[发明专利]电路电压平衡方法、电路校正方法及主逆变器校正方法

说明书

本申请是申请日为2010年5月19日、申请号为201080032669.9、发明名称为“包括发电装置的集群的电站的构造”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年5月19日递交的美国临时申请No.61/179,606的优先权并通过引用将其全部结合在这里。本申请也涉及以下申请，其中每一者都通过引用结合在这里：2007年8月24日递交的美国专利申请No.11/844,888；2007年8月22日递交的美国专利申请No.11/843,531；2007年8月24日递交的美国专利申请No.11/844,877；2007年8月22日递交的美国专利申请No.11/843,549；2010年1月28日递交的美国专利申请No.61/299,124；以及2010年3月3日递交的美国专利申请No.61/310,228。

背景技术

太阳能是丰富并且是可持续的。然而，使用太阳能给电网供电可能存在某些挑战。

例如，光电池通常在由电池的特性和照明量决定的具体电压和电流下产生最大功率。离开该最大功率点，电池的转换效率下降。

公用工程规模电站可以包括展开数个平方公里的、数以千计的这种电池。采用这种大尺寸构造，可能难以使得整个电站在峰值效率下工作。

此外，来自光电池的输出通常被处理以产生交流电流，以输出到电力网。这可能难以管理这种大量的离散的PV电池。

最后，太阳能电站必须在不理想条件的范围下工作。非理想条件的示例包括缺乏充足的阳光，并且可能在电力网上产生储运消耗。

因此，本发明的实施例涉及用于能够在最大生产率或接近最大生产率下工作的光电电站的成本优化的构造。本发明的实施例可以在不利条件(诸如电网储运消耗或缺乏充足阳光)下继续发挥功能。

发明内容

一种电站系统构造，采用的技术减小了由其元件可能是非传统的功率系统所施加的平准化能量成本。在一个实施例中，具有充胀式的反射器形式的太阳能会聚器将光会聚到高集成度光电接收器上。多个这些会聚器被分组为共享控制电路以及支持结构的串联集群。各个会聚器通过对该串联连接被分路的电流进行控制的平衡控制器而保持在它们的最大功率点。来自集群的DC电流被传递适中的距离(例如，300-1000m)到达中央逆变器。使用空气间隔的双绞线对来使得传输线的电感最大化，从而增强升压型三相逆变器的性能。集群的输出保持与协同定位在中央位置的大规模交错阵列中的各个逆变器分立。升压变压器将逆变器电压转换为电网电压，并且小的变压器在接收器与接收器不平衡电流(通常小于总电流的20％)方面提供了隔离和升压。为了方便部署，这些大规模逆变器阵列可以在标准装运容器中预组装并且在机架安装件中测试。

参照以下的文字和附图更加详细地描述本发明的这些和其他实施例，以及其他特征和一些潜在优点。

附图说明

图1A示出了根据本发明的实施例的平衡电路的布置，其支持N个接收器的集群。

图1B示出了串联接收器的传统集群。

图1C示出了在接收器的集群中处理功率不平衡的传统方法。

图1D示出了其中最大功率点跟踪切换器被串联连接的传统集群。

图1E示出了可以在各个接收器之间、在不需要彼此的直接连接或与功率总线的连接的情况下、双向通过电流的平衡器电路的可选布置。

图2A示出了其中用于各个接收器的平衡器电路分立的平衡器电路布置。

图2AA示出了用于双向功率流的双向隔离逆程转换器的简化示意图。

图2AB示出了用于双向功率流的半桥双向转换器的简化示意图。

图2AC示出了用于双向功率流的双向Cuk转换器的简化示意图。

图2B示出了其中采用了单个多支线(tap)变压器的可选布置或平衡器电路。

图2C示出了采用主动整流桥的平衡器电路。

图2D示出了采用具有隔离连接绕组的变压器的平衡器电路。

图2EA示出了单向隔离的逆程转换器的简化示意图。

图2EB示出了单向双切换器正向隔离转换器的简化示意图。

图2EC示出了双向隔离Cuk转换器电路的简化示意图。

图3示出了根据本发明的电站布局的实施例的图。

图3A示出了根据本发明的实施例的电站的简化图。

图3AA-图3AE示出了根据本发明的实施例的集群电压的布置。

图4A示出了一对DC传输线的图。