[发明专利]功率转换系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月24日申请的美国专利申请No.12/625,093的优先权，其内容通过参考合并于此。

技术领域

本发明涉及功率转换系统。

背景技术

实用级太阳能光伏（PV）逆变器用于将PV阵列生成的DC功率转换为AC功率，用以传送至实用电力网（utility power grid）。所生成的DC功率具有根据诸如温度、负载量、太阳辐照度（irradiance）水平和寿命等因素而可变的电压。在PV系统正常运行期间，逆变器给PV阵列提供允许PV阵列运行于其最大功率点（MPP）的负载条件。

发明内容

在一个概括性方案中，一种功率转换系统包括功率转换器（power converter）、变压器和电压调节装置。该功率转换器被配置为接收由功率生成装置生成的可变DC功率，并将所接收的DC功率转换为第一电压下的AC功率。该变压器被配置为接收来自该功率转换器的所述AC功率，并将AC功率以第二电压传送至实用输电网。该电压调节装置被配置为将该第一电压调节为目标值，其中该目标值是基于所述DC功率的电压确定的。

多个实施例可包括下列之一或更多。

该转换器是逆变器。该电压调节装置电连接至该变压器。该电压调节装置形成该变压器的一部分。该电压调节装置包括负载抽头切换器。该电压调节装置进一步被配置为将所述第一电压调节为落入电压的预定范围之内。

该功率转换器包括：转换器，被配置为将所接收的DC功率转换为第三电压下的AC功率；以及中间变压器，被配置为将所述第三电压下的AC功率转换为第一电压下的AC功率。

该功率转换系统包括第一控制器，被配置为确定所述第一电压的目标值。所述AC功率的第一电压的目标值比所述DC功率的电压小了至少预定的设计裕度。确定所述AC功率的目标值，使得与所述AC功率关联的电流得以最小化。所述第二电压高于所述第一电压。

所述DC功率基于该功率生成装置的温度而变化。该功率生成装置包括光伏电池。该功率生成装置包括风力功率（wind power）收集装置。所述功率转换系统包括第二控制器，被配置为控制该功率生成装置来生成预定量的DC功率。

所述功率转换系统包括多个功率转换器，每个功率转换器被配置为接收来自对应的功率生成装置的DC功率。所述功率转换系统包括集电器母线，被配置为接收来自所述多个功率转换器的每一个功率转换器的AC功率。该电压调节装置被配置为调节该集电器母线上的所述AC功率的第一电压。所述功率转换系统包括多个集电器母线，每个集电器母线被配置为接收来自所述多个功率转换器的子集（subset）的AC功率。

在另一个概括性方案中，一种控制功率转换器的方法，其中该功率转换器被配置为接收由功率生成装置生成的可变DC功率，并将所接收的DC功率转换为AC功率用以传送至实用输电网，该方法包括：基于由该功率生成装置生成的所述可变DC功率的电压来确定所转换的AC功率的目标电压；以及控制电压调节装置以将所转换的AC功率的电压调节为所述目标电压。

多个实施例可包括下列之一或更多。

确定所述目标电压，使得所述AC功率的目标电压比所述DC功率的电压小了至少预定的设计裕度。确定所述AC功率的目标电压包括确定与所述AC功率关联的最小电流。可以通过计算机等各种方式计算所述目标电压。

控制该电压调节装置包括确定该电压调节装置的运行参数。确定所述运行参数包括使用查找表。基于由该功率转换器转换的所述AC功率的电压并使用反馈机制来确定所述运行参数。该电压调节装置包括负载抽头切换器（LTC），而所述运行参数包括所述LTC的抽头设置。所述方法包括从与该功率生成装置关联的控制器接收关于由该功率生成装置生成的电压的报告。

该功率转换器被配置为接收由多个功率生成装置生成的DC功率，并且基于由所述多个功率生成装置生成的DC功率的最小电压来确定所述目标电压。基于在由该功率转换器接收的所述DC功率的电压与由该功率转换器转换的AC功率的电压之间的比率来确定所述目标电压。

控制该电压调节装置包括允许在给定的时间段内有小于预定次数的调节。控制该电压调节装置是基于所述DC功率的预期改变而进行的。所述方法包括基于所述DC功率的先前变化来确定所述DC功率的预期改变。