[发明专利]功率转换系统和方法

说明书

一种功率转换系统具有多个功率跟踪转换器，该多个功率跟踪转换器并行连接至诸如太阳能系统的能量源的输出。该转换器之间的通信系统实施该转换器的操作的序列，使得响应于来自该序列中的先前转换器的通信信号，每个转换器执行其功率跟踪功能的调谐并且然后向该序列中的下一个转换器提供通信信号。每个转换器例如充当最大功率点跟踪系统。该系统可以由较小单元的集合形成使得可以由标准组件的小型集合形成不同的系统。通过顺序操作转换器，转换器之间的冲突以及不稳定性得以避免。

技术领域

本发明涉及功率转换系统和方法，并且尤其涉及用于转换来自可变功率源的功率的系统和方法。

背景技术

功率转换系统被用来从能量源收集能量并且将该能量递送至负载或能量存储系统。它们例如被广泛地用于从诸如太阳能系统的可再生能量源收集能量。

作为示例，利用建筑物的屋顶区域或者使用低成本陆地的太阳能发电正越来越多地被使用。负载可以是公用电网或者其可以是电池点（battery point）。

对太阳能系统所递送的能量进行功率转换以提供最为有效的能量收集和存储。通常，这利用最大功率点跟踪（MPPT）系统，其控制太阳能系统的工作点（电流和电压）以实现最优的功率传输。通常，针对不同尺寸的太阳能系统设施具有不同尺寸的MPPT系统。这导致了库存增加并且减少了批量生产的收益。例如，通过将制造量从1000增加至10000，生产成本一般地降低30-40%。

随着负载要求的变化，功率转换系统可能需要通过添加更多能量源（例如，太阳能PV电池）以及它们相关联的功率转换系统（诸如MPPT系统）、充电控制器和电池而扩大规模。一般地，MPPT系统被新缩放的太阳能系统的合适尺寸的不同设计所替代。较小尺寸的MPPT系统然后变得冗余或无用。

因此，非常期望生产可以在更广泛的应用中使用的不同MPPT系统设计的精简集合。

设计一种MPPT系统来覆盖各种设施尺寸当然是可能的。然而，其对于较小的系统而言将会是尺寸过大的，并且PWM控制分辨率在较低日照水平下将表现不佳，所以跟踪效率将会很低。此外，系统振荡行为在利用尺寸过大的MPPT系统进行操作的太阳能系统中的最大功率点附近将有所增加。

因此，需要一种系统，其使得标准MPPT系统能够用于不同尺寸的能量源和功率转换系统，但其并不会导致被高估系统的低效使用。

EP1047179A1公开了一种操作具有并行连接的逆变器的供电系统的方法。一个逆变器作为主单元操作而其它则作为从单元。从单元在来自DC源的输出功率高于或低于阈值时被开启/关闭。主单元使用MPPT，而从单元为恒定功率。

发明内容

本发明由权利要求所限定。

本发明实施例的概念是要提供（在MPPT转换器的集合的输入处）互相并行的MPPT转换器的集合。转换器的数量可以缩放到功率转换系统和能量源的整体尺寸。提供通信系统使得功率点跟踪功能以顺序发生，以便避免不稳定性并且减少重复信号分析的量。本发明实施例的进一步概念在于，一个MPPT转换器中的功率点跟踪功能给出了在序列中的下一个MPPT转换器中如何进行功率点跟踪功能的指示，从而整个系统朝向能量源的整体最大功率点移动。

根据依据本发明一方面的示例，提供了一种要供能量源使用的功率转换系统，包括：

各自包括一对输入端子和一对输出端子的多个转换器，其中该输入端子并行连接并且用于连接至该能量源的输出，其中每个转换器包括输入功率监视器功率转换器电路，功率转换器电路的功率转换器转换率可调节，