混合型风－太阳变换器制造技术

本发明专利技术涉及混合型风－太阳变换器。本发明专利技术的某些实施例可包括用于提供混合型风－太阳变换器的系统和方法。根据本发明专利技术的示例性实施例，提供用于将功率（１０８）（１１０）从替代功率源（１０２）（１０４）引导至电网（１２２）的方法。该方法可包括从多个功率源（１０２）（１０４）接收至少两个输入ＤＣ功率信号（１０８）（１１０）；从电网（１２２）接收一个或多个控制信号（１２６）；至少部分地基于一个或多个控制信号（１２６）来将输入ＤＣ功率信号（１０８）（１１０）中的至少一些引导至输出ＤＣ功率信号（１１６）；以及将输出ＤＣ功率信号（１１６）转变成输出ＡＣ功率信号（１１９）以经由电网（１２２）传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及功率转换，并且更具体地涉及用于混合型风-太阳功率源的功率 转换。
技术介绍
已知可使用光电阵列(也称为太阳能电池板)和风力涡轮分别从诸如日光和风的 可再生能源中获取电功率。还已知光电阵列在夜间停止产生功率，并且当覆盖云层干扰或 阻挡日光时能量产生会显著减少。另一方面，风力涡轮只要风吹动就可持续产生功率，并且 因此可与光电阵列组合使用来增加和/或稳定替代能量发电设备的功率输出，尤其在夜间 和在阴天期间。除了极少数情况之外，发电设备产生与电网的频率和相位同步的交流(AC)。然而， 光电阵列在暴露于日光时自然产生直流(DC)功率输出。因此，变换器(inverter)用于将 来自光电阵列的DC输出转变或转换成适于联接到电网上的AC信号。风力涡轮可产生AC 功率输出，但风力涡轮输出的频率和相位分别取决于涡轮发电机内的转子的旋转速度和位 置。因此，由风能系统产生的AC功率通常进行整流来产生中间DC功率信号。DC功率信号 然后通过有源变换器来转变成AC，以匹配电网的线路频率和相位。各变换器在构件费用、功率负担和复杂性方面增加了功率系统的成本。因此，需要 系统和方法用于将来自风源和太阳源的功率转换成可容易地由电网使用的形式，同时减少 与冗余变换器相关的构件数目和费用。还需要系统和方法提供混合型风-太阳变换器。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例可解决一些或所有上述需求。本专利技术的某些实施例可包括用 于提供混合型风-太阳变换器的系统和方法。其它实施例可包括系统和方法，其用于将来 自风源和太阳源的功率转换成可由电网容易地使用的形式，同时减少与冗余变换器相关的 构件数目和费用。根据本专利技术的示例性实施例，提供用于将功率从替代功率源引导至电网的方法。 该方法可包括从多个功率源接收至少两个输入DC功率信号；从电网接收一个或多个控制 信号；至少部分地基于一个或多个控制信号，将至少一些输入DC功率信号弓I导至输出DC功 率信号；以及将输出DC功率信号转变成输出AC功率信号以经由电网传输。根据本专利技术的示例性实施例，提供用于供应替代功率至电网的系统。该系统可包 括多个功率源、用于将来自功率源的AC功率信号转变成至少一个导出的DC功率信号的一 个或多个AC到DC变换器、以及可操作以从多个功率源和一个或多个AC到DC变换器接收 功率信号的控制器。控制器可从电网接收控制信号，并且至少部分地基于控制信号来将来 自多个功率源和一个或多个AC到DC变换器的至少一些接收的功率信号引导至DC功率输 出。该系统还可包括DC到AC变换器，其用于将DC功率输出转变成AC功率输出信号以经 由电网传输。4根据本专利技术的示例性实施例，提供用于将功率从替代功率源引导至电网的控制 器。该控制器可包括用于从多个功率源接收DC功率信号的输入端。控制器还可包括用于 从电网接收控制信号的输入端。控制器还可包括用于至少部分地基于控制信号来将至少一 些接收的DC功率信号引导至DC功率输出的电路。本专利技术的其它实施例和方面在本文中进行了详细描述，并且认为是所要求保护的 本专利技术的一部分。可参照说明书和附图来理解其它实施例和方面。附图说明现在将参考附图，附图不必按比例绘制，在附图中图1描绘了示出根据本专利技术的示例性实施例的混合型风-太阳变换器系统的框 图。图2描绘了示出根据本专利技术的示例性实施例的用于将来自替代能源的功率引导 至DC输出的控制器的框图。图3为根据本专利技术的示例性实施例的、用于接收、引导和转变来自替代能源的功 率到电网的流程图。部件列表100替代能量功率产生系统102风力涡轮103由风力涡轮产生的AC功率104 光电(PV)阵列106风力涡轮变换器108风输入DC功率信号 109第一 DC功率输入端子110太阳输入DC功率信号111第二 DC功率输入端子112电网信号端子114控制器115输出端子116聚集的DC功率信号输出117输出变换器控制输入端子118输出变换器119AC输出功率信号120输出变压器122 电网124电网电流传感器125电网电压传感器1 来自电网的控制信号202a风功率输入传感器202b太阳功率输入传感器204a风功率反馈保护装置204b太阳功率反馈保护装置205可选的反馈控制信号206a风功率开关电路20 太阳功率开关电路206c 储存组(storage bank)开关电路206dDC输出开关电路208a风检测的功率输入信号208b太阳检测的功率输入信号210a太阳控制开关信号210b风控制开关信号210c储存组控制开关信号210d DC输出控制开关信号212处理器214能量储存装置216功率输出传感器218检测的功率输出信号220滤波电感器222储存组检测器2M检测的储存组信号具体实施例方式将在下文中参照示出本专利技术实施例的附图来更为完整地描述本专利技术的实施例。然 而，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并且不应认为限于本文所阐述的实施例；相反， 这些实施例提供成使得本公开内容将为详尽和完全的，并且将本专利技术的范围完整地传达给 本领域技术人员。相似的标号始终表示相似的元件。本专利技术的实施例可使来自多个替代能源(包括风力涡轮和太阳能电池板)的功率 能够转换。本专利技术可减少用于将从替代能源产生的源功率转变成适于与电网相联的形式的 变换器的数目。根据本专利技术的示例性实施例，控制器可监测和引导来自一个或多个涡轮的整流功 率和来自一个或多个光电阵列的DC功率至共同的DC输出。共同的DC输出然后可进行变 换(成AC)，用于与电网联接。通过使用具有共同的DC输出的多个DC输入控制器，可显著 地减少输出变换器的数目。图1为示例性替代能量功率产生系统100的框图，该系统100可同时地组合和引 导从风力涡轮102和/或太阳能电池板或光电(PV)阵列104产生的电功率至单个输出变 换器118，以联接到电网122。在该示例性实施例中，由风力涡轮102产生的AC功率103可 通过输入变换器106转换和/或转变成DC，并且获得的DC风功率信号108可经由第一 DC 功率输入端子109与控制器114通讯。此外，DC太阳功率信号110可由PV阵列104提供， 并且可经由第二 DC功率输入端子111与控制器114通讯。控制器114可将来自风源和太阳源的聚集的DC功率116经由输出端子115引导至输出变换器118。输出变换器118可 将聚集的DC功率信号116转变和/或转换成AC输出功率信号119，以联接到电网122。AC 输出功率信号119可直接地联接到电网122，或经由图1所示的可选输出变压器120联接到 电网122。根据本专利技术的示例性实施例，输出变换器118可在端子117处从电网电流传感器 124和/或电网电压传感器125接收一个或多个电网信号126，并且可使用电网信号126来 以适于将功率联接到电网122的适合的电压振幅、相位、VAR和/或频率对AC输出功率信 号119进行同步和/或整流。如下文参照图2所述，电网信号1 还可在端子112处接收， 并且可在控制器114处利用用于引导功率信号。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的控制器114。控制器114可包括输入端子 109，111和用于接收和引导来自预定数目的替代能源的功率的相关电路。根据其它示例 性实施例，控制器114可包括附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将功率从替代功率源（１０２）（１０４）引导至电网（１２２）的方法，所述方法包括：从多个功率源（１０２）（１０４）接收至少两个输入ＤＣ功率信号（１０８）（１１０）；从所述电网（１２２）接收一个或多个控制信号（１２６）；至少部分地基于所述一个或多个控制信号（１２６），将所述输入ＤＣ功率信号（１０８）（１１０）中的至少一些引导至输出ＤＣ功率信号（１１６）；以及将所述输出ＤＣ功率信号（１１６）转变成输出ＡＣ功率信号（１１９）以经由所述电网（１２２）传输。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MB罗佩斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]