[发明专利]用于生成能量的高功率光伏电站

说明书

技术领域

本发明总体上适用于用于从可再生型能源开始生成电能的电站技术领域，而且尤其是以用于生成高功率电能的光伏电站为目标。

背景技术

就像已知的那样，光伏电站通过使用多行的光伏面板来生成电能，其中每一行都由彼此串联连接的两个或更多个面板构成。

每一行的输出端子都连接到一个或多个接线盒，接线盒又连接到一个或多个逆变器，所述逆变器配置成使由电站产生的能量的电气参数适应本地和/或远程使用的网络。

一般来说，在一个或多个接线盒内部容纳了用于保护不受将在一行或多行的可能的偶然故障中产生的过电压和/或过电流影响的一个或多个设备。

此外，在每个接线盒内部，通常容纳有配置成用于控制和修改每一行的输出端子中存在的电气幅值的一个或多个转换器。

转换器还配置成用于为逆变器提供大于行的单个输出端子中存在的电压而且总功率基本上等于由连接到其的每一行提供的电功率之和的电压信号。

根据一种已知的配置，逆变器包括连接到每个转换器并且适于作为电网瞬时请求的电功率的函数来控制单行面板的逻辑控制单元。

以这种方式，所述逻辑单元以这样一种方式控制单行的运行，该方式使得其恒定地生成最大电功率，或者另选地，它可以为了安全起见或者在故障的情况下从电站断开该行。

这种解决办法的一个缺陷表现为在逆变器内部共同容纳逻辑控制单元将显著地限制电站的灵活性并且使逆变器特别昂贵。

事实上，在这种情况下，逻辑控制单元对于想要监视电站运行状态的用户和必须对其执行维护操作的操作人员都难以访问的。

此外，逆变器的电源电路在外壳中需要大空间来容纳它们，为此预留给逻辑单元的空间就特别受限。

因此，逻辑控制单元减小的尺寸使得其电路必须特别准确地设计，因此，造成对可以在转换器和行上执行的电气和电子功能的个数的限制。

此外，在逆变器内部容纳逻辑控制单元使得可能进行的单个设备的替换特别昂贵，因为，根据故障类型，常常有必要替换并没有损坏的逆变器或逻辑控制单元。

最后，在单个结构中容纳逻辑控制单元和逆变器将迫使逆变器从电站临时断开，即使在单独对逻辑控制单元执行维护操作的时候也是如此。

权利要求1的前序部分所基于的US2010/139734公开了通过对一个或多个光伏面板与定点单位（sentinel unit）的断开的自动和远程控制在紧急状况下或维护过程中使光伏电站安全的方法与系统。

US2008/0097655公开了用于为电能的本地分配提供高DC电压总线的系统与方法。

WO03/098703涉及具有光伏面板的控制电路的光伏电站，该控制电路适于减小电站的能量损耗，不是让所有面板都工作在最大功率条件（MPPT）。

这些现有文件中都没有一个清楚地示出至少一个适于改变由每个单行生成的电能的电流转换器和用于以控制转换器操作的方式检测注入网络的全部能量的参数的系统。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供特别有效而且相对来说不昂贵的高功率光伏电站，克服以上提到的现有技术的缺陷。

本发明的一个具体目的在于，提供一种光伏电站，该光伏电站以方便用户和/或操作人员访问（尤其是在维护操作当中）这样一种方式允许特别灵活地安装构成它的设备。

本发明的另一个目的在于，提供允许降低逆变器设计与生产成本的光伏电站。

本发明的另一个目标在于，提供允许对转换器和对行执行宽范围的控制与功能的光伏电站。

本发明的另一个目的在于，提供允许维持高功能性的光伏电站，甚至是在维护操作期间其也维持高功能性。

以下将看起来更清楚的这些目的及其它目的是通过根据权利要求1的高功率光伏电站实现的，该光伏电站包括：分别具有串联连接的两个或更多个光伏面板的多行；连接到所述多行的一行或多行的至少一个接线盒，其中，每个接线盒都在其内部容纳至少一个设计成改变由每个单行生成的电能的电流转换器和用于控制所述转换器的外围控制单元；至少一个电连接到每个转换器以便把由行产生的电能注入网络的逆变器；及连接到所述至少一个逆变器以便控制由所述多行生成的能量并且连接到每个所述外围单元以便控制来自每个所述接线盒的输出中电功率的中央控制单元。