用于操作功率转换器的系统、方法和设备技术方案

本发明专利技术的实施例可提供用于操作功率转换器的系统、方法和设备。根据一个实施例，可提供一种用于操作功率转换器(115)的系统(100)。该系统可包括直流（DC）电源(105)，其输出端电耦合到功率转换器的输入端。该系统还可包括可进行操作以便通过功率转换器(115)修正DC电源(105)的性能的控制器(125)。作为此修正的一部分，控制器(125)可确定负载中是否存在低电压穿越（LVRT）事件，并可在发生LVRT事件时调整DC电源(105)。以此方式，本发明专利技术的实施例可提供在发生LVRT时无需与负载电隔离的稳定的DC功率源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率转换，更具体地说，涉及用于操作功率转换器的系统、方法和设备。
技术介绍
诸如燃料电池或光伏电池的直流（DC）电源通常在高电流产生低电压。尽管这些DC电源提供了功率源，但其功率可能是不一致的，它会随本地操作状况而改变。由于许多功率应用需要相对稳定的交流（AC）功率源来进行操作，所以功率转换系统已适于修正从DC电源提供的功率。尽管功率转换系统已适于调节来自DC电源的功率，但是功率转换系统尚不适于根据功率需求的不稳定性修正DC电源，尤其当功率需求在短时期内变化相当大时更是如此。例如，当在公用电网（utilitypowergrid）中发生故障状况时，功率转换系统的输出端的线路电压会显著下降，系统的所需功率也将随之下降。这些时期有时称为低电压穿越（LVRT）事件，在这些时期期间，常规的功率转换系统适于与电网断开。一旦LVRT事件过去，常规功率转换系统便可重新连接。由于在这些LVRT事件期间功率源反复地进出公用电网，所以常规功率转换系统的连续断开和重新连接会导致相对的不稳定性。当功率源进出线路时，电网上可用的功率源会波动，从而造成频率摆动、或甚至大的系统范围的不稳定性。当足够广泛时，会对大区域造成功率中断，从而影响较大数量的用电户。因此，需要可承受LVRT事件而无需从公用电网或其它负载断开的功率转换系统。需要用于操作功率转换器的系统、方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例可解决上述一些或所有需要。本专利技术的某些实施例涉及用于操作配电系统中的功率转换器的系统、方法和设备。根据一个实施例，可提供一种用于操作功率转换器的方法。该方法可包括利用功率转换器在第一操作点操作直流（DC）电源。该方法可包括结合负载至少部分地基于与配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越（LVRT）事件。该方法可包括在存在LVRT事件时将DC电源调整至第二操作点。根据本专利技术的另一实施例，可提供一种用于操作功率转换器的系统。该系统可包括DC电源，其输出端电耦合到功率转换器的输入端。该系统还可包括用于通过功率转换器操作DC电源的控制器。该控制器可至少部分地基于与配电系统相关联的电压确定是否存在LVRT事件，并可在发生LVRT事件时调整DC电源。根据本专利技术的又一实施例，可提供一种用于操作配电系统中的功率转换器的设备。该设备可包括用于在第一操作点操作DC电源的至少一个控制器。该控制器可基于与配电系统相关联的电压确定是否存在LVRT事件。响应LVRT事件，控制器可将DC电源调整至第二操作点。通过结合附图阅读以下描述，本专利技术的其它实施例和方面将变得显而易见。附图说明在这样概括地描述了本专利技术之后，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：图1示出根据本专利技术一个实施例用于操作配电系统中的功率转换器的系统。图2示出显示根据本专利技术一个实施例的直流（DC）电源的示范性最大功率点的图表。图3示出显示根据本专利技术一个实施例的DC电源的示范性的减小的功率操作点的图表。图4示出根据本专利技术一个实施例用于操作配电系统中的功率转换器的示范性方法。图5示出根据本专利技术另一实施例用于操作配电系统中的功率转换器的示范性方法。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，附图中示出本专利技术的示范实施例。但是，本专利技术能以许多不同的形式实施，而不应解释为限于本文阐述的示范实施例；而是，提供这些实施例以便本公开向本领域技术人员传达本专利技术的范围。全文中，类似数字表示类似元件。图1示出用于操作配电系统中的功率转换器的示范性系统100。示范性系统100可包括直流（DC）电源，例如光伏电池、燃料电池、这些电池的阵列、蓄电池等。在该示范性实施例中，光伏阵列105可经由光伏效应提供DC功率源。由于由任何单独电池产生的DC功率相对较低，所以可将光伏电池链接在一起以形成阵列，从而可以组合来自单独光伏电池的功率。尽管就此而言光伏电池和燃料电池可利用(tapinto)几乎无穷尽的能量源，但这些DC电源还是具有缺点。一个缺点是，这些电池的DC功率输出会受到诸如电池的温度和状况的本地状况的影响，从而使它们的功率输出可变。第二个缺点是，光伏电池和燃料电池提供的是DC功率源，而大多数电功率负载需要交流（AC）型功率，这意味着DC电源不可直接连接到公用电网110以用于一般的功率用途。它们的可变功率输出和它们的功率输出是DC型功率的事实两者结合意味着，为了将像光伏阵列105那样的DC电源或像燃料电池那样的其它DC电源结合到如图1所示的公用电网110中，必须调节它们的DC功率输出并将其转换为AC功率。在系统100中，可通过将光伏阵列105电耦合到DC-DC转换器115和DC-AC逆变器120来执行这些操作。DC-DC转换器115和DC-AC逆变器120的组合（或统称为设备）可将来自光伏阵列105的电能转换为相对稳定且可靠的AC电源。更具体地说，DC-DC转换器115可电耦合到光伏阵列105，并可调节从这些源提供的DC功率以使DC功率更加一致。在一个实施例中，DC-DC转换器115可包括利用开关型(switchingtype)调节器，该开关型调节器可利用脉宽调制控制的形式在某个电平调节DC电压。在另一实施例中，DC-DC转换器115可包括功率转换器或升压转换器，它可进行操作以将由光伏阵列105提供的DC功率从第一电压提升至第二电压。由于DC-DC转换器115提供相对稳定的DC功率而不是AC功率，所以逆变器可将经过调节的DC功率转换为AC功率，并可包含在系统100中。在系统100中，DC-AC逆变器120可将由DC-DC转换器115产生的相对稳定的DC功率转换为AC功率，例如可向公用电网110提供功率的60Hz正弦波电流波形。如上所示，由诸如光伏阵列105的DC电源产生的电压、电流和功率可根据周围状况而改变。DC电源的电响应也可取决于电耦合到DC电源的负载的电阻抗。这种变化性在图2中示出，其中对于光伏阵列105示出示范性图表200和250。图表200示出在特定辐射率和操作温度的光伏阵列105的示范性电流-电压（I-V）曲线。图表250示出对应的电流-功率（I-P）曲线。如205所示，当电路中没有电阻时，即，当负载包含零阻抗时，光伏阵列105产生其最大电流。在205，由光伏阵列105提供的电压为零，在255，光伏阵列105的DC功率输出也为零。反之，如210所示，当电路中存在无穷大的电阻时，即，当负载包含非常大的阻抗时，小的光伏阵列105产生其最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作配电系统中的功率转换器的方法，所述方法包括：经由所述功率转换器并且至少部分地由最大功率点跟踪而在第一操作点操作至少一个DC电源；至少部分地基于与所述配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件；以及当存在低电压穿越事件时，经由所述功率转换器将所述至少一个DC电源调整至第二操作点，并且在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作所述至少一个DC电源。

【技术特征摘要】
2009.07.20 US 12/5058771.一种用于操作配电系统中的功率转换器的方法，所述方法包括：
经由所述功率转换器并且至少部分地由最大功率点跟踪而在第一操作点操作至少一
个DC电源；
至少部分地基于与所述配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件；以及
当存在低电压穿越事件时，经由所述功率转换器将所述至少一个DC电源调整至第二操
作点，并且在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作所述至少一个DC电源。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个DC电源包括以下中的至少一个：光伏电
池，燃料电池，或蓄电池。
3.如权利要求1所述的方法，其中在第一操作点操作所述至少一个DC电源包括在与所
述至少一个DC电源有关的最大功率点操作所述至少一个DC电源。
4.如权利要求3所述的方法，其中在与所述至少一个DC电源有关的最大功率点操作所
述至少一个DC电源包括调整所述功率转换器的至少一个工作周期以便在所述最大功率点
操作所述至少一个DC电源。
5.如权利要求1所述的方法，其中当存在低电压穿越事件时将所述至少一个DC电源调
整至第二操作点包括至少部分地基于与所述配电系统的输出相关联的电压将所述至少一
个DC电源调整至减小的功率操作点。
6.如权利要求5所述的方法，其中将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点包
括调整所述功率转换器的至少一个工作周期以便在所述减小的功率操作点操作所述至少
一个DC电源。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述配电系统包括至少一个DC-AC逆变器，其输入端
电耦合到所述功率转换器的输出端，并且其中所述配电系统的输出包括所述至少一个DC-
AC逆变器的输出。
8.如权利要求7所述的方法，其中当存在低电压穿越事件时将所述至少一个DC电源调
整至第二操作点包括至少部分地基于与所述至少一个DC-AC逆变器相关联的电压将所述至
少一个DC电源调整至减小的功率操作点。
9.如权利要求8所述的方法，其中将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点包
括调整所述功率转换器的至少一个工作周期。
10.一种用于操作配电系统中的功率转换器的系统，所述系统包括：
至少一个DC电源，其输出端电耦合到所述功率转换器的输入端；以及
至少一个控制器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：RG沃戈纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US