包括发电装置的集群的电站的构造制造方法及图纸

本发明专利技术涉及包括发电装置的集群的电站的构造。具有充胀的反射器的形式的太阳能会聚器将光会聚到光电接收器上。多个会聚器被分组为共享控制电路以及支持结构的串联集群。各个会聚器通过对该串联连接被分路的电流进行控制的平衡控制器而保持在它们的最大功率点。来自集群的DC电流被传递适中的距离到达中央逆变器。使用空气间隔的双绞线对来使得传输线的电感最大化，从而增强升压型三相逆变器的性能。集群的输出保持与协同定位在中央位置的大规模交错阵列中的各个逆变器分离。升压变压器将逆变器电压转换为电网电压，并且小的变压器在接收器与接收器不平衡电流方面提供了隔离和升压，该接收器与接收器不平衡电流通常小于总电流的20％。

【技术实现步骤摘要】
包括发电装置的集群的电站的构造本申请是申请日为2010年5月19日、申请号为201080032669.9、专利技术名称为“包括发电装置的集群的电站的构造”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求享有2009年5月19日递交的美国临时申请No.61/179,606的优先权并通过引用将其全部结合在这里。本申请也涉及以下申请，其中每一者都通过引用结合在这里：2007年8月24日递交的美国专利申请No.11/844,888；2007年8月22日递交的美国专利申请No.11/843,531；2007年8月24日递交的美国专利申请No.11/844,877；2007年8月22日递交的美国专利申请No.11/843,549；2010年1月28日递交的美国专利申请No.61/299,124；以及2010年3月3日递交的美国专利申请No.61/310,228。
技术介绍
太阳能是丰富并且是可持续的。然而，使用太阳能给电网供电可能存在某些挑战。例如，光电池通常在由电池的特性和照明量决定的具体电压和电流下产生最大功率。离开该最大功率点，电池的转换效率下降。公用工程规模电站可以包括展开数个平方公里的、数以千计的这种电池。采用这种大尺寸构造，可能难以使得整个电站在峰值效率下工作。此外，来自光电池的输出通常被处理以产生交流电流，以输出到电力网。这可能难以管理这种大量的离散的PV电池。最后，太阳能电站必须在不理想条件的范围下工作。非理想条件的示例包括缺乏充足的阳光，并且可能在电力网上产生储运消耗。因此，本专利技术的实施例涉及用于能够在最大生产率或接近最大生产率下工作的光电电站的成本优化的构造。本专利技术的实施例可以在不利条件(诸如电网储运消耗或缺乏充足阳光)下继续发挥功能。
技术实现思路
一种电站系统构造，采用的技术减小了由其元件可能是非传统的功率系统所施加的平准化能量成本。在一个实施例中，具有充胀式的反射器形式的太阳能会聚器将光会聚到高集成度光电接收器上。多个这些会聚器被分组为共享控制电路以及支持结构的串联集群。各个会聚器通过对该串联连接被分路的电流进行控制的平衡控制器而保持在它们的最大功率点。来自集群的DC电流被传递适中的距离(例如，300-1000m)到达中央逆变器。使用空气间隔的双绞线对来使得传输线的电感最大化，从而增强升压型三相逆变器的性能。集群的输出保持与协同定位在中央位置的大规模交错阵列中的各个逆变器分立。升压变压器将逆变器电压转换为电网电压，并且小的变压器在接收器与接收器不平衡电流(通常小于总电流的20％)方面提供了隔离和升压。为了方便部署，这些大规模逆变器阵列可以在标准装运容器中预组装并且在机架安装件中测试。参照以下的文字和附图更加详细地描述本专利技术的这些和其他实施例，以及其他特征和一些潜在优点。附图说明图1A示出了根据本专利技术的实施例的平衡电路的布置，其支持N个接收器的集群。图1B示出了串联接收器的传统集群。图1C示出了在接收器的集群中处理功率不平衡的传统方法。图1D示出了其中最大功率点跟踪切换器被串联连接的传统集群。图1E示出了可以在各个接收器之间、在不需要彼此的直接连接或与功率总线的连接的情况下、双向通过电流的平衡器电路的可选布置。图2A示出了其中用于各个接收器的平衡器电路分立的平衡器电路布置。图2AA示出了用于双向功率流的双向隔离逆程转换器的简化示意图。图2AB示出了用于双向功率流的半桥双向转换器的简化示意图。图2AC示出了用于双向功率流的双向Cuk转换器的简化示意图。图2B示出了其中采用了单个多支线(tap)变压器的可选布置或平衡器电路。图2C示出了采用主动整流桥的平衡器电路。图2D示出了采用具有隔离连接绕组的变压器的平衡器电路。图2EA示出了单向隔离的逆程转换器的简化示意图。图2EB示出了单向双切换器正向隔离转换器的简化示意图。图2EC示出了双向隔离Cuk转换器电路的简化示意图。图3示出了根据本专利技术的电站布局的实施例的图。图3A示出了根据本专利技术的实施例的电站的简化图。图3AA-图3AE示出了根据本专利技术的实施例的集群电压的布置。图4A示出了一对DC传输线的图。图4B示出了由聚合物网保持的绝缘双绞线对的间隔的截面图。图4C示出了使得聚合物的使用最小化的绝缘双绞线对的可选截面的截面图。图5A示出了各个接收器衬底上的管芯的物理布局的实施例。图5B示出了接收器中的电路的示意图，其示出了为了改善非设计工况(off-design)的设计元素的分类。图6示出了集电器的这种集群。图7示出了平衡器的主/从布置的实施例的示意框图。图8示出了根据本专利技术的从平衡器的实施例的示意图。图9A示出了根据本专利技术的实施例的交错逆变器系统的示意图。图9B示出了经由电路提供的切换器同步链环的逆变器系统的实施例。图10A示出了根据本专利技术的实施例的从逆变器的实施例的示意图。图10B示出了从逆变器的实施例的图，其使用握手信号的链环以执行软切换、减压切换、低噪音切换或其他切换增强。图11A示出了与根据本专利技术的实施例的逆变器有关的UPS。图11B示出了用于减小来自故障切换器的次级损伤的点连接布置。图11C示出了用于减小由于将负的公共电压基本增加到三相工厂电压以上而导致的刺激损伤的可选电路。图12A示出了包括低侧驱动器模块和切换模块的低侧切换模块的示意电路图。图12B示出了高侧切换模块的实施例的示意电路图。图13A示出了切换模块的实施例。图13B示出了在盖被移除的状态下如图13A所示的切换模块。图13C示出了切换模块盖的基部侧的图。图14A示出了可以被布置在从逆变器壳体内的切换模块、低侧模块和高侧驱动器模块的组件的简化机械图。图14B示出了根据实施例的插入到从逆变器壳体内的低侧和高侧驱动器模块和切换模块的布置。图14C示出了从逆变器的实施例的简化内部组装。图15A示出了根据本专利技术的实施例的从逆变器的俯视图。图15B示出了根据本专利技术的实施例的从逆变器的后侧视图。图16A和图16B分别示出了与其主动冷却模块接合的从逆变器的实施例的等尺寸前视图和后视图。图17A-图17D示出了冷却模块的实施例的组件。图17E示出了与冷却模块和被冷却元件匹配的可选接口。图17F是图17F中示出的冷却板和被冷却板接口布置的放大图。图17G示出了在冷却板与被冷却元件之间的可选互锁接口。图18A和图18B示出了分隔板的冷却侧。图18C和图18D示出了在分隔板的热侧上的相同图案。图18E示出了被冷却的组件是如何相对于分割板中的喷嘴的图案实体地布置的。图19示出了组装到逆变器热交换器中的冷却模块的十乘十阵列。图20A-图20D示出了安装到一起的从逆变器、冷却系统、母板和背板的组装的实施例。图21示出了容纳图20A-图20D中示出的组件的、根据本专利技术的实施例的壳体结构的机械图。图22示出了布置在壳体中而没有安装前面板的、在图20A-图20D中示出的组件。图23A-图23E分别示出了在安装前面板的状态下逆变器组件2300的前俯视立体图、前视图、后立体图、后视图和侧视图。图24示出了容纳机动平移件以可编程地操作机械切换器的阵列的交错逆变器的实施例。图25示出了根据本专利技术的实施例的通信和控制网络的示意图。具体实施方式如这里使用的，“微处理器”指的是可以执行被编程功能的数字系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央逆变器，包括：多个单一逆变器，所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器被连接到多个发电元件中的至少一个发电元件；和中央逆变器输出端，所述中央逆变器输出端被连接到所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的输出端且被构造成组合所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的输出端。

【技术特征摘要】
2009.05.19 US 61/179,6061.一种中央逆变器，包括：壳体；多个单一逆变器，所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器被可移除地连接到所述壳体内的机架，所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器具有输入和输出，每个单一逆变器的所述输入用于提供与远离所述壳体设置的多个光电接收器中的至少一个光电接收器电连接，并且每个单一逆变器的所述输出用于提供交流输出；冷却设备，所述冷却设备具有冷却板，所述冷却板接触所述多个单一逆变器，所述冷却设备构造成通过将水的喷射流引导至所述冷却板来提供对所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的公共冷却；定时电路，所述定时电路电连接至所述多个单一逆变器，所述定时电路构造成提供所述多个单一逆变器之间的切换时机和同步；和中央输出端，所述中央输出端用于组合所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的交流输出。2.一种中央逆变器，包括：壳体；多个单一逆变器，所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器被可移除地连接到所述壳体内的机架，所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器具有输入和输出，每个单一逆变器的所述输入用于提供与远离所述壳体设置的多个光电接收器中的至少一个光电接收器电连接，并且每个单一逆变器的所述输出用于提供交流输出，其中所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器包括串联输入电感，以减小所述中央逆变器的输出纹波电流；冷却设备，所述冷却设备被构造成提供对所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的公共冷却；定时电路，所述定时电路电连接至所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器，所述定时电路构造成提供所述多个单一逆变器之间的切换时机和同步，使用链环握手信号协调所述切换时机；和中央输出端，所述中央输出端用于组合所述多个单一逆变器中的每个单一逆变器的交流输出。3.根据权利要求2所述的中央逆变器，其中，所述切换时机利用来自微控制器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾瑞克·布莱恩特·库明斯，
申请(专利权)人：最大输出可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US