專利名稱：用于兩級太陽能轉(zhuǎn)換器的dc總線電壓控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于在太陽能電力轉(zhuǎn)換器 (solar power converter)中控制DC總線電壓的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能發(fā)電在世界上正成為日益增大的能量來源。太陽能發(fā)電系統(tǒng)典型地包括具 有多個互連的太陽能電池(其通過光生伏打效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為DC電力)的一個或多個 光伏陣列(PV陣列)。為了將PV陣列的輸出聯(lián)接到公用電網(wǎng)，需要太陽能轉(zhuǎn)換器以改變PV 陣列的DC電流和DC電壓輸出為將電力饋給公用電網(wǎng)的60/50HZ AC電流波形。存在各種太陽能電力轉(zhuǎn)換器用于將PV陣列的DC輸出聯(lián)接到AC電力。太陽能電 力轉(zhuǎn)換器的一個實現(xiàn)由兩級構(gòu)成，升壓轉(zhuǎn)換器級和逆變器級。該升壓轉(zhuǎn)換器控制DC電力從 PV陣列流到DC總線上。該逆變器將供應(yīng)到該DC總線的電力轉(zhuǎn)換為可以輸出到AC電網(wǎng)的 AC電流和AC電壓?，F(xiàn)有的太陽能電力轉(zhuǎn)換器利用控制系統(tǒng)調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器和逆變器以補償各種系 統(tǒng)變量，例如AC電網(wǎng)電壓大小、功率器件(例如在太陽能電力轉(zhuǎn)換器中使用的絕緣柵雙極 晶體管(IGBT)、二極管和電抗器、在太陽能功率收集系統(tǒng)中使用的變壓器和導(dǎo)體等)兩端 的電壓降和其他系統(tǒng)變量等。為了適應(yīng)電網(wǎng)電壓的正常工作范圍，例如標(biāo)稱電網(wǎng)電壓的 士 10%，該控制系統(tǒng)將典型地調(diào)整太陽能電力轉(zhuǎn)換器的DC總線電壓以在固定的DC總線電 壓設(shè)置點(例如大約標(biāo)稱AC電網(wǎng)電壓的100%)運行。然而，固定DC總線電壓設(shè)置點的使 用不優(yōu)化太陽能電力轉(zhuǎn)換器的效率，常常導(dǎo)致太陽能電力轉(zhuǎn)換器的IGBT和二極管的更高 半導(dǎo)體結(jié)溫度和輸出到AC電網(wǎng)的更高諧頻(harmonic frequency)。當(dāng)AC電網(wǎng)電壓小于 DC總線電壓的電壓時特別如此。從而，存在需要調(diào)整DC總線電壓以增加太陽能電力轉(zhuǎn)換器的效率克服上文的劣 勢的太陽能電力轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)勢將在下列說明中部分闡述，或可從該說明是明顯的，或可通 過本發(fā)明的實踐得知。本公開的一個示范性實施例針對用于從例如PV陣列等DC電源向AC電力網(wǎng)供應(yīng) AC電力的設(shè)備。該設(shè)備可以包括耦合于該DC電源的轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器從DC電源提供DC 電力到DC總線。該設(shè)備進(jìn)一步包括耦合于DC總線的逆變器。該逆變器將DC總線的DC電 力轉(zhuǎn)換為AC電力，其可以輸出到AC電力網(wǎng)。該設(shè)備進(jìn)一步包括配置成調(diào)整DC總線的DC 總線電壓以在可變DC總線電壓設(shè)置點運行的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)配置成至少部分基于 逆變器的輸出AC電流調(diào)節(jié)可變DC總線電壓設(shè)置點的大小。本發(fā)明的另一個示范性實施例針對用于在用于從DC電源提供AC電力到AC電力 網(wǎng)的系統(tǒng)中控制DC總線電壓的方法。該方法包括以DC總線電壓向DC總線提供DC電力并且用耦合于DC總線的逆變器將在DC總線上的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力。該方法可以包括控 制DC總線電壓以DC總線電壓設(shè)置點運行并且至少部分基于逆變器的輸出AC電流改變DC 總線電壓設(shè)置點?？梢詫Ρ竟_的這些示范性實施例做出變化和修改。本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢將參照下列說明和附上的權(quán)利要求變得更 好理解。包含在該說明書中并且構(gòu)成其的一部分的附示本發(fā)明的實施例，并且與說明 一起服務(wù)于解釋本發(fā)明的原理。


包括本發(fā)明的最佳模式、針對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員的本發(fā)明的完全和實現(xiàn)用的公開 在該說明書中闡述，其參照附圖，其中圖1提供根據(jù)本公開的示范性實施例的太陽能電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的框圖；圖2提供根據(jù)本公開的示范性實施例的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電路圖；圖3描繪根據(jù)本公開的示范性實施例的太陽能電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的調(diào)整器拓?fù)?(regulator topology)的電路圖；圖4描繪根據(jù)本公開的一個示范性實施例的示范性方法的流程圖；以及圖5描繪根據(jù)本公開的另一個示范性實施例的示范性方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實施例，其的一個或多個示例在附圖中圖示。每個示例 通過本發(fā)明的說明而非本發(fā)明的限制提供。實際上，各種修改和變化可以在本發(fā)明中做出 而不偏離本發(fā)明的范圍或精神對于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將是明顯的。例如，圖示或描述為一 個實施例的部分的特征可以與另一個實施例一起使用以產(chǎn)生再另外的實施例。從而，本意 是本發(fā)明包含這樣的修改和變化，其在附上的權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)。一般，本公開針對用于從例如PV陣列等DC電源向AC電力網(wǎng)供應(yīng)AC電力的方法 和設(shè)備。圖1描繪用于將來自PV陣列110的DC電力115轉(zhuǎn)換為適合于饋給AC電力網(wǎng)140 的AC電力的示范性兩級電力轉(zhuǎn)換器100的概念性框圖。電力轉(zhuǎn)換器100的第一級可以包 括DC至DC轉(zhuǎn)換器120，例如升壓轉(zhuǎn)換器等，其輸出DC電力125到DC總線上。該電力轉(zhuǎn)換 器的第二級可以是將DC總線上的DC電力125轉(zhuǎn)換為適合于饋給AC電力網(wǎng)140的AC電力 135的逆變器130?？刂葡到y(tǒng)150可以通過控制逆變器130的輸出AC電流控制DC總線的DC總線電 壓。特別地，逆變器130可以由控制系統(tǒng)150調(diào)整使得從逆變器130到AC電網(wǎng)140的有功 功率流(逆變器輸出AC電壓和逆變器輸出AC電流的矢量乘積的有功部分)等于由DC至 DC轉(zhuǎn)換器120供應(yīng)給DC總線的功率?；谳敵鲎儔浩骱凸秒娋W(wǎng)的阻抗，改變逆變器輸出 AC電流將導(dǎo)致逆變器輸出AC電壓的變化。因此，通過調(diào)節(jié)AC輸出電流控制逆變器的輸出 功率是可能的。調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率將相應(yīng)地引起在DC總線上的DC總線電壓的變化。 從而，通過控制逆變器130的輸出AC電流，對應(yīng)的逆變器130的輸出AC電壓和DC總線的 DC總線電壓也受控制。逆變器130的輸出AC電流并且對應(yīng)地DC總線的DC總線電壓可以使用控制逆變器130的控制系統(tǒng)150調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)150可以調(diào)整逆變器130的輸出使得DC總線電壓 以可變DC總線電壓設(shè)置點運行。例如IGBT等功率半導(dǎo)體的開關(guān)損耗與DC總線電壓有關(guān)， 使得當(dāng)DC總線電壓減少時，功率半導(dǎo)體的開關(guān)損耗也減少。通過基于感測的DC總線電壓 調(diào)節(jié)可變DC總線電壓設(shè)置點的大小和通過基于逆變器130的輸出AC電流控制DC總線電 壓，控制系統(tǒng)增加逆變器130的效率是可能的。例如，在某些實施例中，控制系統(tǒng)150調(diào)節(jié)可變DC總線電壓設(shè)置點的大小使得逆 變器130具有恒定調(diào)制指數(shù)。如本文使用的，術(shù)語“調(diào)制指數(shù)”意在指度量逆變器130的峰 值A(chǔ)C輸出電壓與DC總線電壓的比的標(biāo)量。通過包括可以配置成基于DC總線電壓和逆變 器130的輸出AC電流調(diào)整DC總線電壓設(shè)置點的大小的控制系統(tǒng)150，本公開的主旨提供超 過已知電力轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。例如，逆變器130的調(diào)制指數(shù)可以保持在固定值而不考慮在例如電網(wǎng)電壓大小和 功率器件(例如IGBT、二極管、導(dǎo)體、變壓器、電抗器和其他器件等)兩端的電壓降等系統(tǒng)變 量中的預(yù)期變化。另外，根據(jù)本公開的實施例的總線電壓控制的系統(tǒng)和方法可以提供提高 的逆變器130效率、較低半導(dǎo)體結(jié)溫度和改進(jìn)的到AC電網(wǎng)的諧波輸出?，F(xiàn)在參照圖2，現(xiàn)在將詳細(xì)論述用于從PV陣列210向AC電力網(wǎng)240供應(yīng)AC電力 的示范性兩級電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)200。PV陣列210具有多個互連的太陽能電池，其響應(yīng)于在 PV陣列210上入射的太陽能產(chǎn)生DC電壓和DC電流。PV陣列210的DC輸出可以通過DC 電抗器215耦合于升壓轉(zhuǎn)換器220。僅升壓轉(zhuǎn)換器220的電路的一部分在圖2中描繪。圖 2描繪并行連接到升壓轉(zhuǎn)換器220的三個PV陣列210。使用本文提供的公開的本領(lǐng)域內(nèi)技 術(shù)人員應(yīng)該容易理解升壓轉(zhuǎn)換器220可以包括任意數(shù)量的并行PV陣列輸入而不偏離本發(fā) 明的范圍或精神。升壓轉(zhuǎn)換器220提升PV陣列210的DC電壓輸出到更高的DC總線電壓并且控制 DC電力到DC總線225上的流動。盡管升壓轉(zhuǎn)換器220在圖2中描繪，使用本文提供的公開 的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解配置成調(diào)整提供給DC總線225的DC電力的任何形式的DC至 DC轉(zhuǎn)換器在本公開的范圍內(nèi)。例如，DC至DC轉(zhuǎn)換器可以是升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器或降壓/升壓轉(zhuǎn)換器。升壓轉(zhuǎn)換器220調(diào)整DC電力到DC總線225上的流動。升壓轉(zhuǎn)換器220通過調(diào)整 到DC總線225的DC輸入電流或DC輸入電壓(取決于調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器220的控制系統(tǒng)的 類型)控制電力到DC總線225上的流動。在特定實施例中，可以通過向升壓轉(zhuǎn)換器220中 利用的IGBT 222發(fā)送柵極定時命令(gate timing command)控制升壓轉(zhuǎn)換器220。升壓轉(zhuǎn)換器220向DC總線225供應(yīng)DC電力。DC總線以由逆變器230調(diào)整的DC 總線電壓運行。DC總線220可以包括一個或多個電容器226以向DC總線220提供穩(wěn)定性。 如將在下文更詳細(xì)論述的，本公開的實施例調(diào)整DC總線225的DC總線電壓以在DC總線電 壓設(shè)置點運行。逆變器230將DC總線225的DC電力轉(zhuǎn)換為適合于饋給AC電力網(wǎng)240的AC電力。 僅逆變器230的電路的一部分在圖2中描繪。圖2圖示逆變器230的三相AC輸出。然而， 使用本文提供的公開的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)該容易理解逆變器230可以類似地根據(jù)需要 提供單相AC輸出或其他多相AC輸出而不偏離本發(fā)明的范圍。逆變器230利用一個或多個逆變器橋接電路(inverter bridge circuit) 232，其包括功率器件，例如用于將在DC總線225上的DC電力轉(zhuǎn)換為適合的AC波形的IGBT和二 極管等。例如，在某些實施例中，逆變器230使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)以將輸出AC電壓合 成在AC電網(wǎng)頻率。根據(jù)眾所周知的PWM控制技術(shù)，可以通過向逆變器230的逆變器橋接電 路232的IGBT提供柵極定時命令控制逆變器230的輸出。從逆變器230流過的輸出AC電 流具有處于PWM斬波頻率(chopping frequency)和電網(wǎng)頻率的分量。逆變器230的AC輸出通過AC電抗器235耦合于AC電力網(wǎng)MO。各種電部件和裝 置可以包括在逆變器230的輸出和AC電力網(wǎng)240之間。例如，一個或多個導(dǎo)體、總線、變壓 器、斷路器、浪涌保護裝置、功率因數(shù)校正裝置等可以包括在AC逆變器230的輸出和AC電 力網(wǎng)240之間。電力轉(zhuǎn)換器200還可以包括配置成監(jiān)測電力轉(zhuǎn)換器200的各種系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測系 統(tǒng)。例如，電力轉(zhuǎn)換器200可以包括配置成監(jiān)測DC總線225的DC總線電壓和逆變器230 的輸出AC電流的監(jiān)測系統(tǒng)。圖2描繪DC總線電壓傳感器2 和輸出AC電流傳感器238 的位置。DC總線電壓傳感器2 可以由控制系統(tǒng)使用以基于DC總線225的DC總線電壓產(chǎn) 生DC總線電壓反饋信號。輸出AC電流傳感器238可以用于基于逆變器230的輸出AC電 流產(chǎn)生輸出AC電流反饋信號。在某些實施例中，逆變器230的AC輸出電流在將逆變器230 耦合于AC電力網(wǎng)240的任何電裝置(例如導(dǎo)體、變壓器、電抗器、功率因數(shù)校正裝置等)之 前被測量。如此，可以避免由這樣的電裝置引起的AC電流的變化。如將參照圖3詳細(xì)論述 的，本公開的實施例利用DC總線電壓反饋信號和輸出AC電流反饋信號以調(diào)整電力轉(zhuǎn)換器 200的DC總線電壓?，F(xiàn)在參照圖3，現(xiàn)在將論述根據(jù)本公開的一個示范性實施例的控制系統(tǒng)300。控制 系統(tǒng)300包括調(diào)整器328，其調(diào)整可變DC總線電壓設(shè)置點302的水平以在恒定調(diào)制指數(shù)操 作逆變器330。例如，逆變器330可以以在大約0. 0至大約2. 0(例如大約0. 9至大約1. 5， 例如大約0. 97至大約1. 2)的范圍中的調(diào)制指數(shù)而被操作。如此，DC總線電壓對逆變器的 峰值輸出AC電壓的比例可以大致上恒定地保持在期望的水平以便增加逆變器330的效率?？勺僁C總線電壓設(shè)置點302是指示DC總線的期望DC總線電壓的信號?？勺僁C 總線電壓設(shè)置點302基于DC總線電壓設(shè)置點調(diào)整器328的輸出調(diào)節(jié)使得逆變器330的調(diào) 制指數(shù)大致上保持恒定?？勺僁C總線電壓設(shè)置點302與DC總線電壓反饋信號比較以產(chǎn)生DC總線電壓誤差 信號304。DC總線電壓誤差信號304是進(jìn)入電壓調(diào)整器306的輸入，電壓調(diào)整器306基于 DC總線電壓誤差信號304產(chǎn)生有功電流參考命令(real current reference command) 308 電壓調(diào)整器306可以是比例調(diào)整器、比例積分調(diào)整器、比例微分調(diào)整器、比例積分微分調(diào)整 器或其他適合的調(diào)整器。有功電流參考命令308提供將由逆變器330提供的有功輸出AC 電流的指示以將DC總線電壓操作在可變DC總線電壓設(shè)置點302。有功電流參考命令308與輸出AC電流反饋信號比較以產(chǎn)生有功輸出AC電流誤差 信號310。有功輸出AC電流誤差信號310提供給電流調(diào)整器312，其產(chǎn)生有功電壓參考命 令314。與電壓調(diào)整器308相似地，有功電流調(diào)整器312可以是比例調(diào)整器、比例積分調(diào)整 器、比例微分調(diào)整器、比例積分微分調(diào)整器或其他適合的調(diào)整器。有功電壓參考命令314提 供將由逆變器330提供的有功輸出AC電壓的指示以達(dá)到將DC總線電壓操作在可變DC總 線電壓設(shè)置點432所需要的輸出AC電流。
有功電壓參考命令314通過將有功電壓參考命令314除以DC總線電壓反饋信號 而被規(guī)格化以產(chǎn)生提供給逆變器330的第一調(diào)制命令340。逆變器330至少部分基于第一 調(diào)制命令340產(chǎn)生IGBT柵極定時命令以調(diào)整逆變器330的輸出以達(dá)到在可變DC總線電壓 設(shè)置點302操作DC總線電壓所需要的輸出AC電流。控制系統(tǒng)300可以進(jìn)一步包括無功電流調(diào)整器320以調(diào)整逆變器330以輸出期望 數(shù)量的無功電流到AC電網(wǎng)。無功電流設(shè)置點316是指示將由逆變器330輸出的期望AC無 功電流的信號。無功電流設(shè)置點316可以由公用電網(wǎng)操作員或其他操作員設(shè)置。無功電流設(shè)置點316與輸出AC電流反饋信號比較以產(chǎn)生無功輸出AC電流誤差信 號318。無功輸出AC電流誤差信號318提供給電流調(diào)整器320，其產(chǎn)生無功電壓參考命令 322。無功電流調(diào)整器320可以是比例積分調(diào)整器、比例微分調(diào)整器、比例積分微分調(diào)整器 或其他適合的調(diào)整器。無功電壓參考命令322通過將無功電壓參考命令322除以DC總線 電壓反饋信號而被規(guī)格化以產(chǎn)生提供給逆變器330的第二調(diào)制命令350。逆變器330至少 部分基于第二調(diào)制命令350產(chǎn)生IGBT柵極定時命令以調(diào)整逆變器330的無功電流輸出以 產(chǎn)生大致上等于無功電流設(shè)置點316的無功AC輸出電流?？刂葡到y(tǒng)300包括控制回路(control loop)以調(diào)整可變DC總線電壓設(shè)置點302 的水平。該控制回路基于第一調(diào)制命令340和第二調(diào)制命令350確定逆變器330的調(diào)制指 數(shù)反饋信號。例如，在特定實施例中，調(diào)制指數(shù)反饋信號可以根據(jù)下列公式計算Mxy 二 批 + U;其中Mxy是計算的調(diào)制指數(shù)并且Ux是第一調(diào)制命令340并且Uy是第二調(diào)制命令 350。該計算的調(diào)制指數(shù)與調(diào)制指數(shù)設(shè)置點324比較以產(chǎn)生調(diào)制指數(shù)誤差信號326。調(diào) 制指數(shù)設(shè)置點3M可以由公用電網(wǎng)操作員或其他操作員設(shè)置以處于逆變器300的期望值。 例如，在特定實施例中，調(diào)制指數(shù)設(shè)置點4 可以在大約0. 0至大約2. 0(例如大約0. 9至 大約1.5，例如大約0.97至大約1.2等)的范圍中。調(diào)制指數(shù)誤差信號3 提供給DC總線電壓設(shè)置點調(diào)整器328，其基于調(diào)制指數(shù)誤 差信號3 產(chǎn)生DC總線電壓設(shè)置點命令325。DC總線電壓設(shè)置點調(diào)整器3 可以是比例 積分調(diào)整器、比例微分調(diào)整器、比例積分微分調(diào)整器或其他適合的調(diào)整器?？刂葡到y(tǒng)300基 于DC總線電壓設(shè)置點命令325調(diào)節(jié)DC總線電壓設(shè)置點302使得逆變器330以恒定調(diào)制指 數(shù)操作。在特定實施例中，控制系統(tǒng)300可以包括對于可變DC總線電壓設(shè)置點302的范圍 的上限和下限以保持DC總線在期望的范圍內(nèi)。例如，對于可變DC總線電壓設(shè)置點302的 下限可以是標(biāo)稱AC電網(wǎng)電壓。對于可變DC總線電壓設(shè)置點302的該上限可以是標(biāo)稱AC 電網(wǎng)電壓的大約115%。通過包括對于可變DC總線電壓設(shè)置點302的上限和下限，當(dāng)AC電 網(wǎng)電壓變化超過對于正常工作要求的范圍時控制系統(tǒng)300可以保持DC總線電壓在期望范 圍內(nèi)。如上文詳細(xì)論述的，控制系統(tǒng)300調(diào)整逆變器330的調(diào)制指數(shù)使得調(diào)制指數(shù)可以 控制到固定值而不考慮例如電網(wǎng)電壓大小和功率器件兩端的電壓降等系統(tǒng)變量的預(yù)期變 化。這實現(xiàn)提高的逆變器效率、較低半導(dǎo)體結(jié)溫度、改進(jìn)的到AC電網(wǎng)的諧波輸出和提高的電力轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的可靠性。圖4圖示根據(jù)本公開的一個示范性實施例的用于控制DC總線電壓的方法400的 流程圖。最初，在410，DC電力從例如PV陣列等DC電源通過轉(zhuǎn)換器提供給DC總線。在420， 在DC總線上的DC電力使用逆變器轉(zhuǎn)換為AC電力。在430，DC總線的DC總線電壓和逆變 器的輸出AC電流使用例如包括DC總線電壓傳感器和輸出AC電流傳感器的監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān) 測。在440，DC總線電壓被控制以大致上等于DC總線電壓設(shè)置點。在450，該方法400包 括至少部分基于逆變器的輸出AC電流改變DC總線電壓設(shè)置點。圖5圖示根據(jù)本公開的一個示范性實施例的用于改變DC總線電壓設(shè)置點的方法 500的流程圖。最初，在502，DC總線電壓與DC總線電壓設(shè)置點比較。在504，有功電流參 考命令信號基于DC總線電壓和DC總線電壓設(shè)置點的比較而產(chǎn)生。在506，有功電流參考命 令信號與逆變器的輸出AC電流比較。在508，有功電壓命令信號基于有功電流參考命令信 號和逆變器的輸出AC電流的比較而產(chǎn)生。在510，有功電壓命令信號被規(guī)格化以提供有功 電壓調(diào)制命令。在512，該方法500可選地包括比較逆變器的輸出AC電流與無功電流設(shè)置點 (reactive current setpoint)。在514，無功電壓參考命令信號基于逆變器的輸出AC電流 與無功電流設(shè)置點的比較而產(chǎn)生。在516，無功電壓參考命令信號被規(guī)格化以提供無功電壓 調(diào)制命令。在518，該方法500包括從有功電壓調(diào)制命令和無功電壓調(diào)制命令確定調(diào)制指數(shù) 反饋信號。在520，調(diào)制指數(shù)反饋信號與調(diào)制指數(shù)設(shè)置點比較。在522，DC總線設(shè)置點命令 信號基于調(diào)制指數(shù)反饋信號和調(diào)制指數(shù)設(shè)置點的比較而產(chǎn)生。DC總線設(shè)置點至少部分基于 該DC總線設(shè)置點命令信號而被控制。盡管本主旨已經(jīng)關(guān)于其的特定示范性實施例和方法詳細(xì)描述，將意識到本領(lǐng)域內(nèi) 技術(shù)人員當(dāng)獲得前述的理解時可容易地得出對這樣的實施例的改動、改變和等同物。因此， 本公開的范圍采用示例方式而不是采用限制方式，并且主題公開不排除如對于本領(lǐng)域內(nèi)技 術(shù)人員將是顯而易見的包括這樣的對本主旨的修改、改變和/或增加。部件列表
權(quán)利要求
1.一種用于從DC電源Ο ο)向AC電力網(wǎng)(MO)供應(yīng)AC電力的設(shè)備，其包括 耦合于所述DC電源的轉(zhuǎn)換器O20)，所述轉(zhuǎn)換器提供DC電力到DC總線025)； 耦合于所述DC總線(225)的逆變器030)，所述逆變器(230)將所述DC總線(225)的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力；以及控制系統(tǒng)(300)，其配置成調(diào)整所述DC總線電壓為大致上等于可變DC總線電壓設(shè)置 點(302)，所述控制系統(tǒng)配置成至少部分基于所述逆變器Q30)的輸出AC電流調(diào)節(jié)所述可 變DC總線電壓設(shè)置點(302)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)(300)配置成至少部分基于所述DC總 線025)的DC總線電壓和所述逆變器Q30)的輸出AC電流調(diào)節(jié)所述可變DC總線電壓設(shè) 置點(302)。
3.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)(300)配置成通過控制所 述逆變器(230)的輸出調(diào)整所述DC總線電壓以在所述可變DC總線電壓設(shè)置點(302)運行。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的設(shè)備，其中所述逆變器(230)至少部分基于調(diào)制指 數(shù)將所述DC總線025)的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力，所述控制系統(tǒng)包括配置成至少部分基于 所述逆變器O30)的調(diào)制指數(shù)調(diào)節(jié)所述可變DC總線電壓設(shè)置點(302)的DC總線電壓設(shè)置 點調(diào)整器(328)。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)(300)調(diào)整所述可變DC總線電壓設(shè)置 點(30 使得所述逆變器O30)的調(diào)制指數(shù)大致上保持恒定。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)(300)進(jìn)一步包括操作耦合于所述逆變器(230)的有功電流調(diào)整器(312)，所述有功電流調(diào)整器(312)提 供第一調(diào)制命令(340)給所述逆變器O30)；以及操作耦合于所述逆變器O30)的無功電流調(diào)整器(320)，所述無功電流調(diào)整器(320)提 供第二調(diào)制命令(350)給所述逆變器Q30)；其中所述DC總線電壓設(shè)置點調(diào)整器(328)配置成從所述第一調(diào)制命令(340)和所述 第二調(diào)制命令(350)確定所述逆變器的調(diào)制指數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)(300)進(jìn)一步包括可操作地耦合于所 述有功電流調(diào)整器(31 的電壓調(diào)整器(306)，所述電壓調(diào)整器(306)配置成至少部分基于 所述可變DC總線電壓設(shè)置點(302)提供有功電流參考信號(308)給所述有功電流調(diào)整器 (312)。
8.一種使用如權(quán)利要求1-7中任一項所述的設(shè)備的方法G00)，其包括 向處于DC總線電壓的DC總線提供DC電力010)；用耦合于所述DC總線的逆變器將所述DC總線上的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力，所述逆變 器具有輸出AC電流02)；控制所述DC總線電壓以大致上等于DC總線電壓設(shè)置點040)；以及 至少部分基于所述逆變器G50)的輸出AC電流改變所述DC總線電壓設(shè)置點。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述方法包括至少部分基于所述DC總線的DC總線 電壓和所述逆變器的輸出AC電流改變所述DC總線電壓設(shè)置點。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述方法包括至少部分基于所述逆變器的調(diào)制 指數(shù)改變所述DC總線電壓設(shè)置點。
全文摘要
公開用于從例如光電(PV)陣列(110)等DC電源向AC電力網(wǎng)(140)供應(yīng)AC電力(135)的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。該系統(tǒng)和方法可以包括以DC總線電壓提供DC電力到DC總線(225)的耦合于該DC電源的轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)和方法可以進(jìn)一步包括耦合于該DC總線(225)的逆變器(130)，其用于將該DC總線(225)的DC電力(125)轉(zhuǎn)換為輸出AC電力(135)。該系統(tǒng)和方法可以進(jìn)一步包括配置成調(diào)整該DC總線(225)的該DC總線電壓以在可變DC總線電壓設(shè)置點(302)運行的控制系統(tǒng)(300)。該控制系統(tǒng)(300)可以至少部分基于逆變器(130)的輸出AC電流調(diào)節(jié)該DC總線電壓設(shè)置點(302)。
文檔編號H02M3/155GK102055363SQ20101053652
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者A·M·克羅多夫斯基, D·史密斯, R·G·瓦戈納, S·A·巴克 申請人:通用電氣公司