[发明专利]电压限幅

说明书

优先权要求

本申请要求Ponec等人于2013年12月17日提交的名称为 “System,Method,andComputerProgramProductforControllingVoltageof DCPowerSourcesandBypassingSeries-ConnectedPowerSources”(用于控 制DC电源的电压并且旁路串联连接的电源的系统、方法和计算机程序产 品)的美国临时申请No.61/916,800的权益，其全部内容据此以引用方式并 入。

背景技术

太阳能电池可以串联连接以形成光伏(“PV”)串。PV串可以包括 若干太阳能电池和/或PV模块，其中每个PV模块包括安装在同一框架上的 太阳能电池。在PV串中，一个太阳能电池的正端子电连接到另一个太阳能 电池的负端子，另一个太阳能电池的正端子电连接到又一个太阳能电池的 负端子，以此类推。PV串的输出电压取决于PV串中太阳能电池的数量。

在直流(“DC”)电源的串联连接串中，每个电源的电压增加以产生 递送到负载的电压。在太阳能系统中，太阳能模块(在本文也称为PV模 块)，通常串联连接以向负载(例如，逆变器、电池系统)提供电压。每 个PV模块可包括与每个电池串串联耦接的一个或多个电池串，所述电池串 包括串联耦接的一个或多个太阳能电池。通常，PV模块的每个串连接至逆 变器，或者PV模块的多个串在汇流箱处并联耦接在一起，并且一个或多个 汇流箱通向中心逆变器。在某些情况下，系统可例如由于硬件(例如，逆 变器)局限性、安全性和/或可靠性原因而具有最大电压极限。因此，可串 联连接的PV模块和/或电池串的数量可通过该最大电压进行限制。

当系统不产生任何电流并且每个太阳能电池以其开路电压(V_OC)操 作时，可出现由一系列太阳能电池产生的最大电压。由于逆变器闭合、系 统损坏、或在逆变器为了解系统性能进行的瞬态测量期间，以及由于其他 原因可能发生这种状况。系统必须被设计为适应最大电压条件，即便这通 常不会出现。另外，由太阳能电池产生的最大电压在低温下增大，从而产 生另外的降低额定值因子，该因子限制串联连接的太阳能电池数量。因 此，系统必须被设计为具有电压缓冲器以适应V_OC。超裕度设计引起的效 率低下包括每个模块串中的模块较少、超尺寸布线以及其他效率低下等 等，由此导致较高的系统平衡(BOS)成本。

此外，在某些情况下，串中的电池中的一者或多者可由于污染、阴 影、缺陷和/或损坏而表现不佳，这可能限制电池串和/或模块的性能。如果 电池的电流足够减少，则电池可在反向偏置下操作并且甚至可达到反向击 穿。处于反向偏置中的电池可引起热点，这可严重损坏PV模块。

附图说明

图1-图3示出了根据一些实施例的被配置为执行电压限幅的示例性 电路的框图。

图4-图5示出了根据一些实施例的示例性电路的框图，所述电路被 配置为响应于热点条件旁路一个或多个太阳能电池。

图7-图9示出了根据一些实施例的本文所述系统的示例性故障安全 具体实施的示意图。

图10-图11为示出根据一些实施例的旁路太阳能电池的示例性方法 的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请 的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指 “用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解 为相比其他具体实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、 背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论 的约束。

本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一 个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特 征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。

术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术 语的定义和/或背景：

“包含”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术 语并不排除另外的结构或步骤。