[发明专利]用于转换功率的方法和系统

说明书

技术领域

本申请大体上涉及电力系统，并且更具体地涉及用于在转换功率中使用的方法和系统。

背景技术

在一些已知的太阳能电力系统中，多个光伏面板(也称为太阳能板)在逻辑或物理上组合在一起来形成太阳能板的阵列。该太阳能板阵列将太阳能转换成电能并且将该能量传输到电网或另一个目的地。

太阳能板一般输出直流(DC)电功率。为了将这样的太阳能板适当地耦合到电网，从这些太阳能板接收的电功率必须转换成交流电(AC)。至少一些已知的电力系统使用功率转换器系统来将DC功率转换成AC功率。另外，至少一些已知的太阳功率转换器系统还包括逆变器。该转换器调节从太阳能板接收的功率的量。该逆变器将从太阳能板接收的DC功率转换成要供应给电网的AC功率。该转换器和逆变器可由控制系统控制来最大化从太阳能板接收的功率并且将该接收的DC功率转换成遵守公用事业电网要求的AC功率。

然而，已知的功率转换器系统可能是效率低的，并且可导致供应给电网的能量的损耗。例如，已知的转换器可以高频开关来最大化从太阳能板输出的功率。这样的高频开关速率可引起转换器的一个或多个开关器件内不可取的损耗功率量。

发明内容

在一个方面中，提供功率转换系统，其包括耦合于电源的第一转换器和第二转换器。该第一转换器和第二转换器各自包括输入侧和与该输入侧电隔离的输出侧。该第二转换器输入侧与该第一转换器输入侧并联耦合，并且该第二转换器输出侧与该第一转换器输出侧串联耦合。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器输出侧和第二转换器输出侧以将交流电供应给配电网络的逆变器。

在另一个方面中，提供用于调节功率的方法，其包括由第一转换器和与该第一转换器并联耦合的第二转换器从电源接收直流(DC)电压和电流。该第一转换器内的电压和电流中的至少一个使用第一开关器件调节，并且该第二转换器内的电压和电流中的至少一个使用第二开关器件调节。交流(AC)电压和电流通过第一转换器的输出和第二转换器的输出供应给逆变器，并且第一转换器的该输出与第二转换器的该输出串联耦合。该AC电压和电流由该逆变器调节，并且将所调节的AC电压和电流供应给配电网络。

在另一个方面中，提供功率转换系统，其包括耦合于太阳能电源的第一转换器和第二转换器。该第一转换器包括输入侧、输出侧和第一开关器件，并且该第二转换器包括输入侧、输出侧和第二开关器件。该第二转换器输入侧与该第一转换器输入侧并联耦合，并且该第二转换器输出侧与该第一转换器输出侧串联耦合。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器输出侧和第二转换器输出侧的逆变器，并且该逆变器将交流电供应给配电网络。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器、第二转换器和逆变器的控制系统。该控制系统配置成控制该第一开关器件和第二开关器件。

附图说明

图1是示范性功率转换系统的示意框图。

图2是另一个示范性功率转换系统的示意框图。

图3是另一个示范性功率转换系统的示意框图。

图4是再一个功率转换系统的示意框图。

图5是可与在图1-4中示出的功率转换系统一起使用的、用于调节功率的示范性方法的流程图。

具体实施方式

本文中描述用于转换功率的方法和系统的示范性实施例。这些实施例便于将从电源(例如，包括光伏面板的阵列的太阳能电源等)接收的直流(DC)功率转换成要供应给配电网络的交流(AC)功率。功率转换系统使用第一转换器和第二转换器内的多个开关器件来调节该电源的功率输出，并且在该第一转换器和第二转换器内的电压和/或电流的过零点开关这些器件，以减少这些开关器件的操作期间的开关损耗。这些开关器件还采用交错模式操作来减少输入电流波纹。第一转换器和第二转换器的输入并联耦合在一起，并且第一转换器和第二转换器的输出串联耦合在一起以增加转换器组合的输出电压。逆变器包括采用H桥配置设置的多个逆变器开关器件。这些逆变器开关器件在配电网络的电压的过零点开关，以减少逆变器内的开关损耗。

图1是示范性功率转换系统100的示意框图。电源102耦合于功率转换系统100，以供应电流给系统100。在示范性实施例中，电源102是光伏或“太阳能”阵列，其包括至少一个光伏面板。备选地或另外地，电源102包括至少一个燃料电池、直流(DC)发电机、和/或使功率转换系统100能够如本文中描述的起作用的任何其他电电源。