[发明专利]光伏安装装置中的动态功率分配

说明书

发明领域

本发明涉及多种光伏(PV)安装装置以及多种用于优化这些PV安装装置的功率输出的相关联方法，以有利于这些PV安装装置的所有者们。

发明背景

传统的配电网从功率生成单元接收功率并将其传送给功率消费者。在某些参数中，功率生成单元的作用十分清楚的是输送功率。然而，随着配电网的复杂度的增加以及许多不同类型的功率生成单元的特点的复杂度继续增加，对支持现有的配电网具有使其能够实现高效配电的业务具有日益增长的需要。

这种业务的第一个例子是无功功率的吸收。包含多个功率逆变器的PV安装装置能够供应这样的业务。

这种业务的第二个例子是基于以下事实：配电网仅向不同功率消费者配电。因为能量不能存储在配电网上，并且因此功率生成和功率损耗侧必须得到平衡。这通常是通过命令所选择的功率生成单元改变所生成的功率来实现的。这可能会导致生成功率的那个或那些功率生成单元低于它们所能生成的功率水平，或者从先前要求的较低水平返回到更高的水平。这种限制通常被称为功率水平调整(PLA)，并且常常被指定为功率生成单元的额定功率的给定百分比。

当包含多个功率逆变器的传统PV安装装置接收来自电网运营商的PLA限制时，这种限制可被应用于在该安装装置内的全部功率逆变器。因此，根据已知的PV安装装置，所接收的PLA限制可广泛应用于该安装装置中。通过应用这种技术，不必要的功率限制可能会被施加到PV安装装置上。该功率限制当然并不是为了PV安装装置的所有者的利益。

基于改变功率生成单元的输出的其他特点，其他业务也是可用的。

此处所描述的方法的优点包括：

-优化能力，以防不均等的辐射串和PLA

较高产量/在有限的情况下避免产量损失，这反过来会带来以更高产量操作PV安装装置的机会

-以更高或更低电压运行一个或多个PV串的可能性，并且由此使能运行机会而无需升压器和/或解除激活该一个或多个PV串或向存储设备馈送所生成的功率

-可被看作是本发明的一个实施例来提供一种用于优化PV安装装置的输出的一个或多个特点的控制方案和装置，以有利于PV安装装置的所有者的利益。

发明描述

上述目标在第一方面可通过提供被配置成用于在供电节点处向消费者传送功率的光伏功率安装装置，该功率安装装置包括

-一个第一功率逆变器，该第一功率逆变器操作性地连接至第一组光伏面板，

-一个第二功率逆变器，该第二功率逆变器操作性地连接至第二组光伏面板，

-一个控制单元，

-一个数据通信网络，该数据通信网络将该第一和第二逆变器与该控制单元互连，

其中，该控制单元被配置成用于根据来自该光伏功率安装装置的所述第一和第二功率逆变器的多个可用的功率水平为该第一和第二功率逆变器设定多个输出功率参考，以便在该供电节点处根据一个外部生成的功率参考传送一个输出功率水平。

对于消费者，它是指一种装置或系统，该装置或系统通过该供电节点连接至该光伏功率安装装置，并且其有时可吸收该光伏功率安装装置生成的功率并且在其他时候可向该光伏功率安装装置供应无功功率。消费者可以是公共配电网，或者其可以是私有的配电网。可替代地，其可以包括作为‘岛(island)’被操作的基本的、小型的安装装置。

‘供电节点’意指电路中的一个点，其中如功率、无功功率、电流、电压或其他可测量的量等的参数可直接进行测量或通过建模、远程测量或其他方式进行估计。这种供电节点可包括到配电网络的连接，并且可进一步包括公共耦合点(PPC)。可替代地，其可包括网络中的集中式点。

该控制单元可集成在该第一功率逆变器中以使得其共享一个公共壳体，或者该第一功率逆变器被设计成能够复制该控制单元的过程以使得该第一功率逆变器本身能够起到如同该控制单元的作用。

该第一功率逆变器可被配置为主功率逆变器，而该第二功率逆变器可被配置为从功率逆变器。

给定安装装置的额定功率水平的百分比，该外部生成的功率参考可涉及PLA限制。可替代地，其可以是绝对值、固定值或者动态值。PLA限制可由电网运营商提供。对于本发明来说，参考该供电节点给出该外部生成的功率参考是必要的，也就是说，在该供电节点处从该光伏功率安装装置向电网传送的功率是电网运营商需要限制的功率。