[0069]微控制器單元430還從通信鏈路470接收信息。這種信息可以包括來自系統(tǒng)控制器409的關(guān)閉電力產(chǎn)生的命令，或減小由微逆變器400產(chǎn)生的AC功率的量的命令。系統(tǒng)控制器409還可以命令微控制器406報告微逆變器400所產(chǎn)生的功率電平。針對使用微逆變器來產(chǎn)生多相位電力系統(tǒng)的AC功率的微逆變器的一些實施例，系統(tǒng)控制器409使用通信鏈路470來控制多相系統(tǒng)中的微逆變器400以及其他微逆變器，以平衡不同相位的功率輸出電平。在一些實施例中，微逆變器400知曉凈功率輸出，原因在于微控制器能夠測量它自身的輸出RMS電壓以及它自身的輸出電流幅度。
[0070]除從系統(tǒng)控制器接收命令以外，一些實施例中的微控制器460還接收在微逆變器產(chǎn)生的AC功率被注入電網(wǎng)中時的電壓和電流測量。由電網(wǎng)傳感器405提供該測量，電網(wǎng)傳感器405對電網(wǎng)接合點408附近的電流和電壓采樣?；谠撔畔?，一些實施例中的微控制器460調(diào)整它對展開級的控制，以確保在達到電網(wǎng)接合點時由微控制器所產(chǎn)生的AC功率的相位將與電網(wǎng)接合點408處的AC功率的相位相匹配。由于微逆變器所產(chǎn)生的AC功率在到達電網(wǎng)接合點408之前必須通過組合器404、VAR控制406和其他電連接，微控制器460調(diào)整微逆變器所產(chǎn)生的AC功率的相位，以對由中介元件(即VAR控制404、組合器404和電連接等)所引入的阻抗進行補償。在US專利8，310，101中描述了跨越電連接和阻抗將微逆變器的AC輸出與電網(wǎng)接合點同步的操作。
[0071]在一些實施例中，多相位電力產(chǎn)生系統(tǒng)中的微逆變器包括它自身的開關(guān)電容器的集合，并執(zhí)行VAR控制操作的至少一部分。圖5示出了包括它自身用于執(zhí)行VAR操作的開關(guān)電容器的集合的微逆變器500。微逆變器500與微逆變器400類似之處在于，它也從PV電池502接收DC功率并產(chǎn)生AC功率，該AC功率要與其它微逆變器所產(chǎn)生的AC功率組合。微逆變器500包括DC/DC功率轉(zhuǎn)換器510、DC鏈路520、DC/AC轉(zhuǎn)換器530、濾波器540、電路保護級550、微控制器560和通信鏈路570。微控制器500的AC功率輸出通過組合器504來與其它微控制器組合。組合后的功率在到達電網(wǎng)接合點508之前，經(jīng)歷VAR補償器506。通信鏈路570接收來自電網(wǎng)傳感器505的電壓和電流測量，以及接收來自系統(tǒng)控制器509的命令。
[0072]然而，不同于微逆變器400，微逆變器500包括開關(guān)電容器545的組。開關(guān)電容器通過來自微控制器560的一組電容器驅(qū)動信號來切入或切出微逆變器的AC輸出兩端。開關(guān)電容器545提供超前功率因子。在一些實施例中，微逆變器500包括具有能夠提供滯后功率因子的電流源逆變器拓撲的輸出級。
[0073]在一些實施例中，微控制器560基于來自電網(wǎng)傳感器505的測量的電壓和電流讀數(shù)，做出對功率因子調(diào)整的閉環(huán)確定。在一些實施例中，微逆變器560執(zhí)行對位移功率因子的開環(huán)控制。在一些實施例中，系統(tǒng)采用對位移功率因子的開環(huán)控制一也就是說，系統(tǒng)不需要測量功率因子以進行補償，以提供所需響應(yīng)。相反，系統(tǒng)控制器感測(測量)每個微逆變器的功率輸出電平，然后基于可用總功率的百分比來控制整個位移功率因子。因此，每個微逆變器僅需要知曉它自身的輸出功率電平，并向系統(tǒng)控制器報告，系統(tǒng)控制器將單獨功率貢獻加在一起，以確定電容器的總數(shù)來應(yīng)用于耗散功率因子補償。
[0074]在一些實施例中，逆變器知曉它提供的全部功率輸出電流的百分比，并且因此被返回系統(tǒng)控制器的功率測量參數(shù)或多個參數(shù)可以包括輸出電流的絕對值，或總潛在輸出電流的百分比，或絕對輸出功率或總輸出功率的百分比。基于此，系統(tǒng)控制器509可以然后經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)(其包括通信鏈路570)控制用于切入/切出電容器的本地功率因子控制器，因此盡管在逆變器測量功率輸出或依據(jù)此的參數(shù)的意義上采用控制環(huán)路，向系統(tǒng)控制器提供此并且然后接收用于將它的電容器切入/切出的返回控制信號，但在不測量位移功率因子本身的意義上，系統(tǒng)是開環(huán)的。
[0075]如以上參照圖2所描述的，一些實施例將多個微逆變器或功率調(diào)節(jié)單元的輸出組合到一個組合AC功率輸出中。一些實施例將針對多相位電力系統(tǒng)的特定相位產(chǎn)生的所有AC功率組合到一個組合的AC功率輸出中。針對提供三相電力系統(tǒng)的一些實施例，組合器被用于將微逆變器的陣列的輸出組合到三個組合的AC功率輸出中，每個組合的AC功率輸出針對三相電力系統(tǒng)的一個相位。
[0076]圖6更詳細地示出了三相電力系統(tǒng)200的組合器211-213。組合器211-213將微逆變器221-229所產(chǎn)生的AC功率組合到針對三相電力系統(tǒng)的三個不同相位的三個組合的AC功率輸出中。組合器211將微逆變器221-223所產(chǎn)生的AC功率組合到針對相位A的組合AC功率中，組合器212將微逆變器224-226所產(chǎn)生的AC功率組合到針對相位B的組合AC功率中，組合器213將微逆變器227-229所產(chǎn)生的AC功率組合到針對相位C的組合AC功率中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，微逆變器221-229的陣列可以包括比所示的9個更少或更多個逆變器，并且每個逆變器可以對來自比所示的3個更多或更少個逆變器的輸出進行組合。通過組合器211、212和213對AC功率進行組合，并且然后將其分別饋送至相位A、B和C的VAR控制模塊241、242和243。
[0077]在每個組合器內(nèi)，將來自微逆變器的接收到的輸出接合在一起。如所示出的，組合器從每個微逆變器接收電力線和地參考線二者。通過一個電連接來將電力線電接合在一起，并通過另一電連接來將參考地線接合在一起。結(jié)合相位A的組合器211的電力線的電連接去向相位A的VAR控制器241，結(jié)合相位B的組合器212的電源線的電連接去向相位B的VAR控制器242，并且結(jié)合相位C的組合器213的電力線的電連接去向相位C的VAR控制器243。電力線的電連接還包括例如熔絲或電路斷路器的保護器件。
[0078]在一些實施例中，交叉參考多相系統(tǒng)的三相位，也就是說，多相電力的每個相位的電力連接與另一相位的參考線連接。在這些實施例中，將來自特定相位的微逆變器的參考接合在一些，并向另一相位傳送。如圖6中所示，發(fā)送相位A的組合器211中的參考的電連接，以與相位B的電力連接相連，發(fā)送相位B的組合器212中的電連接，以與相位C的電力連接相連，以及發(fā)送相位C的組合器213中的參考的電連接，以與相位A的電力連接相連。在一些實施例中，每個相位的地連接與另一相位的電力連接不相連。在這些實施例的一些中，將不同相位的地參考連接接合在一起，作為一個共享的中性參考連接(未示出)。
[0079]如所示，在一些實施例中，多相位電力系統(tǒng)的每個相位配備有它自身的VAR控制模塊，VAR控制模塊對來自組合器的組合AC功率執(zhí)行功率因子調(diào)整或校正。相位的VAR控制器配備有能夠切入和切出以調(diào)整該相位的位移功率因子的開關(guān)電容器組以及開關(guān)電感器組。在一些實施例中，特定相位的VAR控制模塊單獨執(zhí)行對該特定相位所產(chǎn)生的AC功率的功率因子校正。在一些實施例中，特定相位的VAR控制模塊結(jié)合微逆變器內(nèi)的VAR控制功能來執(zhí)行功率因子校正。
[0080]圖7更詳細地示出三相電力系統(tǒng)200的VAR控制器241-243。為了簡要的目的，僅針對相位B的VAR控制器242提供了細節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，相同的細節(jié)等同地適用于相位A的VAR控制器241和相位C的VAR控制器243。VAR控制器242包括一組或多組無功元件710、微控制器720、電網(wǎng)傳感器730和通信鏈路740。
[0081]相位B的VAR控制器242接收從相位B的組合器212輸出的功率。向一組或多組無功元件710發(fā)送接收到的功率，無功元件在它向電網(wǎng)接合點205的輸出兩端可切換地布置各種大小的無功元件。通過微控制器720來控制一組或多組無功元件的切換操作，微控制器720從電網(wǎng)傳感器730接收對被注入電網(wǎng)的相位B的電流和電壓的測量。基于電網(wǎng)傳感器730所提供的測量，微控制器執(zhí)行計算，以確定切入或切出無功元件710的組中的哪個無功元件。
[0082]VAR控制器242還通過通信鏈路740與多相位電力系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器(未示出)進行通信。通信鏈路740可以在有線通信網(wǎng)絡(luò)中或例如ZigBee的無線通信網(wǎng)絡(luò)中。在一些實施例中，VAR控制器242不包括例如730的電網(wǎng)傳感器，而是依賴于系統(tǒng)控制器來通過通信鏈路740向微控制器720提供所需的電壓和電流測量。在一些實施例中，VAR控制器242的確執(zhí)行接收電壓和電流測量，但是從通信鏈路740接收所需的必要功率因子調(diào)整值，基于所需的必要功率因子調(diào)整值，微控制器720決定切入或切出哪個無功元件。在一些實施例中，VAR控制器242從通信鏈路740接收切入或切出特定無功元件的直接命令。
[0083]為了確定特定相位的功率因子的必要調(diào)整，一些實施例中的微控制器720 (或一些實施例中的系統(tǒng)控制器)必須首先確定被注入電網(wǎng)中的功率的位移功率因子(即，電流的相位與電壓的相位之間的差異)。微控制器720基于電網(wǎng)傳感器730所提供的電流和電壓的測量來做出該確定。VAR控制還需要針對那個相位所產(chǎn)生的電流功率輸出電平。在一些實施例中，根據(jù)電網(wǎng)傳感器730所提供的電流和電壓側(cè)來確定總功率輸出電平。在一些實施例中，從與該相位連接的所有微逆變器收集該總功率輸出電平。在一些實施例中，VAR控制器242的微控制器720將經(jīng)由通信鏈路740收集來自微逆變器224-226 (相位B的微逆變器)的信息。在一些其他實施例中，系統(tǒng)控制器對來自微逆變器221-229的陣列的每個微逆變器輪詢，并向VAR控制器242提供功率讀數(shù)。
[0084]圖8概念性地示出了用于執(zhí)行VAR控制或功率因子調(diào)整的過程800。它基于電網(wǎng)要求曲線來計算必要的功率因子調(diào)整，并通過切入或切出無功元件來做出必要調(diào)整。在一些實施例中，針對多相電力產(chǎn)生系統(tǒng)的相位之一來執(zhí)行過程800。在一些實施例中，通過微控制器(例如微控制器720)在VAR控制模塊中執(zhí)行過程800。在一些實施例中，通過整個電力產(chǎn)生系統(tǒng)的單個系統(tǒng)控制器來執(zhí)行過程800。在一些實施例中，通過電力產(chǎn)生系統(tǒng)中的若干控制單元來聯(lián)合地執(zhí)行過程800。
[0085](在810中)該過程對每個微逆變器輪詢，以讀出微逆變器的凈功率輸出。如早先所提及的，一些實施例中的微逆變器知曉它自身的凈功率輸出，原因在于已知(或已測量)它的RMS電壓，并且已知它的輸出電流幅度。微逆變器已知這些信息，原因在于通過微逆變器本身來對微逆變器進行控制。在一些實施例中，過程800輪詢每個微逆變器，并從通信網(wǎng)絡(luò)獲得輪詢的結(jié)果，通信網(wǎng)絡(luò)允許執(zhí)行過程800的控制器與微逆變器通信。
[0086]接下來，該過程對從逆變器報告的功率進行求和(在820中)。對于多相位電力系統(tǒng)，從與同一相位連接的微逆變器輪詢的功率讀數(shù)被加在一起，以導(dǎo)出針對那個相位產(chǎn)生的當(dāng)前總功率。然后(在830)該過程計算基于所報告的功率和的相對于額定最大值的功率電平百分比或比值(P/PE_)。針對多相位電力系統(tǒng)，一個相位的額定最大值是該相位的微逆變器的額定最大值的和。
[0087]采用所計算的功率電平百分比或比值，過程(在步驟840處)根據(jù)當(dāng)前功率電平比值(P/PE_)處的電網(wǎng)要求來確定所需的系統(tǒng)功率因子。以上在圖1中提供了電網(wǎng)要求的示例，其指示從0 %功率電平比值到100 %功率電平比值的功率因子要求。
[0088]然后(在845中)過程計算位移功率因子。在一些實施例中，這是基于被注入電網(wǎng)中的電流和電壓之間相位的差異。一些實施例基于從電網(wǎng)傳感器接收到的電壓和電流測量來做出該確定。然后該過程確定(在850中)所需的功率因子調(diào)整。這是基于在操作840中確定的所需功率因子與操作845中所計算的位移功率因子之間的差異。
[0089]基于所需的功率因子調(diào)整，過程(在860中)選擇要切入或切出的無功元件。在一些實施例中，關(guān)于電容來指示所需的功率因子調(diào)整，因此如果所需的調(diào)整具有正電容值(例如，當(dāng)電流滯后于電壓超出要求時)，過程將選擇要切入的電容器。如果所需的功率因子調(diào)整具有負電容值(例如，當(dāng)電流超前于電壓超出要求時)，過程將選擇要切入的電感器。
[0090]圖9示出了通過一些實施例的VAR控制操作來切入而可用的無功元件900的一個或多個組。無功元件包括開關(guān)電容器和開關(guān)電感器。每個無功元件接收驅(qū)動信號，以確定是否切入或切出該無功元件，即無功元件是否被用于影響被注入電網(wǎng)中的功率的位移功率因子。每個開關(guān)電容器與AC功率輸出(來自組合器并注入電網(wǎng)中)并聯(lián)。開關(guān)電感器也被組織為電感器組件1100，電感器組件1100還與AC功率輸出并聯(lián)。以下將進一步參照圖11來描述電感器組件1100。
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