[发明专利]中压直流电力收集系统和方法

说明书

本公开总体涉及电力收集系统。在一些电力收集系统中、诸如在用于大型太阳能电池板阵列的电力收集系统中，所收集的电力的电压必须被增加到中压水平，以允许从太阳能电池板阵列到公用电网的高效电力传输。在一些电力收集系统中，与中压交流电力传输相比，中压直流(MVDC)电力传输更高效地收集电力。现有的电力收集系统存在许多不足和缺点。仍然存在未满足的需求，包括减少的保护系统响应时间、减少的系统停机时间以及增加的系统灵活性。例如，基于断路器和继电器的保护方案可能无法充分地保护故障电流迅速增加的MVDC收集系统中的收集系统组件。此外，在一些电力收集系统中，单个故障可能关闭整个电力收集系统，直到它能够由技术人员修理。非常需要本文公开的独特装置、方法、系统和技术。

背景技术

本公开总体涉及电力收集系统。在一些电力收集系统中、诸如在用于大型太阳能面板阵列的电力收集系统中，所收集的电力的电压必须被增加到中压水平，以允许从太阳能面板阵列到公用电网的高效电力传输。在一些电力收集系统中，与中压交流电力传输相比，中压直流(MVDC)电力传输更高效地收集电力。现有的电力收集系统具有许多不足和缺点。仍然存在未满足的需求，包括减少的保护系统响应时间、减少的系统停机时间以及增加的系统灵活性。例如，基于断路器和继电器的保护方案可能无法充分地保护故障电路迅速增加的MVDC收集系统中的收集系统组件。此外，在一些电力收集系统中，单个故障可能关闭整个电力收集系统，直到它可以由技术人员修理。非常需要本文所公开的独特装置、方法、系统和技术。

说明性实施例的公开

为了清晰、简洁和准确描述本公开的非限定性示例性实施例并且能够实现制作和使用本公开的非限定性示例性实施例的实践的目的，现在将引用某些示例性实施例、包括在附图中示出的那些示例性实施例，并且将使用特定的语言来描述该非限定性示例性实施例。然而需要理解，并未因此建立对本公开范围的限定，并且本公开包括并保护本领域技术人员在本公开的帮助下对各示例性实施例所作的改变、修改以及进一步的应用。

发明内容

示例性实施例包括用于电力收集系统的独特的系统、方法、技术和装置。本公开的更多的实施例、形式、目的、特性、优势、方面和益处将从下文的描述和附图中变得显而易见。

附图说明

图1-图6示出了示例性电力收集系统。

具体实施方式

参考图1，示出了耦合到多个太阳能面板阵列(包括太阳能面板阵列123)和公用电网101的示例性中压直流(MVDC)电力收集系统100。系统100被构造为：收集来自多个太阳能面板阵列的低压直流(LVDC)电力，将LVDC电力转换为MVDC电力，通过多个径向支路将转换的MVDC电力传输到收集母线，利用电网逆变器105将MVDC电力转换为中压交流(MVAC)电力，利用变压器升高MVAC的电压，并且将高压交流(HVAC)电力HVAC电力馈送到公用电网101，公用电网101为HVAC传输系统。本领域普通技术人员应当理解，针对LVDC电力的电压范围为至少1,000V到1,500V；针对MVDC电力的电压范围为至少±5kV到±25kV(10-50kV)；针对MVAC的电压范围为至少6.9-34.5kV，并且针对HVAC的电压范围为至少69-345kV。应当理解，系统100可以在各种应用中实现，仅举几例，包括从燃料电池收集电力、从混合电动车辆电池收集电力、从其他可再生能量资源收集电力(诸如基于风和波的发电机)、从另一类型的AC电源收集经整流的电力，或者被构造为具有保护功能的、从多个源收集电力的任何其他系统。

系统100包括通过电网逆变器105和变压器103而被耦合到公用电网101的收集母线107。变压器103包括被构造为测量输入电力和输出电力的电特性的电流传感器。变压器103被构造为从逆变器105接收MVAC电力，将该电力的电压从中压增加到高压，并且将高压交流(HVAC)电力输出到电网101。在系统100的其它实施例中，可能不需要变压器103。在某些实施例中，公用电网101可以被另一类型的电力消耗器替换，诸如微电网、能量存储设备、电动机、或者使用或存储电功率的另一系统。