[发明专利]用于运行具有储能器的光伏设备的方法以及用于连接储能器的双向转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有储能器的光伏设备的方法，所述光伏设备具有逆变器，所述光伏设备具有连接到所述逆变器的输入端上的光伏发电机，其中，所述逆变器在所述输入端上预给定所述光伏发电机的运行电压并且设置用于追踪所述光伏发电机的最大功率运行电压，所述光伏设备具有用于电能的储能器并且具有双向转换器，所述储能器通过所述双向转换器与所述光伏发电机并联地连接到所述逆变器的所述输入端上，其中，由所述转换器检测由所述光伏发电机输出的功率的时间变化过程，其中，在追踪模式中如此运行所述转换器，使得所述转换器能够实现通过所述逆变器追踪所述最大功率运行电压。本发明还涉及一种用于连接储能器的双向转换器，该双向转换器执行所述方法。

储能器尤其可以涉及蓄电池或电池，例如也涉及电容电池。但是储能器原则上也可以包括电机和飞轮质量(Schwungmasse)，以便以机械能形式中间存储电能。储能器还可以由不同的部分储能器共同组成。

背景技术

因为光伏发电机在夜晚不提供电功率而在白天提供变化的、根据云层情况甚至短期波动的电功率，所以人们对于用于电能的储能器的集成特别感兴趣。利用这种储能器使得光伏设备能够不论在夜晚和白天都提供不变的电功率。

已知用于光伏设备的光伏逆变器，其除了发电机连接端以外还具有特定的电池连接端，其中，电池连接端通过双向转换器连接到光伏逆变器的直流电压中间回路上。在由DE 10 2012 109 420 A1已知的这种光伏逆变器中，双向转换器附加地连接到发电机连接端上，以便直接(也就是说在绕开直流电压中间回路和连接在发电机连接端与直流电压中间回路之间的DC/DC转换器的情况下)通过来自连接到发电机连接端上的光伏发电机的电能给连接到电池连接端上的电池充电。DE 10 2012 109 420 A1没有指出以简单的方式给未从一开始就对此进行设置的光伏逆变器加装储能器的方法。

由DE 10 2012 002 185 A1已知具有储能器的光伏设备和用于运行所述储能器的方法。在此，储能器通过转换器与光伏发电机并联地连接到逆变器的输入端上。所述储能器可以具有转动储能器、电容器、蓄电池和/或电池。所述逆变器具有MPP追踪器，所述MPP追踪器预给定逆变器的输入端上的运行电压并且设置用于追踪光伏发电机的最大功率运行电压。为了使通过转换器连接的储能器不干扰MPP追踪器的功能，如此运行所述转换器，使得在将转换器的功率电压特性曲线加到光伏发电机的功率电压特性曲线上时最大功率运行电压相对于仅仅光伏发电机的最大功率运行电压保持不变。这意味着，转换器与逆变器输入端上的电压无关地在一个运行模式中将至少基本上恒定的功率从储能器馈入到逆变器，并且在另一个运行模式中将至少基本上恒定的电功率从光伏发电机馈入到储能器。在一个附加的运行模式中，当例如在夜晚不存在来自光伏发电机的电功率可供使用时，以如下的功率电压特性曲线运行转换器：所述MPP追踪器调节在逆变器的输入端上对于运行储能器有利的运行电压。

由DE 10 2012 002 185 A1已知的储能器尽管能够在现有的光伏设备中加装所属的转换器，其方式是，所述转换器与现有的光伏发电机并联地连接到逆变器的输入端上。但是，在光伏设备的持续运行中，只有当储能器向转换器输出基本上恒定的功率时或者由储能器从光伏发电机接收基本上恒定的功率时，所述转换器才与用于光伏发电机的逆变器的MPP追踪器兼容。

由US 2012/0261990 A1已知具有光伏发电机、逆变器和电池的光伏设备以及用于运行光伏设备的方法，所述光伏设备具有逆变器，所述光伏设备具有连接到所述逆变器的输入端上的光伏发电机，其中，所述逆变器在所述输入端上预给定所述光伏发电机的运行电压并且设置用于追踪所述光伏发电机的最大功率运行电压，所述光伏设备具有用于电能的储能器并且具有双向转换器，所述储能器通过所述双向转换器与所述光伏发电机并联地连接到所述逆变器的所述输入端上，其中，由所述转换器检测由所述光伏发电机输出的功率的时间变化过程，其中，在追踪模式中如此运行所述转换器，使得所述转换器能够实现通过所述逆变器追踪所述最大功率运行电压。在此电池通过转换器连接到逆变器的输入端上，所述转换器如下运行：当将转换器的功率与光伏发电机的功率合并时，以转换器的功率将光伏设备的功率变化率保持在预给定的功率变化带中。以这种方式不会由于逆变器阻碍追踪光伏发电机的最大功率运行电压。