[发明专利]光伏逆变器接口装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于将太阳能转换成电能的设备和方法，更具体而言，涉及更高效地将太阳能转换成电能的设备和方法。

背景技术

很长时间以来就知道利用光伏(PV)系统将光能转换成电能，这些光伏系统在住宅、商业和工业应用中得到越来越多的实施。尽管在过去几年已经对这些光伏系统做出了开发和改进以提高它们的效率，光伏系统的效率仍然是继续改善光伏系统的经济可行性的焦点。

光伏系统通常包括光伏阵列和逆变器等部件，光伏阵列产生DC功率，逆变器将DC功率转换成AC功率(例如，单相或三相功率)。常常希望设计和操作光伏阵列以便使输出的电压较高，从而电流较低，以便降低与高电流元件相关联的成本并减少能量损耗。

例如，包括晶体(例如单晶或多晶)硅的光伏阵列例如可以在1200伏下工作在开放负载状态，包括非晶硅的光伏阵列可以在1400伏下工作在开放负载状态。尽管阵列能够施加高的开放负载电压，但阵列很少这样做，因为一旦从阵列汲取电力，阵列的负载电压就会有很大下降。例如，在负载条件下，晶体硅阵列可以工作在780到960伏之间，非晶硅可以工作在680伏附近。

有各种额定电压的逆变器可用，以适应很少遇到的阵列卸载电压条件。但是，额定电压更高的逆变器通常成本更高，工作效率低于用于在较低电压工作的逆变器。因此，如果不需要将逆变器设计成处理高开放负载电压，常常利用比可用的硅效率更低且成本较低的硅来设计逆变器。

例如，使用额定电压大约1400伏的硅的逆变器损耗显著大且成本比使用额定1200伏应用的硅的逆变器高很多。因此，需要一种系统和方法来克服当前技术的不足并提供其他新的和创新特征。

发明内容

下面总结附图所示的本发明的示范性实施例。在具体实施方式部分中更充分地描述了这些和其他实施例。不过，要理解，并没有意图来将本发明限制到发明内容或具体实施方式中所述的形式。本领域的技术人员可以认识到，有很多修改、等价物和替代构造落在如权利要求所表达的本发明精神和范围之内。

在一个实施例中，本发明的特征可以在于一种光伏系统，该光伏系统包括适于耦合到光伏阵列的第一和第二轨(rail)的第一和第二输入端。在该实施例中，逆变器被配置成将来自光伏阵列的DC功率转换成AC功率，接口部分耦合到所述第一和第二输入端和所述逆变器，所述接口部分被配置成将所述第一和第二输入端中的至少一个与所述逆变器隔离开并对从所述光伏阵列向所述逆变器的电压的施加进行调制，以便增大所述光伏阵列上的负载并减小从所述光伏阵列向所述逆变器施加的电压。

在另一实施例中，本发明的特征可以在于一种用于将光伏阵列与逆变器接口连接的方法。在该实施例中，本发明包括将光伏阵列与逆变器电隔离，在光伏阵列的输出端施加初始电压，调制设置在光伏阵列上的负载以便在光伏阵列的输出端提供降低的电压，以及利用降低的电压向逆变器施加功率。

在又一个实施例中，本发明的特征可以在于一种光伏接口，所述光伏接口包括两个能够耦合到光伏阵列的输入端，所述输入端被配置成接收由光伏阵列施加的初始电压。此外，在该实施例中，接口包括两个能够耦合到逆变器的输出端，所述输出端被配置成向逆变器施加工作电压。在该实施例中，开关部分被配置成逐渐在所述两个输入端两端设置负载，以便将由所述光伏阵列施加的初始电压降低到所述逆变器的工作电压。

如上所述，上述实施例和实施方式仅出于例示的目的。从以下描述和权利要求，本领域的技术人员容易认识到本发明的很多其他实施例、实施方式和细节。

附图说明

在结合附图参考以下具体实施方式和所附权利要求时，本发明的各种目的和优点，以及对其更透彻的理解将是显而易见的，并更容易得到理解，

附图中：

图1是示出了光伏系统的示范性实施例的方框图；

图2是参考图1所述的系统的示范性实施例的示意图；

图3是参考图1所述的系统的另一实施例的示意图；

图4A是示出了图3所示作为时间的函数的开关位置的曲线图；

图4B是示出从阵列流到图3所示逆变器的作为时间的函数的电流的曲线图；

图4C是示出了图3所示光伏阵列的作为时间的函数的电压的曲线图；

图5是参考图1所述的系统的另一示范性实施例的示意图；

图6是流程图600，示出了可以结合参考图1-5所述的实施例执行的示范性方法。

具体实施方式