[发明专利]太阳能光伏系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用最大功率点追踪(MPPT)产生光伏功率的改进技术。

发明背景

涉及太阳能转换器和MPPT的背景技术，大体上可以在如下文献中找到：EP0780750A；JP2000020150A；US2005/0068012；JP05003678A；GB2415841A；EP0947905A；WO2006/011071；EP1,235,339A；WO2004/006342；DE10064039A；US2005/030772；WO96/07130；US6,657,419；US2004/117676；US2006/232220；WO2004/001942；GB2419968A；US7,319,313；US7,450,401；US7,414,870；US7,064,967；P.T. Kerin和R.S.Balog的技术论文“Cost-Effective Hundred-YearLife for Single-Phase Inverters and Rectifiers in Solar and LED Lighting ApplicationsBased on Minimum CapACitance Requirements and a Ripple Power Port”：US2009/0097283；C.Rodriguez和G.A.J.Amaratunga在2008年的IEEE Trans IE的55(7)第2593页的“Long-Lifetime Power Inverter for Photovoltaic AC Modules”；以及US2008/097655。

我们已经描述了用于太阳能转换器的最大功率点追踪(MPPT)的改进技术(参见我们于2010年3月19日提交的英国专利申请号No.1004621.7以及2010年5月27日提交的US 12/789,154。已经认可的是，这些技术有助于可行地使用新的太阳能光伏系统构造。

发明内容

因而，根据本发明第一方面，提供了一种光伏功率产生系统，该系统包括：至少两块光伏板，每一块光伏板具有DC功率输出；功率调节单元，其具有DC功率输入和AC干线电源功率输出，用于提供AC干线供电；其中所述至少两块光伏板的所述DC功率输出彼此并联连接至所述功率调节单元的所述DC功率输入；其中所述功率调节单元包括具有耦合至所述DC功率输入的输入以及具有耦合至所述功率调节单元的DC链接的输出的DC至DC转换器、具有耦合至所述DC链接的输入以及具有耦合至所述AC干线电源输出的输出的DC至AC转换器、以及耦合至所述DC链接的储能电容器；其中所述功率调节单元配置以响应于流入所述DC功率输入的功率水平而执行最大功率点追踪(MPPT)，并且其中在所述DC链接处感测流入所述DC功率输入的所述功率水平。

在一个相关方面，本发明提供了一种光伏功率产生系统，该系统包括：至少两块光伏板，每一块光伏板具有DC功率输出；功率调节单元，其具有DC功率输入和AC干线电源功率输出，用于提供AC干线供电；其中所述至少两块光伏板的所述DC功率输出彼此并联连接至所述功率调节单元的所述DC功率输入；其中所述功率调节单元包括用于存储来自所述光伏板的能量的储能电容器，以及具有耦合至所述储能电容器的DC输入、以及耦合至所述AC干线电源输出的AC输出的DC至AC转换器；其中所述功率调节单元包括控制器，该控制器耦合以控制所述DC至AC转换器以执行最大功率点追踪(MPPT)；其中所述控制器具有感测输入，其耦合至所述储能电容器，以响应于流入所述功率调节单元的所述DC功率输入的功率水平而在所述该储能电容器处感测信号，其中所述控制器被配置以通过响应于在所述储能电容器处感测得的流入所述功率调节单元的所述DC输入的所述功率水平，控制所述DC至AC转换器以控制注入所述AC干线电源的功率，而执行所述MPPT。

广泛地说，发明者已经认识到，通过在DC链接上使用储能电容器，并且通过基于在该链接处感测得的功率流而执行最大功率点追踪(MPPT)，可以采用两块或多块并联连接(即正极对正极连接，而负极对负极连接)的太阳能光伏板，而仍然实现从板对(或更多)中几乎获得最优功率：试验已经示出，根据本发明的实施例，对于一对并联的板而言，在对于每块板分别进行MPPT和组合的MPPT追踪之间的性能差别通常仅在1％的数量级，甚至在阴影效应等等存在的时候。