用于逆变器的控制器制造技术

本申请涉及用于逆变器的控制器，具体地公开了一种用于控制逆变器（202）的控制器装置，所述逆变器（202）用于将来自功率源（201）的输入功率（202）转换成提供在逆变器（202）的功率输出（204）处的多相AC输出功率（205）。功率输出（204）连接到负载（212）并且此外连接到电力网（214）。控制器装置包括用于接收代表提供到负载的每相功率（211）或提供到电力网的每相功率（210）中的至少一个的每相功率信号（223）的信号输入（222）。本发明专利技术还涉及包括这样的控制器装置的逆变器、包括这样的逆变器和控制逆变器的控制器装置的功率分配装置，并且本发明专利技术还涉及用于控制这样的逆变器的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于逆变器的控制器
本专利技术涉及用于控制逆变器的控制器装置，所述逆变器用于将来自功率源的输入功率转换成提供在逆变器的功率输出处的多相AC输出功率。逆变器的功率输出连接到负载并且此外连接到电力网。本专利技术还涉及包括这样的控制器装置的逆变器、包括这样的逆变器和控制逆变器的控制器装置的功率分配装置，并且本专利技术还涉及用于控制这样的逆变器的方法。
技术介绍
世界上的功率消耗主要由于迅速的工业发展和改进的生活标准而急剧增加。可再生功率源由于针对功率的增加的需求而变得更加重要。诸如光伏系统或风力农场之类的可再生功率源表示向公共电力网中馈送功率的多个功率源。存在各种类型的功率生成系统。存在排他地产生和提供用于公共电力网的功率的常见功率生成系统。除这样的大功率生成系统之外，存在产生例如用于房屋的功率的本地且较小的功率生成系统。具有可再生功率源的常见功率生成系统通常包括将所产生的直流（DC）功率转换成单相或多相交流（AC）输出功率的逆变器。从逆变器的输出向本地电气负载提供输出功率。例如，建筑物的功率消耗可以表示这样的本地负载。逆变器的功率输出通常附加地连接到公共电力网。如果本地负载的功率需求小于从功率源提供的功率，过剩的功率被馈送到公共电力网中。在本地需求超过从可再生功率源提供的功率的情况下，从公共电力网获取缺失的功率。由于功率产生以及本地负载的功率消耗可能随时间而变化，因此通常安装诸如电池之类的能量存储设备以便临时存储能量。存储系统通常包括控制逆变器的控制器。基于所测量到的功率需求并且根据来自可再生功率源的目前可用功率，控制器控制逆变器对存储设备进行充电或放电以便满足目前功率需求。来自功率源的过剩功率可以存储在存储设备中。如果本地功率消耗超过所产生的功率，附加功率可以从存储设备获取。来自可再生能量源的所消耗的功率与从可再生能量源产生的功率总和之比指示自消耗比例（SCR）。而自治比例（AR）指示自身产生的能量与从电网获取的能量之比。各种类型的控制器在本领域中是已知的，该控制器控制可再生功率源的逆变器的传出功率或电流以便满足输出功率规范或满足公共电力网要求。例如，US2013/0181527A1（SinewattInc.）描述了一种太阳能光伏能量收集和转换系统。该系统具有包括光伏功率源和控制器的若干串构件。控制器基于每一个串构件的性能或操作来协调每一个串构件的输出以实现所期望的功率。系统包括将DC功率转换成AC功率，电流从串构件到其它串构件的共享或均等化或在串构件之中同步电流生成以便同步电流与现有电网。串可以布置成形成单相电压输出或者三个单相串可以在电气上成组在一起以用于三相系统。一种用于预测相位平衡的方法公开在US2014/0031998（IBM）中。通过接收客户需求简档，方法从预期功率需求创建需求预报。方法然后通过多相电力网网络中的对应相位拆分用于每一个客户的负载使得负载对应于预期功率需求。所描述的系统包括具有在三相过程中产生功率的三个电路导体的功率供应器。逻辑配置成以给定时间间隔利用相位之中的预定义的最大偏差或差异。逻辑从被识别为具有最高值的相位递增地移除最小负载并且向具有最低值的相位重新分配最小负载。当负载值基本上相等时负载被视为是平衡的。US8,344,550B2（通用电气公司）公开了一种具有可再生功率源的功率生成系统。系统包括源侧转换器、源侧控制器、电网侧转换器、电网侧控制器、电能存储设备和能量存储控制器。电网侧转换器包括DC到AC逆变器。源和电网侧转换器包括单相或多相配置。电网侧控制器接收电网反馈以用于使用在向电网侧转换器提供电网切换信号中。基于这些信号，电网侧转换器调节输出功率。这允许实现电网互连要求。例如，本将去往电网的能量可以被吸收在能量存储设备（电池）中。能量存储控制器控制能量存储转换器实现DC链路上的期望的功率平衡。功率平衡通过DC链路与能量存储设备之间的功率交换实现。以上提到的控制器控制输出功率，但是它们仅考虑电力网要求而没有考虑用于输出功率的控制的本地负载。存在将提供给公共电力网的输出功率控制到零的本领域中已知的控制器。这意味着本地负载消耗来自可再生功率源的更多功率。这样的控制器具有仅三相AC之和被控制到零的缺点。由于负载通常是一个相位不同于另一相位，因此电流不等于零。在电压存在于输出处的情况下，这意味着一些相位可能向电力网中馈送功率。该不平衡的功率馈送可能导致电网扰动。另外，通过本地负载消耗从功率源产生的功率比在电力网中馈送它更加高效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种如以上所提到的控制器装置，其能够灵活地调节输出功率以便能够对公共电力网以及还有本地负载的不同情形和要求起反应。本专利技术另外的目的是提供对应的逆变器、包括这样的控制器装置的功率分配装置和用于控制这样的逆变器的方法。本专利技术的解决方案由权利要求1的特征指定。根据本专利技术，控制器装置包括用于接收代表提供到负载的每相功率或提供到电力网的每相功率中的至少一个的每相功率信号的信号输入。另外，控制器装置适配成控制逆变器以基于每相对应功率信号而单独地控制多相AC输出功率的每一个相位。多相AC输出功率的每一个相位的单独控制允许对每相功率需求的单独反应。这意味着对于控制而言，提供到负载的功率不仅被视为用于多相AC输出功率的所有相位的总体输出功率，而且单独地考虑相位。因而，如果相位的功率需求正在改变，则可以调节输出功率的对应相位。因此在逆变器的功率输出处提供的输出功率的一个相位不同于另一个。每一个相位的单独控制允许灵活地调节输出功率以满足负载或电力网的特定要求。显然，只有如果相位的必要调节处于可控范围内这才是可能的。该可控范围取决于输入功率，因为受控逆变器必须布置可用输入功率使得每一个相位的输出功率遵循由控制器给出的指定值。例如如果负载明显要求一个单个相位中的更多功率，则每一个相位的单独控制是有利的。在这样的情况下，控制器装置可以基于每相所需功率而将可用输入功率布置到输出功率的各个相位。但是控制器装置还能够独立于负载单独控制每一个相位。例如，如果要求在特定相位上馈入更多功率，则控制器装置可以增加提供到一个相位的电网的功率。在另一实施例中，控制器装置基于二者，基于负载的所需功率和附加地基于电网的特定要求控制逆变器。控制器装置涉及至少包括源功率、逆变器和负载的功率系统。这意味着：优选地，功率源产生输入功率并且源功率连接到逆变器。逆变器将输入功率转换成提供在逆变器的功率输出处的多相AC输出功率。该功率输出优选地连接到负载并且附加地连接到电力网。用于控制逆变器的控制器装置包括至少一个控制器，其包括用于接收每相功率信号的至少一个信号输入和用于提供用于控制逆变器使得建立控制回路的控制信号的至少一个输出。为了控制逆变器，控制器优选地适配成向逆变器发送控制信号。逆变器然后根据所接收到的控制信号调节输出功率。功率输出通过改变输出电流或输出电压、或者通过改变输出电流和输出电压二者而是可调节的。控制器适配成根据对应功率信号来单独地控制输出功率的每一个相位。这意味着例如控制器接收用于相位一的信号并且因而控制逆变器调节相位一的输出功率。控制器装置位于哪里是无关的。控制器装置可以布置在现有设备中，或者控制器装置可以安装在分离的设备中。控制器装置可以集成在逆变器中，或者控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制逆变器（203）的控制器装置，所述逆变器（203）用于将来自功率源（201）的输入功率（202）转换成提供在逆变器（203）的功率输出（204）处的多相AC输出功率（205），其中功率输出（204）连接到负载（212）并且此外连接到电力网（214），其特征在于：控制器装置a）包括用于接收代表以下中的至少一个的每相功率信号（223）的信号输入（222）i．提供到负载的每相功率（211），ii．提供到电力网的每相功率（210），b）并且被适配成控制逆变器以基于每相对应功率信号（223）而单独地控制多相AC输出功率（205）的每一个相位。

【技术特征摘要】
2015.12.01 EP 15197345.01.一种用于控制逆变器（203）的控制器装置，所述逆变器（203）用于将来自功率源（201）的输入功率（202）转换成提供在逆变器（203）的功率输出（204）处的多相AC输出功率（205），其中功率输出（204）连接到负载（212）并且此外连接到电力网（214），其特征在于：控制器装置a）包括用于接收代表以下中的至少一个的每相功率信号（223）的信号输入（222）i．提供到负载的每相功率（211），ii．提供到电力网的每相功率（210），b）并且被适配成控制逆变器以基于每相对应功率信号（223）而单独地控制多相AC输出功率（205）的每一个相位。2.根据权利要求1的控制器装置，其被适配成控制逆变器（203）以便跨所有相位平衡逆变器（203）的每相输出功率（205）与提供到负载的每相功率（211）的差异。3.根据权利要求1或2的控制器装置，包括用于多相AC输出功率（205）的每一个相位的相位线控制器（221.1,221.2,221.3）。4.根据权利要求1至3中任一项的控制器装置，其被适配成控制逆变器（303）向连接到逆变器（303）的能量存储设备（320）输送输入功率（302）或者从能量存储设备（320）向逆变器（303）的功率输出（305）输送输入功率（302）。5.根据权利要求4的控制器装置，其被适配成控制逆变器（303）使得提供到电力网的每相功率（310）等于零。6.根据权利要求5的控制器装置，其被适配成控制逆变器使得每相输出功率（305）等于提供到负载的每个对应相位的功率（311）。7.根据权利要求1至6中任一项的控制器装置，其被适配成根据对应功率信号（323）单独地控制多相AC输出功率（305）的每一个相位的电流。8.用于将来自功率源（301）的输入功率（302）转换成提供在逆变器（303）的功率输出（304）处的多相AC输出功率（305）的逆变器（303），其中功率输出（304）可连接到负载（312）并且此外可连接到电力网（314），包括根据权利要求1至7中任一项的控制器装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：P瓦尔梅尔，F沙夫梅斯特，
申请(专利权)人：DET国际控股有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY