用于智能型转换器数组的系统及方法技术方案

用于功率产生数组中的ＤＣ至ＡＣ转换的系统及方法。系统及方法包含多个耦合至太阳能面板组的转换器。群组控制器协调转换器的操作以交错切换转换器。群组控制器经由局域网络、无线网络、或二者来通讯，以协调与增加的太阳能面板并联耦合的增加的转换器组之间的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致上关于电力系统，更特别关于用于从太阳能电池功率数组转换能量的 系统及方法。
技术介绍
光电伏打(PV)面板(此处也称为「太阳能面板」)使用来自太阳的辐射光以产生 电能。太阳能面板包含众多PV电池以将阳光转换成电能。大部份的太阳能面板使用晶圆 为基础的结晶硅或以締化镉为基础的薄膜电池。通常用于PV电池中的晶圆形式结晶硅系 从硅衍生的，通常作为半导体。PV电池是半导体装置，将光直接转换成能量。当光照射于 PV电池上时，于电池上产生跨压，以及，当连接至导线时，电流流经电池。电压及电流随着数 种因素变化，包含电池的实体尺寸、照射于电池上的光量、电池的温度、及外部因素。太阳能面板(也称为PV模块)由串联及并联的PV电池制成。举例而言，PV电池 首先在一组内串联耦接。然后，众多组并联耦接。类似地，PV数组(也称为「太阳能数组」) 是由串联及并联配置的太阳能面板制成。实体上彼此相当接近地设置之二或更多PV数组 称为PV数组场。由每一太阳能面板产生的电力由太阳能面板的电压及电流决定。在太阳能数组电 连接制成串联以取得所需的输出串电压及/或制成并联以提供所需数量的串电流源能力。 在某些情形中，每一面板电压由DC-DC转换器升压或突然升高。太阳能数组连接至电负载、电栅或电力储存装置，例如但不限于蓄电池。太阳能面 板配送直流(DC)电力。当电负载、电栅或电力储存装置使用交流(AC)电(举例而言，每秒 60周或60赫兹(Hz)操作时)，太阳能数组经由DC-AC转换器而连接至电负载、电栅、或电 力储存装置。太阳能面板呈现它们的I-V曲线所述电压及电流特征。当太阳能电池未连接至负 载时，它们的端点跨压高于它们的开路电压V。。。当端点连接在一起以形成短路时，产生短 路电流Is。。在此二情形中，由于功率系由电压乘以电流而产生的，所以，不会产生功率。最 大功率点(MPP)界定太阳能面板以最大功率操作的点。在传统的太阳能数组中，太阳能数组中所有各别的太阳能面板必须接收用于数组 完整的阳光以适当地工作。假使数组的一部份被遮蔽时，或者受损时，则整体功率输出会降 低，即使从那些仍然受阳光曝照的区域输出的功率也会降低。无可避免地，在很多太阳能数 组中也存在有面板之间效率降低差异。因此，当这些差异未被侦测到及未被校正时，会留下 未实现显著数量的能量。以往尝试产生「微转换器」，将单一太阳能面板产生的DC功率转换成AC功率。每 一面板(也称为每一模块)反向造成的重要优点包含局部化最大功率点追踪(MPPT)及随 着时间以新太阳能面板更换过时的太阳能面板能力。不需要符合太阳能数组中大部份可能 是过时的现有太阳能面板的电压及电流特征，即可执行过时的太阳能面板更换。但是，在此传统系统中，现存的太阳能面板以从AC电力网看到的峰值电压(例如，4对于单相120V为约200V，对于三相208V为约300V)之下的电压操作。因此，此传统的系统 必须包含升压级。升压级需要更复杂的电路，包含昂贵的变压器及不可靠的组件。传统的反相器设计中存在有代价交换。转换器设计的代价交换关于脉冲波调变 (PWM)切换频率。较高的频率增加栅追踪的准确度，因而降低谐波失真。但是，较高的频率 等于更多的切换。增加的切换会因切换损耗而降低效率。此外，在电感器设计上，有与板上电感及实体尺寸相关的代价交换。大的、高电感 电感器提供最小的谐波失真。但是，大的、高电感电感器以金钱成本及物理空间而言是昂贵 的。
技术实现思路
提供用于太阳能电池电力系统的太阳能面板数组。太阳能面板数组包含众多太阳 能面板。太阳能面板数组也包含众多并联地耦合至太阳能面板的转换器。至少一组控制器 配置成协调众多转换器的操作以执行交错切换。提供用于太阳能电池电力系统的转换器。转换器包含用以耦合至多个太阳能面板 的正极端第一输入端。转换器也包含第一高侧开关，耦合至第一输入端；第二高侧开关，耦 合至第一输入端；第一电感器，耦合于第一高侧开关与第一输出端之间；第二电感器，耦合 于第二高侧开关与第二输出端之间；第一下拉开关，耦合至第一输出；第二下拉开关，耦合 至第二输出；及控制器。控制器配置成改变第一及第二高侧开关及第一和第二下拉开关的 操作。提供用于光电伏打数组电流转换的方法。所述方法包含由多个转换器从多个太阳 能面板接收电能。协调转换器的切换以由多个转换器执行直流能量转换成交流能量交替转 换。在了解下述实施方式之前，揭示本专利所使用某些字及词的定义是有益的。「封 包」意指任何带有信息的通讯讯号，但不管其用于特定通讯讯号的格式。「应用」、「程序」、 及「例程」意指一或更多计算机程序、指令集、程序、函数、对象、等级、实例、或用于以适当的 计算机语言实施相关数据。「耦合」一词及其衍生词意指二或更多组件之间任何直接或间 接的通讯，不论这些组件是否彼此实体接触。「传送」、「接收」及「通讯」等词与其衍生词包 含直接及间接通讯。「包含」及「包括」等词及其衍生词意指包含但非限定。「或」一词是包 含的，意指及/或。「相关连」及「与其相关的」等词与其衍生词意包含、包含于…之内、互 连、含有、含于…之内、连接至或与…相连接、耦合至或与…耦合、可相通讯、互相协力、介于 其间、并列、近似、受限于、具有、具有…的特性、等等。「控制器」一词意指任何控制至少一操 作的装置、系统、或其部份。控制器可以由硬件、韧体、软件、或它们之中至少二者的结合来 实施。与任何特定控制器相关连的功能可以本地或远方地集中或分散。附图说明于下，参考配合附图说明，将可更完整地了解本专利技术及其优点，其中，类似代号代 表类似构件图IA显示根据本专利技术的实施例太阳能数组；图IB显示根据本专利技术的实施例太阳能面板；图IC显示根据本专利技术的实施例经由网络连接以传送数据的温度数据输出线及天 空辐射计数据线实施例；图2显示根据本专利技术的实施例包含智能型转换器的太阳能数组；图3显示根据本专利技术的实施例智能型转换器切换操作；图4显示根据本专利技术的实施例用于以二输入电压操作的DC至AC转换器的功率转 换效率相对于百分比(％ )额定输出功率曲线图实施例；图5显示根据本专利技术的实施例适应性功率管理的曲线图实施例；图6显示根据本专利技术的实施例包含功率转换器组太阳能面板，功率转换器组经由 响应中央控制器设备的单一 AC切换机构而耦合至电力网；图7A显示根据本专利技术的实施例而产生电流涟波的波形曲线图实施例；图7B显示根据本专利技术的实施例提供电流给负载三个同步转换器的电流涟波曲线 图实施例；图7C显示根据本专利技术的实施例提供电流给负载三个协调的交替转换器的电流曲 线图实施例；图8显示根据本专利技术的实施例未经协调及经过协调的交替转换器对输出正弦波 的谐波失真效果的曲线图实施例；图9显示根据本专利技术的实施例无变压器、无升压DC至AC功率转换器；及图10显示根据本专利技术的实施例具有转换器组的太阳能数组，转换器组以三相三 角配置耦合，用于3相AC发电。具体实施例方式于下说明图IA至10、以及用以说明本专利技术的原理不同实施例仅为说明之用，且无 论如何不应被解释为限定本专利技术的范围。习于此技艺者将了解本专利技术的原理可以实施于任 何适当配置的光电伏打数组系统。本专利技术的范围关于用以转换DC能量至AC能量功率转换器数组。将了解，虽然下 述中揭示的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于能量产生系统中的能量转换数组，该数组包括：　　多个转换器，适以接收直流电能量及输出交流电能量，其中，第一转换器的输出与第二转换器的输出交错。

【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：安德鲁·福斯，
申请(专利权)人：国家半导体公司，
类型：发明
国别省市：US