二幅值参数的乘积，以计算该逆变器的一输出阻抗角，其中该第一幅值参数相应于该第一电压信号的第一幅值，该第二幅值参数相应于该第一幅值及一交流电压的第二幅值。

21.如权利要求20所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该输出阻抗角是由下列式子计算而得：

其中θ为该输出阻抗角，P为该有功功率，Q为该无功功率，A为该第一幅值参数，B为该第二幅值参数。

22.如权利要求21所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一幅值参数是由下列式子计算而得：

A＝U_csinδ；

其中U_c为该第一电压信号的该第一幅值，δ为该第一电压信号的一功角；

其中该第二幅值参数是由下列式子计算而得：

B＝U_ccosδ-U_o；

其中U₀为该交流电压的该第二幅值。

23.如权利要求22所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，还包含：

一电压信号设定单元，用以设定该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

24.如权利要求22所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，还包含：

一功率设定单元，用以设定一有功功率信号及一无功功率信号；以及

一电压信号产生单元，用以根据该有功功率信号及该无功功率信号以产生该第一电压信号的该第一幅值及该功角。

25.一种逆变器的输出阻抗角检测装置，包含：

一控制单元，用以根据一第一电压信号以控制一逆变器输出一第二电压信号及一电流信号，其中该第一电压信号包含一第一幅值及一功角，该第一幅值及该功角的其中一者为可变值，该第一幅值及该功角的另一者为定值；

一有功功率及无功功率计算单元，用以根据该第二电压信号及该电流信号以计算一第一有功功率、一第二有功功率、一第一无功功率、一第二无功功率；以及

一阻抗角计算单元，用以根据该第一有功功率与一第一幅值参数的乘积、该第一有功功率与一第二幅值参数的乘积、该第二有功功率与该第一幅值参数的乘积以及该第二有功功率与该第二幅值参数的乘积以计算该逆变器的一输出阻抗角，或者根据该第一无功功率与该第一幅值参数的乘积、该第一无功功率与该第二幅值参数的乘积、该第二无功功率与该第一幅值参数的乘积以及该第二无功功率与该第二幅值参数的乘积以计算该逆变器的该输出阻抗角，其中该第一幅值参数相应于该第一电压信号的第一幅值，该第二幅值参数相应于该第一幅值及一交流电压的第二幅值。

26.如权利要求25所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一幅值为定值，该功角由一第一功角变化至一第二功角，其中该输出阻抗角是由下列式子计算而得：

其中θ为该输出阻抗角，P₁为该第一有功功率，P₂为该第二有功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

27.如权利要求25所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一幅值为定值，该功角由一第一功角变化至一第二功角，其中该输出阻抗角是由下列式子计算而得：

其中θ为该输出阻抗角，Q₁为该第一无功功率，Q₂为该第二无功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

28.如权利要求26或27所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一参数是由下列式子计算而得：

A₁＝U_csinδ₁；

其中U_c为该第一幅值，δ₁为该第一功角；

其中该第二参数是由下列式子计算而得：

A₂＝U_csinδ₂；

其中δ₂为该第二功角；

其中该第三参数是由下列式子计算而得：

B₁＝U_ccosδ₁-U_o；

其中U₀为该第二幅值；

其中该第四参数是由下列式子计算而得：

B₂＝U_ccosδ₂-U_o。

29.如权利要求25所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一幅值由一第一数值变化至一第二数值，该功角为定值，其中该逆变器的该输出阻抗角是由下列式子计算而得：

其中θ为该输出阻抗角，P₁为该第一有功功率，P₂为该第二有功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

30.如权利要求25所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一幅值由一第一数值变化至一第二数值，该功角为定值，其中该逆变器的该输出阻抗角是由下列式子计算而得：

其中θ为该输出阻抗角，Q₁为该第一无功功率，Q₂为该第二无功功率，该第一幅值参数包含一第一参数A₁及一第二参数A₂，该第二幅值参数包含一第三参数B₁及一第四参数B₂。

31.如权利要求29或30所述的逆变器的输出阻抗角检测装置，其中该第一参数是由下列式子计算而得：

A₁＝U₁sinδ；

其中U₁为该第一数值，δ为该功角；

其中该第二参数是由下列式子计算而得：

A₂＝U₂sinδ；

其中U₂为该第二数值；

其中该第三参数是由下列式子计算而得：

B₁＝U₁cosδ-U_o；

其中U₀为该第二幅值；

其中该第四参数是由下列式子计算而得：

B₂＝U₂cosδ-U_o。