具有逆变器输入电压控制的电源系统转让专利
申请号 : CN201880025493.0
文献号 : CN110521077B
文献日 : 2021-07-09
发明人 : 毛小林 , 戴和平 , 朱辉斌 , 傅电波
申请人 : 华为技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有逆变器输入电压控制的电源装置,其特征在于,包括:多个直流(direct current,DC)电源模块,其包括至少具有第一输出的第一电源模块和具有第二输出的第二电源模块;
连接所述多个DC电源模块的总线,所述总线串联连接所述第一输出和所述第二输出;
逆变器,其具有直流(DC)端子和交流(alternating current,AC)端子;以及管理电路,其用于确定所述AC端子处的AC电压且通过基于所述AC电压改变被提供给所述AC端子的电流的量来控制所述DC端子处的直流(DC)电压。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述管理电路用于基于所述AC电压产生DC参考电压;以及所述管理电路用于基于所述DC参考电压控制所述DC电压。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述管理电路用于响应于所述AC电压的第一量值提供处于第一电压电平的所述DC电压,且响应于所述AC电压的第二量值提供处于第二电压电平的所述DC电压;
所述DC电压的所述第一电压电平高于所述DC电压的所述第二电压电平;并且所述AC电压的所述第一量值高于所述AC电压的所述第二量值。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于:所述DC电压是所述多个DC电源模块的组合输出电压,所述组合输出电压对应于所述多个DC电源模块的个别输出电压的总和。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于:所述管理电路用于检测所述AC端子处所述AC电压的所述第一量值和所述第二量值。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于:所述管理电路包括耦合到所述总线的控制器;
所述控制器用于通过基于所述AC电压的所述第一量值进行滤波产生处于第一参考电平的参考电压,且通过基于所述AC电压的所述第二量值进行滤波产生处于第二参考电平的参考电压;并且
所述控制器用于基于组合所述第一参考电平和所述第一电压电平来确定第一量的参考电流,且用于基于组合所述第二参考电平和所述第二电压电平来确定第二量的参考电流。
7.根据权利要求1‑6中任一项所述的装置,其特征在于:所述逆变器的所述DC端子连接到所述总线且用于接收所述DC电压;并且所述逆变器的所述AC端子连接到提供所述AC电压的电网。
8.根据权利要求1‑6中任一项所述的装置,其特征在于:每一DC电源模块包括耦合到具有输出的DC功率转换器的DC电源,所述DC功率转换器的所述输出串联耦合。
9.根据权利要求1‑6中任一项所述的装置,其特征在于,所述多个DC电源模块是多个光伏电源模块,所述多个光伏电源模块的每一电源模块具有多个光伏电池。
10.根据权利要求1‑6中任一项所述的装置,其特征在于,所述多个DC电源模块是多个电化学功率存储模块,所述多个电化学功率存储模块的每一电源模块具有多个电化学电池。
11.一种电压控制方法,其特征在于,包括:在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压;
在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电,所述交流电是基于所述DC电源模块的所述组合输出电压而产生;
在所述AC端子处检测具有可变振幅的所述电网的AC电压;以及基于所述AC电压的所述可变振幅产生可变参考电压来控制所述组合输出电压的电平。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,产生可变参考电压包括:基于所述AC电压的第一振幅产生处于第一参考电平的所述可变参考电压;以及基于所述AC电压的第二振幅产生处于第二参考电平的所述可变参考电压;
其中所述第一振幅大于所述第二振幅;并且其中所述可变参考电压的所述第一参考电平高于所述可变参考电压的所述第二参考电平。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,进一步包括:响应于所述可变参考电压的所述第一参考电平产生处于第一电压电平的所述组合输出电压;以及
响应于所述可变参考电压的所述第二参考电平产生处于第二电压电平的所述组合输出电压;
其中所述组合输出电压的所述第一电压电平大于所述组合输出电压的所述第二电压电平。
14.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,进一步包括:基于所述AC电压的所述可变振幅产生用于导出到所述电网的输出电流的可变参考。
15.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于:所述多个DC电源模块的所述组合输出电压是所述多个DC电源模块的个别DC输出电压的总和。
16.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述多个DC电源模块是多个光伏电源模块;以及每一电源模块包括功率优化器和具有多个光伏电池的光伏面板。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于:每一电源模块的所述功率优化器包括DC功率转换器。
18.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述可变振幅是所述AC电压的可变峰值振幅。
19.一种存储用于控制直流(DC)电源的计算机指令的非瞬时计算机可读介质,其特征在于,所述计算机指令在由一个或多个处理器执行时致使所述一个或多个处理器执行以下步骤:
检测耦合到电网的逆变器的AC端子处的交流(AC)电压;
针对连接到所述逆变器的DC端子的总线基于所述AC端子处的所述AC电压确定参考电压,所述总线串联连接多个DC电源模块的输出;以及产生所述参考电压的一个或多个指示,以便提供处于基于所述逆变器的所述AC端子处的所述AC电压的量值的电压电平的总线电压。
20.根据权利要求19所述的非瞬时计算机可读介质,其特征在于:检测AC电压的步骤包括检测所述逆变器的所述AC端子处的所述AC电压的第一量值和所述AC电压的第二量值,所述第一量值大于所述第二量值;
确定参考电压的步骤包括基于所述AC电压的所述第一量值和所述AC电压的所述第二量值确定所述参考电压的第一参考电平和所述参考电压的第二参考电平,所述第一参考电平大于所述第二参考电平;以及
产生所述参考电压的一个或多个指示的步骤包括产生所述参考电压的所述第一参考电平的第一指示以提供处于第一DC电压电平的所述总线电压,以及产生所述参考电压的所述第二参考电平的第二指示以提供处于第二DC电压电平的所述总线电压,所述第一DC电压电平大于所述第二DC电压电平。
21.根据权利要求20所述的非瞬时计算机可读介质,其特征在于,所述产生所述参考电压的一个或多个指示包括:
产生处于所述第一参考电平的所述参考电压;以及产生处于所述第二参考电平的所述参考电压。
22.根据权利要求20所述的非瞬时计算机可读介质,其特征在于,所述步骤包括以下步骤:
基于所述参考电压的所述第一参考电平的所述指示产生第一电流参考;
基于所述参考电压的所述第二参考电平的所述指示产生第二电流参考;以及通过基于所述第一电流参考向所述电网提供第一量的AC输出电流来产生处于所述第一DC电压电平的所述总线电压,且通过基于所述第二电流参考向所述电网提供第二量的AC输出电流来产生处于所述第二DC电压电平的所述总线电压;
其中所述第一量的AC输出电流小于所述第二量的AC输出电流。
23.一种具有逆变器输入电压控制的电源系统,其特征在于,包括:用于在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压的装置;
用于在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电的装置,所述交流电是基于所述DC电源模块的所述组合输出电压而产生;
用于在所述AC端子处检测具有可变振幅的所述电网的AC电压的装置;以及用于基于所述AC电压的所述可变振幅产生可变参考电压来控制所述组合输出电压的电平的装置。
说明书 :
具有逆变器输入电压控制的电源系统
技术领域
背景技术
功率或以其它方式与所述电网介接。这些系统可在市电提供商的大规模实施方案中或企业
和住宅用户的小规模实施方案中存在。
网所需的电压和电流的需求。通常,许多太阳能面板组合使用以为AC电网提供必需的电压
和电流。DC电压/电流还需要转换为AC电压/电流。一个显著的挑战是,将来自每一太阳能面
板的DC功率有效地传递到AC电网。应注意,此问题不限于从DC功率转换到AC功率。即使太阳
能面板(或其它DC电源)待组合以提供DC功率,但在有效地“组合”DC功率的过程中仍然存在
挑战。此挑战中的一个显著因素是,太阳能面板的功率/电压/电流输出并不固定。
发明内容
电源模块;连接所述多个DC电源模块的总线,所述总线串联连接第一输出和第二输出;逆变
器,其具有直流(DC)端子和交流(alternating current,AC)端子;以及管理电路,其用于确
定AC端子处的AC电压且基于AC电压控制DC端子处的直流(DC)电压。
压;DC电压的第一电压电平高于DC电压的第二电压电平;且AC电压的第一量值高于AC电压
的第二量值。
于AC电压的第二量值进行滤波产生处于第二电平的参考电压;且控制器用于基于组合第一
参考电平和第一电压电平来确定第一量的参考电流,且用于基于组合第二参考电平和第二
电压电平来确定第二量的参考电流。
电,所述交流电是基于DC电源模块的组合输出电压而产生;在AC端子处检测具有可变振幅
的电网的AC电压;以及基于AC电压的可变振幅产生可变参考电压来控制组合输出电压的电
平。
变参考电压;其中第一振幅大于第二振幅;且其中可变参考电压的第一参考电平高于可变
参考电压的第二参考电平。
考电平产生处于第二电压电平的组合输出电压;其中组合输出电压的第一电压电平大于组
合输出电压的第二电压电平。
处理器执行以下步骤:检测耦合到电网的逆变器的AC端子处的交流(AC)电压;针对连接到
逆变器的DC端子的总线基于AC端子处的AC电压确定参考电压,所述总线串联连接多个DC电
源模块的输出;以及产生参考电压的一个或多个指示以便基于逆变器的AC端子处的AC电压
的量值提供处于某一电压电平的总线电压。
量值和AC电压的第二量值确定参考电压的第一参考电平和参考电压的第二参考电平;且产
生参考电压的一个或多个指示的步骤包括产生参考电压的第一参考电平的第一指示以提
供处于第一DC电压电平的总线电压,以及产生参考电压的第二参考电平的第二指示以提供
处于第二DC电压电平的总线电压。
二量的参考电流;以及通过基于第一量的参考电流向电网提供第一量的AC输出电流来产生
处于第一DC电压电平的总线电压,以及通过基于第二量的参考电流向电网提供第二量的AC
输出电流来产生处于第二DC电压电平的总线电压;其中参考电压的第一参考电平高于参考
电压的第二参考电平;且其中第一量的AC输出电流大于第二量的AC输出电流。
流电的装置,所述交流电是基于DC电源模块的组合输出电压而产生;用于在AC端子处检测
具有可变振幅的电网的AC电压的装置;以及用于基于AC电压的可变振幅产生可变参考电压
来控制组合输出电压的电平的装置。
于辅助确定所主张的标的物的范围。所主张的标的物不限于解决在背景技术中所指出的任
何或所有缺点的实施方案。
附图说明
具体实施方式
电化学电池和DC电池等DC源。在一个实施例中,所述技术可用于将功率从直流(DC)电源转
换到电网或其它负载的交流(AC)功率要求。举例来说,所公开技术提供基于逆变器的AC输
出电压的量值对DC输入电压的控制。
过总线连接的电源模块的个别输出电压的总和。此类总线可用于光伏系统中以组合多个光
伏模块的输出,从而实现被提供给逆变器的所要输出电压。逆变器随后将来自总线的此DC
输入转换为AC输出。被提供给逆变器的电压可维持在可接受范围内以提供适当水平的逆变
器效率。举例来说,总线可在一些情况下将200‑500伏的范围中的功率提供到逆变器。逆变
器输入电压可维持在比输出电压稍高的电压下,以实现有效的逆变器操作,使得为了产生
来自逆变器的230伏AC输出(即,230伏均方根电压,或325伏峰间值),将DC输入维持在约390
伏的范围中(例如380‑400伏,或350‑440伏)可能是有效的。
量的功率,且可提供在DC电压和/或电流方面变化的输出。当组合来自此类可变电源的输出
时维持效率具有挑战性。举例来说,当来自总线的输出电压是有时以不可预测方式波动的
个别光伏模块输出的总和时,将从总线到逆变器的输出电压维持在某一范围内(例如,逆变
器的安全限制和/或有效操作范围内)可能具有挑战性。对于除光伏模块外的电源模块,其
它因素也可能导致波动,且可能使控制具有挑战性。
网的电压的此类变化在DC电源和AC电网之间有效地转换的过程中提出了挑战。举例来说,
变化可能导致功率转换的调制指数减小,所述调制指数表示AC电压峰值与DC总线电压的比
率。
AC电网电压的振幅变化时也如此。在一个示例中,基于对应于电网电压的AC端子处检测到
的AC电压产生可变参考电压。检测到的AC电压是经由逆变器连接到电源的负载或电网的电
压。在一个实施例中,所述参考电压与AC端子电压的增加和减小成比例而增加和减小。以此
方式,避免了总线电压和电网电压之间的较大差异。通过密切跟踪两个电压,可实现功率转
换的高调制指数,这实现高效率。
相应的模块输出电路108,所述模块输出电路用于控制其所位于的光伏模块的输出。模块输
出电路104接收来自其相应模块中的光伏面板的输入,且将输出提供到总线110。光伏面板
还可在本文中被称作太阳能面板。每一模块输出电路104将来自一个或多个太阳能面板的
DC电压/电流转换为被提供给总线110的DC输出电压。模块输出电路104包括DC/DC转换电
路,所述DC/DC转换电路可包括升压‑降压电路、降压‑升压电路、其它开关模式电源电路,或
其它类型的DC/DC功率控制电路,包括线性电源电路。DC/DC转换电路可归因于电路提供的
控制机制而被称为功率优化器,以优化DC功率从DC源到总线的传递。总线110将DC输入提供
到逆变器112,所述逆变器产生AC输出。AC输出随后通过仪表114到达电网(例如可商购的公
用电网)120以供分配给电消费者。电消费者为电网提供负载122,所述负载可通过仪表116
和/或开关118。在其它示例中,可使用逆变器输出,而不通过可商购的电网(例如光伏模块
可提供专门在单个位置消耗的功率,所述单个位置例如是光伏模块所处的房屋或其它建筑
物)。在AC输出不供应给电网的情况下,仪表可能不是必需的,且逆变器可直接将AC功率供
应到负载。举例来说,在家用光伏系统中,逆变器可提供为家庭供电的AC输出。以下示例可
适用于各种电源模块配置,且不限于连接到电网的光伏模块或任何其它特定配置。
给定光伏模块中,光伏电池(“PV电池”)串联连接以将输入提供到模块输出电路。举例来说,
在每一光伏模块104中,模块输出电路108从串联连接的光伏电池205接收输入,且产生被提
供给总线210的DC输出。
光伏电池和电化学电池。光伏电池将光子转换为功率。光伏电池可转换可见光谱中和可见
光谱附近包括的各种波长的光子(例如红外辐射)。
压输出的总和。确切地说,每一PV模块中的模块输出电路的输出串联连接。举例来说,每一
模块输出电路中的功率优化器的输出可串联连接。在图2中,每一光伏模块具有为负(“‑”)
的下部端子和为正(“+”)的上部端子,其中下部光伏模块的正端子连接到其上方的相邻光
伏模块的负端子。举例来说,光伏模块104d的正端子连接到光伏模块104b的负端子,且光伏
模块104b的正端子连接到光伏模块104a的负端子。光伏模块104a的正端子连接到逆变器
112的正输入端子,而光伏模块104n的负端子连接到逆变器112的负输入端子。因此,逆变器
112接收输入,所述输入是连接到总线210的所有光伏模块输出的总和(减去任何电阻损
失)。举例来说,如果每一光伏模块104a‑n提供10伏的输出电压,则由总线210供应给逆变器
112的组合输出电压将为10x n。
电压变化。举例来说,外部条件可导致光伏模块输出的改变。改变天气(包括云量)可能不同
地影响不同光伏模块,尤其是在光伏模块广泛地分散的情况下。阴影可能在各个时间横穿
各个光伏模块,从而致使个别光伏模块在不同时间提供不同输出。光伏模块可具有不同定
向,使得其在一天中的不同时间具有不同效率。内部因素也可能会以非均一方式影响光伏
模块。光伏模块还可由于个别光伏模块内部的因素而提供不同贡献。举例来说,光伏模块可
能以不同速率磨损,使得一些光伏模块可能随着时间的过去变得不如其它光伏模块那么有
效,且可能其所贡献的电压、电流和/或功率更加有限。新更换的光伏模块可比较旧的光伏
模块更高效。内部故障可能致使光伏模块临时或永久地提供减小的输出。其它因素也可能
导致光伏模块输出电压、电流和/或功率的变化。
面板“PV”产生一百瓦(100W)功率,且每一模块输出电路108在二十伏(20v)的输出电压和五
安培(5.0A)的电流下在总线210上提供此100W功率。电源模块的组合输出电压Vbus为80V,
且经过模块和总线的电流为5.0A。
个或多个光伏面板产生低于寻常的功率。由于功率降低,模块104c处的模块输出电路108提
供四点五伏(5.0v)的减小的输出电压和四点五安培(4.0A)的电流。在此示例中,其它模块
处的模块输出电路产生二十五伏(25v)的增加的电压(数字是四舍五入后的)。在某些情况
下,图3B中展示的光伏模块输出电压可将到逆变器(图3B中未图示)的总线输出电压维持在
规定范围内。在其它情况下,可需要额外调整来将总线输出电压保持在规定范围内。举例来
说,在此情境中,在四个模块连接到总线的情况下,输出电压保持(3x 25)+5.0V=80V。对模
块输出电路的输出电压的额外调整可能是合意的,以使总线210的输出电压回到可接受范
围(例如,回到75‑85v范围内)。如果存在较多模块,则此调整可能是足够的,即,如果每一不
受影响的模块将其输出电压增加多达两伏(2v),则在具有八个或更多不受影响的模块的系
统中,受影响模块中的十六伏降低可由不受影响的模块组成。
中所描述串联连接。所述串内模块的电压相加以产生组合电压,所述组合电压是串内模块
的总和。所述串并联连接使得组合总线输出电压Vbus等于个别串的电压。
以遵循总线参考电压或与之成比例。以此方式,逆变器112通过控制总线输出电压Vbus来控
制输入电压。通过跟踪基本恒定的总线参考电压,总线输出电压将基本恒定。各种技术可用
于控制组合总线输出电压。在一个示例中,逆变器112可修改导出到AC电网的输出电流。通
过改变逆变器的输出电流,可调节到逆变器的总线电压。在另一示例中,逆变器112可将控
制信号提供到每一模块的模块输出电路108。模块输出电路可控制其个别输出电压以控制
总线输出电压。
电压。线454描绘用于耦合到逆变器的总线的参考电压Vbus_ref。线456描绘逆变器的DC端
子处来自总线的DC电压Vbus。
网电压的峰值量值突降到约300V。
模块的组合输出的总线电压Vbus随着时间的过去保持恒定。个别电源模块可调整其输出功
率,包括电压和/或电流,以随着条件变化维持基本恒定的Vbus。
为DC功率和AC功率之间的转换的一部分。大电容可导致Vbus电压中的小正弦纹波,如所示。
然而,在三相逆变器中,可能不需要大电容器,使得不存在相当大的纹波。
峰值量值和DC总线电压Vbus的电平之间存在50V差。所述电压差可能导致DC总线电压的利
用率不佳。确切地说,逆变器的调制指数随着电网电压Vgrid相对于输入电压Vbus减小而减
小,这可能导致逆变器的效率较低。
用任何数目的串,其将个别电源模块串联连接在串内且所述串并联。
制电路502包括连接到具有电压Vgrid的电网的AC端子516。总线控制电路502可包括逆变器
512和控制器504,所述控制器用于控制逆变器所进行的输入DC功率到输出AC功率的转换。
端子处的电压Vgrid,且基于电压Vgrid控制电压Vbus。在一个实施例中,控制器产生可变参
考电压Vbus_ref以具有基于电压Vgrid的量值或振幅的电压电平。参考电压大体上与电压
Vgrid成比例。以此方式,参考电压的电平与AC端子电压的增加和减小成比例而增加或减
小。控制器504继而基于参考电压Vbus_ref控制Vbus。相应地,DC端子电压Vbus与AC端子电
压Vgrid的改变成比例而变化。
Vgrid以维持功率转换的高调制指数。以此方式,逆变器功率转换中的损耗可最小化。
的控制级。在一个实施例中,控制器504包括电压控制电路。总线控制电路502的任何一个或
任何组合,包括逆变器110和控制器504以及模块输出电路108,可被称为管理电路。管理电
路还可或替代地指代如下文中描述的总线控制电路502外部的控制器。管理电路执行本文
中所描述的功能。在一个示例中,管理电路可包括例如微控制器等控制器。控制器可包括处
理器、ROM、RAM和存储器接口。存储设备(例如,ROM、RAM)包括例如指令集等代码,且处理器
可操作以执行所述指令集以提供本文中所描述的功能性。与存储设备和处理器通信的存储
器接口是提供用于控制器的电接口的电路。总线控制电路502是用于在交流(AC)端子处产
生用于电网的交流电的装置的一个示例,其中所述交流电是基于多个DC电源模块的组合输
出电压而产生。
464描绘用于耦合到逆变器的DC端子的总线的参考电压Vbus_ref,且线466描绘总线的总线
电压Vbus。
约300V。
0.25s处降低到约310V。参考电压保持在310V,而输出电压保持在300V。
子电压之间的较大差异,以维持用于功率转换的高调制指数。
电压来实践,但不限于电源系统环境的此示例。举例来说,过程500可由与总线控制电路502
分开实施的管理电路实践。
电路可从传感器、设备或其它模块接收电网电压的指示。在又一示例中,管理电路可在步骤
502处检测或接收电网电压的指示。在一个示例中,电网电压的指示可以是电网电压本身。
步骤502可包括确定AC电压的量值或振幅。
电网电压的滤波和/或缩放以便确定适于特定实施方案的参考电压。计算参考电压可包括
计算参考电压的电压电平。
合输入电压Vbus以跟踪参考电压Vbus_ref。在一个示例中,步骤506包括尝试将误差减小为
等于Vbus的量值和Vbus_ref之间的差。可控制参考电压Vbus_ref的电平以借此控制总线电
压Vbus的电平。步骤506可包括控制从逆变器提供到电网的交流电以便控制逆变器的DC端
子处的总线电压Vbus。
可在图8的步骤502处使用。过程510描述确定耦合到电网的逆变器的AC端子处的电压。在一
个示例中,AC端子电压是可作为产生待注入到电网中的AC电流的过程的一部分而检测到的
电网电压。过程510可在图6的环境中使用控制器来控制总线控制电路502的DC端子处的电
压而实践,但不限于电源系统环境的此示例。举例来说,过程510可由与总线控制电路502分
开实施的管理电路实践。
实施例中,DC输入是组合输出电压Vbus。在步骤514处,DC输入转换成用于电网或其它负载
的AC输出。标准电压转换可由逆变器使用以从直流信号产生具有正弦形状的交流信号。
实施例中,确定峰值振幅包括确定AC电压的绝对值的峰值量值。可取AC端子电压的绝对值,
随后确定所述绝对值的峰值。在一个实施例中,步骤516包括产生AC电压的指示。所述指示
可由控制器504使用以产生总线参考电压。在另一示例中,所述指示可由与总线控制电路分
离的管理电路使用。总线参考电压可用于产生参考电流。参考电流可用于控制由逆变器注
入到电网的电流量。
施。
示,举例来说,电网电压为具有在正电平和负电平之间振荡的正弦形状的AC电压。绝对值模
块提供电网的不同信号的绝对值。
其移除电网电压量值中的尖峰或其它端值。滤波器单元可用于通过控制器600控制对参考
电压的改变。举例来说,可使用滤波来减缓对参考电压和输入电压的变化速率。
在一个示例中,缩放单元608提供缩放因子1.05,但可使用适于特定实施方案的其它因子。
压被传递到减法器610或其它组合器。在滤波器模块612处接收DC端子处的电压Vbus。滤波
器模块612可提供Vbus电压的低通滤波,类似于滤波器模块606。滤波后Vbus电压随后被提
供给减法器610。减法器610组合参考电压Vbus_ref和总线电压Vbus以产生表示值之间的差
的误差。在一个示例中,减法器610从参考电压的电平减去总线电压的电平以确定误差量。
Iref。在一个实施例中,参考电流Iref是由总线控制电路产生的交流电的量值。在一个实施
例中,参考电流是以注入到电网中为目标的电流量。PI单元614可基于误差控制参考电流,
这继而将控制总线电压Vbus。举例来说,如果误差为指示总线电压Vbus的电平高于参考电
压Vbus_ref的正值,则Iref可增加。通过增加由总线控制电路产生的输出AC电流的量,从DC
总线电容器汲取的电流量增加,这导致Vbus下降。在一个实施例中,PI单元614选择最小参
考电流Iref_min和最大参考电流Iref_max之间的参考电流Iref的量,以避免输出电流超出
逆变器的容量。在一个实施例中,PI模块614提供比例积分控制以提供对Iref电流的改变,
借此控制从DC总线电容器汲取的电流和总线电压。虽然比例积分控制在此处说明的示例中
使用,但可使用任何合适的形式的反馈控制。
过程700描述以下过程:访问逆变器的AC端子处的AC电压,基于所述AC电压产生参考总线电
压,以及产生跟踪参考总线电压的DC总线电压。可在图6的环境中使用电压控制器来控制到
总线控制电路502的DC输入而实践过程700,但不限于电源系统环境的此示例。举例来说,可
由与总线控制电路502分开实施的管理电路实践过程700。
电压的指示。所述指示可以是实际AC电压或所述电压的表示,例如AC电压的数字或模拟表
示。
滤波器对峰值振幅进行滤波以移除尖峰或其它端值,以便减缓对参考电压和输入电压的变
化速率。
的电平以上。缩放的结果为参考电压Vbus_ref。在一个实施例中,步骤710包括确定参考电
压Vbus_ref的电压电平。
实施例中,并行执行步骤702‑710。在步骤716处,基于参考电压Vbus_ref和输入总线电压
Vbus计算误差。在实施例中,使用减法器来组合参考电压Vbus_ref和总线电压Vbus以产生
表示值之间的差的误差。
电流的量。
参考电流,控制总线电压Vbus。参考电流的量可增加,借此增加导出到AC电网的输出电流的
量。通过增加输出到AC电网的电流量,总线电压的电平将减小。如果参考电流减小,则导出
到电网的输出电流减小。通过减小输出到AC电网的电流,总线电压将增加。
中,装置900可包括如图6所示的控制器504。装置900还可包括独立的控制器或如上文所描
述的其它计算设备。在某些实施例中,可基于装置900执行过程500、510和700。装置包括电
压检测单元902、参考控制单元904和总线控制单元906。各种单元可利用硬件和/或软件的
任何组合实施。
用于确定耦合到电网的AC端子的AC电压。电压检测单元902是电压检测装置的一个示例,所
述电压检测装置用于确定或检测耦合到AC电网的逆变器的AC端子处的AC电压。电压检测单
元902是用于从连接多个电源模块的输出的总线接收DC电压和电流的装置的一个示例。电
压检测单元902是在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压的装
置的一个示例。电压检测单元是用于在AC端子处检测具有可变振幅的AC电压的装置的一个
示例。
电压的参考电流。参考控制单元904可替代地或额外产生参考电压或电流的一个或多个指
示。参考控制单元904可控制参考电压的电压电平或参考电流的量。参考控制单元904是用
于提供用于串联连接多个电源模块的输出的总线的参考DC电压的参考控制装置的一个示
例。参考控制单元904是用于基于AC电压的振幅产生可变参考电压来控制来自总线的DC输
入的装置的一个示例。参考控制单元904是用于产生可变参考电流来控制总线的DC电压的
装置的一个示例。参考控制单元904是用于基于电网的AC电压确定DC参考电压且产生DC参
考电压的一个或多个指示的装置的一个示例。
控制单元906基于跟踪电网的AC电压的参考电压或电流控制总线电压。总线控制单元906是
用于基于随AC电压变化的参考DC电压控制DC电压的装置的一个示例。输入控制单元906是
用于基于电网的AC电压的可变峰值量值控制来自总线的DC电压的装置的一个示例。
用于执行实施例中描述的步骤中的任一个或组合的一个或多个元件。根据本公开的各种实
施例,本文所描述的方法可使用执行软件程序的硬件计算机系统来实施。
每一串内的电源模块的输出。如先前描述,总线控制电路502在DC端子处接收组合输出电压
Vbus,且产生被提供给具有电压Vgrid的电网的输出AC电流。总线控制电路502可包括逆变
器和控制器,所述控制器用于控制输入DC功率到输出AC功率的转换。
器而实施为独立的控制器。控制器504可产生电网的AC电压、总线的DC电压、参考电压和/或
参考电流的指示。在一个实施例中,所述指示是实际电压和/或电流。在其它示例中,所述指
示是实际电压和电流的表示。
线控制电路提供参考电压的指示。总线控制电路可随后控制总线电压。
线输出可维持在规定范围内。控制器504可连接到模块输出电路104以控制模块输出电路的
相应输出。控制器可基于多种因素控制这些输出,所述多种因素包括光伏系统200中的一个
或多个点处的电压、电流或其它所测得的值。控制器可提供到特定模块输出电路的输入以
致使其以指定方式改变其输出。举例来说,控制器可命令模块输出电路增加其输出电压或
电流。在一些示例中,模块输出电路可包括开关模式电源电路,且控制器可命令模块输出电
路以特定调制指数操作此开关模式电源电路,这样可提供特定输出。
通信总线822。
集,且设备之间的集成程度可能不同。此外,设备可以包括组件的多个例子,例如,多个处理
单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。
unit,CPU)1310、存储器1320、大容量存储设备1330和连接到总线的I/O接口1360。所述总线
可以是任何类型的若干总线架构中的一个或多个,包括存储器总线或存储器控制器,外围
总线等。处理单元1301可用于实施本文中所描述的计算设备中的任一个,例如远程设备160
和/或主机112。
明的过程。存储器1320可包括任意类型的系统存储器,例如静态随机存取存储器(static
random access memory,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory,
DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)、只读存储器(read‑only memory,ROM)或其组
合等等。在实施例中,存储器1320可包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储
程序和数据的DRAM。在实施例中,存储器1320是非瞬时的。大容量存储器设备1330可包括任
意类型的存储设备,其用于存储数据、程序和其它信息,并使这些数据、程序和其它信息通
过总线访问。大容量存储器设备1330可包括如下项中的一种或多种:固态磁盘、硬盘驱动
器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
理单元1301通过网络1380与远程单元通信。例如,网络接口1350可以通过一个或多个发射
器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中,处理单元
1301耦合到局域网或广域网上以用于数据处理以及与远程设备通信,所述远程设备例如其
它处理单元、因特网、远程存储设施或其类似者。在一个实施例中,网络接口1350可用于在
ICN中接收和/或发射相关包和/或数据包。本文中,术语“网络接口”将理解为包括端口。
件。可使用许多不同总线配置、网络平台和操作系统。
设备84或便携式存储设备92)上以编程处理器中的一个或多个来执行本文中所描述的功
能。处理器可读存储设备可包括例如易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质等计
算机可读介质。借助于示例而非限制,计算机可读介质可包括计算机可读存储介质和通信
介质。计算机可读存储介质为非瞬时的且可实施于用于存储信息的任何方法或技术中,所
述信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机可读存储介质的示例
包括RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或其它存储器技术、CD‑ROM、数字通用光盘(digital
versatile disk,DVD)或其它光盘存储设备、盒式磁带、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存
储设备,或可用于存储所要信息且可由计算机访问的任何其它介质。通信介质通常体现计
算机可读指令、数据结构、程序模块或例如载波或其它输送机构的调制后数据信号中的其
它数据,且包括任何信息传送介质。术语“调制后数据信号”意味着具有其特征组中的一个
或多个或以此方式关于信号中的编码信息变化的信号。借助于示例而非限制,通信介质包
括例如有线网络或直接线路连接等有线介质,以及例如RF和其它无线介质等无线介质。以
上各者中的任一个的组合也包括于计算机可读介质的范围内。
设备一起出售。或者,可获得软件并将其加载到设备中,包括经由磁盘介质或从任何方式的
网络或分布系统获得所述软件,包括例如从软件创建者拥有的服务器或从不归软件创建者
拥有但由其使用的服务器获得所述软件。例如,软件可以存储在服务器上,用于在因特网上
分发。
实施例的软件用于对一个或多个处理器进行编程。所述一个或多个处理器可与一个或多个
计算机可读介质/存储设备、外围设备和/或通信接口通信。在替代实施例中,软件中的一些
或全部可由包括定制集成电路、门阵列、FPGA、PLD和专用计算机的专用硬件代替。
是可能的。选出和描述的各个实施例的目的是为了更好地解释公开技术的原理和其实际应
用,因而使本领域技术人员能够更好利用各个实施例的技术和适合预期特定用途的各种变
更。本发明的范围旨在由所附权利要求限定。
为由所附权利要求书涵盖。在权利要求书中,词语“包括”不排除其它元素或步骤,不定冠词
“a”或者“an”不排除多个。单个处理器或其它单元可满足权利要求中描述的几项的功能。在
仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实,并不意味着这些措
施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储或分发到合适的介质上,例如与其它硬件
一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质,还可以以其它形式例如通
过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。