【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】领域本文所述的示例性实施方案涉及完全冗余光伏(PV)阵列或系统。背景除非本文中另外指示，本文所述的材料并不是本申请中的权利要求书的现有技术，并且并不承认因为包括在这个部分中而成为现有技术。在一些光伏PV太阳能阵列中，连续互连的太阳能模块被均流连接在一起以增加模块与模块间的电压，通常在北美限于600伏特直流电(VDC)而在欧洲限于1000VDC(480VDC和800VDC与所需安全边际)。此类太阳能阵列被描述为具有均流电路拓扑(stringtopology)。大量的这些模块均流电路常常并联连接至大型中心逆变器。触发了旁路二极管的单个电池或面板中的不平衡引起每一均流电路的峰值功率点的较大改变，从而要求对工厂中严格电池匹配的需要并要求在部署时非常均匀的照射、温度和其他条件。已引入了称为“微型逆变器”的比例缩小的逆变器，其中逆变器被直接附接至每一模块并且AC输出端被并联有线连接，从而提供容忍模块与模块间的变动的能力。也已引入了DC优化器以用于附接在模块处，以便允许面板之间的均流电路平衡的改善，从而减少面板之间固有失配损耗。存在许多的问题，这些问题在此类交流电拓扑(例如，使用微型逆变器和/或DC优化器的拓扑)中以及利用上文所述均流电路拓扑的情况下出现。所述问题至少包括此类拓扑的单点故障(single-point-of-failure)性质。例如，在均流电路拓扑中，均流电路中任何部件的故障造成立即故障并且需要现场服务来维...
【技术保护点】
一种光伏系统，包括：直流电(DC)总线；并联电耦接至所述DC总线的多个光伏模块，其中：所述光伏模块中的每一个包括一个或多个DC到DC功率转换电路；所述光伏模块中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模块检测到所述DC总线上的DC总线电压的值处于第一阈值与大于所述第一阈值的第二阈值之间而独立地控制所述对应一个或多个DC到DC功率转换电路的复合电阻抗以在最大峰值功率下操作；并且所述光伏模块中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模块检测到所述DC总线电压的所述值大于所述第二阈值而独立地从在最大峰值功率下的操作转变到恒定电压模式；和多个逆变器单元，所述逆变器单元具有并联电耦接至所述DC总线的DC输入端并且具有电耦接至交流电(AC)网的AC输出端，其中：所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定点具有与所述其他逆变器单元中的至少一些的DC电压设定点不同的值；所述逆变器单元中的每一个被配置来响应于所述对应逆变器单元检测到所述DC总线电压的所述值大于或等于所述对应逆变器单元的所述对应DC电压设定点而开始将所述DC总线上的DC功率独立地转换成输出至所述AC网的AC功率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.21 US 61/868,564;2013.10.14 US 61/890,776;1.一种光伏系统，包括：
直流电(DC)总线；
并联电耦接至所述DC总线的多个光伏模块，其中：
所述光伏模块中的每一个包括一个或多个DC到DC功率转换电路；
所述光伏模块中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模块检测到所
述DC总线上的DC总线电压的值处于第一阈值与大于所述第一阈值的第
二阈值之间而独立地控制所述对应一个或多个DC到DC功率转换电路的
复合电阻抗以在最大峰值功率下操作；并且
所述光伏模块中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模块检测到所
述DC总线电压的所述值大于所述第二阈值而独立地从在最大峰值功率下
的操作转变到恒定电压模式；和
多个逆变器单元，所述逆变器单元具有并联电耦接至所述DC总线的DC
输入端并且具有电耦接至交流电(AC)网的AC输出端，其中：
所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定
点具有与所述其他逆变器单元中的至少一些的DC电压设定点不同的值；
所述逆变器单元中的每一个被配置来响应于所述对应逆变器单元检测
到所述DC总线电压的所述值大于或等于所述对应逆变器单元的所述对应
DC电压设定点而开始将所述DC总线上的DC功率独立地转换成输出至所
述AC网的AC功率。
2.一种光伏系统，包括：
直流电(DC)总线；
并联电耦接至所述DC总线的多个光伏模块；和
多个逆变器单元，所述逆变器单元具有并联电耦接至所述DC总线的DC
输入端并且具有电耦接至交流电(AC)网的AC输出端。
3.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
所述光伏模块中的每一个包括一个或多个DC到DC功率转换电路，所述
DC到DC功率转换电路将调节的功率输出输送至所述DC总线；
所述DC总线包括两个连续伸长电导体，每一伸长电导体具有至少33平方
\t毫米(mm2)的横截面面积；并且
所述光伏模块中的每一个包括两个自分接总线连接器，所述自分接总线连
接器将所述光伏模块电耦接至所述DC总线，所述自分接总线连接器中的每一
个具有至少33mm2的横截面面积。
4.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
每一逆变器单元具有DC电压设定点；并且
每一逆变器单元被配置来响应于所述对应逆变器单元检测到所述DC总线
上的所述DC总线电压大于或等于所述对应DC电压设定点而从所述DC总线
汲取DC功率，全部都而无需考虑所述DC总线上的总DC功率或其他逆变器
单元是否从所述DC总线汲取DC功率。
5.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定点具
有与所述其他逆变器单元中的至少一些的DC电压设定点不同的值；并且
由所述逆变器单元中的每一个从DC功率到AC功率转换的功率量取决于
所述DC总线上的总DC功率和所有所述其他逆变器单元的DC电压设定点。
6.如权利要求2所述的光伏系统，其中
所述光伏模块中的至少一个包括一个或多个DC到DC功率转换电路；
所述光伏模块的所述至少一个中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模
块检测到所述DC总线上的DC总线电压的值处于第一阈值与大于所述第一阈
值的第二阈值之间而独立地控制所述对应一个或多个DC到DC功率转换电路
的复合电阻抗以在最大峰值功率下操作；并且
所述光伏模块的所述至少一个中的每一个被配置来响应于所述对应光伏模
块检测到所述DC总线电压的所述值大于所述第二阈值而独立地从在最大峰值
功率下的操作转变到恒定电压模式。
7.如权利要求6所述的光伏系统，其中：
所述光伏模块的DC容量大于所述逆变器单元的AC容量约两倍；并且
所述DC总线的大小小于所述DC容量并且不与所述DC容量匹配。
8.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
所述光伏系统被配置来在顺序操作周期期间操作，在所述顺序操作周期中
的每一个周期期间，所述光伏系统产生功率，并且在所述顺序操作周期之间，
所述光伏系统不产生功率；
所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定点在
操作周期与操作周期间有所变化，以使得对每一逆变器单元来说，所述对应DC
电压设定点在所述操作周期中的第一操作周期期间具有不同于在所述操作周期
中的第二后续操作周期期间的值；并且
在所述操作周期中的每一个周期期间，所述逆变器单元中的每一个的所述
DC电压设定点具有与所述其他逆变器单元的至少一些的DC电压设定点不同
的值。
9.如权利要求2所述的光伏系统，进一步包括耦接在所述逆变器单元与所
述DC总线之间的多个过电流保护装置，其中所述过电流保护装置中不同的一
个被耦接在所述DC总线与每一对应逆变器单元之间。
10.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
每一逆变器单元具有DC电压设定点；
所述光伏系统不包括协调或控制所述逆变器单元的操作的中央控制装置；
并且
能量从所述DC总线到所述AC网的流动可由所述逆变器单元中的每一个
独立地响应于所述DC总线的DC总线电压与所述对应DC电压设定点之间的
差异来控制。
11.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
每一逆变器单元具有DC电压设定点；并且
每一逆变器单元具有DC电压设定点对所述DC总线上功率的有限斜率，
以使得当所述DC总线上功率增加时，每一逆变器单元的所述对应DC电压设
定点增加。
12.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
所述光伏模块被配置来确定在启动时所述光伏系统可利用的电容和跨功率
范围的阻抗；并且
所述光伏模块被配置来调整所述DC总线上功率变化的最大速率，以便将
所述光伏模块的输出容量与所述逆变器单元的逆变器容量匹配。
13.如权利要求2所述的光伏系统，其中：
所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定点具
有与所述其他逆变器单元中的至少一些的DC电压设定点不同的值；并且
所述DC电压设定点的值跨所述逆变器单元非对称分布，以使得：
所述DC电压设定点的一个或多个第一值各自与所述逆变器单元中不
同的单一逆变器单元相关联；并且
各自高于所述一个或多个第一值的所述DC电压设定点的一个或多个
第二值各自与所述逆变器单元中两个或更多个的不同组相关联。
14.如权利要求2所述的光伏系统，进一步包括中央控制装置，所述中央
控制装置被通信耦接至所述逆变器单元并且被配置来协调和/或控制所述逆变
器单元的操作。
15.如权利要求14所述的光伏系统，其中：
每一逆变器单元被配置来响应于从所述中央控制装置接收的启用信号或禁
用信号而接通或断开；并且
所述中央控制装置与所述逆变器单元之间的通信是单向的，并且仅仅从所
述中央控制装置到所述逆变器单元，并且不包括从任何所述逆变器单元到所述
中央控制装置的以确认对从所述中央控制装置接收的所述启用信号或禁用信号
的响应的握手或其他通信。
16.如权利要求14所述的光伏系统，其中：
所述逆变器单元被分成群组，每一群组具有识别所述对应群组的不同群组
号；
每一逆变器单元具有唯一地识别对应群组内的所述逆变器单元的识别号，
每一逆变器单元的所述群组号和识别号集体地唯一识别所述光伏系统内的所述
对应逆变器单元；
所述中央控制装置进一步被配置来响应于确定出断开包括在一个或多个群
组中的对应于一个或多个群组号的所述逆变器单元将提高所述光伏系统的效率
而广播所述一个或多个群组号；
每一逆变器单元被配置来响应于接收到来自所述中央控制装置的广播而断
开，所述广播包括所述对应逆变器单元的所述群组号；并且
所述中央控制装置与所述逆变器单元之间的通信不包括从任何所述逆变器
单元到所述中央控制装置的用以确认对所述广播的响应的握手或其他通信。
17.如权利要求16所述的光伏系统，其中响应于接收到包括所述对应逆
变器单元的所述群组号的所述广播而断开的每一逆变器单元被配置来在经过预
先制定的持续时间之后并且在没有接收到来自所述中央控制装置的用以接通和
恢复操作的通信的情况下接通并恢复操作。
18.如权利要求14所述的光伏系统，其中：
能量存储装置被电耦接所述DC总线；
所述逆变器单元中的每一个具有DC电压设定点，所述DC电压设定点具
有的值小于所述能量存储装置的下电荷阈值；并且
所述逆变器单元中的每一个被配置来响应于来自所述中央控制装置的启用
信号和响应于所述能量存储装置的电压大于或等于所述对应逆变器单元的所述
对应DC电压设定点，通过所述DC总线将来自所述能量存储装置的功率输出
至所述AC网。
19.如权利要求14所述的光伏系统，其中以下至少一项：
所述AC网包括三相AC网；所述逆变器单元中一个或多个的第一组被电
耦接至所述AC网的第一相位；所述逆变器单元中一个或多个的第二组被电耦
接至所述AC网的第二相位；所述逆变器单元中一个或多个的第三组被电耦接
至所述AC网的第三相位；并且所述中央控制装置进一步被配置来选择性地启<...
【专利技术属性】
技术研发人员：达拉斯·W·迈耶，洛厄尔·J·伯格，乔尔·坎农，沙迪·格罗斯，兰斯·E·斯托维，
申请(专利权)人：腾克太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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