旁路电路和在电力系统中旁通电力模块的方法技术方案

一种在电力系统中使用旁路电路旁通非操作电力模块的方法和设备

【技术实现步骤摘要】
旁路电路和在电力系统中旁通电力模块的方法
[0001]本申请是申请日为
2018
年3月6日
、
申请号为
201810181647.7
的专利技术专利申请“旁路电路和在电力系统中旁通电力模块的方法”的分案申请
。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求
2017
年3月
29
日提交的题为“旁路电路”的美国临时申请序列第
62/478,366
号的优先权，并且本申请还要求
2017
年8月
18
日提交的题为“光伏模块的旁路”的美国临时申请序列第
62/547,221
号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中
。

技术介绍

[0004]电力系统可具有耦合到电力装置的多个电力发电机
。
电力系统可被配置成控制从电力发电机收集和获取的电力，并且在一些实施例中，旁通一个或多个电力发电机和
/
或电力装置
。
在一些情形下，电力系统可通过旁通一个或多个电力装置而更高效地操作
。
在一些情形下，一个或多个电力装置可潜在地经历不安全状况，如过加热或过电压
。
安全调节可需要断连或旁通系统的不安全部分
。
安全调节可需要降低电力系统或电力装置的电压或热量或疏远和
/
或电分离高压点与系统电力装置
。
降低电压或疏远和
/<br/>或分离高压点与系统电力装置的一种方式可为旁通电力装置
。
[0005]另外，旁路电路，如旁路二极管或续流二极管，可跨互耦电源如光伏
(PV)
面板
、
电池组或发电机的输出端并联布线，以在电源由于未能在其输出端上提供电力而有故障的情况下提供围绕所述互耦电源的输出端的电流路径
。
举例来说，对于互耦
PV
面板使用旁路电路，可允许耦合
PV
电池
、PV
面板的串联串和
/
或串联连接的电力装置输出端的串联串继续以降低的电压向负载供电而非完全无电，因为使用旁路电路可允许在有故障的
PV
面板输出端和
/
或电力装置的输出端周围的持续电流汲取
。
某些旁路电路可带来显著损耗
(
例如，由于跨传导旁路电路的相当大的电压降
)。
需要可允许旁通电源和
/
或其它电路元件而不带来显著损耗的高效旁路电路
。

技术实现思路

[0006]以下概述是仅出于说明性目的对本专利技术概念中的一些概念的简短概述，而并不旨在限制或约束本专利技术和详细描述中的实例
。
本领域技术人员根据详细描述将认识到其它新颖的组合和特征
。
[0007]本文所公开的说明性实施例可关于电力系统中的电源并且可考虑各种电源组的互连
。
每组电源可含有不同类型的来源于可再生能源
(
如从阳光
、
风或波浪电力提供的
)
和不可再生能源
(
如用于驱动例如涡轮或发电机的燃料
)
两者的电力
。
一些说明性实施例可考虑
DC
源经由多个电力模块连接到负载
。
[0008]本文所公开的说明性实施例可包括用于向负载和
/
或存储装置供电的电力系统
。
电力系统可包括直流
(DC)
电源组的各种互连，所述直流电源组还可以例如各种串联
、
并联
、
串联并联和并联串联组合连接
。
[0009]更具体地说，本文所公开的说明性实施例包括例如可用于电力模块输出端的串联连接中的电力模块输出端上或电源输出端的串联连接中的电源输出端上或其组合中的旁路电路
。
举例来说，电力模块输入端可分别耦合到多个直流
AC
或
DC
电源
。
串联连接可跨负载耦合
。
使用根据说明性实施例的旁路电路可允许电源和
/
或电力模块输出端的串联串持续以降低的电压而不是完全无电地向负载有效供电，因为使用旁路电路可允许在有故障的电源和
/
或电力模块输出端的输出端周围进行持续电流汲取
。
[0010]本文所公开的旁路电路的可能特征可包括连续旁路操作以提供串联耦合的电力模块输出端和
/
或电源输出端的潜在旁路
。
在一些实施例中，在相关联的
DC
电源的低水平电力产生期间，旁路电路可提供旁路路径
。
在一些实施例中，当与其它电力模块输出端相比，在电力模块中的至少一个的输出端上可能正产生低电力时，旁路电路可提供旁路路径
。
在一些实施例中，旁路电路可利用开关，并且与使用其它无源或有源旁路装置相比，对于通过电力模块和
/
或电源的串联连接的高和低电流两者均可具有低电力损耗
。
说明性旁路电路可包括可调适成向开关提供或增大偏置电压的附加电路系统
。
偏置电压可使得能够以低于通常由电力模块和
/
或电源输出端的串联连接为开关提供的最小操作参数操作开关
。
[0011]在一些实施例中，提供具有开关的旁路电路，所述开关可跨电路的第一输入端和电源的输出端以操作方式耦合
。
可提供包括耦合到电路的第一输出端的第二输入端的反馈电路，并且包括第三输入端的耦合电路可耦合到反馈电路的第二输出端
。
耦合电路可包括跨开关以操作方式附接的第三输出端
。
耦合电路可包括调适成增大来自第二输出端的第三输出端上的电压的变压器
。
电压使得能够以低于开关的最小操作参数操作开关
。
开关可响应于电路的第一输出端的电压和电源的电压，跨第三输出端连续地偏置
。
[0012]电路可为：考毕兹
(Colpitts)
振荡器电路
、
哈脱莱
(Hartley)
振荡器电路
、
张驰振荡器电路
、
阿姆斯特朗
(Armstrong)
振荡器电路
、
克莱普
(Clapp)
振荡器电路
、
考毕兹
(Colpitts)
振荡器电路
、
交叉耦合的振荡器电路
、
迈斯纳
(Meissner)
振荡器电路
、
光电振荡器电路
、
皮尔斯
(Pierce)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种旁路电路，包含：第一电路，所述第一电路包含振荡器；第一开关，所述第一开关以操作方式跨所述第一电路的输入端耦合且跨电源的输出端耦合；二极管，所述二极管被并联连接到所述第一开关；耦合单元，所述耦合单元包含反馈路径和第二开关；以及耦合电路，所述耦合电路包含：耦合电路输出端，其以操作方式耦合到所述第一开关的栅极端子，耦合电路输入端，其经由所述耦合单元耦合到所述第一电路的输出端，和变压器，其适于增加从所述第一电路的所述输入端到所述第一电路的所述输出端的电压，其中，所述耦合单元被连接到所述第一电路和所述耦合电路，其中，所述第二开关被配置成将所述第一电路与所述耦合电路分开，其中，基于所述二极管被正向偏置：所述第一电路被配置成将振荡输出到所述耦合电路，和所述耦合电路被配置成沿着所述反馈路径提供反馈以使所述第一开关导通，从而使：所述第一开关提供跨所述电源和跨所述二极管的电旁路，并且所述第一开关与所述二极管相比具有低电力损耗，以及其中，所述第一开关的所述输出端上的所述电压使得能够以低于所述第一开关的最小操作参数操作所述第一开关
。2.
根据权利要求1所述的旁路电路，其中，所述第二开关以操作方式连接在所述耦合电路的第二耦合电路输出端与所述第一开关的第二输入端之间，其中，所述第二开关被配置成阻断泄漏电流通过所述第一开关并且阻断来自所述第一电路的跨所述第一开关的反向电压
。3.
根据权利要求1所述的旁路电路，其中，所述第一开关跨所述第一电路的所述输入端被连续地偏置以选择性接通或断开，以由此响应于所述电源的电压跨所述第一电路的所述输入端提供所述电旁路
。4.
一种电力装置，包含：电力转换器，所述电力转换器包含输入端子和输出端子，其中所述电力转换器被配置成经由所述输入端子从电力发电机接收电力并且经由所述输出端子转换待输出的所述电力；控制器，所述控制器被配置成监测在所述电力转换器的所述输入端子或所述输出端子处的一个或多个参数；以及旁路电路，所述旁路电路耦合到所述电力转换器的所述输出端子，所述旁路电路包含：第一电路，所述第一电路包含振荡器；第一开关，所述第一开关以操作方式跨所述第一电路的输入端耦合且跨电源的输出端耦合；二极管，所述二极管被并联连接到所述第一开关；耦合单元，所述耦合单元包含反馈路径和第二开关；以及
耦合电路，所述耦合电路包含：耦合电路输出端，其以操作方式耦合到所述第一开关的栅极端子，耦合电路输入端，其经由所述耦合单元耦合到所述第一电路的输出端，和变压器，其适于增加从所述第一电路的所述输入端到所述第一电路的所述输出端的电压，其中，所述耦合单元被连接到所述第一电路和所述耦合电路，其中，所述第二开关被配置成将所述第一电路与所述耦合电路分开，其中，所述控制器被配置成基于所述一个或多个参数来激活所述旁路电路以：基于所述二极管被正向偏置，将来自所述第一电路的振荡输出到所述耦合电路，并且沿所述反馈路径提供来自所述耦合电路的反馈以使所述第一开关导通，从而使：所述第一开关提供跨所述电源和跨所述二极管的电旁路，并且所述第一开关与所述二极管相比具有低电力损耗，以及其中，所述第一开关的所述输出端上的所述电压使得能够以低于所述第一开关的最小操作参数操作所述第一开关
。5.
根据权利要求4所述的电力装置，其中，所述电力装置被配置成将直流
(DC)
电转换成交流
(AC)
电
。6.
根据权利要求4所述的电力装置，其中，所述控制器被配置成基于指示故障状况
、
欠生产状况
、
或潜在不安全状况中的一种或多种的参数，激活所述旁路电路
。7.
根据权利要求4所述的电力装置，进一步包含：至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成感测所述电力转换器的操作状况并且向所述控制器提供对感测的操作状况的指示，其中所述控制器被进一步配置成基于所述感测的操作状况指示异常操作状况，将至少一个信号输出到所述旁路电路
。8.
根据权利要求4所述的电力装置，进一步包含辅助电力电路，所述辅助电力电路被配置成向所述旁路电路提供电力
。9.
根据权利要求4所述的电力装置，其中，所述旁路电路经由在所述电力转换器的所述输出端上的电压和电流被供电
。10.
一种方法，包含：接收信号；基于所述信号，确定启用用于电力装置的旁路电路；基于所述旁路电路被启用，允许规律的电流流过所述旁路电路同时在所述旁路电路上具有低压降，从而导致所述电力装置的低损耗和旁路；通过辅助电力电路汲取电力，其中，汲取的电力被配置成为所述旁路电路供电；以及使用所述汲取的电力，激活所述旁路电路，其中，所述允许规律的电流包含：通过所述旁路电路的耦合电路在所述旁路电路的所述耦合电路与所述旁路电路的第一电路之间沿着反馈路径提供反馈，以使跨所述第一电路的输入端和所述电力装置的输出端耦合的开关导通，其中，所述方法进一步包含使用所述耦合电路的变压器增加从所述第一电路的所述输入端到所述第一电路的输出端的电压，并且
其中，所述电压使得能够以低于所述开关的最小操作参数操作所述开关
。11.
根据权利要求
10
所述的方法，其中，所述激活所述旁路电路包含接通所述开关
。12.
根据权利要求
10
所述的方法，其中，所述开关包含金属氧化物半导体场效应晶体管
(MOSFET)。13.
根据权利要求
10
所述的方法，其中，所述汲取所述电力包含将所述辅助电力电路连接到所述旁路电路的输出端
。14.
根据权利要求
10
所述的方法，其中，所述汲取所述电力包含将所述辅助电力电路连接到所述电力装置的输入端，并且其中，所述电力装置容纳所述旁路电路
。15.
一种设备，包含：输入端子，所述输入端子被布置成连接到光伏电源的输出端子；多个输出端子，所述多个输出端子包含第一输出端子和第二输出端子；第一开关，所述第一开关被布置成连接到所述设备的所述输入端子；第二开关，所述第二开关被布置成连接到所述设备的所述第一输出端子；第三开关，所述第三开关被布置成连接到所述设备的所述第一输出端子；控制电路，所述控制电路被配置成控制所述第一开关
、
所述第二开关和所述第三开关；以及通信单元，所述通信单元被配置成接收一个或多个电力线通信
PLC
信号，其中，所述控制电路进一步被配置成：基于所述通信单元接收所述一个或多个
PLC
信号，控制所述第一开关和所述第二开关导通以在所述光伏电源的所述输出端子与所述设备的第一输出端子之间创建电流路径，并且控制所述第三开关断开且不旁路所述光伏电源的所述输出端子，并且其中，所述控制电路进一步被配置成：基于所述通信单元未接收所述一个或多个
PLC
信号，控制所述第一开关和所述第二开关断开以阻断来自所述光伏电源的所述输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：