[发明专利]太阳能转换装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇119条和365条要求申请号为10-2011-0055338的韩国专利申请（提交日期为2011年6月8日）的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种太阳能转换装置，更特别地，涉及一种使用中性点箝位多电平方法作为混合方法并且与相关技术的太阳能转换装置相比具有更高的输出电平且更低失真的太阳能转换装置。

背景技术

太阳能转换装置是用于将太阳电池中生成的直流电转换为交流电并将交流电传输到电网的装置。在太阳能转换中主要使用全桥式硬件。然而，因为电能质量差和效率低，最近关于多电平能量转换产品的研究和需求日益增加。

因为太阳能转换效率低且全部阵列用作一个输入，相关技术的太阳能转换装置的能量转换效率低。此外，因为通常以两个或三个输出电平运行，所以相关技术的太阳能转换装置可能存在一些问题，例如无变化的功率电平、电能质量低和无法模块化。

为了解决上述这些问题，已经开发了多电平电能转换装置。与全桥式装置相比，多电平电能转换装置具有更好的效率和更稳定的质量。目前有三种多电平电能转换装置拓扑结构：H桥、中性点箝位和快速电容器。

但是，这种多电平式装置也具有稍高的失真和低的功率电平。

发明内容

本公开的实施例提供了一种使用多电平的太阳能转换装置，更特别地，提供一种通过使用中性点箝位多电平方法而具有比相关技术的太阳能转换装置更低的失真和更高的输出电平的太阳能转换装置。

此外，本公开的实施例还提供了一种具有高效率的太阳能转换装置，其通过将生成电能的两个太阳电池连接至作为太阳能转换单元的模块来提高效率。

在一个实施例中，太阳能转换装置包括：至少一个太阳电池阵列，其用于接收光并且生成直流电；转换器单元，其用于转换生成的直流电的振幅；多电平逆变器单元，其用于接收来自所述转换器单元的直流电以输出具有多电平的交流电，并且所述多电平逆变器单元包括多个多电平逆变器；交流滤波器，其用于使所述逆变器单元与电网绝缘；以及控制单元，其用于将控制信号施加到所述转换器单元和所述多电平逆变器。

此外，所述转换器单元可以包括与至少一个所述太阳电池阵列的数量相对应且分别连接至所述太阳电池阵列的至少一个转换器。

此外，所述多电平逆变器可以包括相应地连接至多个所述转换器的至少一个多电平逆变器。

此外，所述多电平逆变器可以包括：多个切换元件；连接在所述切换元件之间的多个箝位二极管；以及多个总线电容器。

此外，所述多电平逆变器单元可以包括(m-1)x2个切换元件，其中m表示输出电平的数量。

此外，所述多电平逆变器单元可以包括(m-1)个箝位二极管，其中m表示输出电平的数量。

此外，所述多电平逆变器单元可以包括(m-1)/2个直流电容器，所述直流电容器用于限制直流电的波动。

此外，在有多个多电平逆变器的情况下，每个多电平逆变器可以输出五个电平的功率，而如果多电平逆变器串联连接，则所述多电平逆变器可以输出九个电平的功率。

此外，所述控制单元可以包括：转换器门控单元，其用于施加门控信号以对所述转换器进行MPPT（最大功率点跟踪）控制；以及逆变器门控单元，其用于施加门控信号以控制所述逆变器。

在附图和下面描述中，将阐明一个或多个实施例的详细信息。通过描述、附图和权利要求，其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1为示出了根据一个实施例的太阳能转换装置的示意性框图。

图2为详细地示出了根据所述实施例的太阳能转换装置的图。

图3为示出了根据所述实施例的太阳电池阵列、DC-DC转换器和多电平逆变器的一种运行方式的图。

图4为示出了与所述实施例的每个输出电平对应的逆变器中的切换元件的状态的图。

图5为示出了根据所述实施例的逆变器中切换元件的切换顺序的图。

图6为示出了根据所述实施例的太阳能转换装置的输出信号的图。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的实施例，在附图中示出了实施例的示例。

应该理解的是，说明书和随附的权利要求书中使用的术语和词语不应被理解为仅限于一般含义和词典含义，而应该根据允许发明人定义最适合说明本发明的术语的原则，基于与本发明的技术方案相对应的含义和概念进行解释。