光伏变流器系统及其控制方法-复审决定


发明创造名称:光伏变流器系统及其控制方法
外观设计名称:
决定号:197079
决定日:2019-10-17
委内编号:1F296959
优先权日:
申请(专利)号:201611197144.6
申请日:2016-12-22
复审请求人:北京天诚同创电气有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:王喆
合议组组长:潘莉
参审员:于君伟
国际分类号:H02J3/38,H02J3/18,H02J3/01
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也未给出将上述区别技术特征应用到该对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使该权利要求的技术方案相对于上述现有技术而言具有有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201611197144.6、发明名称为“光伏变流器系统及其控制方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为北京天诚同创电气有限公司,申请日为2016年12月22日,公开日为2017年03月15日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年07月31日发出驳回决定,以权利要求1-8不具备专利法第22条第3款所规定的创造性为由驳回了本申请,具体理由为:
独立权利要求1与对比文件1(CN 102832842A,公开日为2012年12月19日)相比,区别技术特征在于:(1)本申请中采用第一接触器来替换断路器1;(2)控制器,包括模式控制模块,其中,所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1),当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,其中,第一阈值电压大于第二阈值电压,第一阈值电压是与MPPT模式对应的启动电压;(3)模式控制模块还被配置为检测第一接触器与第二电容器之间的直流电流,基于直流电压和直流电流来检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的变流器的数量。其中区别技术特征(1)和(3)均是本领域技术人员根据实际情况可以灵活选择的,区别技术特征(2)是本领域技术人员基于对比文件2(CN 104852391A,公开日为2015年08月19日)和本领域的公知常识所能进行的常规设计和容易想到的。因此独立权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和本领域的公知常识的结合不具备创造性。
独立权利要求5与对比文件1相比,区别技术特征在于:(1)本申请中采用第一接触器来替换断路器1;(2)检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1),确定直流电压(Udc1)是否大于第一阈值电压;当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作;如果直流电压(Udc1)小于或等于第一阈值电压,则确定直流电压(Udc1)是否小于第二阈值电压;当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,其中,第一阈值电压大于第二阈值电压,第一阈值电压是与MPPT模式对应的启动电压;(3)检测第一接触器(K1)与第二电容器(C2)之间的直流电流(Idc),基于直流电压(Udc1)和直流电流(Idc)来检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的变流器的数量。其中区别技术特征(1)和(3)均是本领域技术人员根据实际情况可以灵活选择的,区别技术特征(2)是本领域技术人员基于对比文件2和本领域的公知常识所能进行的常规设计和容易想到的。因此独立权利要求5相对于对比文件1、对比文件2和本领域的公知常识的结合不具备创造性。
从属权利要求2和6的附加技术特征部分被对比文件1公开,其余部分为本领域技术人员基于对比文件1公开的内容容易想到且易于实现的;从属权利要求3和7的附加技术特征为本领域技术人员基于对比文件1公开的内容容易想到且易于实现的;从属权利要求4和8的附加技术特征被对比文件1公开;因此从属权利要求2-4和6-8也都不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为:申请日2016年12月22日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-6以及2019年05月31日提交的权利要求第1-8项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种光伏变流器系统,包括:
变流器,包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1),其中,第一接触器(K1)布置在第二电容器(C2)与光伏阵列之间;
控制器,包括模式控制模块,其中,所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1),当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,其中,第一阈值电压大于第二阈值电压,第一阈值电压是与MPPT模式对应的启动电压,
其中,所述模式控制模块还被配置为检测第一接触器(K1)与第二电容器(C2)之间的直流电流(Idc),基于直流电压(Udc1)和直流电流(Idc)来检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的变流器的数量。
2. 如权利要求1所述的光伏变流器系统,其中,所述变流器还包括电阻器、第二接触器(K2)和第三接触器(K3),其中,第二接触器(K2)布置在电网与电抗器(L)之间,所述电阻器与第三接触器(K3)串联之后,与第二接触器(K2)并联,
其中,所述模式控制模块还被配置为当所述变流器停机之后再启动时,使第一接触器(K1)和第二接触器(K2)断开并使第三接触器(K3)闭合以对第二电容器(C2)和第一电容器(C1)进行充电,并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后,所述模式控制模块使第二接触器(K2)闭合,使第三接触器(K3)断开,并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作。
3. 如权利要求1所述的光伏变流器系统,其中,所述模式控制模块还被配置为在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下,当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。
4. 如权利要求2所述的光伏变流器系统,其中,控制器还包括:调制模块,被配置为检测IGBT模块(10)与电抗器(L)之间的三相电流(Iabc)以及第二接触器(K2)与所述电网之间的三相电压(Uabc),基于三相电流(Iabc)和三相电压(Uabc)产生三相驱动控制信号,并将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块(10)以进行调制。
5. 一种在包括变流器的光伏变流器系统中控制变流器的方法,其中,变流器,包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1),其中,第一接触器(K1)布置在第二电容器(C2)与光伏阵列之间,所述方法包括:
检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1);
确定直流电压(Udc1)是否大于第一阈值电压;
当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作;
如果直流电压(Udc1)小于或等于第一阈值电压,则确定直流电压(Udc1)是否小于第二阈值电压;
当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,
其中,第一阈值电压大于第二阈值电压,第一阈值电压是与MPPT模式对应的启动电压,
其中,所述方法还包括:检测第一接触器(K1)与第二电容器(C2)之间的直流电流(Idc),基于直流电压(Udc1)和直流电流(Idc)来检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的变流器的数量。
6. 如权利要求5所述的方法,其中,所述变流器还包括电阻器、第二接触器(K2)和第三接触器(K3),第二接触器(K2)布置在电网与电抗器(L)之间,所述电阻器与第三接触器(K3)串联之后,与第二接触器(K2)并联,
所述方法还包括:
当所述变流器停机之后再启动时,使第一接触器(K1)和第二接触器(K2)断开并使第三接触器(K3)闭合以对第二电容器(C2)和第一电容器(C1)进行充电,并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后,使第二接触器(K2)闭合,使第三接触器(K3)断开,并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作。
7. 如权利要求5所述的方法,其中,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作的步骤还包括:在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下,当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。
8. 如权利要求6所述的方法,其中,所述方法还包括:
检测IGBT模块(10)与电抗器(L)之间的三相电流(Iabc)以及第二接触器(K2)与所述电网之间的三相电压(Uabc);
基于三相电流(Iabc)和三相电压(Uabc)产生三相驱动控制信号;
将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块(10)以进行调制。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年08月16日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,具体修改为:在申请日提交的原始权利要求书的基础上,将原从属权利要求2和5并入原独立权利要求1,同时基于原说明书的记载在原独立权利要求1中增加了“调制模块”的相关技术特征;将原独立权利要求6修改为引用权利要求1-3,删除了其中“变流器构成”的相关技术特征,并将原从属权利要求7的部分附加技术特征以及原从属权利要求10的附加技术特征加入到原独立权利要求6中;删除了原从属权利要求2,5,7和10,并对各权利要求的序号和引用关系进行了适应性修改。复审请求人认为:对于独立权利要求1中修改后增加的“调制模块”的相关技术特征,调制模块包括的软件锁相环SPLL、abc dq转换器、快速傅里叶变换模块、三相驱动控制信号产生单元及其功能未被对比文件1和2公开,也未从对比文件1和2中获得任何技术启示,同时也不是公知常识或惯用技术手段,本申请能够在自适应的进行切入和切除的同时降低系统的故障率,因此具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种光伏变流器系统,包括:
变流器,包括第一接触器(K1)、第二电容器(C2)、电抗器(L)、绝缘栅双极型晶体管IGBT模块(10)、第一电容器(C1),其中,第一接触器(K1)布置在第二电容器(C2)与光伏阵列之间;
控制器,包括模式控制模块,其中,所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1),当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,其中,第一阈值电压大于第二阈值电压;
所述变流器还包括电阻器、第二接触器(K2)和第三接触器(K3),其中,第二接触器(K2)布置在电网与电抗器(L)之间,所述电阻器与第三接触器(K3)串联之后,与第二接触器(K2)并联,
其中,所述模式控制模块还被配置为当所述变流器停机之后再启动时,使第一接触器(K1)和第二接触器(K2)断开并使第三接触器(K3)闭合以对第二电容器(C2)和第一电容器(C1)进行充电,并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后,所述模式控制模块使第二接触器(K2)闭合,使第三接触器(K3)断开,并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作;
其中,所述控制器还包括:调制模块,被配置为检测IGBT模块(10)与电抗器(L)之间的三相电流(Iabc)以及第二接触器(K2)与所述电网之间的三相电压(Uabc),基于三相电流(Iabc)和三相电压(Uabc)产生三相驱动控制信号,并将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块(10)以进行调制;
其中,所述调制模块包括:
软件锁相环SPLL,被配置为输入检测的三相电压(Uabc),输出相位(θ)、并将三相坐标系下的电压转换为dp轴坐标系下的有功电压分量(Ud)和无功电压分量(Uq);
abc dq转换器,被配置为将所述软件锁相环SPLL输出的相位(θ)和检测的三相电流(Iabc)进行克拉克和帕克坐标变换后,输出dq坐标系下的有功电流(Id)和无功电流(Iq);
快速傅里叶变换模块,被配置为输入三相电流(Iabc),输出各次谐波分量(Iα2,Iα3,Iα4…IαN和Iβ2,Iβ3,Iβ4…IβN);
三相驱动控制信号产生单元,其包括:
第一差分运算器,用于对直流电压参考值(Udcref)和电压(Udc2)进行差分运算,得到第一差分信号;
第一PI控制器,用于输入所述第一差分信号,输出有功电流参考值(Idref);
第二差分运算器,用于对所述有功电流参考值(Idref)与有功电流(Id)进行差分运算,将得到的第二差分信号输入到第二PI控制器;
第二PI控制器,用于输入所述第二差分信号,并产生第二PI控制器的输出信号;
第三差分运算器,用于对所述第二PI控制器的输出信号与有功电压分量(Ud)进行差分运算,并将得到的第三差分信号输入到dq αβ转换器进行坐标变换;
第四差分运算器,用于对无功电流参考值(Iqref)与无功电流电流(Iq)进行差分运算,将得到的第四差分信号输入到第三PI控制器;
第三PI控制器,用于输入所述第四差分信号,并产生第三PI控制器的输出信号;
第五差分运算器,用于对所述第三PI控制器的输出信号与无功电压分量(Uq)进行差分运算,并将得到的第五差分信号输入到所述dq αβ转换器;
dq αβ转换器,用于输入所述第三差分信号和所述第五差分信号,并且产生输出信号(Uα,Uβ);
谐波补偿计算单元,用于输入所述dq αβ转换器的输出信号(Uα,Uβ),以及输入所述快速傅里叶变换模块输出的各次谐波的分量(Iα2,Iα3,Iα4…IαN和Iβ2,Iβ3,Iβ4…IβN),并且使用对输入信号进行FFT分析之后乘以电抗的补偿方式来进行谐波补偿;
空间矢量运算单元,用于对所述谐波补偿计算单元输出的Uα′和Uβ′进行空间矢量运算,以产生三相驱动控制信号(PWM1,PWM2,PWM3),并将其传输到IGBT模块(10)以进行调制。
2. 如权利要求1所述的光伏变流器系统,其中,所述模式控制模块还被配置为在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下,当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。
3. 如权利要求1所述的光伏变流器系统,其中,所述模式控制模块还被配置为检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的所述变流器的数量。
4. 一种在包括变流器的光伏变流器系统中控制变流器的方法,所述光伏变流器系统是根据权利要求1-3中任一项所述的光伏变流器系统,其中,所述方法包括:
检测所述光伏阵列与第一接触器(K1)之间的直流电压(Udc1);
确定直流电压(Udc1)是否大于第一阈值电压;
当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作;
如果直流电压(Udc1)小于或等于第一阈值电压,则确定直流电压(Udc1)是否小于第二阈值电压;
当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,
其中,第一阈值电压大于第二阈值电压;
所述方法还包括:
当所述变流器停机之后再启动时,使第一接触器(K1)和第二接触器(K2)断开并使第三接触器(K3)闭合以对第二电容器(C2)和第一电容器(C1)进行充电,并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后,使第二接触器(K2)闭合,使第三接触器(K3)断开,并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作;
所述方法还包括:
检测IGBT模块(10)与电抗器(L)之间的三相电流(Iabc)以及第二接触器(K2)与所述电网之间的三相电压(Uabc);
基于三相电流(Iabc)和三相电压(Uabc)产生三相驱动控制信号;
将产生的三相驱动控制信号发送到IGBT模块(10)以进行调制。
5. 如权利要求4所述的方法,其中,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作的步骤还包括:在所述变流器在ASVG模式下工作的情况下,当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在MPPT模式下工作。
6. 如权利要求4所述的方法,其中,所述方法还包括:检测直流功率,并基于检测到的直流功率确定启用的所述变流器的数量。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年08月21日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:本申请涉及光伏变流器及其控制方法,其主要的发明内容是将光伏阵列输出侧的直流电压与阈值电压的比较并根据比较的结果来进行变流器进行工作模式的切换;对比文件1公开了光伏变流器的具体结构,对比文件2中给出了通过光伏阵列输出侧直流电压的不同对变流器进行不同工作模式切换的技术启示,因而,在对比文件1的基础上结合对比文件2及相关的公知常识得到本申请的整体的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的。新增加的技术特征涉及调制模块及其具体的计算过程,其作用是为了对系统中的变流器运行时产生的谐波进行补偿,而在本领域中通过获取相关直流电压,三相电网中的三相电流和电压经过对应的差分和比例环节后进行相应的谐波补偿的计算得到PWM控制信号对各个IGBT进行控制以进行功率校正以实现谐波补偿属于本领域的常规设计方式,因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
在上述程序的基础上,合议组认为本申请事实已经清楚,可以作出审查决定。

二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年08月16日提交复审请求时,提交了权利要求书的全文修改替换页(共6项),经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为:申请日2016年12月22日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-6以及2019年08月16日提交的权利要求第1-6项。
2、专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也未给出将上述区别技术特征应用到该对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使该权利要求的技术方案相对于上述现有技术而言具有有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
本复审请求审查决定引用驳回决定中引用的如下对比文件:
对比文件1:CN 102832842A,公开日为2012年12月19日;
对比文件2:CN 104852391A,公开日为2015年08月19日;
其中,对比文件1作为本申请最接近的现有技术。
2.1 独立权利要求1具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求1要求保护一种光伏变流器系统,对比文件1公开了一种新型三相光伏并网逆变器系统,并具体公开了以下的技术特征(参见说明书第23-31段,图1):该逆变器系统包括:
与光伏阵列直流输出端顺序连接的断路器1、BOOST升压电路3、直流支撑电容4(相当于第二电容器)、三相全桥IGBT逆变器电路5(相当于IGBT模块)、由电抗器和三个角型连接的电容器(相当于第一电容器)组成(参见图1)的正弦滤波器6、交流主接触器7(相当于第二接触器)和连接到电网的交流断路器9;交流主接触器7的两端还并联有由交流辅助接触器71(相当于第三接触器)和缓冲电阻72串接所组成的辅助开关电路;
用于实时检测交直流侧电流电压的电流电压检测模块,包括用于检测直流侧电压电流的直流电压传感器和电流互感器,以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器,由图1可知,交流电流互感器检测的是所述逆变器电路5和电抗器之间的三相电流,交流电压采集板检测的是交流主接触器7和电网之间的三相电压;开机时,辅助开关电路中的交流辅助接触器71闭合,交流电通过缓冲电阻72,并利用三相全桥IGBT逆变器电路5中的续流二极管形成的三相整流桥电路对直流支持电容进行充电,然后再闭合主接触器7对直流支撑电容4继续充电;
控制器15,基于电流电压检测模块12的检测值,通过功率计算,完成每个BOOST升压电路3的最大功率跟踪,并完成三相全桥IGBT逆变器电路的驱动。
该权利要求与对比文件1公开的内容相比,其区别技术特征在于:(1)采用第一接触器来替换断路器;(2)控制器,包括模式控制模块,其中,所述模式控制模块被配置为检测所述光伏阵列与第一接触器(K1) 之间的直流电压(Udc1),当直流电压(Udc1)大于第一阈值电压时,使第一接触器(K1)闭合并将所述变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压(Udc1)小于第二阈值电压时,所述模式控制模块使第一接触器(K1)断开并将所述变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作,其中,第一阈值电压大于第二阈值电压,第一阈值电压是与MPPT模式对应的启动电压;也对第一电容器(C1)进行充电,并且在完成第二电容器(C2)和第一电容器(C1)的充电之后,所述模式控制模块使第二接触器(K2)闭合,使第三接触器(K3)断开,并将所述变流器控制为在ASVG模式下工作;(3)所述调制模块包括:软件锁相环SPLL,被配置为输入检测的三相电压(Uabc),输出相位(θ)、并将三相坐标系下的电压转换为dp轴坐标系下的有功电压分量(Ud)和无功电压分量(Uq);abc dq转换器,被配置为将所述软件锁相环SPLL输出的相位(θ)和检测的三相电流(Iabc)进行克拉克和帕克坐标变换后,输出dq坐标系下的有功电流(Id)和无功电流(Iq);快速傅里叶变换模块,被配置为输入三相电流(Iabc),输出各次谐波分量(Iα2,Iα3,Iα4…IαN和Iβ2,Iβ3,Iβ4…IβN);三相驱动控制信号产生单元,其包括:第一差分运算器,用于对直流电压参考值(Udcref)和电压(Udc2)进行差分运算,得到第一差分信号;第一PI控制器,用于输入所述第一差分信号,输出有功电流参考值(Idref);第二差分运算器,用于对所述有功电流参考值(Idref)与有功电流(Id)进行差分运算,将得到的第二差分信号输入到第二PI控制器;第二PI控制器,用于输入所述第二差分信号,并产生第二PI控制器的输出信号;第三差分运算器,用于对所述第二PI控制器的输出信号与有功电压分量(Ud)进行差分运算,并将得到的第三差分信号输入到dq αβ转换器进行坐标变换;第四差分运算器,用于对无功电流参考值(Iqref)与无功电流电流(Iq)进行差分运算,将得到的第四差分信号输入到第三PI控制器;第三PI控制器,用于输入所述第四差分信号,并产生第三PI控制器的输出信号;第五差分运算器,用于对所述第三PI控制器的输出信号与无功电压分量(Uq)进行差分运算,并将得到的第五差分信号输入到所述dq αβ转换器;dq αβ转换器,用于输入所述第三差分信号和所述第五差分信号,并且产生输出信号(Uα,Uβ);谐波补偿计算单元,用于输入所述dq αβ转换器的输出信号(Uα,Uβ),以及输入所述快速傅里叶变换模块输出的各次谐波的分量(Iα2,Iα3,Iα4…IαN和Iβ2,Iβ3,Iβ4…IβN),并且使用对输入信号进行FFT分析之后乘以电抗的补偿方式来进行谐波补偿;空间矢量运算单元,用于对所述谐波补偿计算单元输出的Uα′和Uβ′进行空间矢量运算,以产生三相驱动控制信号(PWM1,PWM2,PWM3),并将其传输到IGBT模块(10)以进行调制。基于上述区别技术特征,该权利要求实际解决的技术问题是:通过光伏变流器系统的工作模式切换实现其自适应地进行切入和切出,同时降低系统的故障率。
对于区别技术特征(1),对比文件1已经公开了采用直流断路器1来连接光伏阵列和BOOST升压电路3以及IGBT逆变器电路5,而断路器和接触器都是本领域常用的开关器件,本领域技术人员有能力根据实际情况或需要灵活选择合适的开关类型以实现控制电路通断的开关功能,其无需本领域技术人员付出创造性的劳动且技术效果可以预期;
对于区别技术特征(2),对比文件2公开了一种光伏电站无功补偿方法,并具体公开了以下的技术特征(参见权利要求1-10,说明书第23-40段,图1):根据光伏电站在不同时间段的无功损耗变化情况切换光伏逆变器的无功补偿方式,具体包括:判断光伏逆变器的工作模式;在判断得到所述光伏逆变器处于正常并网运行模式时,判定光伏电站处于日照充足的时间段,此时控制所述光伏逆变器按照设定的功率因数输出随有功功率的变化而变化的无功功率;在判断得到所述光伏逆变器处于待机模式时,判定光伏电站处于日照不足的时间段,此时控制所述光伏逆变器输出固定的无功功率;由此根据光伏电站在不同时间段的无功损耗变化情况切换光伏逆变器的无功补偿方式,通过充分利用光伏逆变器的无功容量及其调节能力,使其在将光伏能量输送到电网的同时还能对光伏电站进行一定的无功补偿,从而在一定程度上替代甚至完全替代SVG等传统无功补偿装置,降低了光伏电站的硬件投入成本。
由此可见,对比文件2采用的技术方案是“根据光伏电站在不同时间段的无功损耗变化情况,切换光伏逆变器的无功补偿方式,以控制其在不同运行模式下的无功功率输出量,从而满足光伏电站的无功补偿需求”,其解决的技术问题是“通过充分利用光伏逆变器的无功容量及其调节能力,从而在一定程度上替代甚至完全替代SVG等传统无功补偿装置,以降低了光伏电站的硬件投入成本”。而本申请采用的是“当直流电压Udc1大于第一阈值电压时,将变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压Udc1小于第二阈值电压时,将变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作”,即基于直流电压Udc1的大小来切换变流器的工作模式,从而解决现有技术中存在的“光伏变流器系统不能自适应地进行切入和切出”的技术问题。对比文件2采用的技术方案、解决的技术问题以及实现的技术效果均与本申请不同,因此对比文件2并未公开上述区别技术特征(2),并且对比文件1和2均未给出采用上述相关特征的技术启示,同时区别技术特征(2)也不属于本领域的公知常识,而正是由于上述区别技术特征(2)的存在,使得本申请可以实现“通过光伏变流器系统的工作模式切换实现其自适应地进行切入和切出,同时降低系统的故障率”的有益技术效果。
对于区别技术特征(3),对比文件1和2均未公开相关技术内容,并且均未给出任何采用上述相关特征的技术启示,同时区别技术特征(3)也不属于本领域的公知常识,且基于上述区别技术特征(3),本申请可以实现“驱动变流器系统以实现其自适应地进行切入和切出”的有益技术效果。
因此,该权利要求所要求保护的方案相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步,因而具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2 从属权利要求2和3具备专利法第22条第3款所规定的创造性
在独立权利要求1所要求保护的技术方案具备创造性的基础上,其从属权利要求2和3所要求保护的技术方案相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合也都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而也都具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3 权利要求4-6具备专利法第22条第3款所规定的创造性
独立权利要求4要求保护一种在包括变流器的光伏变流器系统中控制变流器的方法,其中所述光伏变流器系统是根据权利要求1-3中任一项所述的光伏变流器系统。在权利要求1-3所要求保护的光伏变流器系统都具备创造性的基础上,独立权利要求4及其从属权利要求5和6所要求保护的技术方案相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合也都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而也都具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
3、对驳回决定和前置审查相关意见的评述
驳回决定以及前置审查意见认为:对于区别技术特征(2),对比文件2给出了“根据光伏发电的情况将该光伏逆变器在并网运行设备和用作无功补偿设备之间进行切换,其判断条件为根据光照强度进行切换”的技术启示,白天光照充足时,对应的光伏发电量较多,此时直流电压值较高,晚上光照不足时,对应的光伏发电量较少,此时直流电压值较小,这是本领域的公知常识,因而,通过对直流电压的判断来进行逆变器工作模式的切换是本领域技术人员根据其掌握的公知常识所能够设计的;当光伏逆变器在并网输出功率时采用最大功率点跟踪模式工作是本领域技术人员的常规设计;对于区别技术特征(3),其涉及调制模块及其具体的计算过程,在本领域中通过获取相关直流电压,三相电网中的三相电流和电压经过对应的差分和比例环节后进行相应的谐波补偿的计算得到PWM控制信号对各个IGBT进行控制以进行功率校正以实现谐波补偿属于本领域的常规设计方式。
对此,合议组认为:对于区别技术特征(2),对比文件2采用的技术方案是“根据光伏电站在不同时间段的无功损耗变化情况,切换光伏逆变器的无功补偿方式,以控制其在不同运行模式下的无功功率输出量从而满足光伏电站的无功补偿需求”,其解决的技术问题是“通过充分利用光伏逆变器的无功容量及其调节能力,从而在一定程度上替代甚至完全替代SVG等传统无功补偿装置,以降低了光伏电站的硬件投入成本”。而本申请采用的是“当直流电压Udc1大于第一阈值电压时,将变流器控制为在最大功率点跟踪MPPT模式下工作,当直流电压Udc1小于第二阈值电压时,将变流器控制为在先进静止无功发生器ASVG模式下工作”,即基于直流电压Udc1的大小来切换变流器的工作模式,从而解决现有技术中存在的“光伏变流器系统不能自适应地进行切入和切出”的技术问题。对比文件2采用的技术方案、解决的技术问题以及实现的技术效果均与本申请不同,因此对比文件2并未公开上述区别技术特征(2),并且也未给出采用上述相关特征的技术启示,同时区别技术特征(2)也不属于本领域的公知常识,而正是由于上述区别技术特征(2)的存在,使得本申请可以实现“通过光伏变流器系统的工作模式切换实现其自适应地进行切入和切出,同时降低系统的故障率”的有益技术效果。对于区别技术特征(3),对比文件1和2均未公开相关技术内容,并且均未给出任何采用上述相关特征的技术启示,同时区别技术特征(3)也不属于本领域的公知常识,且基于上述区别技术特征(3),本申请可以实现“驱动变流器系统以实现其自适应地进行切入和切出”的有益技术效果。
因此,合议组对于上述意见不予支持,本申请相对于目前的对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合具备创造性。
本复审请求审查决定仅针对驳回决定和前置审查意见中指出的缺陷进行评述,至于本申请是否存在不符合专利法及其实施细则的其他缺陷,留待原审查部门做进一步审查。
根据上述事实和理由,合议组依法作出以下审查决定。

三、决定
撤销国家知识产权局于2019年07月31日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在申请日2016年12月22日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-6以及2019年08月16日提交的权利要求第1-6项的基础上,对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。



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