[发明专利]用于PV串、电池、电网及备用负载的混合逆变器电力控制系统

说明书

本公开涉及用于PV串、电池、电网及备用负载的混合逆变器电力控制系统。一种用于光伏阵列的串逆变器，包括用于接收来自光伏阵列的DC电力的串级DC输入通道。输入通道执行通道级最大功率点跟踪。输入‑输出通道将串逆变器连接至电池组。在至少一个DC输入通道与至少一个输入‑输出通道之间的DC‑DC降压升压电路防止超过预定量的DC电压到达该电池组。DC‑AC逆变电路具有作为串逆变器的输出的AC输出。收益级电力表被配置为测量串逆变器的AC输出。

本申请是于2016年4月14日提交的、申请号为201680022968.1、发明名称为“用于PV串、电池、电网及备用负载的混合逆变器电力控制系统”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月13日提交的美国专利申请No.14/798,069的优先权，该美国专利申请No.14/798,069要求2015年4月22日提交的美国临时申请No.62/151,257的权益，这两个申请为了全部目的通过引用的方式全文并入本文。

背景技术

由于不断下降的成本、州及联邦的税收优惠，以及CO₂排放与气候变化之间的相关性的证据及认识增多，光伏或“太阳能”电力系统正越来越受到客户、企业和公用事业公司的欢迎。基本的太阳能电力系统包括共同连接在一个或多个串上的太阳能板的阵列，用于将一个或多个串的输出进行汇流的汇流器(combiner)，用于将由串输出的经汇流的直流(DC)转换成交流(AC)的一个或多个串逆变器，以及在电表与客户的主电气面板之间(通常在电表的负载侧)的到交流电网的物理接口。

太阳能电力系统的下一步发展是现场能量存储。由于多种原因，能量存储是重要的。首先，在电网不可用(停电)时，它提供了潜在的电力源。其次，在客户将电力传输回电网不能得到补偿或者得到的补偿低于零售价的州和/或国家，它使得客户能够存储在日间(尤其是在太阳能阵列正产生最大的电力时)生成的能量，然后在太阳落山后消耗该电力，从而降低客户的峰值需求。第三，它使得客户能够在电网最需要电力时将电力一次性供应回电网。本地化的能量存储可以通过供应电力来帮助公用事业公司稳定电网，以提高需求响应，削去需求峰，并且将电力负荷转移到需求较低的时间。第四，它提供了在需求较低时(即，在存在电力剩余时)存储电网电力的机制，从而自下而上地使公用事业公司的电力需求曲线平滑化。第五，通过使客户能够在现场存储能量，可以在电网不可用时(例如，在停电期间)针对供应给备用负载的能量向客户收费。

发明内容

根据一种实施例，用于光伏阵列的串逆变器包括用于接收来自光伏阵列的DC电力的串级DC输入通道。输入通道执行通道级最大功率点跟踪。输入-输出通道将串逆变器连接至电池组。在至少一个DC输入通道与至少一个输入-输出通道之间的DC-DC降压升压电路限制大量的DC电压到达电池组，使得它不会超过预定阈值。DC-AC逆变电路具有作为串逆变器的输出的AC输出。收益级电力表被配置为测量串逆变器的AC输出。

在一种实施例中，串逆变器包括三工位开关，其中，在第一位置，允许AC电力从串逆变器流到客户电表的负载侧以及一个或多个备用负载，在第二位置，允许电力从客户电表的负载侧绕过串逆变器流到一个或多个备用负载，而在第三位置，与串逆变器的输出连接的全部电路都相互电气断连。

在另一种实施例中，串逆变器还包括用于计量在至少一个DC输入通道处接收的来自光伏阵列的总DC电力的第一电路，用于计量在至少一个输入-输出通道处接收的来自电池组的总DC电力的第二电路，以及控制器，该控制器被编程为确定总AC输出中的由收益级电力表测得的可归因于至少一个DC输入通道和至少一个输入-输出通道的部分。

在另一种实施例中，串逆变器可操作以接收AC电力，将AC电力整流为DC电力，并且将经整流的DC电力输送到电池组。