CN117013611A - 逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法 - Google Patents

逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法 Download PDF

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CN117013611A CN202310854932.1A CN202310854932A CN117013611A CN 117013611 A CN117013611 A CN 117013611A CN 202310854932 A CN202310854932 A CN 202310854932A CN 117013611 A CN117013611 A CN 117013611A
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刘超厚
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Abstract

本申请涉及一种逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法，其中，所述逆变器并联系统将一台逆变器作为主逆变器，将其他逆变器作为从逆变器和主逆变器电连接，使用的是只具有导电功能的导线，并不是使用涉及到需要预先进行硬件设计和制定通信协议的互联线，因此可以将任意厂商生产的任意型号的逆变器放在一起使用，均可以实现匹配和互联。通过设置从电流互感器采集主逆变器的输出电流，进而将主逆变器的输出电流通过计算之后，作为从逆变器的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作。本方案中将并离网切换开关设置在主逆变器和从逆变器的外部，并离网切换开关更为灵活，各器件之间的接线，布线较为灵活，可以采用多种接线方式与布线方式。

Description

逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法
技术领域
本申请涉及逆变器技术领域，特别是涉及一种逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法。
背景技术
随着新能源概念的兴起，户用储能逆变器被大量应用到普通家庭中。户用储能逆变器一般包含光伏电池板和蓄电池，光伏发出的电用于供给家庭负载，给蓄电池充电，以及向电网卖电。蓄电池的电主要用于家庭负载，在电网未允许的情况下蓄电池一般无法往电网卖电。不同的家庭用户负载存在差异，同一家庭随着自身需求变化，家电数量也会变化。当家电设备负荷增大时，就需要更大容量的逆变器。采用逆变器并联方案可以灵活地配置容量，满足不同家庭的负荷需求。
逆变器的并联方案通过至少两台逆变器实现，在电网处于正常状态时，需要两台逆变器并联运行，功率能够稳定且能按照指令输出(一般两台逆变器是功率均分输出)；在电网处于异常状态时，能够进入离网运行，逆变器能够并联共同输出功率。
传统逆变器并联方案绝大部分都是带互联线的，即要并联的多台逆变器之间连接着通讯线或者其他能够交换功率，电压信息的信号线。然而，通过互联线实现的逆变器并联方案具有一个使用受限的问题。
由于各个厂家的通讯协议不一样，并联时对功率和电压的采样处理逻辑各不相同，一般情况下，不同厂家的逆变器是无法并联的。此外，互联线涉及到硬件设计，如果产品设计之初没有考虑并联应用，后续想增加并联功能，软件和硬件相关的改动工作量也非常大，实施难度很高。因此带互联线的逆变器并联方案需要定制化设计，应用有很大限制。
发明内容
基于此，有必要针对传统带互联线的逆变器并联方案使用受限的问题，提供一种逆变器并联系统、控制方法及能量控制方法。
本申请提供一种逆变器并联系统，所述逆变器并联系统包括：
主逆变器；
至少一个从逆变器；所述主逆变器和每一个所述从逆变器并联；
并离网切换开关，包括输入侧、并网输出侧和离网输出侧；所述并离网切换开关的输入侧连接于所述主逆变器和所述从逆变器，所述并离网切换开关的并网输出侧用于与电网连接，所述并离网切换开关的离网输出侧用于与负载连接；
主电流互感器，用于采集所述主逆变器输出的并网电流；
从电流互感器，用于采集所述主逆变器的输出电流；所述从电流互感器与所述从逆变器相连接。
本申请涉及一种逆变器并联系统，将一台逆变器作为主逆变器，将其他逆变器作为从逆变器和主逆变器电连接，使用的是只具有导电功能的导线，并不是使用涉及到需要预先进行硬件设计和制定通信协议的互联线，因此可以将任意厂商生产的任意型号的逆变器放在一起使用，均可以实现匹配和互联。通过设置从电流互感器采集主逆变器的输出电流，进而将主逆变器的输出电流通过计算之后，作为从逆变器的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作。本方案中将并离网切换开关设置在主逆变器和从逆变器的外部，并离网切换开关更为灵活，各器件之间的接线，布线较为灵活，可以采用多种接线方式与布线方式。
本申请还提供一种逆变器并联系统的控制方法，包括：
从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压为0，则所述从逆变器通过从电流互感器获取第一并离网切换开关的离网输出侧的电压；
所述从逆变器判断所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压为0，则所述从逆变器通过第二并离网切换开关控制从逆变器切换至离网工作状态；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压不为0，则返回所述从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压不为0，则所述从逆变器通过所述从电流互感器获取所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压；
所述从逆变器判断所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压为0，则不进行任何动作，返回所述从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压不为0，则所述从逆变器通过所述第二并离网切换开关控制所述从逆变器切换至并网工作状态。
本方案涉及一种逆变器并联系统的控制方法，从逆变器通过内置的电压采集器实时监控是否获取到电网电压，在电网电压为0或者不为0的情况下，从逆变器均先通过获取第一并离网切换开关的离网输出侧的电压来判断主逆变器的动作，来知晓主逆变器有无切换至并网工作状态或离网工作状态，从而去跟随主逆变器的切换动作，实现从逆变器能够同步主逆变器的并离网切换开关，实现均流输出，功率无振荡。
本申请还提供一种逆变器并联系统的控制方法，包括：
主逆变器和从逆变器同步判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压不为0，则所述主逆变器和所述从逆变器同步由离网工作模式切换至并网工作模式，以使第二开关断开；
若获取到的电网电压为0，则所述主逆变器和所述从逆变器同步由并网工作模式切换至离网工作模式，以使所述第二开关闭合。
本方案涉及一种逆变器并联系统的控制方法，主逆变器和从逆变器通过内置的电压采集器同步实时监控是否获取到电网电压，在电网电压的不同状态下，主逆变器和从逆变器同步切换至不同的工作模式，以触发第二开关的不同状态，实现并网工作模式和离网工作模式的有序地切换。
本申请还提供一种逆变器并联系统的能量控制方法，包括：
主逆变器并网运行；
从逆变器通过从电流互感器获取所述主逆变器的输出电流Imaster，计算出所述主逆变器的输出有功Pmaster和输出无功Qmaster；
所述从逆变器根据所述主逆变器的输出有功Pmaster和无功Qmaster，计算所述主逆变器的电池容量C1；
获取增益倍数A；
所述从逆变器依据增益倍数A计算所述从逆变器的有功指令Inv2_Pref和所述从逆变器的无功指令Inv2_Qref；
所述从逆变器将所述从逆变器的有功指令Inv2_Pref和所述从逆变器的无功指令Inv2_Qref作为功率环指令，计算电流指令Iref1；
所述从逆变器将所述主逆变器的输出电流Imaster前馈到电流环指令Iref’，其中，Iref’＝Iref1+Imaster；
依据电流环指令Iref’生成驱动信号，以控制所述从逆变器的输出功率。
本申请还提供一种逆变器并联系统的能量控制方法，主逆变器并网运行后，从逆变器的从电流互感器采集主逆变器的输出电流，进而将主逆变器的输出电流通过计算得到主逆变器的电池容量之后，从逆变器可以结合自身的从逆变器的电池容量定制适宜的增益倍数，从而生成从逆变器的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作，避免从逆变器和主逆变器的输出功率产生振荡，稳定性高。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述内容提及到的逆变器并联系统的控制方法。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的逆变器并联系统的结构示意图。
图2为本申请实施例一提供的逆变器并联系统的结构示意图(从逆变器等于1个)。
图3为本申请实施例二提供的逆变器并联系统的结构示意图。
图4为本申请实施例三提供的逆变器并联系统的控制方法的方法流程图。
图5为本申请实施例四提供的逆变器并联系统的结构示意图。
图6为本申请实施例四提供的逆变器并联系统的结构示意图(带有实施例五的外置并离网切换开关)。
图7为本申请实施例六提供的逆变器并联系统的控制方法的方法流程图。
图8为本申请实施例七提供的逆变器系统的结构示意图。
图9为本申请实施例八提供的逆变器系统的结构示意图。
图10为本申请实施例十提供的逆变器并联系统的能量控制方法的结构示意图。
附图标记：
100-主逆变器；110-第一功率变换电路；111-第一功率变换电路的输出侧；
120-第一并离网切换开关；121-第一并离网切换开关的输入侧；
122-第一并离网切换开关的并网输出侧；
123-第一并离网切换开关的离网输出侧；130-主功率变换电路；
131-主功率变换电路的输出侧；140-主内置并离网切换开关；
141-主内置并离网切换开关的输入侧；
142-主内置并离网切换开关的并网输出侧；
143-主内置并离网切换开关的离网输出侧；
200-从逆变器；210-第二功率变换电路；211-第二功率变换电路的输出侧；
220-第二并离网切换开关；221-第二并离网切换开关的输入侧；
222-第二并离网切换开关的并网输出侧；
223-第二并离网切换开关的离网输出侧；230-从功率变换电路；
231-从功率变换电路的输出侧；240-从内置并离网切换开关；
241-从内置并离网切换开关的输入侧；
242-从内置并离网切换开关的并网输出侧；
243-从内置并离网切换开关的离网输出侧；
300-并离网切换开关；310-并离网切换开关的输入侧；
320-并离网切换开关的并网输出侧；330-并离网切换开关的离网输出侧；
340-单刀双置开关；341-单刀双置开关的第一触点；
342-单刀双置开关的第二触点；343-单刀双置开关的闸刀；350-控制开关；
410-主电流互感器；420-从电流互感器；500-外置并离网切换开关；
510-外置并离网切换开关的第一输入端；
520-外置并离网切换开关的第二输入端；
530-外置并离网切换开关的第一输出端；
540-外置并离网切换开关的第二输出端；
550-第一开关；560-第二开关；570-第三开关；580-导线；
600-逆变器；610-功率变换电路；700-电流互感器；
800-电网；900-负载。
具体实施方式
为了使本申请的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例一
实施例一涉及一种逆变器并联系统。
如图1所示，在本实施例中，逆变器并联系统包括主逆变器100、至少一个从逆变器200、并离网切换开关300、主电流互感器410和从电流互感器420。
并离网切换开关300包括输入侧、并网输出侧和离网输出侧。所述并离网切换开关300的输入侧310连接于所述主逆变器100和从逆变器200。所述并离网切换开关300的输入侧310连接于所述主逆变器100和从逆变器200。所述并离网切换开关300的并网输出侧320用于与电网800连接。所述并离网切换开关300的离网输出侧330用于与负载900连接。主电流互感器410用于采集主逆变器100输出的并网电流。
从电流互感器420用于采集主逆变器100的输出电流。所述从电流互感器420与从逆变器100相连接。
具体地，电流互感器(Current Transformer，CT)，是一种用于检测电流信号的元件。电流互感器有一个可打开闭合的环状结构，扣在哪个线上，就可以采集哪个线的电流。
所述主逆变器100和每一个从逆变器200均电连接于同一个连接点(在图1中连接点为X点)。所述并离网切换开关300的输入侧310连接于所述连接点。主电流互感器410设置于所述并离网切换开关300的并网输出侧320与电网800之间的连接链路上。从电流互感器420可以为多个。每一个从逆变器200可以具有一个与该从逆变器200对应的从电流互感器420。每一个从电流互感器420均设置于所述主逆变器100和所述连接点之间的连接链路上。
本实施例中，逆变器并联系统将一台逆变器作为主逆变器100，将其他逆变器作为从逆变器200和主逆变器100电连接，使用的是只具有导电功能的导线580，并不是使用涉及到需要预先进行硬件设计和制定通信协议的互联线，因此可以将任意厂商生产的任意型号的逆变器放在一起使用，均可以实现匹配和互联。通过设置从电流互感器420采集主逆变器100的输出电流，进而将主逆变器100的输出电流通过计算之后，作为从逆变器200的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作。本方案中将并离网切换开关300设置在主逆变器100和从逆变器200的外部，并离网切换开关300更为灵活，各器件之间的接线，布线较为灵活，可以采用多种接线方式与布线方式。
需要说明的是，逆变器的并离网切换开关300可以被做到逆变器内。并离网切换开关300在逆变器的内部或外部，并不影响逆变器的并联控制。但是，需要在并联方案中特别注意切换开关能承受的最大电流。对于并离网切换开关300在逆变器内部的机器，受限于逆变器的空间大小，并离网切换开关300的承受电流往往不会太大，一般会略大于逆变器的额定工作电流。逆变器并联时，如果并离网切换开关300的动作不一致，那么负载900电流会主要流过先闭合的那个切换开关。并离网切换开关300长时间流过大电流，会有损坏的风险。因此本方案针对并联网切换开关在逆变器内部的情况提出了两种解决方案，分别是实施例二和是实施例四。需要注意的是，本申请给出的实施例二和是实施例四只是一种简单的方案，其他的合理变动也在保护范围内。
实施例二
实施例二涉及一种逆变器并联系统。
如图3所示，在本实施例中，逆变器并联系统包括主逆变器100、一个从逆变器200、主电流互感器410和一个从电流互感器420。
在本实施例中，记所述主逆变器100的所述并离网切换开关300为第一并离网切换开关120。记所述从逆变器200的所述并离网切换开关300为第二并离网切换开关220。
所述主逆变器100包括第一功率变换电路110和第一并离网切换开关120。所述第一功率变换电路110的输出侧111与所述第一并离网切换开关120的输入侧121连接。所述第一并离网切换开关120的并网输出侧122用于与电网800连接。所述第一并离网切换开关120的离网输出侧123用于与负载900连接。
所述从逆变器200包括第二功率变换电路210和第二并离网切换开关220。所述第二功率变换电路210的输出侧211与所述第二并离网切换开关220的输入侧221连接。所述第二并离网切换开关220的并网输出侧222与第一并离网切换开关120的并网输出侧122连接。所述第二并离网切换开关220的离网输出侧223与第一并离网切换开关120的离网输出侧123连接。
主电流互感器410设置于第一并离网切换开关120的并网输出侧122与电网800之间的连接链路上。主电流互感器410用于采集主逆变器100输出的并网电流。
从电流互感器420套设于所述第一并离网切换开关120的并网输出侧122和电网800之间的连接链路，以及所述第一并离网切换开关120的离网输出侧123和负载900之间的连接链路的外部。从电流互感器420用于同时采集主逆变器100输出的并网电流和离网电流。每一个从逆变器200具有一个与其对应的从电流互感器420。
具体地，从电流互感器420同时采样并网端口和离网端口两根线，等效于采到主逆变器100的输出电流，即I1＝Igird+Iload，采集的是Igrid+Iload，Igrid是并网端口的电流，Iload是离网端口的电流，CT可以同时采两根线。
从逆变器200的并网端口并不是一定要并联在主逆变器100的并网输出端上，也可以选择并联在主逆变器100的并网输出端，这些改动只是等效的调整切换开关和连接线位置，也在保护范围内。
本实施例中，逆变器并联系统将一台逆变器作为主逆变器100，将一台逆变器作为从逆变器200和主逆变器100电连接，使用的是只具有导电功能的导线580，并不是使用涉及到需要预先进行硬件设计和制定通信协议的互联线，因此可以将任意厂商生产的任意型号的逆变器放在一起使用，均可以实现匹配和互联。通过设置从电流互感器420采集主逆变器100的输出电流，进而将主逆变器100的输出电流通过计算之后，作为从逆变器200的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作。本方案中将并离网切换开关300设置在逆变器的内部，并离网切换开关300可以内部控制开关350的开闭，控制较为方便。此外，本方案可以解决在逆变器内置并离网切换开关300时内置的并离网切换开关300承受电流能力不足的问题，从逆变器200能够同步主逆变器100的并离网切换开关300，实现均流输出，功率无振荡。
实施例三
实施例三涉及一种逆变器并联系统的控制方法，该逆变器并联系统的控制方法应用于实施例二涉及的逆变器并联系统。
如图4所示，在本实施例中，所述逆变器并联系统的控制方法包括：
S100，从逆变器200获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0。
S210，若获取到的电网电压为0，则从逆变器200通过从电流互感器420获取第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压。
S220，从逆变器200判断第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压是否为0。
S231，若第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压为0，则所述从逆变器200通过第二并离网切换开关220控制从逆变器200切换至离网工作状态。
S232，若第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压不为0，则返回S100，即返回所述从逆变器200获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0。
S310，若获取到的电网电压不为0，则从逆变器200通过从电流互感器420获取第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压。
S320，从逆变器200判断第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压是否为0。
S331，若第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压为0，则不进行任何动作，返回所述从逆变器200获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0。
S332，若第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压不为0，则从逆变器200通过第二并离网切换开关220控制从逆变器200切换至并网工作状态。
具体地，并离网切换开关300一般有两种控制方式，一种是逆变器通过高低电平信号主动控制切换开关的动作，一种是并离网切换开关300自己就能根据电压切换自己的开关。并离网切换开关300的动作原则就是要构建并网通路和离网通路相对独立的电流回路。不管是利用高低电平信号，还是自动切换。
从逆变器200内置有电压采集器(图中未画出)，可以采集电网电压，也可以采集第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压。
本实施例中，如图3所示，本实施例中，从逆变器200根据电网电压和离网端口电压同步主机的并离网切换开关300的动作。当电网电压没有时，主逆变器100断开S12，从逆变器200断开S22。当电网800有电压时，从逆变器200观察离网端口电压，如果没有电压，则代表主机的S12没有闭合，如果有电压则代表主机S12闭合了，那么从逆变器200也闭合S12。但是由于机械动作有响应时间，很难做到所有开关同一时间闭合，因此实施例三的方案不适宜多台并联，一般2台为宜，不超过3台。
本实施例中，逆变器通过内置的电压采集器实时监控是否获取到电网电压，在电网电压为0或者不为0的情况下，从逆变器200均先通过获取第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压来判断主逆变器100的动作，来知晓主逆变器100有无切换至并网工作状态或离网工作状态，从而去跟随主逆变器100的切换动作，实现从逆变器200能够同步主逆变器100的并离网切换开关，实现均流输出，功率无振荡。
实施例四
实施例四涉及一种逆变器并联系统。
如图5所示，在本实施例中，逆变器并联系统包括主逆变器100、外置并离网切换开关500、多个从逆变器200、主电流互感器410和多个从电流互感器420。
所述主逆变器100包括主功率变换电路130的输出侧131和主内置并离网切换开关140。所述主功率变换电路130的输出侧131的输出侧与所述主内置并离网切换开关140的输入侧141连接。
外置并离网切换开关500包括第一输入端510、第二输入端520、第一输出端530和第二输出端540。所述主内置并离网切换开关140的并网输出侧142与所述外置并离网切换开关500的第一输入端510连接。所述主内置并离网切换开关140的离网输出侧143与所述外置并离网切换开关500的第二输入端520连接。所述外置并离网切换开关500的第一输出侧与电网800连接。所述外置并离网切换开关500的第二输出侧与负载900连接。
每一个从逆变器200包括从功率变换电路230和从内置并离网切换开关240。所述从功率变换电路230的输出侧231与所述从内置并离网切换开关240的输入侧241连接。所述从内置并离网切换开关240的并网输出侧242与主内置并离网切换开关140的并网输出侧142连接。所述从内置并离网切换开关240的离网输出侧243与主内置并离网切换开关140的离网输出侧143连接。
主电流互感器410设置于外置并离网切换开关500的第一输出侧与电网800之间的连接链路上。主电流互感器410还与主逆变器100连接。主电流互感器410用于采集主逆变器100输出的并网电流。
每一个从电流互感器420设置于所述主内置并离网切换开关140的离网输出侧143和外置并离网切换开关500之间的连接链路。从电流互感器420用于采集主逆变器100输出的离网电流。每一个从逆变器200具有一个与其对应的从电流互感器420。每一个从电流互感器420还和与其对应的从逆变器200连接。
具体地，外置并离网切换开关500包括第一输入端510、第二输入端520、第一输出端530和第二输出端540。如图5所示，需要注意的是，这里的第一输入端510、第二输入端520、第一输出端530和第二输出端540的命名方式，是以电流流向自从主逆变器100至电网800和负载900这个方向而制定的。换言之，如果以电流流向自从电网800和负载900至主逆变器100这个方向而制定，那么第一输入端510、第二输入端520就会作为两个输出端，而第一输出端530和第二输出端540会作为两个输入端。
本实施例中，从电流互感器420只扣在离网端口上，就只采集Iload了，这样离网时，Igrid必然等于0，控制Iload就和前述实施例中从电流互感器420采两根线的电流的原理一样。并网的时候，从逆变器200虽然只有Iload的信息，但是也能正常工作，只不过相比Igrid+Iload，从机能提供的最大电流会有差异。
外置并离网切换开关500可以选用自动切换的现成产品，主逆变器100和从逆变器200无需控制它。
本实施例中，逆变器并联系统将一台逆变器作为主逆变器100，将其他逆变器均作为从逆变器200和主逆变器100电连接，使用的是只具有导电功能的导线580，并不是使用涉及到需要预先进行硬件设计和制定通信协议的互联线，因此可以将任意厂商生产的任意型号的逆变器放在一起使用，均可以实现匹配和互联。通过设置从电流互感器420采集主逆变器100的输出电流，进而将主逆变器100的输出电流通过计算之后，作为从逆变器200的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作。本方案中将在主逆变器100和从逆变器200的内部均设置了并离网切换开关，且在外部额外设置了一个并离网切换开关，通过外部设置的并离网切换开关来自动实现并离网的切换，不需要主逆变器100或者从逆变器200控制外部设置的并离网切换开关，可以解决在逆变器内置并离网切换开关时内置的并离网切换开关承受电流能力不足的问题，从逆变器200能够同步主逆变器100的并离网切换开关，实现均流输出，功率无振荡。
实施例五
实施例五涉及一种外置并离网切换开关500，具体地，为实施例三中使用的外置并离网切换开关500。
如图6所示，在本实施例中，所述外置并离网切换开关500包括第一开关550、第二开关560、第三开关570和导线580。
第一开关550设置于所述主内置并离网切换开关140的并网输出侧142与电网800之间。第二开关560设置于所述主内置并离网切换开关140的离网输出侧143与负载900之间。第三开关570的一端连接于第一开关550与电网800之间的连接链路。第三开关570的另一端连接于第二开关560与负载900之间的连接链路。导线580的一端连接于所述主内置并离网切换开关140的并网输出侧142与第一开关550之间的连接链路。导线580的另一端连接第三开关570。
当电网800处于正常状态时，第一开关550和第三开关570闭合。当电网800处于异常状态时，第一开关550和第三开关570断开。
具体地，本实施例采用的第一开关550、第二开关560、第三开关570和导线580组成的外置并离网切换开关500是一种线圈式开关，当电网800处于正常状态时，线圈内得电，第一开关550和第三开关570闭合。当电网800处于异常状态时，线圈内失电，第一开关550和第三开关570断开。
实施例六
实施例六涉及一种逆变器并联系统的控制方法，该逆变器并联系统的控制方法应用于实施例四和实施例五涉及的逆变器并联系统。
如图7所示，在本实施例中，所述逆变器并联系统的控制方法包括：
W100，主逆变器100和从逆变器200同步判断获取到的电网电压是否为0。
主逆变器100和从逆变器200均内置有电压采集器(图中未画出)，可以采集电网电压，也可以采集第一并离网切换开关120的离网输出侧123的电压。
主逆变器100和从逆变器200同步判断获取到的电网电压是否为0。当电网800处于正常状态时，线圈内得电，第一开关550和第三开关570闭合。当电网800处于异常状态时，线圈内失电，第一开关550和第三开关570断开。
W200，主若获取到的电网电压不为0，则主逆变器100和从逆变器200同步由离网工作模式切换至并网工作模式，以使第二开关560断开。
具体地，主逆变器100和从逆变器200可以同步切换工作模式，可以解决内置切换开关的承受电流能力不足的问题，因此可以实现多台逆变器并联。
W300，主若获取到的电网电压为0，则主逆变器100和从逆变器200同步由并网工作模式切换至离网工作模式，以使第二开关560闭合。
具体地，本步骤与W300同理。
本实施例中，主逆变器100和从逆变器200通过内置的电压采集器同步实时监控是否获取到电网电压，在电网电压的不同状态下，主逆变器100和从逆变器200同步切换至不同的工作模式，以触发第二开关560的不同状态，实现并网工作模式和离网工作模式的有序地切换。
实施例七
实施例七涉及一种逆变器系统。
如图8所示，在本实施例中，逆变器系统包括逆变器600、并离网切换开关300和电流互感器700。
并离网切换开关300包括输入侧310、并网输出侧320和离网输出侧330。所述逆变器的输出侧与所述并离网切换开关300的输入侧310连接。所述并离网切换开关300的并网输出侧320与电网800连接，并离网切换开关300的离网输出侧330与负载900连接。
电流互感器700设置于所述并离网切换开关300的并网输出侧320与电网800之间的连接链路上。电流互感器700还与逆变器600连接，电流互感器700用于采集逆变器600输出的并网电流。
当电网800处于正常状态时，通过所述并离网切换开关300控制逆变器600、电网800和负载900三者保持连接状态。当电网800处于异常状态时，通过所述并离网切换开关300控制逆变器600与负载900保持连接状态，逆变器600断开与电网800的连接状态且负载900断开与电网800的连接状态。
具体地，本实施例是单个逆变器的实施例，且是并离网切换开关300外置的实施例。
本实施例中，逆变器系统中的并离网切换开关300外置，该逆变器系统中的逆变器600在硬件结构还是软件控制都相对独立，不但可以作为独立个体运行，而且可以作为并联机型运行，十分灵活，不依赖需要定制硬件和通讯方案的互联线。
实施例八
实施例八涉及一种逆变器系统。
如图9所示，在本实施例中，逆变器系统包括逆变器600和电流互感器700。
所述逆变器600包括功率变换电路610和并离网切换开关300。所述并离网切换开关300包括输入侧310、并网输出侧320和离网输出侧330。所述功率变换电路610的输出侧与所述并离网切换开关300的输入侧310连接。所述并离网切换开关300的并网输出侧320与电网800连接。并离网切换开关300的离网输出侧330与负载900连接。
电流互感器700置于并离网切换开关300的并网输出侧320与电网800之间的连接链路上。电流互感器700还与逆变器600连接。电流互感器700用于采集逆变器600输出的并网电流。
当电网800处于正常状态时，通过所述并离网切换开关300控制逆变器600、电网800和负载900三者保持连接状态。当电网800处于异常状态时，通过所述并离网切换开关300控制逆变器600与负载900保持连接状态，逆变器600断开与电网800的连接状态且负载900断开与电网800的连接状态。
具体地，本实施例是单个逆变器的实施例，且是并离网切换开关300内置的实施例。
本实施例中，逆变器系统中的并离网切换开关300置于逆变器600内部，该逆变器系统中的逆变器600在硬件结构还是软件控制都相对独立，不但可以作为独立个体运行，而且可以作为并联机型运行，十分灵活，不依赖需要定制硬件和通讯方案的互联线。
实施例九
实施例九涉及一种并离网切换开关300。
如图8和图9所示，在本实施例中，所述并离网切换开关300包括单刀双置开关340和控制开关350。
所述单刀双置开关340的第一触点341与电网800连接。所述单刀双置开关340的第二触点342与负载900连接。
控制开关350的一端连接于所述单刀双置开关340的第一触点341与电网800之间的连接链路。控制开关350的另一端连接于所述单刀双置开关340的第二触点342与负载900之间的连接链路。其中，所述从逆变器200用于：基于所述从电流互感器420采集的电流控制所述从逆变器200输出的电流。
具体地，实施例一中的并离网切换开关300，实施例二中的第一并离网切换开关120，实施例二中的第二并离网切换开关220，实施例四中的主内置并离网切换开关140，实施例四中的从内置并离网切换开关240，实施例七中的并离网切换开关，实施例八中的并离网切换开关，可以均使用本实施例中的包括单刀双置开关340和控制开关350的并离网切换开关的结构。
单刀双置开关340的闸刀343通过拨动到第一触点341和第二触点342来控制与电网800或负载900的连接。
本实施例中，并离网切换开关包括一个单刀双置开关340和一个控制开关350，单刀双置开关340的第一触点341与电网800连接，所述单刀双置开关340的第二触点342与负载900，控制开关350的一端连接于所述单刀双置开关340的第一触点341与电网800之间的连接链路，控制开关350的另一端连接于所述单刀双置开关340的第二触点342与负载900之间的连接链路，该并离网切换开关连接结构简单，控制实现容易，稳定性好。
实施例十
实施例十涉及一种逆变器并联系统的能量控制方法，实施例一、实施例二、实施例四和实施例五中提及的逆变器并联系统均可以应用实施例十提及的逆变器并联系统的能量控制方法。
如图10所示，在本实施例中，所述逆变器并联系统的能量控制方法包括：
Q100，主逆变器100并网运行。
具体地，主逆变器100按照单台的逻辑执行。一般是并网运行时，控制并网功率，电网800异常时，进入离网运行。
Q200，从逆变器200通过从电流互感器420获取主逆变器100的输出电流Imaster，计算出主逆变器100的输出有功Pmaster和输出无功Qmaster。
具体地，实时的输出有功和输出无功的计算方法有很多种，可以按常规的方法计算。例如，按照输出有功的定义，用瞬时电压值乘以瞬时电流值，可以得到实时的输出有功，再对其进行求和平均。将瞬时电压通过对其坐标变换滞后90度，再按照有功计算的方法可以计算出输出无功来。这种方法同时适用单相逆变器和三相逆变器，只不过单相逆变器需要虚拟出q轴分量。在并网运行时，选择电网电压计算，在离网运行时，选择离网电压进行计算。
N为一个工频周波的计算点数。i代表一个工频周期内的第i个数据。Vi为表第i个瞬时电压，Vi q为第i个旋转了90度的瞬时电压值。Ii为第i个瞬时电流。
Q300，从逆变器200根据主逆变器100的输出有功Pmaster和无功Qmaster，计算主逆变器100的电池容量C1。
具体地，电池容量即蓄电池的电量。在能量综合管理中，蓄电池的电量信息是非常重要的。主逆变器100可以借用电气量将自己的蓄电池电量信息告知从逆变器200。例如离网运行时，设定从逆变器200不会自动启动，而是等主逆变器100启动先建立好电压，然后从逆变器200将主逆变器100视为电网800，进行并网运行。主逆变器100可以利用频率和电压信息来通知从机。例如，主逆变器100可以将蓄电池的电量信息(即SOC，在0～100之间)转换成频率信息，SOC数值0对应49.5Hz，SOC数值100对应50.5Hz。由比如控制电压按约定的方式突变，来统一协调从逆变器200的行为，例如将电压降低20V，通知从逆变器200一起关机等。并网时，由于电压和频率都是电网800决定的，主逆变器100可以通过产生特定的无功来传递信息。因为从逆变器200直接采集主逆变器100的端口无功，相对来说无功不太会受到负载900的干扰。比如主逆变器100将SOC的信息转换为0至10s的持续无功。
Q400，从逆变器200依据主逆变器100的电池容量C1和从逆变器200的电池容量C2计算增益倍数A。
具体地，离网时可以根据频率，并网时根据无功，计算主逆变器100的电池容量C1。逆变器再根据自己的电池容量C2计算出A。例如A＝C2/C1，那么主逆变器100的电池容量C1越大，则A越小，从逆变器200的电池容量C2越大，则A越大。可以实现从逆变器200的电池容量比主逆变器100高时，则从逆变器200多输出功率，反之则从逆变器200少输出功率。
Q500，从逆变器200依据增益倍数A计算从逆变器200的有功指令Inv2_Pref和从逆变器200的无功指令Inv2_Qref。
具体地，从机将主机的输出功率按照一定的增益A作为自己输出的功率调节指令，从逆变器200的有功指令Inv2_Pref＝A*Pmaster，从逆变器200的无功指令Inv2_Qref＝A*Qmaster。
如果取A等于1，那么逆变器2的输出功率则会等于逆变器1的输出功率，也即I2＝I1。这样就可以实现逆变器2与逆变器1的并联，并且输出功率均衡了。如果想要逆变器2的输出功率大一些，可以取A大于1，如果想要逆变器2的输出功率小于逆变器，则可以取A小于1。例如逆变器2的电池容量充足，可以承担更多的供电任务，可以调整A大于1。
两台机器并联的目的是按照比例输出功率，比如两台都是3kw，那么每台都输出3kw，如果一台6kw，一台3kw，均衡输出就是6kw的输出4kw，3kw的输出2kw。A的大小可以调整并联机器的输出。比如主机输出2kw，A等于2，那么从机的功率指令就是4kw，最后的控制结果就是从机的输出功率始终是主机的两倍。
如果不做功率控制，两台机器并联的输出功率是不受控的，有可能一台输出了6kw，另一台输出1kw，也有可能一台的功率在0～6kw波动，这些不受控的，或者功率振荡的情况会对并联方案造成很大影响，因此本申请必须杜绝功率振荡。
Q600，从逆变器200将从逆变器200的有功指令Inv2_Pref和从逆变器200的无功指令Inv2_Qref作为功率环指令，计算电流指令Iref1。
具体地，逆变器并联系统的控制可以设计两个环路，一个是电流环。电流指令Iref1用于对电流的控制。
Q700，从逆变器200将主逆变器100的输出电流Imaster前馈到电流环指令Iref’，其中，Iref’＝Iref1+Imaster。
具体地，这样可以加快从机同步主机电流的速度。
Q800，依据电流环指令Iref’生成驱动信号，以控制从逆变器200的输出功率。
具体地，控制器计算出相应的驱动。控制环路的计算结果作为驱动信号，控制从机的逆变器输出。可以另外再设计功率环，用主机的输出功率作为从机的功率指令，实现能量的精细控制。
本实施例涉及一种逆变器并联系统的能量控制方法，主逆变器100并网运行后，从逆变器200的从电流互感器420采集主逆变器100的输出电流，进而将主逆变器100的输出电流通过计算得到主逆变器100的电池容量之后，从逆变器200可以结合自身的从逆变器200的电池容量定制适宜的增益倍数，从而生成从逆变器200的电流指令，使得从机逆变器智能控制自身跟随主机的输出电流工作，避免从逆变器200和主逆变器100的输出功率产生振荡，稳定性高。
实施例十一
在本实施例中，所述获取增益倍数A包括：
从逆变器200依据主逆变器100的电池容量C1和从逆变器200的电池容量C2计算增益倍数A。
实施例十二
本实施例提供一种计算机可读存储介质。
所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求如前述内容所提及到的逆变器并联系统的控制方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种逆变器并联系统，其特征在于，包括：
主逆变器；
至少一个从逆变器；所述主逆变器和每一个所述从逆变器并联；
并离网切换开关，包括输入侧、并网输出侧和离网输出侧；所述并离网切换开关的输入侧连接于所述主逆变器和所述从逆变器，所述并离网切换开关的并网输出侧用于与电网连接，所述并离网切换开关的离网输出侧用于与负载连接；
主电流互感器，用于采集所述主逆变器输出的并网电流；
从电流互感器，用于采集所述主逆变器的输出电流；所述从电流互感器与所述从逆变器相连接。
2.根据权利要求1所述的逆变器并联系统，其特征在于，所述主逆变器包括第一功率变换电路和所述并离网切换开关；记所述主逆变器的所述并离网切换开关为第一并离网切换开关；所述第一功率变换电路的输出侧与所述第一并离网切换开关的输入侧连接，所述第一并离网切换开关的并网输出侧用于与电网连接，所述第一并离网切换开关的离网输出侧用于与负载连接；
所述从逆变器为一个；所述从逆变器包括第二功率变换电路和所述并离网切换开关；记所述从逆变器的所述并离网切换开关为第二并离网切换开关；所述第二功率变换电路的输出侧与所述第二并离网切换开关的输入侧连接，所述第二并离网切换开关的并网输出侧与第一并离网切换开关的并网输出侧连接，所述第二并离网切换开关的离网输出侧与第一并离网切换开关的离网输出侧连接；
主电流互感器设置于第一并离网切换开关的并网输出侧与电网之间的连接链路上；
所述从电流互感器为一个，从电流互感器套设于所述第一并离网切换开关的并网输出侧和电网之间的连接链路，以及所述第一并离网切换开关的离网输出侧和负载之间的连接链路的外部，以同时采集主逆变器输出的并网电流和离网电流。
3.根据权利要求1所述的逆变器并联系统，其特征在于，所述主逆变器包括主功率变换电路和主内置并离网切换开关，所述主功率变换电路的输出侧与所述主内置并离网切换开关的输入侧连接；
所述逆变器并联系统还包括：
外置并离网切换开关，包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述主内置并离网切换开关的并网输出侧与所述外置并离网切换开关的第一输入端连接，所述主内置并离网切换开关的离网输出侧与所述外置并离网切换开关的第二输入端连接；所述外置并离网切换开关的第一输出侧与电网连接，所述外置并离网切换开关的第二输出侧与负载连接；
所述从逆变器为多个；每一个从逆变器包括从功率变换电路和从内置并离网切换开关，所述从功率变换电路的输出侧与所述从内置并离网切换开关的输入侧连接，所述从内置并离网切换开关的并网输出侧与主内置并离网切换开关的并网输出侧连接，所述从内置并离网切换开关的离网输出侧与主内置并离网切换开关的离网输出侧连接；
主电流互感器，设置于外置并离网切换开关的第一输出侧与电网之间的连接链路上；主电流互感器还与主逆变器连接，以采集主逆变器输出的并网电流；
所述从电流互感器为多个，每一个从电流互感器设置于所述主内置并离网切换开关的离网输出侧和外置并离网切换开关之间的连接链路，以同时采集主逆变器输出的离网电流；每一个从逆变器具有一个与其对应的从电流互感器，每一个从电流互感器还和与其对应的从逆变器连接。
4.根据权利要求3所述的逆变器并联系统，其特征在于，所述外置并离网切换开关包括：
第一开关，设置于所述主内置并离网切换开关的并网输出侧与电网之间；
第二开关，设置于所述主内置并离网切换开关的离网输出侧与负载之间；
第三开关，一端连接于第一开关与电网之间的连接链路，另一端连接于第二开关与负载之间的连接链路；
导线，一端连接于所述主内置并离网切换开关的并网输出侧与第一开关之间的连接链路，另一端连接第三开关；
当电网处于正常状态时，第一开关和第三开关闭合；
当电网处于异常状态时，第一开关和第三开关断开。
5.根据权利要求1所述的逆变器并联系统，其特征在于，所述并离网切换开关包括：
单刀双置开关，所述单刀双置开关的第一触点与电网连接，所述单刀双置开关的第二触点与负载连接；
控制开关，一端连接于所述单刀双置开关的第一触点与电网之间的连接链路，另一端连接于所述单刀双置开关的第二触点与负载之间的连接链路；其中，所述从逆变器用于：基于所述从电流互感器采集的电流控制所述从逆变器输出的电流。
6.一种逆变器并联系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述的逆变器并联系统，所述逆变器并联系统的控制方法包括：
从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压为0，则所述从逆变器通过从电流互感器获取第一并离网切换开关的离网输出侧的电压；
所述从逆变器判断所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压为0，则所述从逆变器通过第二并离网切换开关控制从逆变器切换至离网工作状态；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压不为0，则返回所述从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压不为0，则所述从逆变器通过所述从电流互感器获取所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压；
所述从逆变器判断所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压为0，则返回所述从逆变器获取电网电压，判断获取到的电网电压是否为0；
若所述第一并离网切换开关的离网输出侧的电压不为0，则所述从逆变器通过所述第二并离网切换开关控制所述从逆变器切换至并网工作状态。
7.一种逆变器并联系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求4所述的逆变器并联系统，所述逆变器并联系统的控制方法包括：
主逆变器和从逆变器同步判断获取到的电网电压是否为0；
若获取到的电网电压不为0，则所述主逆变器和所述从逆变器同步由离网工作模式切换至并网工作模式，以使第二开关断开；
若获取到的电网电压为0，则所述主逆变器和所述从逆变器同步由并网工作模式切换至离网工作模式，以使所述第二开关闭合。
8.一种逆变器并联系统的能量控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任意一项所述的逆变器并联系统，其特征在于，所述逆变器并联系统的能量控制方法包括：
主逆变器并网运行；
从逆变器通过从电流互感器获取所述主逆变器的输出电流Imaster，计算出所述主逆变器的输出有功Pmaster和输出无功Qmaster；
所述从逆变器根据所述主逆变器的输出有功Pmaster和无功Qmaster，计算所述主逆变器的电池容量C1；
获取增益倍数A；
所述从逆变器依据增益倍数A计算所述从逆变器的有功指令Inv2_Pref和所述从逆变器的无功指令Inv2_Qref；
所述从逆变器将所述从逆变器的有功指令Inv2_Pref和所述从逆变器的无功指令Inv2_Qref作为功率环指令，计算电流指令Iref1；
所述从逆变器将所述主逆变器的输出电流Imaster前馈到电流环指令Iref’，其中，Iref’＝Iref1+Imaster；
依据电流环指令Iref’生成驱动信号，以控制所述从逆变器的输出功率。
9.根据权利要求8所述的逆变器并联系统的能量控制方法，其特征在于，所述获取增益倍数A包括：
所述从逆变器依据所述主逆变器的电池容量C1和所述从逆变器的电池容量C2计算增益倍数A。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求如6或7所述的逆变器并联系统的控制方法。
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