用于输出电力的系统和装置以及其配置方法制造方法及图纸

提供用于输出电力的系统、装置和方法，包括具有多个DC输入的至少一个AC优化器，每一DC输入与多个DC源中的相应一个连接，并且对每一相应DC源执行独立最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)以从每一DC源提取电力以供输出并且耦合到AC电网。在使用多个AC优化器时，在每一AC优化器具有多个DC输入的情况下，每一DC输入可连接到具有独立MPPT功能的PV模块。由于每一AC优化器能服务于多个PV模块，因此能实现显著成本节省和效率。视情况，在PV子模块层级上，所述多个DC输入中的每一个能用作PV子模块电池串的独立MPPT通道。

System and device for power output and its configuration method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于输出电力的系统和装置以及其配置方法相关申请的交叉参考本专利技术要求2017年11月13日递交的第62/585,263号美国临时专利申请和2017年12月1日递交的第15/829,846号美国专利申请的在先申请优先权，该两个在先申请的内容以全文引入的方式并入本文本中。
本公开涉及太阳能逆变器(solarinverter)、太阳能电力优化器和分布式光伏(photovoltaic，PV)系统以及其配置方法。
技术介绍
分布式PV系统可基于DC-DC电力优化器或DC-AC电力优化器。DC-AC电力优化器，或简称为AC优化器，对作为多个太阳能电池的封装连接组件的每一PV模块执行最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)，并且将DC电力转换为低电压AC电力。多个AC优化器的AC输出接着串联连接以匹配电网的AC电压，以便能够将电力输出到电网。图1所示的常规架构的示例示出多个PV模块1-1、1-2、……、1-N，每一PV模块连接到相应微型逆变器2-1、2-2、……、2-N的输入3-1、3-2、……、3-N，所述微型逆变器的相应输出4-1、4-2、……、4-N接着并联连接。在此类微型逆变器架构中，每一微型逆变器具有等同全电网电压的AC输出电压，并且因此需要高电压装置，这导致成本高而效率低。而且，每一微型逆变器具有高步升比，这导致效率变低。应注意，在整个说明书和图式中，编号“N”意指大于零的整数，用以说明任何数目个元件1到N都在本公开的范围内。同样，可能出现在说明书或所附权利要求书中的用来描述系统部件的数值术语，例如“第一”部件和“第二”部件，是为了理解清晰而用的非限制性描述性术语。图2中所说明的常规架构的另一示例示出多个PV模块1-1、1-2、……、1-N，每一PV模块连接到相应AC优化器模块级逆变器(ACoptimizer,module-levelinverter，MLAC)5-1、5-2、……、5-N的相应输入6-1、6-2、……、6-N，所述MLAC的对应输出7-1、7-2、……、7-N接着串联连接到系统控制器80，所述系统控制器连接到电网90的电压。在每一MLAC中，标准全桥逆变器50用于DC/AC电力转换。如可见，常规AC优化器技术对于每一PV模块都使用AC优化器，从而由于例如此类实施方案所需的部件和连接的数目而增加费用。
技术实现思路
本公开的说明性实施例至少解决以上问题和/或缺点，并且至少提供下文描述的优点。根据本公开的一个方面，提供一种系统，其包括：多个DC源；至少一个AC优化器，例如多输入AC优化器(multi-inputACoptimizer，MILVAC)，其具有多个DC输入和一个AC输出，所述DC输入中的每一个连接到所述多个DC源中的相应一个，每一DC输入对连接到所述DC输入的相应DC源中的每一个执行独立最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)，并且在所述AC输出处输出AC电压；以及系统控制器，其从所述至少一个AC优化器接收输入并且控制到AC电网的AC输出。视情况，在本公开的任一方面中：多个AC优化器，各自包括多个DC输入和一个AC输出，每一AC优化器的每一DC输入连接到所述多个DC源中的相应一个，并且对连接到其DC输入的相应DC源中的每一个执行独立MPPT以从所述DC源中的每一个提取电力并且在每一AC优化器的所述AC输出处输出AC电压。所述多个AC优化器的所述AC输出串联连接，所述系统控制器接收串联连接的AC输出。视情况，在本公开的任一方面中，所述多个DC源中的至少一个包括PV模块和/或PV子模块电池串。根据本公开的另一方面，提供一种方法，其包括：将多个DC源连接到两个或更多个AC优化器，所述AC优化器中的每一个具有多个DC输入和一个AC输出，所述DC输入中的每一个连接到所述多个DC源中的相应一个；对连接到所述DC输入的相应DC源中的每一个执行独立MPPT，以从所述DC源中的每一个提取电力；以及将来自串联连接的所述两个或更多个AC优化器的优化AC电力耦合到AC电网。根据本公开的又一方面，提供一种装置，其包括：多个DC输入，所述DC输入中的每一个连接到多个DC源中的一个DC源；电路，其对连接到所述DC输入的所述DC源中的每一个执行独立MPPT以从所述DC源中的每一个提取电力并且在其AC电压输出处生成AC电压，执行独立MPPT的所述电路包括：第一DC/DC转换器，其具有第一DC/DC输入和第一DC/DC输出，所述DC输入中的至少一个与所述第一DC/DC输入耦合；第二DC/DC转换器，其具有第二DC/DC输入和第二DC/DC输出，所述DC输入中的至少另一个与所述第二DC/DC输入耦合；以及逆变器，其具有耦合到串联连接的所述第一DC/DC输出和所述第二DC/DC输出的逆变器输入和连接到所述AC输出的逆变器输出。视情况，在先前任一方面中，执行独立MPPT的电路包括滤波器，所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器为步降DC转DC转换器，其输出串联连接以在耦合到所述逆变器输入之前共享所述滤波器。视情况，在先前任一方面中，执行独立MPPT的电路包括多个逆变器，每一逆变器具有逆变器输入和逆变器输出，每一DC输入与相应逆变器输入耦合，所述多个逆变器级联，后跟着滤波器，之后连接到所述AC输出。视情况，在先前方面中，执行独立MPPT的电路包括在每一逆变器的输入与其DC输入之间的DC/DC转换器。附图说明根据对其说明性实施例的以下详细描述，在结合附图查阅时，本公开的以上和其它示范性特征、方面和优点将变得更为明显，图中：图1说明常规微型逆变器架构的示例。图2说明常规AC优化器架构的示例。图3说明根据本公开的说明性实施例的多输入AC优化器(multi-inputACoptimizer，MILVAC)架构的示例。图4A说明根据本公开的说明性实施例的具有多个PV模块输入的AC优化器(MILVAC)架构应用的示例。图4B说明根据本公开的说明性实施例的具有多个PV子模块电池串输入的AC优化器(MILVAC)架构应用的示例。图5A说明根据本公开的说明性实施例的AC优化器(MILVAC)内部配置的示例。图5B说明根据本公开的说明性实施例的AC优化器(MILVAC)内部配置的示例。图6A说明根据本公开的说明性实施例的DC/DC转换器拓扑的示例。图6B说明根据本公开的说明性实施例的DC/DC转换器拓扑的示例。图6C说明根据本公开的说明性实施例的DC/DC转换器拓扑的示例。图7A说明根据本公开的说明性实施例的逆变器拓扑的示例。图7B说明根据本公开的说明性实施例的逆变器拓扑的示例。图8说明根据本公开的说明性实施例的AC优化器(MILVAC)内部配置的示例。图9说明根据本公开的说明性实施例的AC优化器(MILVAC)内部配置的示例。图10说明根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式DC转AC系统，其特征在于，包括：/n多个DC源；/n至少一个AC优化器，其包括多个DC输入和一个AC输出，所述DC输入中的每一个连接到所述多个DC源中的相应一个，每一DC输入对连接到所述DC输入的相应DC源中的每一个执行独立最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)；以及/n系统控制器，其从所述至少一个AC优化器接收输入并且控制到AC电网的AC输出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 US 62/585,263;20171201 US 15/829,8461.一种分布式DC转AC系统，其特征在于，包括：
多个DC源；
至少一个AC优化器，其包括多个DC输入和一个AC输出，所述DC输入中的每一个连接到所述多个DC源中的相应一个，每一DC输入对连接到所述DC输入的相应DC源中的每一个执行独立最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)；以及
系统控制器，其从所述至少一个AC优化器接收输入并且控制到AC电网的AC输出。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于
所述多个DC源包括多个第一DC源和多个第二DC源，并且
所述至少一个AC优化器的所述DC输入中的每一个连接到所述多个第一DC源中的相应一个，对连接到所述第一DC输入的相应第一DC源中的每一个执行所述独立最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)以从所述第一DC源中的每一个提取电力，
所述系统还包括
第二AC优化器，其包括多个第二DC输入和一个第二AC输出，所述第二DC输入中的每一个连接到所述多个第二DC源中的相应一个，并且对连接到所述第二DC输入的相应第二DC源中的每一个执行独立最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)以从所述第二DC源中的每一个提取电力并且在所述第二AC输出处输出第二AC电压。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一AC输出与所述第二AC输出串联连接，所述系统控制器接收所述串联连接的AC输出。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述多个DC源中的至少一个包括PV模块。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述多个DC源中的至少一个包括PV子模块电池串。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个AC优化器还包括：
第一DC/DC转换器，其包括第一DC/DC输入和第一DC/DC输出，所述至少一个AC优化器的所述DC输入中的至少一个与所述第一DC/DC输入耦合；
第二DC/DC转换器，其包括第二DC/DC输入和第二DC/DC输出，所述至少一个AC优化器的所述DC输入中的至少另一个与所述第二DC/DC输入耦合；以及
逆变器，其包括耦合到所述第一DC/DC输出和所述第二DC/DC输出的逆变器输入以及连接到所述至少一个AC优化器的所述AC输出的逆变器输出。


7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一DC/DC输出与所述第二DC/DC输出串联连接，之后耦合到所述逆变器输入。


8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一DC/DC输出与所述第二DC/DC输出并联连接，之后耦合到所述逆变器输入。


9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于
所述至少一个AC优化器还包括滤波器，
所述第一DC/DC转换器是第一步降DC转DC转换器，
所述第二DC/DC转换器是第二步降DC转DC转换器，并且
所述第一DC/DC输出与所述第二DC/DC输出在耦合到所述逆变器输入之前串联连接以共享所述滤波器。


10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个AC优化器还包括：
第一逆变器，其包括第一逆变器输入和第一逆变器输出，所述至少一个AC优化器的至少一个所述DC输入与所述第一逆变器输入耦合；
第二逆变器，其包括第二逆变器输入和第二逆变器输出，所述至少一个AC优化器的所述DC输入中的至少另一个与所述第二逆变器输入耦合；以及
滤波器，
所述第一逆变器与所述第二逆变器级联，后跟着所述滤波器，之后连接到所述至少一个AC优化器的所述输出。...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛小林，戴和平，傅电波，朱辉斌，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44