本發(fā)明專利技術(shù)名稱為“用于轉(zhuǎn)換功率的方法和系統(tǒng)”。一種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(100)，包括耦合于電源(102)的第一轉(zhuǎn)換器(104)，其中該第一轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)(114)和與該輸入側(cè)電隔離的輸出側(cè)(118)。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括耦合于該電源的第二轉(zhuǎn)換器(106)，其中該第二轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)(116)和與該輸入側(cè)電隔離的輸出側(cè)(120)。該第二轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)并聯(lián)耦合，并且該第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)串聯(lián)耦合。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括耦合于該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)和該第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)的逆變器(122)，并且該逆變器將交流電供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)(128)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請大體上涉及電力系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在轉(zhuǎn)換功率中使用的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在一些已知的太陽能電力系統(tǒng)中，多個光伏面板(也稱為太陽能板)在邏輯或物理上組合在一起來形成太陽能板的陣列。該太陽能板陣列將太陽能轉(zhuǎn)換成電能并且將該能量傳輸?shù)诫娋W(wǎng)或另一個目的地。太陽能板一般輸出直流(DC)電功率。為了將這樣的太陽能板適當(dāng)?shù)伛詈系诫娋W(wǎng)，從這些太陽能板接收的電功率必須轉(zhuǎn)換成交流電(AC)。至少一些已知的電力系統(tǒng)使用功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)來將DC功率轉(zhuǎn)換成AC功率。另外，至少一些已知的太陽功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)還包括逆變器。該轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)從太陽能板接收的功率的量。該逆變器將從太陽能板接收的DC功率轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給電網(wǎng)的AC功率。該轉(zhuǎn)換器和逆變器可由控制系統(tǒng)控制來最大化從太陽能板接收的功率并且將該接收的DC功率轉(zhuǎn)換成遵守公用事業(yè)電網(wǎng)要求的AC功率。然而，已知的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可能是效率低的，并且可導(dǎo)致供應(yīng)給電網(wǎng)的能量的損耗。例如，已知的轉(zhuǎn)換器可以高頻開關(guān)來最大化從太陽能板輸出的功率。這樣的高頻開關(guān)速率可引起轉(zhuǎn)換器的一個或多個開關(guān)器件內(nèi)不可取的損耗功率量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個方面中，提供功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其包括稱合于電源的第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器。該第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器各自包括輸入側(cè)和與該輸入側(cè)電隔離的輸出側(cè)。該第二轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)并聯(lián)耦合，并且該第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)串聯(lián)I禹合。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括I禹合于該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)和第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)以將交流電供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)的逆變器。在另一個方面中，提供用于調(diào)節(jié)功率的方法，其包括由第一轉(zhuǎn)換器和與該第一轉(zhuǎn)換器并聯(lián)耦合的第二轉(zhuǎn)換器從電源接收直流(DC)電壓和電流。該第一轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電壓和電流中的至少一個使用第一開關(guān)器件調(diào)節(jié)，并且該第二轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電壓和電流中的至少一個使用第二開關(guān)器件調(diào)節(jié)。交流(AC)電壓和電流通過第一轉(zhuǎn)換器的輸出和第二轉(zhuǎn)換器的輸出供應(yīng)給逆變器，并且第一轉(zhuǎn)換器的該輸出與第二轉(zhuǎn)換器的該輸出串聯(lián)I禹合。該AC電壓和電流由該逆變器調(diào)節(jié)，并且將所調(diào)節(jié)的AC電壓和電流供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)。在另一個方面中，提供功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其包括稱合于太陽能電源的第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器。該第一轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)、輸出側(cè)和第一開關(guān)器件，并且該第二轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)、輸出側(cè)和第二開關(guān)器件。該第二轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)并聯(lián)稱合，并且該第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)與該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)串聯(lián)耦合。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括耦合于該第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)和第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)的逆變器，并且該逆變器將交流電供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括耦合于該第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和逆變器的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)配置成控制該第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件。附圖說明圖1是示范性功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意框圖。圖2是另一個示范性功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意框圖。圖3是另一個示范性功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意框圖。圖4是再一個功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意框圖。圖5是可與在圖1-4中示出的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一起使用的、用于調(diào)節(jié)功率的示范性方法的流程圖。具體實施例方式本文中描述用于轉(zhuǎn)換功率的方法和系統(tǒng)的示范性實施例。這些實施例便于將從電源(例如，包括光伏面板的陣列的太陽能電源等)接收的直流(DC)功率轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)的交流(AC)功率。功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器內(nèi)的多個開關(guān)器件來調(diào)節(jié)該電源的功率輸出，并且在該第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電壓和/或電流的過零點開關(guān)這些器件，以減少這些開關(guān)器件的操作期間的開關(guān)損耗。這些開關(guān)器件還采用交錯模式操作來減少輸入電流波紋。第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器的輸入并聯(lián)耦合在一起，并且第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器的輸出串聯(lián)耦合在一起以增加轉(zhuǎn)換器組合的輸出電壓。逆變器包括采用H橋配置設(shè)置的多個逆變器開關(guān)器件。這些逆變器開關(guān)器件在配電網(wǎng)絡(luò)的電壓的過零點開關(guān)，以減少逆變器內(nèi)的開關(guān)損耗。圖1是示范性功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的示意框圖。電源102耦合于功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100，以供應(yīng)電流給系統(tǒng)100。在示范性實施例中，電源102是光伏或“太陽能”陣列，其包括至少一個光伏面板。備選地或另外地，電源102包括至少一個燃料電池、直流(DC)發(fā)電機、和/或使功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100能夠如本文中描述的起作用的任何其他電電源。在示范性實施例中，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100包括第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106。備選地，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100可包括使系統(tǒng)100能夠如本文中描述的起作用的、任何數(shù)目的轉(zhuǎn)換器。輸入電容器108與電源102并聯(lián)稱合來分別供應(yīng)輸入電壓給第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器104和106。更具體地，輸入電容器108耦合在電源102的第一節(jié)點110和第二節(jié)點112之間使得電流通過第一節(jié)點110從電源102傳輸，并且電流通過第二節(jié)點112回到電源102。第一轉(zhuǎn)換器104的輸入側(cè)114與第二轉(zhuǎn)換器106的輸入側(cè)116并聯(lián)耦合。另外，第一轉(zhuǎn)換器104的輸出側(cè)118與第二轉(zhuǎn)換器106的輸出側(cè)120串聯(lián)耦合。功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100還包括逆變器122、濾波器124和控制系統(tǒng)126，其控制逆變器122、第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106的操作。輸出側(cè)118和120耦合于逆變器122，并且逆變器122耦合于濾波器124。另外，第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106是隔離的轉(zhuǎn)換器，使得輸入側(cè)114和116與輸出側(cè)118和120電隔離。在示范性實施例中，濾波器124耦合于配電網(wǎng)絡(luò)128 (例如公用事業(yè)公司的電網(wǎng))。在操作期間，電源102產(chǎn)生大致上的直流電(DC)，并且DC電壓跨過輸入電容器108產(chǎn)生。該DC電壓和電流供應(yīng)給第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106。在示范性實施例中，控制系統(tǒng)126控制第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106，以將該DC電壓和電流轉(zhuǎn)換成大致上整流的交流(AC)電壓和電流。該AC電壓和電流傳輸給逆變器122，并且控制系統(tǒng)126控制逆變器122來調(diào)節(jié)頻率、相位、振幅和/或該AC電壓和電流的任何其他特性以匹配配電網(wǎng)絡(luò)128特性。該調(diào)節(jié)的AC電壓和電流傳輸給濾波器124用于從該AC電壓和電流去除一個或多個不期望的特性，例如不期望的頻率分量和/或不期望的電壓波紋。該濾波的AC電壓和電流然后供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)128。圖2是示范性功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)200的示意圖。除非另外規(guī)定，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)200與功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100(在圖1中示出)相似，并且相似的組件用在圖1中使用的相同標號標記。在示范性實施例中，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)200包括耦合于電源102和逆變器122的第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106。更具體地，在示范性實施例中，第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106是回掃轉(zhuǎn)換器。備選地，第一轉(zhuǎn)換器104和第二轉(zhuǎn)換器106可是正向轉(zhuǎn)換器、推挽轉(zhuǎn)換器和/或使功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)200能夠如本文中描述的起作用的、任何其他隔離的轉(zhuǎn)換器。 第一轉(zhuǎn)換器104包括第一變壓器202 (其包括一次繞組204和二次繞組206)以及耦合于第一變壓器202的第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件208。在示范性實施例中，一次繞組204的第一端子210稱合于第一節(jié)點110,并且一次繞組204的第二端子212稱合于第一轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件208。在示范性實施例中，第一變壓器一次繞組204的匝數(shù)或?qū)w線圈數(shù)目小于第一變壓器二次繞組206的匝數(shù)或?qū)w線圈數(shù)目，使得第一變壓器202是“升壓(st印up)”變壓器。備選本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(100)，包括:耦合于電源(102)的第一轉(zhuǎn)換器(104)，其中所述第一轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)(114)和與所述輸入側(cè)電隔離的輸出側(cè)(118)；耦合于所述電源的第二轉(zhuǎn)換器(106)，其中所述第二轉(zhuǎn)換器包括輸入側(cè)(116)和與所述輸入側(cè)電隔離的輸出側(cè)(120)，所述第二轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)與所述第一轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)并聯(lián)耦合，并且所述第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)與所述第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)串聯(lián)耦合；以及耦合于所述第一轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)和所述第二轉(zhuǎn)換器輸出側(cè)的逆變器(122)，其中所述逆變器將交流電供應(yīng)給配電網(wǎng)絡(luò)(128)。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：NVSK斯里哈科拉普，RK基拉姆索德，R波薩，
申請(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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