[发明专利]并网逆变系统的输出电压电流检测装置与快速分析方法

摘要

本发明提出了一种并网逆变系统的输出电压电流检测装置与快速分析方法，包括电压互感器、电流互感器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一正弦波‑方波转换电路、第二正弦波‑方波转换电路、四象限乘法器和控制器。本发明使用两个正弦波‑方波转换电路分别将正弦波变成方波，用于检测输出电压与输出电流的频率与相位关系，用当前得到的一次A/D转换结果即可判断出并网逆变系统的输出电压以及电流是否出现升压或负载急剧变化的情况，可以实时判断并网逆变系统是否出现无法长期承受的过流和升压现象。本发明提高了检测精度，提高了检测速度，能在控制器内判断逆变器的工作状态，为并网逆变器自动控制提供信号检测的依据。

主权项

1.一种并网逆变系统的输出电压电流的快速分析方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：搭建并网逆变系统的输出电压电流检测装置，将电压互感器（1）的原边线圈与并网逆变器（9）的输出电压u_o并联，将输出电压u_o转化成低压交流的电压信号u_op，电压信号u_op由第一正弦波‑方波转换电路（5）转化成方波信号u_od给控制器（8）的I/O₁端口；电压信号u_op由第一低通滤波器（3）滤波得到电压信号u_os，两个电压信号u_os分别连接四象限乘法器（7）的第一路乘法器的两个输入端得到信号0.4u_os²，信号0.4u_os²传递到控制器（8）的A/D₁端口；电流互感器（2）将并网逆变器（9）的输出电流i_o转化成低压交流的电压信号u_iop，电压信号u_iop由第二正弦波‑方波转换电路（6）转化成方波信号u_iod给控制器（8）的I/O₂端口；电压信号u_iop由第二低通滤波器（4）滤波得到电压信号u_ios，电压信号u_ios分别连接四象限乘法器（7）的第二路乘法器的两个输入端使两个电压信号u_ios相乘后再乘以0.4得到信号0.4u_ios²，信号0.4u_ios²传递到控制器（8）的A/D₂端口；步骤二：控制器（8）获取方波信号u_od的频率f₁，控制器（8）比较方波信号u_od与方波信号u_iod的相位差值α‑β，α为输出电压u_o的相位角，β为输出电流i_o的相位角；步骤三：控制器（8）内部的A/D转换器将信号0.4u_os²转换成数字量并存入存储器，其中u_os=|u_os|sin(α)；从控制器（8）内部的存储器中取出信号0.4u_os²之前T₁/4时刻的波形0.4[|u_os|sin(α+90)]²对应的数字量，得到输出电压u_o的有效值U_CAL=k₁·0.4{(|u_os|sinα)²+[|u_os|sin(α+90)]²}，其中，k₁为常系数，单位为1/V；步骤四：控制器（8）内部的A/D转换器将信号0.4u_ios²转换成数字量并存入存储器，其中u_ios=|u_ios|sin(α)；从控制器（8）内部的存储器中取出信号0.4u_ios²之前T₁/4时刻的波形0.4[|u_ios|sin(α+90)]²对应的数字量，得到输出电流i_o的有效值I_CAL=k₂·0.4{(|u_ios|sinα)²+[|u_ios|sin(α+90)]²}，其中，k₂为常系数，单位为1/A；步骤五：并网逆变系统的额定输出视在功率S_e在二维相平面图中表示为等功率曲线Ⅰ；在等功率曲线Ⅰ与二维相平面的坐标轴之间为可靠工作区；等功率曲线Ⅰ和等功率曲线Ⅱ之间为过载区，当输出视在功率S超越等功率曲线Ⅰ之后进入过载区；等功率曲线Ⅱ之外为短路区当输出视在功率S超越等功率曲线Ⅱ之后进入短路区；其中，输出视在功率S= U_CAL·I_CAL；步骤六：通过步骤五建立的二维相平面图判断并网逆变器（9）的输出电压u_o以及输出电流i_o是否出现升压或负载急剧变化的情况。