[发明专利]直流中继电路

说明书

技术领域

本公开内容的方面涉及到分布式电力系统，尤其涉及到光伏电力采集系统，并且更具体地涉及到连接在光伏阵列和3相逆变器电路之间的直流中继电路。

背景

在常规光伏电力采集系统中（其被配置为馈送单相或者三相交流（AC）电网），可以首先从太阳能电池板产生双（正和负）直流（DC）电力。由双（正和负）DC电力提供电力的三相逆变器在三相逆变器的输出端生成三相AC电力。照惯例，通过将太阳能电池板串联，可以将足够高的DC电压提供到三相逆变器的输入端。然而，为了增加整体的功率转换效率，逆变器所需的正和负的DC线路的总和可能超过600伏特。

在北美，在安全机构认证规则UL1741下，电压超过600伏特的输入端可能产生问题。避免该安全问题的方法可以包括对升压电路或者变压器隔离电路输入小于600伏特的电压以在内部产生用于逆变器输入端的双DC线路。额外的升压电路或者变压器隔离电路增大了成本和复杂度，尤其是因为额外的电力转换器模块通常需要专用的控制和保护特征。此外，升压电路或者变压器隔离电路还可能产生电磁干扰（EMI），并且可能导致DC电力到三相AC电力转换的整体效率降低。

因此需要具有低压输入的DC中继电路，并且其将是有利的，其不导致DC电力到三相AC电力转换的整体效率明显降低，并且其为AC逆变器提供足够高的DC输入电压以产生所需大小的逆变器的AC输出。

概述

实施方式包括用于将电力从DC电力的漂浮源转换到双直流（DC）输出端的方法。DC电力的漂浮源包括正输入端子和负输入端子。双DC输出端包括正输出端子、负输出端子和接地端子。所述方法包括为并联连接到正输入端子和负输入端子的电荷存储器件充电。该充电可以从DC电力的漂浮源提供。电荷存储器件的放电可以通过以下来执行：首先在谐振电路的前半个周期期间，第一切换负输入端子经由谐振电路放电到负输出端子；以及其次，在谐振电路的后半个周期期间，第二切换正输入端子经由谐振电路放电到正输出端子。在第一切换期间，可以从负输出端子到负输入端子提供负回流路径。在第二切换期间，可以从正输入端子到正输出端子提供正电流路径。在放电期间，可以从负输出端子到负输入端子提供负回流路径。负回流路径仅允许负电流从负输入端子流到负输出电压端子。在放电期间，可以阻止电流从正输出端子流到正输入端子。谐振电路可以包括与电容器串联连接的电感器。可以从正输入端子到正输出端子提供正电流路径。正电流路径仅允许正电流从正输入端子流到正输出电压端子。

其它的实施方式包括用于将电力从DC电力的漂浮源转换到双直流（DC）输出端的设备。所述设备包括可连接到DC电力的漂浮源的正输入端子和负输入端子，可连接到双DC输出端的正输出端子、负输出端子和接地端子。正输出端子、负输出端子和接地端子可以馈送给逆变器。逆变器可以是二级逆变器或者三级逆变器中的任意一个。电荷存储器件可以与正输入端子和负输入端子并联连接。电荷存储器件可以从正输入端子和负输入端子充电。谐振电路还可以被连接在电荷存储器件和双DC输出端之间。谐振电路可以包括与电容器串联连接的电感器。电荷存储器件可以通过切换至负输出端子或者正输出端子中的任意一个来经由谐振电路放电。电荷存储器件可以是电容器或电池。设备可以包括从直流DC电力的漂浮源的正输入端子到正输出端子的正电流路径。正电流路径可以包括负极连接到正输出端子而正极连接到正输入端子的二极管。设备还可以包括从直流DC电力的漂浮源的负输入端子到负输出端子的负回流路径。回流路径可以包括第二二极管，该第二二极管的正极连接到负输出端子而负极连接到负输入端子。