[发明专利]具有多个输入端子和两个输出端子的转换装置和使用其的光伏系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及转换装置和光伏系统，且更特定来说，涉及可将DC电力从三端子、四端子或多端子光伏模块转换到AC电力的具有多个输入端子和两个输出端子的转换装置以及使用其的光伏系统。 

背景技术

环境问题和对相对于矿物燃料能源的替代能源的探寻已驱动对光伏系统的需要，光伏系统可将日光处理为电力以用于为家庭或小的商业场所供电。 

常规的光伏电力系统通常包含常常称为阵列的多个互连的光伏模块，以及一个或一个以上换流器，其耦合到所述光伏模块以将来自光伏模块的DC电力转换为AC电力。随着太阳能的产生在成本和效率方面变得有竞争性，有可能将更广泛地使用太阳能。因此，已投入较大的努力来改善总体功效并减少光伏电力系统的成本。 

改善光伏模块的功效的一种方式是堆叠具有不同吸收能量边缘的两个光伏装置，即形成所谓的多结(MJ)PV光伏装置。然而，此方法不仅导致复杂的制造和因此较高的成本，而且造成难以在针对二端子MJ光伏模块的所有操作条件下均必须匹配两个光伏装置所产生的电流。 

随后提出另一方法(例如参见第2005/0,150,542A1号美国公开案)，其提供摆脱第一方法提出的MJ光伏模块中的电流匹配约束的三端子或四端子光伏模块。所述三端子或四端子光伏模块是通过以一者在另一者顶部上的方式机械地集成两个光伏装置而形成，其中每一光伏装置具有可在外部连接的两个个别输出电极。也就是说，整个光伏模块具有来自每一组成的光伏装置的两对输出电极。然而，为了利用三端子或四端子光伏模块所提供的DC电力，由一对输出电极提供的DC电力和由另一对输出电极提供的DC电力在提供到负载(例如，电网)之前必须经组合。因此，光伏系统复杂性和制造成本两者由于用于所述一个或两个外部端子的额外布线而增加。 

发明内容

鉴于上述内容，提供一种具有多个输入端子和两个输出端子的转换装置，其可耦合 到三端子、四端子或多端子光伏模块以获得由光伏模块带来的较高功效，同时具有降低的复杂性以及布线和制造成本。另外，还提供采用此转换器的光伏系统。 

在一个方面中，提供一种具有多个输入端子和两个输出端子的转换装置，其用于将来自电源的直流(DC)电力转换为交流(AC)电力。所述转换装置包含：N对输入电极(N为整数且N≥2)，其经配置以接收来自所述电源的所述DC电力；N个最大功率点跟踪器，其各自耦合到所述N对输入电极中的一对，其经配置以跟踪从所述N对输入电极中的所述一对接收的DC电力的最大功率操作点；N个DC/DC转换器，其各自耦合到所述N个最大功率点跟踪器中的一者，其经配置以转换从所述N个最大功率点跟踪器中的所述一者接收的DC电压；DC/AC换流器，其耦合到所述N个DC/DC转换器，其经配置以将由所述N个DC/DC转换器提供的N个DC电压转换为AC输出信号；以及控制器，其耦合到所述N个DC/DC转换器和所述DC/AC换流器，其经配置以控制所述N个DC/DC转换器的DC/DC转换操作和所述DC/AC换流器的DC/AC转换操作。 

在另一方面中，提供一种光伏系统，其包括：一个或一个以上电源，其用于将太阳能转换为DC电力；以及一个或一个以上转换装置，其用于将从所述一个或一个以上电源输出的DC电力转换为用于从所述光伏系统输出的AC电力。所述转换装置中的每一者包括：N对输入电极，其经配置以接收来自所述一个或一个以上电源的所述DC电力；N个最大功率点跟踪器，其各自耦合到所述N对输入电极中的一对，其经配置以跟踪从所述N对输入电极中的所述一对接收的DC电力的最大功率操作点；N个DC/DC转换器，其各自耦合到所述两个最大功率点跟踪器中的一者，其经配置以转换从所述N个最大功率点跟踪器中的所述一者接收的DC电压；DC/AC换流器，其耦合到所述N个DC/DC转换器，其经配置以将由所述N个DC/DC转换器提供的N个DC电压转换为AC输出信号；以及控制器，其经配置以控制所述N个DC/DC转换器的DC/DC转换操作和所述DC/AC换流器的DC/AC转换操作。 

在又一方面中，提供一种用于将DC电力转换为交流(AC)电力的电力转换方法。所述方法包括：跟踪所述DC电力的N个最大功率操作点且提供N个第一DC电压；将所述N个第一DC电压分别转换为N个第二DC电压；以及将所述N个第二DC电压转换为AC输出信号。 

下文在标题为“具体实施方式”的部分中描述这些和其它特征、方面和实施例。 

附图说明

结合附图描述特征、方面和实施例，其中： 

图1是说明根据第一实施例的转换器的架构的示意图；