[发明专利]用于来自可再生能源的功率的转换和优化消耗管理的装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于功率转换的系统，特别是但不排他地，本发明涉及用 于转换由光伏电池板系统产生的功率并适合于直接连接到电网的系统。

背景技术

在功率转换的技术领域中且特别是在适合于直接连接电网的用于转 换由光伏电池板和风力系统产生的功率的系统的技术领域中，不仅在家庭 环境中且在有来自可再生能源的发电的情况下管理功率消耗越来越重要。

这种类型的系统包括与逆变器装置相关的、来自替代能源(例如光伏 电池板)的功率的发电机，逆变器装置又连接到交流电压电网和可能连接 到适合于也在有所述电网AC电压的情况下操作的一组蓄电池以优化来往 电网的功率的传输。

例如包括由第一DC-DC转换器和第二DC-AC转换器组成的双转换级 的所述逆变器装置适合于将来自替代能源(光伏电池板、风力涡轮机等) 的功率转换成交流功率用于供应到主电网(例如eNEL电网)。

在特别是包括光伏发电机的可再生能源的情况下，所述类型的功率转 换系统必须管理光伏发电机的功率产生和所述功率到主电网的供应。

除此以外，这种类型的系统还必须管理配电供应商通常强加于在电网 中本地产生的功率的供应上的规则——变得对用户越来越严格和难以负 担的规则。这些规则确保家庭安装的理想情况是所述家庭安装在以下两方 面都尽可能独立于电网：能量的使用方面——自产能量比从电网得到能量 明显更方便，和自产功率到电网的供应方面，其受到越来越严格的约束且 当不是已经难以负担时对个人用户越来越不方便。

因此，本发明的目的是提供不仅用于转换和优化管理从可再生能源且 特别是从太阳能源产生的功率用于家庭使用并适合于控制功率的使用以 便最大化管理成本效益同时确保MPPT(最大功率点跟踪)、即最大化通过 光伏发电机的能量功率收集的装置。

本发明的另一目的是提供用于产生功率的光伏系统，其包括不仅用于 在家庭环境中的功率的转换和使用的优化管理并适合于控制所产生的功 率的使用以便最大化管理成本效益的装置。

从作为非限制性例子给出并在附图中示出的下面的详细描述中，本发 明的另外的目的、特征和优点将变得更明显，其中：

图1根据本发明示出用于转换并管理从可再生能源产生的功率并适合 于直接连接到电网的装置的优选实施方式的示意性方框图；

图2示出在一天期间光伏发电机的典型功率产量的图；

图3示出与一些电网供应商强加于可被供应到电网的自产功率的数量 上的限制有关的、在一天期间光伏发电机的典型功率产量的图；

图4根据本发明示出功率转换和管理装置的优选操作模式之一。

本发明的详细描述

参考附图1，根据本发明的装置包括：

输入端子20，其耦合到优选地来自例如基于光伏或风能源的可再生能 源的发电机的DC电压；

逆变器模块10，其又包括：

第一DC-DC转换级11，其在输入端连接到所述输入端子20，

第二DC-AC转换级12，其具有耦合到所述第一DC-DC转换级 11的输出端的输入端和连接到电网21的输出端，

电池充电器模块19，其在输入端关联到所述第一DC-DC转换级 11的输出端和所述第二DC-AC转换级12的输入端，

控制模块17，其适合于调节所述逆变器模块10的操作；

电池模块13，其根据通常被称为“DC链路系统”的配置通过所述电 池充电器模块19关联到所述第一DC-DC转换级11的输出端和所述第二 DC-AC转换级12的输入端，所述电池模块13适合于在再充电期间存储来 自所述第一级11的功率并在放电期间将能量供应到所述第二级12；

至少一个房屋负载14，其关联到所述第二级12的输出端和电网21；

功率计量设备，其适合于测量输入到所述逆变器模块10/从所述逆变 器模块10输出的功率和由电网21吸收或供应到电网21的功率；

切换模块16，其适合于控制所述至少一个房屋负载14的接通或断开。

所述控制模块17还关联到所述功率计量设备和所述切换模块16并关 联到优选地包括至少显示器和键盘的用户接口。