[发明专利]用于为电能发电厂中的辅助系统供电的设备

说明书

本发明涉及一种设备，包括：用于产生直流电的布置，其由发电机(PV1……PVn)形成，所述发电机(PV1……PVn)串联连接并位于局部区域内，并且该用于产生直流电的布置向远程区域提供总直流电流，所述直流电流是每个发电机(PV1……PVn)产生的电流之和；辅助电源装置(D)，其布置在局部区域内并且为所述局部区域中的辅助系统(E)提供电源电压，其中辅助电源装置(D)由DC功率转换器(CP)组成，所述DC功率转换器(CP)通过相应的输入端(T1，T2)串联电连接于该用于产生直流电的布置中，位于局部区域内的发电机的两个连接点(p1、p2)之间。

技术领域

本发明一般涉及位于给定局部区域并且设想用于向远程区域供应电能的发电设备领域。

具体地，本发明涉及一种用于为诸如太阳能发电场或发电厂的发电厂中的辅助系统供电的设备，其包括多个发电机串联连接的布置(在太阳能发电场的情况下，例如，每个太阳能收集器有一个发电机)，向远程区域和所述发电厂中的至少一个辅助电源装置提供直流电，用于向所述局部区域的装置(例如，电池或电池组)供应电源电压；更具体地说，本发明涉及一种设备，其中所述辅助电源装置包括在该电厂的任何位置与该布置串联连接的电流馈电功率转换器。所引用的功率转换器将在所述多个发电机的任意两个连接点之间串联连接，使得所提出的拓扑结构非常灵活。

本发明尤其适用于其中发电机是光伏发电机的光伏设备。

背景技术

许多发电设备，特别是光伏发电设备，必须向辅助电子系统供电，例如太阳能跟踪器、监控系统、安全系统等。在小型并网设备中，这通常不会引起问题，因为构建用于为这些系统供电的小型AC设备非常简单。如果电厂的规模增大，而且如果不存在电网连接的可能性，如泵站或隔离设备的情况，则可以以不同的方式解决该问题。现有技术提供的不同方案如下所示。

图1示出了由布置在局部区域中的串联光伏面板布置PV1……PVn形成的光伏发电机，其中光伏系统连接到电网N(通过DC/AC逆变器)，所述布置位于距离所述电网N数十或数百米的距离L的远程区域，并且所述光伏发电机还连接到必须在局部区域内供电的辅助系统E。所述辅助系统可以是在恒定电压下在直流电下运行的任何负载。

最简单的方案是从电网N到辅助系统E建立低压设备BT，如附图所示。假定辅助系统E主要是电子系统，则必须包括如图1所示的AC/DC转换器(电源)。然而，该方案的最高成本可能与铺设低压设备BT的电缆和通道有关。

在某些设备中，例如在不存在电网的泵站中，其可以使用具有可由任何能源供电的存储系统的隔离设备进行代替，如图2所示，其中存储系统用参考B表示，能量源用参考BC表示。在该方案中，考虑到低压电气设备BT继续存在并且还需要添加更多元件，仅解决了关于不存在电网的问题。

如果无论电网的存在或可接近性如何都真正需要取消低压设备BT，则必须从靠近辅助系统的点获取能量。为此，可以在系统旁边建立一个小型隔离设备，或者利用现有的设备，以便从现有的串(string)(串联布置的面板)中获取能量。为此，需要一个能承受设备开路电压的DC/DC转换器，在大多数情况下该开路电压接近1000V。这种转换器设计相对复杂，并且将需要电池以在没有太阳的情况下提供功率峰值或供应能量。

图3示出了基于DC/DC转换器的电源系统的示例，该DC/DC转换器由来自光伏发电机的电压供电，即，来自串联面板布置PV1……PVn的总电压。可以看出，该图中包括接线盒C。该盒C是必要的，因为面板PV1……PVn被布置成串联连接，并且该接线盒C是并联连接系统所必要的。还应注意的是，如果有多个并联连接的串，则此接线盒C已经存在，因此只需为充电器留出空间并将高压线HV(1000V)延伸到辅助系统E。尽管接线盒C和辅助系统E可能不是彼此靠近，但是存在多种连接可能性，因此或多或少地，必须提供额外的设备。这种类型的设备中的另一个问题是高输入电压DC/DC转换器的设计。该转换器将需要高压晶体管或转换器的关联以达到所述输入电压值。在任何情况下，其都不是简单的设计，因此会增加转换器的制造成本。