【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于转换电功率的设备和方法，所述电功率尤其从pv发电机中提取并且被供应给电解装置。
技术介绍
1、pv发电机(pv：photovoltaik，光伏)具有pv特性曲线，该pv特性曲线示出由pv发电机所产生的电流与施加到pv发电机上的电压的相关性。在功率转换器上、尤其是在逆变器上运行pv发电机时，功率转换器可以预给定在pv发电机上的电压并且在相对大的电压范围内变化。pv特性曲线具有最大功率点，即具有如下电压：在该电压的情况下，由电流和电压组成的乘积是最大的。最大功率也被称为mpp功率(mpp：maximum power point，最大功率点)。通常，功率转换器包括调节装置，该调节装置力争调设最大功率点，其方式是，电压以适合的方式变化并且观察功率的相对应的变化。为此，尤其可以根据所调设的电压使用电流的测量。
2、电解装置具有电解特性曲线，该电解特性曲线示出由电解装置所产生的电流与施加到电解装置上的电压的相关性。在功率转换器上、尤其是在有源整流器上运行电解装置时，功率转换器可以预给定在电解装置上的电压并且在电压范围内变化。电流的电解特性曲线具有空转范围和起始电压，其中，电解装置在小于起始电压时处在空转中，并且在大于起始电压时可以在电解运行中运行。起始电压与电解装置的各个电解槽的所谓的分解电压相对应。在电解运行中，由电解装置消耗的电流和因此所消耗的功率随着在电解装置上的电压的增加而单调增加，直至电解装置的最大功率。
3、在de3150758a1中描述一种设备，该设备将由pv发电机产生的电功率经由切换
技术实现思路
1、本申请所基于的任务在于，阐明一种改进的用于转换电功率的设备，该设备设立为用于，从pv发电机提取电功率并且将其供应给电解装置。此外，本专利技术所基于的任务在于，阐明一种改进的用于转换电功率的方法，其中，从pv发电机提取电功率并且将其供应给电解装置。
2、该任务通过具有权利要求1的特征的设备或通过具有独立权利要求9的特征的方法以及根据权利要求19的能量转换系统来解决。在从属权利要求中给出优选的实施方式。
3、设置一种用于在pv发电机与电解装置之间转换电功率的设备，其中，所述设备具有用于附接pv发电机的第一侧和用于附接电解装置的第二侧。该设备具有逆变器和有源整流器。逆变器布置在该设备的第一侧与变压器之间。有源整流器布置在变压器与该设备的第二侧之间。因此，整流器的ac侧经由变压器与逆变器的ac侧连接。
4、逆变器设立为用于，将在逆变器的dc侧上的第一dc电压转换为在逆变器的ac侧上的第一ac电压。第一dc电压可以尤其相应于附接的pv发电机的pv电压。整流器设立为用于，将在整流器的ac侧上的第二ac电压转换为在整流器的dc侧上的第二dc电压。第二dc电压可以尤其相应于附接的电解装置的电解电压。
5、所述设备具有控制装置，该控制装置设立为用于，通过调设整流器的在第二ac电压与第二dc电压之间的ac/dc转换比，影响在设备的第一侧与第二侧之间的从附接的pv发电机到附接的电解装置的功率流动。在此，ac/dc转换比相应于由在整流器的ac侧上的第二ac电压和在整流器的dc侧上的第二dc电压组成的商。视转换比的具体待使用的定义而定地，该商由dc电压和ac电压的不同参数形成，其中，尤其可以使用相应的电压的最大幅度或者有效值。通过调设ac/dc转换比，可以调设在pv发电机与电解装置之间的电功率的流动，使得由该设备转换的功率可以例如适配于pv发电机的和电解装置的分别存在的运行条件。如此，可以例如使功率流动动态地适配于运行条件。这可以例如包括，经由调设ac/dc转换比力争如下功率流动：该功率流动相应于在电解装置的和/或pv发电机的相应的特性曲线上的最佳点，尤其是pv发电机的最大功率的工作点。在此，该调设可以逐步地和/或逐渐地进行。优选地，该设备的控制装置布置在有源整流器中。
6、在一种实施方式中，有源整流器具有半导体开关，所述半导体开关尤其在桥式组件中实施并且形成有源整流器桥。在该实施方式中，有源整流器的ac/dc转换比的调设通过半导体开关的适合的时钟进行。在此，该时钟通过对半导体开关的时钟操控实现。在此，时钟操控可以例如通过该设备的控制装置或者通过有源整流器的控制装置进行。在此，在第二dc电压与第二ac电压的关系与有源整流器的ac/dc转换比相关。尤其是，如果该转换比具有值一，例如如果半导体开关没有时钟控制(getaktet)，则dc电压基本上可以相应于ac电压的最大幅度。
7、在该设备的一种实施方式中，在逆变器的dc侧上的第一dc电压和在有源整流器的dc侧上的第二dc电压与有源整流器的ac/dc转换比相关。即，在该实施方式中，通过调设第一和第二dc电压，经由整流器的ac/dc转换比，影响该设备的第一与第二侧之间的功率流动。尤其是，在给定的ac/dc转换比的情况下，第一dc电压和第二dc电压可以如此出现，使得在附接的pv发电机的和附接的电解装置的特性曲线上的工作点基本上具有带有相反的符号的相同功率，其中，它们的dc电压相应于ac/dc转换比彼此间隔开。
8、尤其是，有源整流器可以从其ac侧向其dc侧根据该ac/dc转换比用作降压斩波器。第二ac电压，更准确地说，在整流器的ac侧上的第二ac电压的导体-导体电压，在此通过第二dc电压与该ac/dc转换比相乘得出。即，在用作降压斩波器的有源整流器的情况下，该ac/dc转换比小于或者最大等于1。由此，可以还更好地调设功率流动，并且可以将工作点优化为相应的特性曲线。替代地或者附加地，逆变器可以从其dc侧向其ac侧用作具有dc/ac转换比的降压斩波器。在此，dc/ac转换比相应于由在逆变器的dc侧上的第一dc电压和在逆变器的ac侧上的第一ac电压组成的商。第一ac电压，更准确地说，第一ac电压的导体-导体电压，在此通过第一dc电压与该dc/ac转换比相乘得出。即，在用作降压斩波器的逆变器的情况下，该dc/ac转换比大于或者至少等于1。由此，可以还更好地调设功率流动，并且可以将工作点优化为相应的特性曲线。
9、在该设备的一种实施方式中，变压器以ac/ac转换比将第一ac电压转换为第二ac电压，并且实现在设备的第一侧与第二侧之间的电隔离。在此，ac/ac转换比相应于由在变压器的一侧上的第一ac电压和在变压器的另一侧上的第二ac电压组成的商。因此，施加在逆变器的ac侧上的第一ac电压尤其与第二ac电压耦合，该第二ac电压施加在整流器的ac侧上，其方式是，变压器以该ac/ac转换比将第一ac电压转换为第二ac电压。因此，在逆变器的dc侧上的第一dc电压可以通过第一ac电压和变压器同样与第二ac电压相关，并且通过有源整流器的当前的转换比与第二dc电压耦合。
10、在一种实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于在PV发电机(12)与电解装置(14)之间转换电功率的设备(10)，其中，所述设备具有用于附接PV发电机(12)的第一侧和用于附接电解装置(14)的第二侧，其中，所述设备具有：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述有源整流器(20)具有半导体开关，并且所述有源整流器(20)的AC/DC转换比的调设通过所述半导体开关的适合的时钟进行。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，在所述逆变器(16)的DC侧上的第一DC电压(U_PV)和在所述有源整流器(20)的DC侧上的第二DC电压(U_P2G)与所述有源整流器(20)的AC/DC转换比相关。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述有源整流器(20)设立为用于，从其DC侧向其AC侧用作降压斩波器，其中，所述降压与所述AC/DC转换比相关，和/或其中，所述逆变器(16)设立为用于，从其DC侧向其AC侧用作具有DC/AC转换比的降压斩波器。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述变压器(18)以AC/AC转换比将所述第一AC电压转换为所述第二AC电压，并且
6.根据权利要求4或者5所述的设备，其中，所述设备设立为用于，通过调设所述逆变器(16)的DC/AC转换比和/或所述变压器(18)的AC/AC转换比，影响所述第一侧与所述第二侧之间的功率流动。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述逆变器(16)如此实施，使得所述逆变器在适合的操控的情况下能够实施所述有源整流器(20)的功能，反之亦然，其中，所述逆变器(16)和所述有源整流器(20)尤其具有相同的壳体并且尤其具有相同的功率电子电路。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述逆变器(16)经由AC网络(28)与所述变压器(18)连接，并且至少一个另外的逆变器(16、17)与所述AC网络(28)连接，其中，所述另外的逆变器(16、17)能够在其DC侧上与另外的PV发电机(12)或者电储能器(26)连接。
9.用于在PV发电机(12)与电解装置(14)之间转换电功率的方法，所述方法具有下述步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述PV发电机(12)处施加在所述逆变器(16)的DC侧上的第一DC电压(U_PV)，在所述变压器(18)处施加在所述逆变器(16)的AC侧上的第一AC电压，施加在所述有源整流器(20)的AC侧上的第二AC电压，并且在所述电解装置(14)处施加在所述整流器(20)的DC侧上的第二DC电压(U_P2G)，其中，所述第一DC电压(U_PV)和所述第二DC电压(U_P2G)与所述有源整流器(20)的AC/DC转换比相关。
11.根据权利要求9或者10所述的方法，其中，功率流动从相应于所述PV发电机(12)的空转电压的第一DC电压(U_PV)和相应于所述电解装置(14)的静态电压的第二DC电压(U_P2G)出发通过这种方法增大：如此调设所述有源整流器(20)的AC/DC转换比，使得所述第一DC电压(U_PV)减小并且所述第二DC电压(U_P2G)增加，其中，所述PV功率(P_PV)在MPP功率(Pmpp)的方向上升高，并且由所述电解装置(14)消耗的DC功率(P_P2G)在额定功率的方向上升高。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，将所述有源整流器(20)的AC/DC转换比如此调设为初始状态，使得所述第一DC电压(U_PV)相应于所述PV发电机(12)的空转电压并且所述第二DC电压(U_P2G)相应于所述电解装置(14)的静态电压。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述初始状态中所述第一DC电压(U_PV)与所述第二DC电压(U_P2G)的比例基本上相应于由所述变压器(18)的AC/AC转换比和所述逆变器(16)的确定的DC/AC转换比组成的乘积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述逆变器(16)的DC/AC转换比被确定为在1与2之间的值、优选被确定为在1.3与1.7之间的值。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，可以逐级地改变所述变压器(18)的AC/AC转换比，以便实现初始状态，在所述初始状态中，所述逆变器(16)的DC/AC转换比具有为此所确定的值，并且所述整流器(20)的AC/DC转换比基本上具有值“一”。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其中，通过根据从所述PV发电机(12)到所述电解装置(14)中的功率流动的检测到的功率改变所述有源整流器(20)...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于在pv发电机(12)与电解装置(14)之间转换电功率的设备(10)，其中，所述设备具有用于附接pv发电机(12)的第一侧和用于附接电解装置(14)的第二侧，其中，所述设备具有：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述有源整流器(20)具有半导体开关，并且所述有源整流器(20)的ac/dc转换比的调设通过所述半导体开关的适合的时钟进行。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，在所述逆变器(16)的dc侧上的第一dc电压(u_pv)和在所述有源整流器(20)的dc侧上的第二dc电压(u_p2g)与所述有源整流器(20)的ac/dc转换比相关。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述有源整流器(20)设立为用于，从其dc侧向其ac侧用作降压斩波器，其中，所述降压与所述ac/dc转换比相关，和/或其中，所述逆变器(16)设立为用于，从其dc侧向其ac侧用作具有dc/ac转换比的降压斩波器。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述变压器(18)以ac/ac转换比将所述第一ac电压转换为所述第二ac电压，并且实现在所述设备(10)的第一侧与第二侧之间的电隔离。
6.根据权利要求4或者5所述的设备，其中，所述设备设立为用于，通过调设所述逆变器(16)的dc/ac转换比和/或所述变压器(18)的ac/ac转换比，影响所述第一侧与所述第二侧之间的功率流动。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述逆变器(16)如此实施，使得所述逆变器在适合的操控的情况下能够实施所述有源整流器(20)的功能，反之亦然，其中，所述逆变器(16)和所述有源整流器(20)尤其具有相同的壳体并且尤其具有相同的功率电子电路。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述逆变器(16)经由ac网络(28)与所述变压器(18)连接，并且至少一个另外的逆变器(16、17)与所述ac网络(28)连接，其中，所述另外的逆变器(16、17)能够在其dc侧上与另外的pv发电机(12)或者电储能器(26)连接。
9.用于在pv发电机(12)与电解装置(14)之间转换电功率的方法，所述方法具有下述步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述pv发电机(12)处施加在所述逆变器(16)的dc侧上的第一dc电压(u_pv)，在所述变压器(18)处施加在所述逆变器(16)的ac侧上的第一ac电压，施加在所述有源整流器(20)的ac侧上的第二ac电压，并且在所述电解装置(14)处施加在所述整流器(20)的dc侧上的第二dc电压(u_p2g)，其中，所述第一dc电压(u_pv)和所述第二dc电压(u_p2g)与所述有源整流器(20)的ac/dc转换比相关。
11.根据权利要求9或者10所述的方法，其中，功率流动从相应于所述pv发电机(12)的空转电压的第一dc电...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·克拉托赫维尔，A·翁鲁，
申请(专利权)人：艾思玛太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。