本发明专利技术描述了具有最大功率点跟踪(MPPT)的适于直流电源的功率调节装置，太阳能光伏板。功率注入控制模块具有耦合到直流母线上的能量存储电容，并且控制DC-AC转换器从而控制注入的主电源功率的感测输入。功率注入控制模块通过测量直流母线上的信号来跟踪最大功率点，其取决于从直流电源获取的功率，因此没有必要测量来自直流电源的直流电压和电流。在某些实施例中，信号是波动电压水平，且功率注入模块控制交流电流输出的幅值，从而使传输到电网主电源的功率量取决于能量存储电容上的正弦电压分量的幅值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于将功率从直流电源传输到交流电源输出的功率调节装置，要么用于直接连接到公用设施主电源(电网)供应站，要么用于独立于公用设施主电源供应站来直接为主要的电网装置供电。更具体的，本专利技术涉及适用于这种功率调节装置(特别适用于太阳能光伏板)的最大功率点跟踪(MPPT)的方法和设备。
技术介绍
我们以前曾描述(见上文)过适用于功率调节装置(逆变器)中的能源控制的改进技术。具体的，这些技术使得从直流到主电源转换器的构造成为可能，它不需要使用电解电容，而这容易发生故障，尤其是在遇到比如在太阳能PV(光伏)板后面的高温时。
技术介绍
中的现有技术可在以下文献中找到EP0780750A JP 2000020150A ；US 2005/0068012 JP 05003678A ；GB2415841A ；EP0947905A ；W02006/011071；EPl, 235，339A ； W02004/006342 ；DE 100 64 039 A ；US2005/030772 ；W096/07130 ；US6,657,419 ； US2004/117676 ；US2006/232220 ；W02004/001942 ；GB2419968A ；US7, 319，313 ； US7, 450，401 ；US7, 414，870 ；US7, 064，967 ；“在太阳能和LED照明应用中基于最小电容需求和纹波电源端口的具有成本有效的百年使用寿命的单相逆变器和整流器”，P. T. Kerin 和R. S. Balog-技术文件；US2009/0097^3，“适用于光伏AC模块的长使用寿命的逆变器”， C. Rodriguez 禾口 G. A. J. Amaratunga, IEEE Trans IE, 55 (7)，2008，p2593 ；US2008/097655。现在，我们将描述适于最大功率点跟踪的一些改进技术，上述特别适用于我们先前所描述类型的功率调节装置。
技术实现思路
因此根据本专利技术的第一个方面，提供一个具有最大功率点跟踪(MPPT)的用于将功率从直流电源传输到交流电源主电源供应输出的功率调节装置，该功率调节装置包括 用于从所述直流电源接收功率的输入；用于将交流功率传输到所述交流主电源供应的输出；能量存储电容，用于存储来自所述直流电源的以便传输到所述交流主电源供应的主电源输出的能量；耦合到所述输出以便将存储于能量存储电容中的能量转变成适于所述主电源供应输出的交流功率的DC-AC转换器；功率注入控制模块，其具有耦合到所述能量存储电容的感测输入以及具有耦合到所述DC-AC转换器的输出，以便控制所述DC-AC转换器从而控制注入到所述交流主电源供应的功率；并且其中所述功率注入控制模块配置成在不测量由所述直流电源提供的直流电压或直流电流的情况下跟踪所述直流电源的最大功率点。在一些优选实施例中，能量存储电容上的电压具有正弦电压分量(以两倍于交流主电源的频率)，以及功率注入控制模块配置成控制提供到交流主电源供应输出的电流幅值，这样传输到所述输出的功率值取决于能量存储电容上的正弦电压分量的幅值。在实施例中，传输的平均能量线性依赖于，或者更具体地说是与正弦电压分量的平方值成比例。在实施例中，正弦电压分量叠加到直流母线电压(到DC-AC转换器的输入)上，而该母线电压是比较高的，例如小于200，300，400或500伏特。在这种实施例中，传输的平均功率与峰值 (最大)电容电压的平方和波谷(最低)电容电压的平方之间的差值成比例(但是备选的， 可设置一个功率调节装置，这样，能量存储电容上存在平均的零直流电压)。在实施例中，传输到交流主电源供应输出的瞬时功率依赖于能量存储电容上的瞬时值，或与能量存储电容上的瞬时值成比例。因此在本专利技术的相关方面，提供一种具有最大功率点跟踪(MPPT)的用于将功率从直流电源传输到所述交流电源主电源供应输出的功率调节装置，该功率调节装置包括 用于从所述直流电源接收功率的输入；用于将交流功率传输到所述交流主电源供应的输出；能量存储电容，用于存储来自所述直流电源的以便传输到所述交流电源的主电源供应输出的能量；耦合到所述输出以便将存储于能量存储电容中的能量转变成适于所述主电源供应输出的交流功率的DC-AC转换器；功率注入控制模块，其具有耦合到所述能量存储电容的感测输入以及具有耦合到所述DC-AC转换器的输出，以便控制所述DC-AC转换器从而控制注入到所述交流主电源供应的功率；并且其中在操作过程中，所述能量存储电容上的电压具有为所述交流主电源频率两倍的正弦电压分量；其中所述功率注入控制模块被配置成控制提供到交流主电源输出的电流幅值，这样传输到所述交流主电源供应输出的功率值取决于能量存储电容上的所述正弦电压分量的幅值，并且其中所述功率注入控制模块被配置成通过控制所述DC-AC转换器来跟踪所述直流电源的最大功率点。在上面描述的功率调节装置的实施例中，从直流电源流动到能量存储电容的能量基本与能量存储电容中的能量变化量大体上成比例(这是下文进一步解释)。此外，从能量存储电容获取的以及提供到交流主电源输出的能量的量受到功率注入控制模块的控制，使得传送到交流主电源供应的交流功率依赖于存储于能量存储电容量中的能量的量。因此在这种配置中，配置的功率控制能够通过控制由控制DC-AC转换器而传输到交流主电源供应的功率来跟踪直流电源的最大功率点，而不需要对功率调节装置(其通常包括一个DC-DC 转换器)前端进行MPP跟踪。从广义上讲，在第一情况下，功率注入循环从直流电源获取功率并将其传输到能量存储电容内。在第二情况下，功率注入循环从能量存储电容获取能量并将其传输到交流输出。将AC功率传输到输出的需求导致了能量存储电容上的正弦电压分量，并且其是该控制循环的固有组成部分，通常能量存储电容上电压的该波动电压正弦分量(通常是直流)在操作过程中具有至少10伏特，20伏特，30伏特，40伏特，50伏特，60 伏特或100伏特的峰值幅值。该电压正弦分量的峰值幅值取决于注入到交流主电源供应输出的电流。在功率调节装置的直流输入端例如通过DC-DC转换器前端上的控制回路来进行 MPPT时，最大功率点跟踪的跟踪算法一般会将一定程度的直流输入电压波动施加到功率调节装置，以便可改变直流电源的操作点，因此可以确定最大功率操作点。操作点根据能量存储电容中的能量变化进行自动调节。相比之下，我们在实施例中采用了“拉”(“pull”)的配置，其中根据需求，功率从直流电源流入到能量存储电容内，上述需求受到第二功率控制回路的控制。更详细的，直流母线上的波动程度，更具体的是波动幅度是对从DC输出获取的功率量的有效测量，例如太阳能光伏板。如果波动使功率量降低，则意味着从直流电源输入提供较少的功率，以及在广义上讲，之后功率注入控制模块通过降低注入到电网中的电流(也就是通过调节功率注入)而作出响应。在一些实施例中，通过直流到交流转换器输出的切换速度(速率)来调节电流。当系统跟踪最大功率点时，如果来自直流输入的功率降低，则降低波动并且转换器的切换速度向下调整，以向电网注入减少电流。这使操作点远离最大功率点以及平衡直流电源提供的功率量(其注入电网)。然后控制模块定期增加功率注入模块的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．具有最大功率点跟踪的用于将功率从直流电源传输到交流电源主电源供应输出的功率调节装置，该功率调节装置包括：用于从所述直流电源接收功率的输入；用于将交流功率传输到所述交流主电源供应的输出；能量存储电容，用于存储来自所述直流电源，以便传输到所述交流主电源供应输出的能量；耦合到所述输出以便将存储于所述能量存储电容中的能量转变成适于所述主电源供应输出的交流功率的ＤＣ－ＡＣ转换器；功率注入控制模块，其具有耦合到所述能量存储电容的感测输入以及具有耦合到所述ＤＣ－ＡＣ转换器的输出，以便控制所述ＤＣ－ＡＣ转换器从而控制注入到所述交流主电源供应的功率；以及其中所述功率注入控制模块配置成在不测量由所述直流电源提供的直流电压或直流电流的情况下跟踪所述直流电源的最大功率点。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奇辛加·莱斯利，艾玛诺图加·约瑟夫·艾尼尔·吉汗，罗德里格兹·古奥提莫克，
申请(专利权)人：艾尼克赛思有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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