[发明专利]最大化光伏分布式功率系统中的功率

说明书

一种功率收集系统(30a)，包括多个并联连接的光伏串(109)，每个光伏串(109)都包括串联连接的光伏板(101)。多个电压补偿电路(307)可以分别与光伏串(109)串联连接。电压补偿电路(307)可以被配置为向光伏串(109)提供相应的补偿电压(Vc)，以最大化从光伏串(109)收集的功率。电压补偿电路(307)可以包括可以连接到电源(Vs)的相应的输入端和可以与光伏串(109)串联连接的相应的输出端。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国申请序列号15/149,353的优先权，其是2013年1月30日提交的美国申请序列号13/754,059的部分继续申请(CIP)，其要求2012年1月30日提交的英国申请GB1201499.9的优先权，所有这些申请均通过引用整体并入本文。

背景技术

光伏(PV)功率器件可用于改善性能并且降低包括光伏板的发电系统的成本。可以对光伏功率器件进行各种配置。一些功率器件的成本可能与它们处理的电功率的量成比例。因此，通过设计系统来优化输出功率同时处理系统功率的一小部分，可以实现显著的节省。

因此，需要设计具有提高的效率的功率器件系统，同时降低与诸如系统相关的运行成本。

1.技术领域

所提出的示例性特征涉及包括多个光伏串的光伏功率收集系统，并且更具体地涉及用于使每个光伏串中的功率最大化的系统和方法。

2.相关技术的描述

参考图1，其示出了根据传统技术的光伏功率收集系统10。光伏串109包括串联连接的光伏板101。光伏串109可以并联连接以提供并联直流(DC)功率输出。并联DC功率输出连接到直流(DC)到交流(AC)逆变器103的输入端。逆变器103的AC功率输出端连接在AC负载105上。AC负载105可以是诸如AC电动机的AC负载，或可以是电力网。

通过简化的数字示例，三个串109可以与逆变器103一起使用。如果两个串109被同等地照射，使得每个串以600伏(V)的串电压和10安培(A)的串电流运行，则两个串中的每一串都产生(10A·600V)6千瓦(kW)。还假设两个被同等照射的串109可以以最大功率运行。

然而，如果一个串109被部分遮蔽或者如果一个或多个板101处于执行不佳，则可能仍然存在由其他两个同等照射的串109设定的600V的串电压，然而，在那个执行不佳串109中的串电流可能仅仅是6安培。执行不佳串109不在最大功率点下运行。例如，执行不佳串109可能具有最大功率点为：对于10安培的电流550伏。在这种情况下，由执行不佳串109损失的功率是1.9kW(550V·10A-600V·6A)。因此，执行不佳串109产生3.6kW(600V·6A)。从系统10收集的总功率因此为15.6kW(3.6kW+2·6kW)。

现在参考图2，图2示出了根据国际专利申请公开WO2010002960的、根据传统技术的另一种功率收集系统20。与系统10的损耗相比，系统20旨在减少功率损耗。每个光伏串109都包括串联连接的光伏板101。每个光伏串109并联连接到DC到DC转换器205的输入。转换器205的输出连接到DC总线211。由光伏串109产生的DC电压由转换器205转换成DC总线211的电压。每个光伏串109与相应的DC到DC转换器205一起形成光伏串模块207。具有来自相应DC到DC转换器205的输出的多个模块207可以并联连接到DC总线211。模块207的并联组合输出端也可以经由DC总线211连接到直流(DC)到交流(AC)逆变器103的输入端。逆变器103将模块207的组合DC功率输出转换为逆变器103的输出端处的交流功率。逆变器103的输出端连接到AC负载105。