公开了一种用于将DC功率变换成AC功率的系统、方法和设备。该系统包括主控制器，其耦合到配电系统的相并提供同步信号，所述配电系统的相具有相电压。该系统还包括多个能够串联连接的DC到AC功率变换器，其接收所述同步信号并用于将来自多个光伏面板的对应一个的可变DC电压变换成可变AC电压，从而由多个能够串联连接的功率变换器生成多个对应的AC电压，所述多个对应的AC电压共同累加成相电压，每个所述能够串联连接的功率变换器响应于所述同步信号控制所述可变AC电压，使得所述多个对应的可变AC电压同相。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于将太阳能转换成电能的设备和方法，更具体而言涉及更有效率地和/或有效地将太阳能转换成电能的设备和方法。
技术介绍
长久以来已知利用光伏(PV)系统将光能变换成电能，这些光伏系统正越来越多实现于住宅、商业和工业应用中。尽管已经在近几年对这些光伏系统做出了发展和改善以改善其效果与效率，但仍然继续在尝试改善光伏系统的效果与效率，以便使得光伏系统更加经济可行。光伏系统典型地包括光伏模块和功率变换器等部件。在光伏系统连接到AC电网的情况下，功率变换器将电功率从DC逆变成AC。这些装置或逆变器的尺寸范围很宽，从那些小到足以连接到单个光伏模块的，到能够处理来自数千模块的功率的那些。可以选择逆变器的尺寸以最好地适合光伏系统的特定特性。现有的光伏逆变器，不论尺寸如何，都利用并联或旁路连接而连接到AC电网，如其他连接电网的装置那样。并联电网连 接向连接装置提供恒定的电压，在所连接的装置之间提供了接近完全的独立性。光伏系统设计一直在进化中，致力于降低系统的成本。因此要寻求光伏功率传输和转化操作的当前设计和方法的替代方案。
技术实现思路
可以将本专利技术的一些方面表征为一种用于将DC功率变换成AC功率的系统。该系统可以包括主控制器，其耦合到配电系统的相位分支并提供同步信号和功率控制信号，所述配电系统的相位分支具有相电压。此外，该系统包括串联布置成串的多个能够串联连接的DC到AC功率变换器，每个所述能够串联连接的DC到AC功率变换器都接收所述同步信号和功率信号并将其用于将来自多个光伏模块的对应一个的可变DC电压变换成AC电压，从而由多个能够串联连接的功率变换器生成多个对应的AC电压，所述多个对应的AC电压共同累加成相电压，每个所述能够串联连接的功率变换器响应于所述同步信号来控制所述AC电压，使得所述多个对应的可变AC电压全都同相。在其他实施例中，可以将本专利技术表征为一种能够串联连接的DC到AC功率变换器，包括:DC输入侧，包括用于耦合到通过多个光伏模块的对应一个施加的DC电压的端子；AC输出侧，包括用于施加AC电压的端子；以及接收机，用于接收同步信号和功率信号。该能够串联连接的DC到AC功率变换器还包括:功率变换部件，用于将多个光伏模块的对应一个施加的DC电势变换成AC电压；以及控制器，响应于所接收的同步信号和功率信号来控制功率变换部件，使得所述AC电压的相位与所述同步信号同步，并且从所述能够串联连接的DC到AC功率变换器输出的功率的水平与所述功率信号一致。与几个实施例相一致，可以将本专利技术表征为一种用于将DC功率变换成AC功率的方法。该方法包括:将多个DC到AC功率变换器中的每个DC到AC功率变换器的AC输出与其他DC到AC功率变换器串联布置；在每个所述DC到AC功率变换器处接收同步信号；使用同步信号，利用每个DC到AC功率变换器将DC功率变换成AC功率，使得DC到AC功率变换器输出的AC电压同相；以及向配电系统的相位分支施加AC功率，施加到所述配电系统相位分支的总电压等于DC到AC功率变换器输出的AC电压的和。附图说明在结合附图参考以下详细描述和所附权利要求时，本专利技术的各种目的和优点以及更完整的理解是显而易见的，且更容易被认识，在附图中，在所有几个图中，利用相同的附图标记表示相似或类似的元件，其中:图1是示出了现有技术中已知的，在其相应DC输出处串联连接的光伏模块的图示；图2是示出了现有技术已知的并联布置的光伏模块的图示；图3A是示 出了根据本专利技术几个实施例工作的包括能够串联连接的DC到AC变换器的示范性系统的图示；图3B是示出了能够串联连接的DC到AC变换器示范性实施例的方框图；图4是能够串联连接的变换器的示范性实施例的示意图，该变换器可用于实现参考图3A和3B所述的DC到AC变换器；图5是能够串联连接的变换器的另一示范性实施例的示意图，该变换器可用于实现参考图3A和3B所述的DC到AC变换器。图6是方框图，示出了可以用于实现参考图3，4和5所述的控制部件的示范性控制部件；图7是能够串联连接的变换器的又一实施例的示意图，该变换器可用于实现参考图3A和3B所述的DC到AC变换器；图8是方框图,示出了图7中所示控制部分的示范性实施例；图9是方框图,示出了图7中所示控制部分的又一示范性实施例；图10是方框图，示出了图7中所示控制部分的又一示范性实施例；图1lA和IlB分别是示出了可以实现为参考图3A所述的监督发射机一部分的发射机部分的部件以及可以由发射机部分生成的同步脉冲的方框图；图12A和12B分别是示出了示范性同步接收机的部件和可以利用同步接收机接收和解码的同步脉冲的方框图；图13是方框图，示出了用于将监督发射机耦合到AC配电系统的示范性布置；图14A和14B分别是单相实现的相图和示范性配置；图15A和15B分别是分裂的单相实现的相图和示范性配置；图16A和16B分别是三相星形实现的相图和示范性配置；图17A和17B分别是三相三角形实现的相图和示范性配置；以及图18是流程图，示出了可以结合这里公开的实施例详细研究的示范性方法。具体实施例方式连接到电网的发电容量包括各种装置类型，包括同步电机、感应电机和基于功率电子线路的装置，例如逆变器。这些相应的装置类型包含各式各样的特性。例如，连接到原动机的同步电机行为非常像理想电压源，而特性类似于电流源。不过，在一种特性上它们是相同的:它们都并联连接到电网。并联连接实现了电压的不变性，需要关联的嵌入同步信息来操作同步电机或逆变器。这种并联连接布置用于所有的发电资源，从蒸汽轮机和燃气轮机到风力和光伏发电。光伏系统包括由制造商封装到模块中的光伏电池，有时称为面板。然后在现场安装模块。与前面提到的AC电网发电并联连接的方法不同，最经济的做法是在图1所示的串联串中连接光伏模块的DC输出。这种串联连接允许堆叠模块的较低输出电压，到达逆变器需要的更有用电压。串联连接还允许最优地使用串中使用的导线，因为所有导线都不得不传送相同的电流。进一步假定线规的尺寸适用于该电流。有一类光伏转换设备能够获取一个或多个并联的光伏模块并将功率转换到AC电网，无需将面板堆叠成串或由串生成的更高DC电压。这样的装置使模块的AC电网连接成为并联，如图2所示。这些装置实现了各式各样的好处，例如下至模块水平的高度细化的数据报告以及适于高需求应用的个性化最大功率点跟踪，在高需求应用中，为阵列提供阴影或辐照不对称性的其他源。这种并联连接的布置缺点包括难以有效率地将低值DC电压转换成高得多的AC电网电压。此外，用于从并联串收集功率的AC导线负载不均匀。尽管有可能顺次排列并联串长度上的 收集导线的量规，以允许优化使用导体，但这常常不切实际或不被规范标准许可。因此申请人发现需要创造一种装置，其能够提供个性化数据报告和个性化模块最大功率点操作的好处，同时避免高压比DC到AC功率转换和导体使用不足的缺点。申请人:发现有各式各样的困难与在其输出的AC侧串联连接AC发电源相关联。首先，串联连接的AC发电源的操作倾向于从装置自身掩蔽所施加的电网相电压。这尤其成为问题，因为任何连接AC电网的发电源的要求都是能够生成与所施加相电压相同的反电压。工作于这种状态中的发电机不会输送任何电流，通过扩展，不会输送实的或无功功率。在发电机，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：E·西摩，M·阿姆斯特朗，J·A·吉尔摩，
申请(专利权)人：先进能源工业公司，
类型：
国别省市：
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