19 日。
[0025]-新的分布式MPPT变换器的评价测试结果，R.0rduz和M.A.Egido, 22届欧洲光电太阳能大会，2007年9月3-7日，意大利米兰。
[0026]-光电应用的能源集成管理系统，S.Uriarte等，20届欧洲光电太阳能大会，2005年6月6-10日，西班牙巴塞罗那。
[0027]-美国公开专利2006/0185727。
[0028]如上所述的一些工艺，将逆变器集成到各个电池单元上存在许多缺点，包括成本高、安全性(特别是太阳能装置)和可靠性低等。因此，还是优先考虑串联，特别是对于太阳能帆板装置。将DC-DC变换器和MPPT含在单个电池单元中，然后串联输出到逆变器的提议是非常具有吸引力的。但是，将MPPT集成到各帆板中在串联应用中还存在问题，因为每个MPPT都试图在不同电流下启动其电源，同时串联中同一电流必须流经所有的帆板。而且，尚不清楚那种类型的DC-DC变换器能提供最佳的结果及如何将MPPT纳入到这种布置之中。因此，还需要有效的拓扑学方案将多个直流电源连接到负载上，例如，电网、蓄电池等。
[0029]如前面已经提到的，各种环境和操作条件会影响直流电源的输出功率。诸如太阳能帆板、太阳能辐射、周围温度和来自邻近物体如树木或远处物体如云等的遮蔽，都会影响各太阳能帆板的电量输出。输出的电量取决于所使用的帆板数量和类型，各个太阳能帆板的电量输出可能在电压和电流方面有较大的差异。业主、甚至专业的安装人员都很难确证太阳能系统的正确运转。许多其他因素，比如老化、灰尘和污垢沉积及模块功能退化等等都会随时间影响太阳能帆板的性能。
[0030]光电帆板对外界条件的灵敏度是相当出色的，特别是在使用集中光电系统(CPV)时。使用这类装置时，太阳辐射通过棱镜或反光镜集中到小的电池单元。这些电池单元比一般的光电电池单元要有效的多，它们采用一种成为双联或三联的技术，其中大量P-η连接在彼此顶端构成，连接点将一定波长的光线转化成电能，其他波长的光线允许通过到下一个连接点被转化。因此，这些电池单元显得更为有效(最高效率达40% )。由于这些电池单元比较昂贵，它们通常是用于需要更小电池单元的CPV应用中。尽管如此，但CPV装置的输出功率现在取决于几方面的因素:太阳光不同波段光线强度的波动(不仅仅是总的强度)、所使用的棱镜或反光镜出现缺损或变形等情况。因此，多块帆板设置的单个MPPT会导致电力大量损耗，而采用如本发明中所述帆板(或电池)水平上的MPPT则会具有很大的优势。
[0031]传统光电装置面临问题更多的另一领域是开发建筑一体化光电系统(BIPV)市场。BIPV装置中，帆板在建筑物施工过程中安装在内一一或作为屋顶帆板或作为墙壁和窗户等结构性或附加性组成部分。因此，BIPV装置会因为帆板附近其他结构元件的存在，很大程度上局部会被部分遮蔽。而且，帆板自然是固定在建筑物的不同面，因此每块帆板得到的光照条件会有很大不同。由于传统解决方案是将帆板串接在一起，然后连到节点MPPT，这样会造成许多电量损失。可以收集更多电量的方案显然是在这类装置方面要有很大改善。
[0032]然而，传统装置还有另外一个问题是日照光线不足时能量利用率很低。大多数逆变器要求某个最低电压(一般在150V到350V)以便启动运转。若光线不足，帆板形成的累积电压不能达到最小值，电量因此就损耗了。能在光线不足时提升电压的解决方案因此就能使产生的能量得到收集。
[0033]按照传统配置10安装太阳能帆板的过程中，安装人员能通过测试设备检测每块帆板、每排帆板和整个帆板阵列的电流电压来确定安装的正确性和太阳能帆板阵列的性能。但实际上，个别帆板和串接成排的帆板一般根本无法测试或只能在连接前进行测试。这是因为目前的测量方法要么是通过串联到太阳能帆板阵列上测试要么是通过阵列上的电阻器来测试，但这显然是不方便的。相反，仅对高一级的整个装置进行了合格/失败测试。
[0034]装置初次测试后，太阳能帆板阵列连接到逆变器104上，可选择包含一监测模块用来监测整个帆板阵列的性能。从逆变器104监测中收集的性能信息包含阵列总的输出功率和发电效率，但该信息缺少有关单个太阳能帆板运行的细节信息。因此，逆变器104监测功能所提供的性能信息通常对了解电能损耗是因为环境条件、太阳能阵列功能失常或较差的安装或维护等方面是不够的。而且，综合信息不能指出太阳能帆板101中的那块是所检测电能损失的原因。
[0035]鉴于以上所述，将多个直流电源连接到负载上的一种新提议拓扑学方案应能让其自身在安装期间和安装后容易进行测试和运行状况验证。
【发明内容】
[0036]以下是本发明的概述，为了让大家对本发明的一些方面和特点有一个基本的认识。该概述并非本发明的总揽，同样它也不是想要特殊指明本发明重要或关键性组成，或描述本发明的范围。它唯一的目的是将本发明的一些概念以简单明了的方式向大家讲述，以此作为后面更详细描述的前奏。
[0037]本发明的内容提供了一种将分布式直流电源串联到中央供电装置的拓扑方法，中央供电装置比如有单个逆变器或单个变换器。本发明的内容讲述了一种系统和方法，能监测分布式电量收集装置中单个直流电源并且调整各直流电源的电流和电压使得各直流电源的输电功率最大。
[0038]依照本发明的各项内容，分布式电量收集系统由如下部分组成:数个直流电源；数个变换器，每个变换器又由几部分组成:连接到各个直流电源的输入端、串联连接到变换器的输出端，从而形成一排串联；按照预定标准在变换器输入端设置电压和电流的电路；以及将输入端接收的电量转换输出端输出电量的电量转换部分；偶联到成排串联帆板的供电装置，供电装置由维持向其输入预定值电量的控制部件组成。控制部件可以维持输到供电装置的预定值电压。控制部件可以维持输到供电装置的预定值电流。供电装置由直流电/交流电(DC/AC)逆变器组成。供电装置可包含一电池充电器。电路可包含在逆变器输入端设定电压和电流的MPPT部件，以便使各个直流电源的功率达到最大。电能转换部分包括:降压变换器、升压变换器、根据MPPT部件和输出端电压和电流有选择性地激活降压变换器或升压变换器的控制器。降压变换器和升压变换器可共享一个感应器，控制器包含一脉宽调节部分。控制部分可包含与供电装置并联的旁路调节器，用来调节输入电压使预先确定的输入电压保持不变。该系统还可进一步包含一个或多个其他偶联道供电装置上的帆板串。该系统还可以包括:数个电流传感器、数个电压传感器；其中各电流传感器和各电压传感器在各自变换器和直流电源之间进行偶联，将电流信息和电压信息输入到MPPT部件。数个直流电源中的每个都可以包含一太阳能帆板或一建筑一体化太阳能帆板。至少这些直流电源中一个可以含有一燃料电池。至少这些直流电源中的一个可以含有一电池。每个变换器都还可以含有一安全模块，用来限制输出电量在预先设定的安全值，直到预先确定的事件发生改变为止。预先确定的事件可包含一个超过预定限的负载，可用来检测变换器状态或放电信号。每个变换器还可包含数个开关装置，各开关装置构成至少一个直流电源的电流旁路。太阳能帆板可以包含数个电池单元串，每个电池串包含串联的太阳能电池和偶联到串联太阳能电池旁路的开关装置。这些开关装置可包含一晶体管。每个变换器还可包含一监测模块，用来监测和传输状态相关数据，状态相关数据至少包括以下一项信息:输入变换器的电流、输入变换器的电压、电源的温度、输入变换器的电量和现有的照明度。
[0039]根据本发明的各项内容，提供一种方法用来从含有数个直流电源和数个直流电变换器的分布式电力系统收集电能的方法，该方法由如下几方面构成:将各电源偶联到各自的直流电变换器上；将电源变换器串联，最少I个串联组；将串联组偶联到输电装置上；将输入输电装置的电流和电压设定在预先确定的值，从而使流经串联组的电流随电源的功率变化而变化；分别控制各电源的输出电量，并根据预先设定的标准分别改变输入到各自变换器的电压和电流。固定一项输入电压或输入电流可包含设定至预先确定的恒定值。将串联组偶联到输电装置上可以将串联组连接到DC/AC逆变器上，固定输入到逆变器的输入电压。电量输出监测可包括跟踪电源的最大功率值。分别改变输入电压和电流包括设定输入电压和电流以便从各电源获取最大的电量。该方法还可包含将各变换器的输入电压和电流单独转换成以电流量和浮动电压计的输出电量，电流量可以通过流经串联组的电流来指示。该方法还可包括分别监测各变换器的载荷，限制各变换器的输出电量使其保持在预先设定的安全值，直到负载达到预先设定值为止。该方法还可包括监测至少一个电源和直流电变换器的输出电量，并在输出电量显示预定特征时将电流切至旁路。该方法还可包括分别操作各电源变换器以监测和报告功率相关数据。功率相关数据至少包括一项以下信息:输到变换器的电流、输到变换器的电压、电源温度、输到变换器的电量和现有的照明度。
[0040]按照本发明的各项内容，描述了一种太阳能发电装置，由如下部件构成:DC/AC逆变器，含维持预定值的输入电压或电流装置；数个串联帆板组，它们与DC/AC逆变器并联，每个串联组包含:数个太阳能帆板、数个变换器。每个变换器包含:偶联到各自太阳能帆板的输入端、串联连接到其他变换器的输出端，从而构成一串联组；MPPT部件，用来按照各自太阳能帆板的最大功率点设定变换器输入端的电压和电流；电量转换部分，用来将输入端接收的电量转换成输出端的输出电量。预定值可包括恒定值。电量转化部分可将输入端的电量转化成输出电量，使电流相当于数个串联太阳能帆板提供的总电量，这些串联的太阳能帆板按逆变器输入端预定电压进行分割。电量转化部分可包含电量转化控制器，用来控制电量转换部分的脉宽调节，以便使输出电量的电流相当于数个串联太阳能帆板提供的总电量，这些串联的太阳能帆板按逆变器输入端预定电压进行分割。每个电源转换部分都可包含:降压变换器、升压变换器、脉宽调节装置；以及数字控制器，用来控制脉宽调节器，使其有选择地启动降压变换器或升压变换器。每个串联组还可包括:数个电流传感器，用来对单块太阳能帆板每次输出电流进行测定，并将测得的电流信号发送给各自的数字控制器；数个电压传感器，用来对单块太阳能帆板每次输出的电压进行测定，并将测得的电压信号发给给各自的数字控制器。这里每个数字控制都可以调节电压和电流以便获得最大的电力供应。太阳能发电装置还可包括一安全模块，用来使输出电压限定在预定安全值，使负载不超过适用于变换器的预定限值。第30条权项权项的太阳能发电装置，其中的太阳能帆板包含数个电池单元组，每个电池单元组包含并联的电池单元，开关装置偶联形成串联太阳能电池单元的旁路。开关装置可包含晶体管。每个变换器还可包括一监测模块，用来