专利名称：用于操作功率变换系统的方法和系统的制作方法
用于操作功率变换系统的方法和系统
背景技术：
本文描述的实施例一般地涉及操作功率变换系统，更具体地涉及控制功率变换系统以向电网提供预定义的功率。太阳能已经越来越成为具有吸引力的能量源，并已被认为是一种清洁、可再生的替代能源形式。具有阳光的形式的太阳能可以由太阳能电池变换为电能。用于将光转化为电能的装置的一个更一般的术语是“光生伏打电池”。太阳能电池是光生伏打(PV)电池的子集。为了获得更高的电流和电压，太阳能电池被电气连接以形成太阳能模块。除了多个太阳能电池外，太阳能模块还可以包括传感器，例如辐照度传感器、温度传感器、电压表、电流计和/或功率计。太阳能模块还可以被连接以形成模块串。通常，向例如是直流(DC)-交流(AC)电压逆变器的功率变换器提供由模块串输出的直流电压。该DC-AC电压逆变器将DC电压变换为三相AC电压或电流。从DC-AC逆变器输出的三相AC输出被提供给电力变压器，其输出三相高压AC功率至电网。交流接触器选择性地电耦合功率变换器和电网。通常，耦合到电网的发电系统的操作员同意供给定义的功率级别(power level)给电网。操作员每天尽可能多地为电网提供功率在经济上也是有利的。当太阳升起时，PV阵列电压升高。一旦PV阵列电压达到预定义的电平，功率变换器就被激活，AC接触器被闭合以耦合功率变换器和电网，并且发电系统试图将功率提供给电网。如果PV阵列不能提供所定义的功率级别，例如如果辐照度级别不足够高到支持所定义的功率级别，则交流接触器就被断开，这从电网断开功率变换器。通常，在AC接触器闭合以再次试图将功率提供给电网前保持断开预定义的时间长度。重复进行这一过程，直到PV阵列能够支持所定义的功率级别为止。当太阳落下时可重复类似的过程。AC接触器的循环的导通和断开导致磨损并降低AC接触器的使用寿命。
发明内容
在一方面，提供了一种用于为电网提供功率的功率变换系统。该系统包括功率变换器，该功率变换器耦合到直流(DC)功率源并且配置成接收由直流(DC)功率源生成的功率。该系统还包括接触器，该接触器耦合到功率变换器和电网并配置成选择性地将功率变换器电耦合到电网。该系统还包括系统控制器，其通信地耦合到功率变换器和接触器并配置成在提供给功率变换器的DC电压以预定义的时间长度保持高于预定义的电压电平时，闭合接触器以将功率变换器电耦合到电网并激活功率变换器。系统控制器还配置成在功率变换器的交流(AC)功率输出以预定义的时间长度保持低于预定义的功率级别时，使功率变换器去激活，同时将接触器保持在闭合位置。在另一方面，提供了用于操作功率变换系统的方法。功率变换系统包括功率变换器和配置成选择性地将功率变换器电耦合到电网的接触器。该方法包括确定提供给功率变换器的直流(DC)电压已以预定义的时间长度保持高于预定义的电压电平。该方法还包括闭合接触器以将功率变换器电耦合到电网并激活功率变换器以将DC电压输入变换为交流(AC)电压输出。该方法还包括确定功率变换器的AC功率输出，以及在AC功率输出以预定义的时间长度保持低于预定义的功率级别时，停止功率变换器的操作，同时将接触器保持在闭合位置。在又一方面，提供了耦合到功率变换系统并且配置成控制功率变换系统的操作的系统控制器，功率变换系统包括耦合到光生伏打(PV)阵列的功率变换器，和配置成选择性将功率变换器电耦合到电网的接触器。系统控制器配置成确定功率变换器的AC功率输出并在AC功率小于预定义的功率级别时停止功率变换器的操作。
图1是包括功率变换系统的示例性发电(power generation)系统的框 图2是用于操作图1中所示的功率变换系统的示例性方法的第一流程 图3是用于操作图1中所示的功率变换系统的示例性方法的第二流程图。部件列表
权利要求
1.一种用于为电网(22)提供功率的功率变换系统(14)，其包括: 功率变换器(16)，其耦合到直流(DC)功率源(12)并且配置成接收由直流(DC)功率源(12)产生的功率； 接触器(24)，其耦合到所述功率变换器和所述电网，并配置成选择性地将所述功率变换器电耦合到所述电网；以及 系统控制器(18)，其通信地耦合到所述功率变换器和所述接触器，并配置成: 在提供给所述功率变换器的DC电压以预定义的时间长度保持高于预定义的电压电平时，闭合所述接触器以将所述功率变换器电耦合到所述电网并激活所述功率变换器； 在所述功率变换器的交流(AC)功率输出以预定义的时间长度保持低于预定义的功率级别时，使所述功率变换器去激活，将所述接触器保持在闭合位置。
2.根据权利要求1所述的 系统(14)，其中，所述DC电源(12)包括光生伏打(PV)阵列。
3.根据权利要求1所述的系统(14)，其中，所述系统控制器(18)进一步配置成确定提供给所述功率变换器(16)的DC电压是否大于所预定义的电压电平。
4.根据权利要求1所述的系统(14)，其中，所述系统控制器(18)进一步配置成确定所述功率变换器(16)的AC功率输出。
5.根据权利要求1所述的系统(14)，其中，所述功率变换器(16)包括一个两级的功率变换器。
6.根据权利要求1所述的系统(14)，其中，所述系统控制器(18)包括配置成存储至少一个预定义的时间长度、预定义的电压电平、预定义的功率级别和接触器断开延时值的存储器装置(23)。
7.根据权利要求6所述的系统(14)，其中，所述系统控制器(18)配置成监测所述接触器(24)被闭合的时间长度。
8.根据权利要求7所述的系统(14)，其中，所述系统控制器(18)进一步配置成在提供给所述功率变换器(16)的DC电压以预定义的时间长度保持低于所预定义的电压电平以及所述接触器已经闭合的时间长度超过所述接触器断开延时值时，断开所述接触器(24)。
9.一种系统控制器(18)，其耦合到功率变换系统(14)并配置成控制功率变换系统(14)的操作，所述功率变换系统(14)包括耦合到光生伏打(PV)阵列(12)的功率变换器(16)和配置成选择性地将所述功率变换器电耦合到电网(22)的接触器(24)，所述系统控制器配置成: 确定所述功率变换器的AC输出功率；以及 在所述AC功率以预定义的时间长度保持低于预定义的功率级别时，停止所述功率变换器的操作，同时将所述接触器保持在闭合的位置。
10.根据权利要求9所述的系统控制器(18)，其进一步配置成: 监测所述接触器(24)被闭合的时间长度；以及 在提供给所述功率变换器(16)的DC电压以所预定义的时间长度保持低于所预定义的电压电平以及所述接触器已闭合的所述时间长度超过接触器断开延时的时候，断开所述接触器(24)。
全文摘要
一种用于为电网(22)提供功率的功率变换系统(14)。该系统包括耦合到直流(DC)功率源(12)的功率变换器(16)。该系统还包括接触器(24)，其耦合到功率变换器和电网，并配置成选择性地将功率变换器电耦合到电网。该系统还包括系统控制器(18)，其通信地耦合到功率变换器和接触器，并配置成在所提供的DC电压以一段时间长度保持高于电压电平时闭合接触器，以将功率变换器电耦合到电网并激活功率变换器。该系统控制器还被配置成在交流(AC)功率输出保持低于功率级别一段时间长度时使功率变换器去激活而接触器被保持在闭合位置。
文档编号H02J3/38GK103078535SQ20121041577
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者R.G.瓦戈纳, D.史密斯, A.W.加尔布雷思 申请人:通用电气公司