[发明专利]具有四线电网侧连接的太阳能换流器

说明书

提供了用于将换流器和太阳能阵列相接的方法和系统。例如，提供了一种用于将太阳能发电设备与电网(116)相接的方法。所述方法可包括将所述太阳能发电设备的第一电平(108)和第二电平(110)连接至两电平换流器(104)。而且，所述方法可包括将所述两电平换流器204与所述电网(116)通过四线连接相接。

技术领域

本公开大体上涉及太阳能换流器。更具体地，本公开涉及具有四线电网侧连接(four-wire grid-side connection)的太阳能换流器。

背景技术

在将太阳能发电厂连接至电网时，通常使用DC到AC换流器，即逆变器。绝缘系统的改进和本领域实践的发展已经产生双极(即两电平)1.5kV太阳能电池阵列，其连接成使得使用净3kV链接从太阳能发电厂采集光生电流。这种阵列输出的功率很可能在兆瓦等级。功率产出和电压的这种提高通常导致提高成本。

而且，在这种阵列存在时，不均匀的辐照度降低年能量产量。因此，需要分开地确定来自正子阵列和来自负子阵列的最佳电压的能力，以便当太阳能阵列限制到单个电压时重新捕获本可能丢失的能量。

最后，针对3线(3-wire)电网侧连接优化的典型的太阳能换流器并没有考虑在提供独立母线电压时与负母线电流无关地控制正母线电流的复杂性。因此，需要正交(D/Q)独立地控制优化的正序电流，特别是在经变换的电流在变压器的高压绕组中重新组合并供给到电网时。

发明内容

本文中特征化的实施例帮助解决或缓解上述问题以及所属领域中已知的其它问题。具体讲，所述实施例允许较低电压部件(例如电线绝缘)以较高电压光伏(即，太阳能)阵列操作，这意味着提高电压和功率的结果并不增大成本。而且，所述实施例允许有分开地确定来自正子阵列和来自负子阵列的最佳电压的能力，从而允许重新捕获如果只使用单个电压可能会丢失的能量。而且，所述实施例允许使用两电平换流器独立地控制来自太阳能阵列的电流，两电平的每个电平专用于源于太阳能阵列的电流。

在一个示范性实施例中，提供了一种用于将太阳能发电设备与电网相接(interfacing)的方法。所述方法可包括将所述太阳能发电设备的第一电平和第二电平连接至两电平换流器。而且，所述方法可包括将所述两电平换流器与所述电网通过四线连接相接。可替代地讲，所述方法可包括使用四线连接将所述两电平换流器的三相输出和所述太阳能发电设备的中性线与所述电网相接。

所述四线连接可连接至变压器。所述二电平换流器的三相输出可连接至所述变压器的端子(例如初级端子或次级端子)，所述中性线可连接至所述变压器的接地端子。

所述两电平换流器可以是半波双极阵列(half-wave bipolar array)。

所述第一电平可以是正电压，并且所述第二电平可以是负电压，或者反之亦然。

所述四线配置可包括所述太阳能发电设备的中性线。所述中性线可承载零序(zero sequence)电流或共模(common mode)电流。

所述相接可包括将所述中性线连接至变压器的接地端子，所述变压器设置在两电平功率换流器和所述电网之间。

所述相接可包括提供所述中性线和所述两电平换流器之间的连接。

所述中性线可包括电感器。

所述相接可包括将所述中性线连接至所述两电平换流器。

所述相接可包括将所述中性线连接至所述两电平换流器中包括的电容器组。

所述相接可包括将所述中性线连接至所述太阳能发电设备。

所述四线连接可包括分别对应于AC信号的相电压的三根线(three wires)和对应于中性线的一根线。