分散型发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分散型发电系统，包括多个分散型发电单元（１１，１２；１３，１４）。为了能够最佳地控制这些发电单元同时保证系统高度安全，提出了一种系统，该系统还包括多个ＤＣ／ＤＣ转换器（３１、３２），每个ＤＣ／ＤＣ转换器连接到另一发电单元上，用于转换由该发电单元提供的电流。该提出的系统还包括ＤＣ总线（４０），ＤＣ／ＤＣ转换器将各转换的电流馈送给该ＤＣ总线。该提出的系统还包括从该ＤＣ总线获得电流的至少一个功率接收部件（２０），该功率接收部件与ＤＣ／ＤＣ转换器物理地分开。本发明专利技术还同样涉及相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括多个分散型发电单元的分散型发电系统。本专利技术还同样涉及一种操作这种分散型发电系统的方法。已知一种例如光电的(PV)发电厂形式的分散型发电系统。光电功率是用于可更新能量的最有前途的能源之一。在PV发电厂中，PV电池产生直流，从而在每个电池中产生小于1V的低直流电压。因此，通常将多个PV电池组装在PV模块中。根据实施的方式，这种PV模块可具有几十伏的输出电压，并提供10W到150W的功率。在一些应用中，例如，在用于将产生的电流馈送给到公用电源系统中的PV发电厂中，由PV模块提供的直流被逆变器进一步转换成交流，如附图说明图1所示。图1是常规PV发电厂的方框图。该发电厂包括几个PV模块11到12的第一串联连接和几个PV模块13到14的第二串联连接。一方面PV模块11到12的串联连接和另一方面PV模块13到14的串联连接彼此并联地设置在地和直流(DC)总线40之间。而且，逆变器20一方面连接到DC总线40上，另一方面连接到公用电源系统的线50上。在这种系统中，必须考虑各种控制任务。为了在最佳工作点操作PV模块11到14，有利地，采用所谓的MPP(最大功率点)跟踪。MPP跟踪选择逆变器20的输入电流，以便使PV电池具有它们的MPP。然而，这个MPP不是固定的而是变化的，例如，随着太阳辐射的强度、随着温度和随着PV电池的特性而变化。而且，在由PV电池提供给逆变器20的电功率被馈送给该系统之前，它必须由逆变器20修改成适合于公用电源系统中的当前电压、公用电源系统中的当前频率以及公用电源系统中的当前相位。而且辅助电路要兼顾运行的安全性，并且例如如果公用电源系统的电压出现故障则防止逆变器20的运行继续进行，以便防止PV发电厂的隔离运行。在常规PV发电厂中，采用单个装置来实现逆变器的输入点和逆变器电路本身的电压适配。图2是使用中心逆变器单元60的常规PV发电厂的方框图。PV发电厂包括多个PV模块11、12、13。每个PV模块11、12、13例如经由DC总线40连接到中心逆变器单元60的输入上。代替多个单一PV模块11、12、13，也采用多个串联连接的PV模块，如图1所示。在中心逆变器单元60中，PV模块11、12、13经由DC/DC转换器30连接到实际逆变器20。逆变器20的输出对应中心逆变器单元60的输出，而中心逆变器单元60的输出连接到公用电源系统的线50上。在这种中心逆变器单元60用在较大系统中的情况下，只能对于PV发电厂整体上实现MPP跟踪。因而，不可能灵活地对限制于单一或特定的PV模块11、12、13上的环境影响起作用，例如PV模块11、12、13的部分屏蔽。中心逆变器单元60存在的另一个问题是由于必须从PV模块11、12、13向中心逆变器单元60馈送的高电压和高直流造成的。在超过40V的电压的情况下，超过几安培的电流就不再能用简单的保险丝来分开。这意味着在日照的情况下，PV发电厂不能在直流侧关断。此外，PV模块11、12、13总是提供电压，只要给它们照明，它们就总是提供。就是说，如果它们不连接到负载，则它们仍然提供无负载电压。在组装和维修PV发电厂期间必须考虑这一点，以便避免事故和损伤。在公开的DE 199 19 766 A1中，已经有人提出对于PV模块的各串联连接，使用具有独立的DC/DC转换器的中心逆变器单元。这就允许对于每个串联连接可进行独立的电压适配和独立的MPP跟踪。然而，利用这个方案不能解决高直流和无负载电压的上述问题。在另一种常规PV发电厂中，采用几个逆变器单元，每个逆变器单元包括DC/DC转换器和逆变器。于是，每个逆变器单元与另一PV模块相关或另一PV模块的装配件相关。逆变器单元通常靠近相关的PV模块或PV模块的装配件而安装，以便避免长的直流路径。实际上，特别提供了一种特别的PV发电厂，其中每个PV模块设有其自己的逆变器单元，形成所谓的模块-逆变器。这种PV发电厂例如在公开的DE4032 569A1中有介绍。图3是使用模块-逆变器的常规PV发电厂的方框图。所述的PV发电厂包括第一模块-逆变器61，其中第一PV模决11经由第一DC/DC转换器31连接到第一逆变器21。逆变器21的输出进一步连接到公用电源系统的线50上。此外，该PV发电厂还包括多个另外的模块-逆变器62、62，它们利用与第一模块逆变器61相同的方式进行构成和设置，因此它们包括各自的PV模块12、13、各自的DC/DC转换器32、33和各自的逆变器22、23。这种PV发电厂的缺点是每个逆变器21、22、23必须独立地考虑将电流馈送到公用电源系统的需求。在有些情况下，甚至在每个模块-逆变器61、62、63中单独地实现网络故障和安全电路的监督。而且，如果必须从中心部位观察和/或控制分配的逆变器21、22、23的话，那么它们必须连接到独立的通信结构上。此外，当逆变器21、22、23中的控制算法引起彼此振荡时，它们可能变得不稳定。图3所示的PV发电厂的另一缺点是由于安装在屋顶上时由于环境应变导致逆变器21、22、23的可靠性不够。逆变器21、22、23需要存储高于公用电源系统上的电压的50Hz周期的能量的电解质电容器，这种电解质电容器对于温度变化是特别敏感的。必须注意的是，类似的问题也可能发生在其它类型的分散型发电系统中，其采用不同于PV模块或PV模块的装配件的其它分散型发电单元。此外，如果由分散型发电单元(如PV模块)产生的能量不能用于馈送到公用电源系统中，而是用于其它目的，则也可能发生类似的问题。本专利技术的目的是改进一种分散型发电系统。特别是，本专利技术的目的是能够对发电单元实现最佳控制，实现还能实现系统的高度安全性。另一方面，提出了一种分散型发电系统，包括多个分散型发电单元。所提出的系统还包括多个DC/DC转换器，每个DC/DC转换器连接到另一个发电单元上，用于转换由发电单元提供的电流。该提出的系统还包括DC总线，每个DC/DC转换器耦合到该DC总线上，用于将各自转换的电流馈送给DC总线。该提出的系统最后包括连接到DC总线的至少一个功率接收部件，用于从DC总线获得电流，该功率接收部件与DC/DC转换器在物理上相互分开。另一方面，提出一种操作分散型发电系统的方法，用于包括多个分散型发电单元、多个DC/DC转换器、DC总线和至少一个功率接收部件的系统，所述功率接收部件与DC/DC转换器在物理上分开。该提出的方法包括以下步骤通过多个发电单元产生电流；通过各自的DC/DC转换器转换由每个发电单元提供的电流；和将来自DC总线的电流提供给至少一个功率接收部件。本专利技术出自于以下思想多个DC/DC转换器彼此之间的功能和功率接收部件的功能可以分配给几个物理上相互分开的单元。与已知方案相反，本专利技术由此提出使分开的DC/DC转换器与多个发电单元的每个相关，并经由DC总线将由DC/DC转换器输出的转换电流提供给至少一个物理上分开的功率接收部件。本专利技术由此结合了已知系统的优点，同时避免了它们的缺点。与文献DE 199 19 766 A1的系统相比，本专利技术的优点在于由发电单元提供的高直流为了到达中心功率接收单元不必经过长路径地传输，因为可以立即通过与各个发电单元相关的DC/DC转换器转换高直流。此外，本专利技术实现了系统的特别简单的模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散型发电系统，所述系统包括：　　　　多个分散型发电单元；　　　　多个ＤＣ／ＤＣ转换器，每个ＤＣ／ＤＣ转换器连接到另一个所述发电单元上，用于转换由所述发电单元提供的电流；　　　　ＤＣ总线，每个所述ＤＣ／ＤＣ转换器都耦合到该ＤＣ总线，用于将各自转换的电流提供到所述ＤＣ总线；和　　　　连接到所述ＤＣ总线上的至少一个功率接收部件，用于从所述ＤＣ总线获得电流，该功率接收部件与所述ＤＣ／ＤＣ转换器在物理上相互分开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M温德特，P吕尔肯斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]