[发明专利]智能虚拟低电压光伏模块和使用其的光伏电力系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及光伏(PV)模块，更特定来说，涉及具有低输出电压的智能虚拟低电压光伏模块和使用其的光伏系统。

背景技术

最近，环境问题的意识遍布全世界。由于处置太阳能电力的较高安全性和简易性，光伏产业已以逐渐增加的速度增长以帮助满足我们的世界的电力需要。

光伏电力系统中利用的光伏模块具有各种形式，典型的是例如晶体硅PV模块、多晶硅PV模块、非晶硅PV模块、铜铟二硒化物PV模块、碲化镉PV模块、砷化镓PV模块和化合物半导体(例如，GaInP/GaAs/Ge)PV模块。在这些PV模块中，通过在导电衬底上沉积硅且在上面形成透明导电层而产生的薄膜非晶硅PV模块被认为在未来较有前途，因为其重量轻且还高度耐冲击且是柔性的。

具有低输出电压的光伏模块由于例如较低的布线成本和较容易的串设计等许多优点而更有利。然而，典型的薄膜非晶硅光伏模块常常具有高输出电压，例如高于50伏。已提出用以降低PV模块的输出电压的PV模块中的并联(而不是串联)连接的PV单元以避免此问题。然而，并联连接产生额外的死区且因此降低效率。

发明内容

鉴于上文，提供一种具有低输出电压的智能虚拟低电压光伏模块，其可提供例如减少的导线成本和较容易的串设计等优点。另外，还提供使用所述智能虚拟低电压光伏模块的光伏电力系统，其可解决PV模块之间的失配问题且还可具有高转换效率。

在一个方面中，提供一种智能虚拟低电压光伏模块，所述模块包括：PV模块，其具有一个或一个以上光伏单元，所述PV模块经配置以将太阳能转换为DC电力；以及DC/DC转换单元，其耦合在所述PV模块与控制中心之间，所述DC/DC转换单元经配置以从所述控制中心获取由所述控制中心确定的电平值，以便将从所述PV模块接收的所述DC电力转换为具有所述电平值的所需输出电压。

在另一方面中，提供使用所述智能虚拟低电压PV模块的PV电力系统，其包括：控制中心，其经配置以确定一个或一个以上所需输出电压的相应电平值；一个或一个以上智能虚拟低电压PV模块，其耦合到所述控制中心，所述一个或一个以上智能虚拟低电压PV模块各自如上所描述进行配置；以及换流器，其耦合到所述一个或一个以上智能虚拟低电压PV模块，所述换流器经配置以将从所述一个或一个以上智能虚拟低电压PV模块接收的系统输出电压转换为AC电压。

在又一方面中，提供一种电力转换方法，其包括：将太阳能转换为一个或一个以上DC输入信号；从所述一个或一个以上DC输入信号中的每一者分别产生瞬时最大功率信息；基于所述瞬时最大功率信息而确定一个或一个以上所需输出电压的相应电平值；以及将所述一个或一个以上DC输入信号分别转换为所述一个或一个以上所需输出电压的所述所确定的电平值。

下文在题为“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是说明根据一实施例的智能虚拟低电压PV模块的架构的示意图；

图2是说明根据一实施例的PV电力系统的架构的示意图；以及

图3是说明根据一实施例的确定所需输出电压的电平值的流程图。

具体实施方式

图1是说明根据一实施例的智能虚拟低电压光伏(PV)模块100的架构的示意图，其中智能虚拟低电压PV模块100能够提供所需输出电压VOD，其具有由控制中心110确定的电平值，控制中心110有线地或无线地耦合到智能虚拟低电压PV模块100。如图示，智能虚拟低电压PV 100包括PV模块120和DC/DC转换单元130。

PV模块120经配置以将太阳能转换为DC电力以输出到DC/DC转换单元130。为实现此，PV模块120可具有一个或一个以上光伏单元(也称为太阳能单元)，其串联连接、并联连接或其组合。另外，PV模块120可为任何类型的PV模块，例如晶体硅PV模块、多晶硅PV模块、非晶硅PV模块、铜铟二硒化物PV模块、碲化镉PV模块、砷化镓PV模块、化合物半导体(例如，GaInP/GaAs/Ge)PV模块和所属领域的技术人员已知的或市售的其它PV模块。在特定实施例中，可实施薄膜非晶硅光伏模块。

可耦合在PV模块120与控制中心110之间的DC/DC转换单元130经配置以获取由控制中心确定的电平值，以便将来自PV模块120的DC电力输出转换为具有所述电平值的所需输出电压VOD。