用于太阳能发电系统的反馈电源的制作方法

背景技术：

大型太阳能收集器设施通常包括太阳能收集器装置阵列。此类系统可与光伏模块、太阳热能收集器装置以及用于将太阳能聚光到光伏装置或太阳热能收集装置上的聚光器结合使用。

这些太阳能收集器系统中的一些包括用于自动调整收集器装置的位置以跟踪太阳在天空中的移动的硬件。这种跟踪移动可以多种不同的方式实现。一些系统使用单轴跟踪系统，其中收集器装置围绕单条轴线枢转。此类单轴型跟踪系统通常包括限定单条枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。太阳能收集器系统还可包括多个支持装置，诸如电机、控制器和传感器以执行各种支持任务，从而支持或控制该太阳能收集器系统。

附图说明

下文描述的附图描绘了本文所公开的系统和方法的各个方面。应当理解，每个附图描绘了本发明所公开的系统和方法的特定方面的实施例，并且每个附图旨在符合其可能的实施例。此外，只要有可能，以下描述涉及后续附图中包括的参考标号，其中多个附图中描绘的特征用一致的参考标号来表示。

图1是太阳能收集器系统的示意性俯视平面图；

图2a是根据各种公开的实施例的太阳能发电系统的框图；

图2b是示出图1的太阳能收集器系统的一些部件的框图；

图2c到图2d是根据各种公开的实施例的ac-dc转换器的电路图；

图2e到图2g是根据各种公开的实施例的变压器的电路图；

图2h是根据各种公开的实施例的ac-dc转换器的电路图；

图2i是根据各种公开的实施例的变压器的电路图；

图3是示出根据各种公开的实施例的示例反馈连接控制方法的流程图；

图4是示出根据各种公开的实施例的利用太阳能收集器系统的支持装置执行的示例支持任务的流程图；

图5是根据各种公开的实施例的太阳能发电系统的框图；以及

图6是示出根据各种公开的实施例的示例反馈连接控制方法的流程图。

技术实现要素：

实施例可包括一种耦接至交流(ac)电网的太阳能发电系统，该太阳能发电系统包括：太阳能收集系统；逆变器，该逆变器具有耦接至太阳能收集系统的输入端子和耦接至交流电网的输出端子；耦接至太阳能收集系统和逆变器的输入端子的反馈电源，其中该反馈电源被配置成在第一时间段内不将来自交流电网的电力提供给太阳能收集系统，而是在第二时间段内将来自交流电网的电力提供给太阳能收集系统。

实施例还可包括一种操作太阳能发电系统的方法，该太阳能发电系统包括太阳能收集系统的并且耦接至电网，所述方法包括：测量太阳能收集系统的直流电压，确定该直流电压是否低于阈值；当该直流电压低于阈值时，将来自电网的电力提供给太阳能收集系统；当该直流电压高于阈值时，不将来自电网的电力提供给太阳能收集系统。

实施例还可包括耦接至交流电网的太阳能发电系统，该太阳能发电系统包括：适于以直流电压输出直流(dc)电的太阳能收集系统；逆变器，该逆变器具有耦接至太阳能收集系统的输入端子和耦接至交流电网的输出端子，该逆变器包括：一个或多个输入受控开关、输出级、逆变器控制器、具有耦接至输出端子的第一绕组以及第二绕组的变压器；耦接至太阳能收集系统、输入端子以及变压器的第二绕组的反馈电源，该反馈电源包括：ac-dc转换器以及一个或多个反馈受控开关；其中逆变器控制器适于：接收直流电压，确定直流电压是否低于阈值，如果直流电压低于阈值，则停用一个或多个输入受控开关并启用一个或多个反馈受控开关，而如果直流电压高于阈值，则启用一个或多个输入受控开关并停用反馈受控开关，其中当一个或多个反馈受控开关被启用时，太阳能收集系统接收来自交流电网的电力。

具体实施方式

以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。

术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或语境：

“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除另外的结构或步骤。

“被配置为”。各种单元或部件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“被配置为”用于通过指示该单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时，也可将该单元/部件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35u.s.c.§112第六段。

如本文所用的“第一”、“第二”等这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能模块并不一定暗示该太阳能模块为某一序列中的第一个太阳能模块；相反，术语“第一”用于区分该太阳能模块与另一个太阳能模块(例如，“第二”太阳能模块)。

“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于b确定a”。尽管b可以是影响a的确定结果的因素，但这样的短语并不排除a的确定结果还基于c。在其他实例中，a可以仅基于b来确定。

“耦接”—以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/结构特征直接或间接连接至另一个元件/节点/结构特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。

“阻止”—如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。

此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。

在以下描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他实例中，没有详细地描述熟知的技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。

图1示出太阳能收集系统100(本文中也称为系统100)，该系统包括太阳能收集器阵列102，该阵列包括多个太阳能收集模块104。太阳能收集模块104中的每一个可包括由驱动轴或扭矩管108支撑的多个太阳能收集装置106。扭矩管108中的每一个由支撑组件110支撑在地面上方。支撑组件110中的每一个可包括桩和轴承组件112。

继续参考图1，系统100还可包括跟踪驱动器120，该跟踪驱动器连接到扭矩管108并且被配置成使扭矩管108枢转，以便致使收集器装置106跟踪太阳的移动。系统100可包括一个或多个支持装置(例如，一个或多个电动机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或其他支持装置128)。一个或多个电机122可以是电动机。控制器124可以是具有一个或多个处理器和存储可执行指令的有形存储器的计算装置，其中可执行指令在被一个或多个处理器执行时使得该控制器执行一个或多个支持任务(例如，控制一个或多个电机122、接收来自一个或多个传感器126的数据等)。一个或多个传感器126可包括机械传感器(例如，测量扭矩管108的相对位置的传感器、地震仪等)、电传感器(例如，测量流经系统100的电压、电流和/或电力的传感器)、视觉传感器(例如，相机)。其他支持装置可包括一个或多个灯；清洁、修理或以其他方式维护系统100的一个或多个清洁机器人；将系统100连接到另一系统100、lan、wan和/或互联网的一个或多个通信或联网装置；操作观察系统100的无人机的无人机控制器。应当理解，一个或多个电机122、控制器124、传感器126和/或其他支持装置128可在多个位置中的任一位置(例如，在跟踪驱动器120处、在阵列102上的各个地方)耦接至系统100，以执行如本文所述的一个或多个支持任务。

在图示实施例中，扭矩管108大体水平布置，并且模块104以端对端的布置方式彼此连接。然而，本文所公开的发明可在其他类型的布置的语境中使用。例如，系统100可包括布置成使得扭矩管108相对于水平面倾斜的多个模块104，其中扭矩管108并不以端对端方式连接，诸如第8,101,849号美国专利中所示和公开的布置那样，该专利全文以引用方式明确地并入本文以用于所有目的。

驱动系统120可采用参考第7,958,886号美国专利的倾斜组件50公开的方式构建和操作。第7,958,886号美国专利的全部内容据此以引用的方式明确地并入本文以用于所有目的。

此外，太阳能收集装置106可以是光伏(“pv”)面板、太阳热能收集装置、集中式光伏装置或集中式太阳热能收集装置的形式。在图示实施例中，太阳能收集装置106是光伏面板的形式。

现在参见图2a，示出了太阳能发电系统200的各种部件的框图。太阳能收集系统100可通过一个或多个输入端子203电耦接至逆变器201。尽管图2a中示出了两个输入端子203，但应当理解，逆变器201可具有两个以上的输入端子203。逆变器201可通过一个或多个输出端子205电耦接至电网连接装置240。尽管图2a中示出了三个输出端子205，但应当理解，逆变器201可具有更多或更少输出端子205。太阳能收集系统100和逆变器201也可耦接至网络250。此外，集线器260可以通信方式耦接至网络250，并且可与本文所述的太阳能收集系统100和一个或多个逆变器控制器212通信。除此之外或作为另外一种选择，逆变器201可连接至储能装置280。

逆变器201可包括输入级202、dc母线电容器204和输出级206。逆变器201还可包括变压器230和逆变器辅助装置210。逆变器201还可包括反馈电连接装置220。除了本文中描述的其他功能和技术之外，还应当理解，逆变器201(例如，使用一个或多个逆变器控制器212)还可控制(或帮助控制器124控制)太阳能收集系统100来实施已知的优化技术，诸如最大功率点跟踪(“mppt”)。

输入级202可耦接至逆变器201的一个或多个输入端子203。输入级202可包括多个已知的无源和有源电部件中的任一个。此类部件可包括电感器、电容器、电阻器、晶体管等。输入级202可对从太阳能收集系统100到逆变器201的电输入进行电滤波并使其平滑。作为另外一种选择或除此之外，输入级202可增大或减小从太阳能收集系统100到逆变器201的电输入的电压。输入级202还可包括一个或多个受控开关214。一个或多个受控开关214(本文中也称为“输入受控开关”)可用来将太阳能收集系统100与dc母线电容器204和输出级206断开，从而防止来自太阳能收集系统100的电力被推送到电网连接装置240。受控开关214可耦接至逆变器控制器212并由该逆变器控制器控制，如本文所述。逆变器控制器212可使得一个或多个受控开关214在太阳能收集系统100上的电压高于阈值(例如，300伏，不过该阈值可大于或小于300伏)时关闭，并且在太阳能收集系统100上的电压低于阈值时打开，如本文所述。

dc母线电容器204可用来调节逆变器201内部的直流电压。因此，dc母线电容器204可减轻太阳能收集系统100上的电压的瞬时变化(例如，太阳能收集系统100上方突然出现的云块造成电压的突然减小、云块消失造成电压的突然增大等)的影响。因此，输入级202和dc母线电容器204可用来调节对输出级206的电输入。此外，当输入受控开关214断开并且电流不从太阳能收集系统100流到电网连接装置240时，dc母线电容器204可根据已知技术将无功功率提供给交流电网。

输出级206可耦接至逆变器201的一个或多个输出端子205。输出级206可以是多种已知的dc至ac转换拓扑结构中的任一种。输出级206可使用多级dc至ac转换拓扑结构。输出级206可经由逆变器201的输出端子205将交流电输出到电网连接装置240。输出级206可产生单相交流电或多相交流电(即，三相交流电、分相交流电)。在图2a示出的实施例中，输出级206基于区域电网的要求，生成符合逆变器201的额定电压以及电网连接装置240的要求的50或60hz三相交流电。

逆变器230耦接至输出级206和电网连接装置240、反馈电源220和逆变器辅助装置210。如本文中结合图2e到图2g和图2i所述，变压器230可以是多种变压器拓扑结构中的任一种(例如，三绕组变压器、双绕组变压器、非隔离变压器、四绕组变压器等)。变压器230可将来自输出级206和/或电网连接装置240的交流电(例如，约500到700伏，但可使用其他电压范围)转换成较低电压的交流电(例如，120到212伏交流电，但可使用其他电压范围)。此较低电压交流电可更适合为逆变器辅助装置210和反馈电源220供电。

逆变器辅助装置210可包括逆变器201中的提供控制和/或支持任务的多个装置中的任一个。例如，逆变器辅助装置210可包括风扇、灯、输入装置、显示器和/或一个或多个逆变器控制器212。一个或多个逆变器控制器212可用来控制如本文所述的逆变器201的各种功能。例如，一个或多个逆变器控制器212可控制一个或多个受控开关214、一个或多个受控开关222，并且可通过网络250与太阳能收集系统100通信。

反馈电源220可为从电网连接装置240到本文所述的太阳能收集系统100的电力提供电流通路。尽管图2a示出的反馈电源220是逆变器201的一个部件，但应当理解，反馈电源220可以是与逆变器201分离的单独装置、内置于逆变器201中的装置，或者是逆变器201的可移除模块(例如，耦接至逆变器201的扩展槽的印刷电路板)。反馈电源220可包括与从电网连接装置240传输经过变压器230的交流电的多个相有关的一个或多个并行电通路221。例如，如果变压器230从电网连接装置240传输三相交流电的所有三个相，则反馈电源220可包括三个并行电通路221。作为另外一种选择，如图2h和图2i所示，包括12脉冲全波桥式整流器和四绕组变压器230的逆变器201可包括六个并行电通路221。每个电通路221可包括受控开关222和熔断器224。受控开关222(本文中也称为“反馈受控开关”)可以是多种可通过电气方式控制的开关中的任一种，诸如继电器、晶体管、半导体闸流管、接触器、受控断路器等。箭头270ac示出交流电流从电网连接装置240流经变压器230，并且流经反馈电源220。箭头270dc示出直流电流离开反馈电源220的ac-dc转换器226，进入太阳能收集系统100中。应当理解，箭头270dc示出的直流电流可沿着与太阳能收集系统100使用的相同电路流动，以将太阳能收集系统100生成的电力推送到逆变器201和电网连接装置240。作为另外一种选择或除此之外，箭头270dc示出的直流电流可沿着不同的电路流到太阳能收集系统100。这种不同的电路可专用于接收来自反馈电源220的电力，或者它可用于另外的目的。

反馈电源220除了为从电网连接装置240到太阳能收集系统100的电力提供电流通路之外，还可为从电网连接装置240(和/或区域电网)到太阳能收集系统100的电力线通信(plc)提供通路。可根据已知技术使用开放和/或专有plc协议来执行plc。可通过对从电网连接装置240流经反馈电源220的交流电的波形上的数据进行编码，以及使用太阳能收集系统100的一个或多个支持装置(例如，一个或多个控制器124、一个或多个通信或联网装置)对从电网连接装置240流出的电力的波形中的数据进行解码，来实施plc。

受控开关222可接收来自逆变器控制器212的输入。逆变器控制器212可使一个或多个受控开关222接通，因而允许电流流经电通路221，并且逆变器控制器212可使一个或多个受控开关222断开，因而防止电流流经电通路221。熔断器224可用来防止过量电流流经电通路221并且可能损坏ac-dc转换器226或太阳能收集系统100。除此之外或作为另外一种选择，断路器可用来防止过量电流流经电通路221。

ac-dc转换器226可以是将交流电转换成直流电的多种有源或无源拓扑结构中的任一种(例如，脉冲整流器、有源整流器等)。本文中结合图2c、图2d和图2h进一步详细地论述了ac-dc转换器。一旦来自电网连接装置240的交流电被ac-dc转换器226转换成直流电，则所得的直流电可用来为太阳能收集系统100的各种部件供电，如本文所述。在一些实施例中，ac-dc转换器226可将电压范围在120到212伏的交流电转换成电压范围在270到330伏(例如，接近本文所述的阈值的电压，但可使用其他电压)的直流波形。如本文所述，有源ac-dc转换器226(例如，图2d的有源ac-dc转换器226)可能够通过调整ac-dc转换器226的占空比来调整ac-dc转换器226的输出电压。

电网连接装置240可耦接至逆变器201的一个或多个输出端子205。电网连接装置240可以是逆变器201的输出端子205与区域交流电网之间的多个已知互连装置中的任一个。电网连接装置240可被配置成接收由区域电网及其规定的要求确定的电压和频率的交流电。例如，电网连接装置240可被配置成接收电压在120伏与480伏之间、频率为50hz或60hz的电力。逆变器201可被配置成使得逆变器201的电力输出与电网连接装置240的电压和频率匹配。

网络250可以是多个有线(例如，以太网)或无线(例如，802.11无线网络)计算机通信技术中的任一种。网络250可以是局域网、专有网络、安全公用互联网、虚拟专用网络，或者一些其他类型的网络，诸如专用接入线路、普通电话线路、卫星链路、这些的组合等。在网络250包括互联网的情况下，可经由互联网通信协议在网络250上进行数据通信。

集线器260可以是以通信方式耦接至网络250的一个或多个计算机或服务器。集线器260可位于太阳能收集系统100的所在地，或者它可以位于远程。集线器260可以是实施程序来管理太阳能收集系统100、逆变器201和/或电网连接装置240的单个计算机或服务器。作为另外一种选择，集线器260可在分布式计算平台或云上实施。集线器260可自动管理太阳能收集系统100(例如，确定是否调整太阳能收集系统100的位置，如本文所述)、逆变器201(例如，确定逆变器201的控制参数)和/或电网连接装置240。除此之外或作为另外一种选择，集线器260可接收并实施来自一个或多个技术人员的命令。

储能装置280可以是用来存储能量的多种已知装置中的任一种。储能装置280可包括dc-dc转换器282，以将输入端子203处的直流电压转换成适合储能装置280的适当电压。储能装置280可将能量以电能形式存储在一个或多个电池(例如，锂离子电池、铅酸电池等)的阵列中。除此之外或作为另外一种选择，储能装置280可通过加热工作流体(例如，水、乙二醇、熔盐等)来以热能形式存储能量。除此之外或作为另外一种选择，储能装置280可以势能形式存储能量(例如，通过将水泵送到水塔中、通过升高重物等)。

应当理解，太阳能发电系统200可出于多个原因中的任一个来使储能装置280充电和放电。例如，储能装置280可在太阳能收集系统100生成第一数量的电力的第一时间段内用太阳能收集系统100生成的电力充电，并且在太阳能收集系统100生成比第一数量低的第二数量的电力的第二时间段内放电。作为另一个非限制性实例，储能装置280可在地区电网管理局(例如，电力公司)支付第一电费金额的第一时间段内由太阳能收集系统100充电，并且在地区电网管理局支付比第一金额高的第二金额的第二时间段内放电。作为另一个非限制性实例，储能装置280可在地区电网管理局收取每千瓦时第一金额的第一时间段内由从电网连接装置240流经如本文所述的反馈电源220的电力充电，并且在地区电网管理局支付比第一金额高的每千瓦时第二金额的第二时间段内放电。作为另一个非限制性实例，储能装置280可用来将直流电供应到太阳能收集系统100(例如，如果交流电网中发生断电的话)。如果储能装置280用来为太阳能收集系统100供电，那么可能有利的是将一个或多个受控开关214和一个或多个受控开关222全部停用(即，断开)。

现在参见图2b，示出了太阳能收集系统100的框图示意。如本文所述并结合图1，太阳能收集系统100可包括阵列102，该阵列包括任何数量的模块104(例如，模块1041到104n)，以及一个或多个支持装置(即，一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126、一个或多个其他支持装置128)。当太阳能收集系统100上的电压低于如本文所述的阈值时，一个或多个支持装置可接收来自电网连接装置240的电力。

现在参见图2c，示出了采用无源拓扑结构的ac-dc转换器226。无源ac-dc转换器226可包括三组、每组两个二极管228。六个二极管228可布置为形成六脉冲全波桥式整流器，该整流器将从电网连接装置240流出的三相交流电的每个相转换成直流波形。图2c的无源ac-dc转换器的输出可以是重复的直流波形，其中这些直流波形的峰与谷之间的差异相对明显。应当理解，在单相或双相系统中，ac-dc转换器226可分别包括一组或两组二极管228。

现在参见图2d，示出了采用有源拓扑结构的ac-dc转换器226。有源ac-dc转换器226可包括二极管228和控制部件229(例如，晶体管)。有源ac-dc转换器226还可包括电容器227。六个二极管228可布置为形成六脉冲全波桥式整流器，并且两个控制部件229(例如，晶体管)可布置成半桥拓扑结构。用于两个控制部件229(例如，晶体管)的控制信号可由逆变器控制器212生成。六脉冲全波桥式整流器可将从电网连接装置240流出的三相交流电的每个相转换成直流波形。六个二极管228的直流输出可由电容器227存储，并且两个控制部件229(例如，晶体管)可控制ac-dc转换器226的占空比，以调节图2d的ac-dc转换器226的直流输出。因此，图2d的ac-dc转换器226可实现相对于图2c的ac-dc转换器226更平滑的直流输出，并且可被配置成调整ac-dc转换器226的输出电压以适应从变压器230接收的交流电的波动。应当理解，在单相或双相系统中，ac-dc转换器226可分别包括一组或两组二极管228。

现在参见图2e，示出了变压器230的三绕组实施例的电路图。图2e的变压器230可包括耦接至输出级206和电网连接装置240的第一绕组232、耦接至反馈电源220的第二绕组234，以及耦接至逆变器辅助装置210的第三绕组236。在图2e的变压器230中，第一绕组232与第二绕组234和第三绕组236电流隔离。图2e的变压器230因而可将来自电网连接装置240的高电压交流电转换成低电压交流电，以便为反馈电源220和逆变器辅助装置210供电，而电流没有直接从电网连接装置240传输到反馈电源220和逆变器辅助装置210。此外，由于反馈电源220和逆变器辅助装置210耦接至各自相应的绕组234和236，因此反馈电源220和逆变器辅助装置210也电流隔离。此外，第一绕组232和第二绕组234可包括以三角配置连接的绕组，而第三绕组236可包括以y形配置连接的绕组。因此，第三绕组236可包括中性线237，该中性线允许逆变器辅助装置210使用两个不同的电压水平：线电压以及相电压。

现在参见图2f，示出了变压器230的双绕组实施例的电路图。图2e的变压器230可包括耦接至输出级206和电网连接装置240的第一绕组、以及耦接至反馈电源220和逆变器辅助装置210的第二绕组234。在图2f的变压器230中，第一绕组232与第二绕组234电流隔离。图2f的变压器230因而可将来自电网连接装置240的高电压交流电转换成低电压交流电，以便为反馈电源220和逆变器辅助装置210供电，而电流没有直接从电网连接装置240传输到反馈电源220和逆变器辅助装置210。然而，由于反馈电源220和逆变器辅助装置210都耦接至第二绕组234，因此反馈电源220和逆变器辅助装置210没有电流隔离。此外，第一绕组232可包括以三角配置连接的绕组，而第二绕组234可包括以y形配置连接的绕组。因此，第二绕组234可包括中性线237，该中性线允许逆变器辅助装置210使用两个不同的电压水平：线电压以及相电压。

现在参见图2g，示出了变压器230的非隔离实施例的电路图。与图2e和图2f所示的变压器230不同，图2g的变压器230没有将反馈电源220和逆变器辅助装置210与从电网连接装置240流出的交流电流进行电流隔离，反馈电源220也没有与逆变器辅助装置210电流隔离。相反，图2g的非隔离变压器230包括电感器，该电感器具有中心分接头231，用于耦接至变压器230的三相交流电线中的每一条。图2g的变压器230的输出可由反馈电源220和逆变器辅助装置210共用。

现在参见图2h，示出了采用无源拓扑结构的替代ac-dc转换器226。图2h的无源ac-dc转换器226可包括三组、每组四个二极管228。十二个二极管228可布置为形成十二脉冲全波桥式整流器，该整流器将从电网连接装置240流出的三相交流电的每个相转换成直流波形。图2h的无源ac-dc转换器的输出可以是重复的直流波形。与图2c的六脉冲全波桥式整流器相比，图2h的十二脉冲全波桥式整流器的输出产生更平滑的输出波形，其中直流波形的峰与谷之间的差异较小。应当理解，在单相或双相系统中，ac-dc转换器226可分别包括一组或两组二极管228。此外，应当理解，为了实施十二脉冲全波桥式整流器，变压器230必须包括耦接至反馈电源的额外绕组。

现在参见图2i，示出了四绕组变压器230的电路图。如本文中结合图2h所述，使用十二脉冲全波桥式整流器作为ac-dc转换器226的逆变器201必须具有使用额外绕组的变压器，该额外绕组将电流输出到ac-dc转换器226。图2i的四绕组变压器230可包括耦接至输出级206和电网连接装置240的第一绕组232、耦接至反馈电源220的第二绕组234、耦接至逆变器辅助装置210的第三绕组236，以及耦接至反馈电源220的第四绕组238。在图2i的变压器230中，第一绕组232与第二绕组234、第三绕组236和第四绕组238电流隔离。图2i的变压器230因而可将来自电网连接装置240的高电压交流电转换成低电压交流电，以便为反馈电源220和逆变器辅助装置210供电，而电流没有直接从电网连接装置240传输到反馈电源220和逆变器辅助装置210。此外，由于反馈电源220和逆变器辅助装置210耦接至各自相应的绕组234和238以及236，因此反馈电源220和逆变器辅助装置210也电流隔离。此外，第一绕组232、第二绕组234和第四绕组238可包括以三角配置连接的绕组，而第三绕组236可包括以y形配置连接的绕组。因此，第三绕组236可包括中性线237，该中性线允许逆变器辅助装置210使用两个不同的电压水平：线电压以及相电压。

现在参见图3，示出了反馈连接控制方法300的流程图。反馈连接控制方法300可部分由一个或多个逆变器控制器212和逆变器201的反馈电源220实施，并且可部分由太阳能收集系统100实施。在框302处，逆变器201测量(例如，利用将信息输出到一个或多个逆变器控制器212的传感器)太阳能收集系统100上的电压。

如果太阳能收集系统100上的电压高于阈值水平(例如，300伏)，那么在框304处，一个或多个控制器212输出一个或多个命令，以将反馈电源220的受控开关222设置为断开，并且将输入级202的一个或多个受控开关214设置为接通。在反馈电源220的受控开关222断开并且输入级202的一个或多个受控开关214接通的时间段内(例如，在日出之后并且在日落之前)，反馈电源220不会将来自电网连接装置240的电力供应到太阳能收集系统100。应当理解，在此时间段内，太阳能收集系统100可将电力提供给一个或多个支持装置(例如，一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126、一个或多个其他支持装置128)，以便执行一个或多个支持任务(例如，本文中结合图4所述的支持任务)。

如果太阳能收集系统100上的电压低于阈值水平(例如，300伏)，那么在框306处，一个或多个控制器212输出一个或多个命令，以将反馈电源220的控制开关222设置为接通，并且将输入级202的一个或多个控件214设置为断开。在反馈电源220的受控开关222接通并且输入级202的一个或多个受控开关214断开的时间段内(例如，在日落之前太阳接近地平线的时间与日出之后太阳接近地平线的时间之间)，反馈电源220将来自电网连接装置240的电力供应到太阳能收集系统100，如本文所述。

电压的“阈值水平”在本文中有所论述。然而，应当理解，除了单个阈值水平(例如，300伏)之外，可使用多个阈值水平。例如，在框304处，一个或多个控制器212输出一个或多个命令以将反馈电源220的受控开关222设置为断开并将输入级202的一个或多个受控开关214设置为接通，该处的阈值水平可以是低于第二阈值水平的第一阈值水平(例如，280伏)。相反，在框306处，一个或多个控制器212输出一个或多个命令以将反馈电源220的控制开关222设置为接通并将输入级202的一个或多个控件214设置为断开，该处的阈值水平可以是高于第一阈值水平的第二阈值水平(例如，320伏)。此外，应当理解，阈值水平(或多个阈值水平)可在现场调整(例如，根据通过网络250从集线器260接收的命令来调整)。另外，阈值水平(或多个阈值水平)可在一段时间内(例如，一小时、一天、一周、一个月等)动态调整，以适应条件变化。

在框308处，在反馈电源220的控制开关222接通并且输入级206的受控开关214断开的情况下，交流电从电网连接装置240流到变压器230。变压器230将来自电网连接装置240的交流电转换成_v交流电。_v交流电流经反馈电源220到达ac-dc转换器226。ac-dc转换器226将交流电转换成_伏直流电，该直流电流到太阳能收集系统100。在框310处，太阳能收集系统100在接收_伏直流电之后，可执行一个或多个支持任务。在一个或多个支持任务完成之后，方法300可返回到框302。

应当理解，太阳能收集系统100上的电压可在第一时间高于阈值，但当太阳能收集系统100尝试执行一个或多个支持任务时，太阳能收集系统100上的电压在第二时间下降到低于阈值。这可能是因为当电流被分流到一个或多个支持装置(即，一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126、一个或多个其他支持装置128)时，太阳能收集系统100上的电压可能会随着电力被重定向到太阳能收集系统100的其他部分而突然降低。具体地讲，这种情形可在日出后不久(例如，在日出后2小时内)、在日落前不久(例如，在日落前2小时内)发生，或者在阴天发生。

例如，当在日落前一小时决定调整太阳能收集系统100的位置时，太阳能收集系统100可能正在发电。如本文所述，当决定调整太阳能收集系统100的位置时，电流可被分流到一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128，从而可致使太阳能收集系统100上的电压(由逆变器201测得)下降到低于阈值水平(例如，300伏)。如本文所述，来自电网连接装置240的电力可用来为一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128供电以执行支持任务(即，调整太阳能收集系统100的位置)。一旦支持任务完成，太阳能收集系统100上的电压就可再次上升到高于阈值水平。如果太阳能收集系统100上的电压超过阈值，那么太阳能收集系统100可重新开始发电。

现在参见图4，框图示出了在框310处太阳能收集系统100可使用从电网连接装置240流出的电力执行的一个或多个支持任务。图4中示出的任务是支持任务的非限制性实例，并且应当理解，太阳能收集系统100可使用从电网连接装置240流出的电力执行图4中未示出的一个或多个其他支持任务。图4中示出的过程可由太阳能收集系统100的一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128实施。除此之外或作为另外一种选择，集线器260可向太阳能收集系统100发出命令，以使太阳能收集系统100(及其支持装置)执行本文所述的支持任务中的一些或全部。集线器260发出命令的原因可是因为集线器260接收到来自一个或多个技术人员的关于发出该命令的命令。除此之外或作为另外一种选择，集线器260可因为在集线器260上运行的软件而自动发出命令。

在框402处，决定是否调整太阳能收集系统100的位置。是否调整太阳能收集系统100的位置的决定可由技术人员、集线器260和/或一个或多个控制器124作出。太阳能收集系统100的位置可出于多个原因中的任一个而被调整。例如，有利的是，调整太阳能收集系统100的位置以允许维护太阳能收集系统100(例如，更换一个或多个模块104、更换一个或多个电机122等)。除此之外或作为另外一种选择，有利的是，调整太阳能收集系统100的位置以将太阳能收集系统100定位成在第二天早晨发电(即，日落之后将面向西的太阳能收集系统100调整成面向东，以便在下一次日出时收集太阳能)。另外，有利的是，调整太阳能收集系统100的位置以在暴风雪期间减少将积聚在太阳能收集系统100上的雪或冰的量，或者在狂风期间减小太阳能收集系统100的风阻。如果关于是否移动太阳能收集系统100的决定是肯定性的，那么在框404处，在位置调整的同时，来自电网连接装置204的电力可流到太阳能收集系统100的一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128。

在框406处，决定是否融化太阳能收集系统100上的雪或冰。是否融化太阳能收集系统100上的雪或冰的决定可由技术人员、集线器260和/或一个或多个控制器124作出。如果关于是否融化太阳能收集系统100上的雪或冰的决定是肯定性的，那么在框408处，来自电网连接装置240的电力可流到一个或多个支持装置128(例如，加热器)和/或一个或多个模块104。通过将电力应用到一个或多个模块104，模块104的太阳能收集装置106(例如，pv电池)可被反向偏置。应当理解，当pv电池被反向偏置时，pv电池可发热。由加热器和/或反向偏置的pv电池生成的热可用来融化堆积在模块104上的雪或冰。

在框410处，决定是否观察太阳能收集系统100。是否观察太阳能收集系统100的决定可由技术人员、集线器260和/或一个或多个控制器124作出。如果关于是否观察太阳能收集系统100的决定是肯定性的，那么在框412处，在观察太阳能收集系统100的同时，来自电网连接装置240的电力可流到太阳能收集系统100的一个或多个控制器124(例如，相机控制器、遥控无人机控制器)、一个或多个传感器126(例如，相机、红外线传感器、紫外传感器等)，和/或一个或多个其他支持装置128(例如，一个或多个灯、一个或多个与遥控无人机通信的发射器)。

在框414处，决定是否清洁太阳能收集系统100。是否清洁太阳能收集系统100的决定可由技术人员、集线器260和/或一个或多个控制器124作出。如果关于是否清洁太阳能收集系统100的决定是肯定性的，那么在框416处，在清洁太阳能收集系统100的同时，来自电网连接装置240的电力可流到一个或多个电机122、一个或多个控制器124(例如，清洁机器人控制器)、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128(例如，一个或多个灯、一个或多个清洁机器人)。

在框414处，决定是否在太阳能收集系统100的支持装置上执行内务。在太阳能收集系统100的支持装置上执行内务的决定可由技术人员、集线器260和/或一个或多个控制器124作出。如果关于是否在太阳能收集系统100的支持装置上执行内务的决定是肯定性的，那么在框420处，在太阳能收集系统100的支持装置上执行内务的同时，来自电网连接装置240的电力可流到一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126和/或一个或多个其他支持装置128。“内务”可包括多种已知的维护任务中的任一种，包括但不限于运行诊断、校准、更新固件等。在执行框418和/或420之后，该过程返回到如图3所示的框302。

现在参见图5，示出了太阳能发电系统500的各种部件的框图。与太阳能发电系统200的dc到ac架构不同，太阳能发电系统500可使用dc到dc到ac架构来将太阳能收集系统100生成的电力输送到地区电网。太阳能发电系统500的这一dc到dc到ac架构可使用dc-dc转换器502将太阳能收集系统100生成的相对低电压(例如，300到1500伏，但可使用更高或更低的电压)转换成相对高电压dc(例如，15000伏，但可使用更高或更低的电压)。这个高电压dc可被推送到高电压直流电网506、由dc-ac转换器510从高电压直流电转换成交流电，以及在电网连接装置240处推送到地区电网。因此，太阳能收集系统100可发电，并通过使电流在第一方向520上流经dc-dc转换器502、流经直流电网506、流经dc-ac转换器510并且到达电网连接装置240，来将电力推送到地区电网。然而，如本文所述，当太阳能收集系统100上的电压低于阈值(例如，300伏)时，流经发电系统200的电流可反向并在第二方向530上流动：从电网连接装置240开始、流经dc-ac转换器510、流经直流电网506、流经dc-dc转换器502并且到达太阳能收集系统100(例如，以执行如本文所述的一个或多个支持任务)。尽管图5中未示出，但太阳能发电系统500也可包括耦接至图5中示出的部件中的一些或全部的网络250和/或耦接至网络250的集线器260。

太阳能发电系统500可包括dc-dc转换器502。dc-dc转换器502可包括一个或多个控制电路504。一个或多个控制电路504可包括被配置成控制dc-dc转换器502并实施dc-dc转换器502的各种功能的控制器(例如，微控制器、微处理器等)。dc-dc转换器502的第一个功能是当电流在第一方向520上流动时，使用已知技术(例如，使用直流变压器)将相对低电压直流电(例如，300到1500伏，但可使用更高或更低的电压)转换成相对高电压直流电(例如，15,000伏，但可使用更高或更低的电压)。dc-dc转换器502的第二个功能可以是控制(或帮助控制器124控制)太阳能收集系统100实施已知的优化技术，诸如，最大功率点跟踪(“mppt”)。dc-dc转换器502的第三个功能可以是允许电流在第二方向530上流动、接收来自直流电网506的相对高直流电、将相对高电压直流电转换成相对低直流电，以及将相对低直流电传输到太阳能收集系统100。

直流电网506可以是使用已知技术构建的高电压直流电网，以接收由一个或多个dc-dc转换器502输出的相对高电压直流电。直流电网506可包括高电压dc布线。直流电网506还可包括直流电网控制电路508。直流电网控制电路508可包括控制器(例如，微控制器、微处理器等)、传感器和/或通信装置(例如，发射器、接收器、收发器等)，该通信装置被配置成监控直流电网506和/或使用已知技术(例如，plc)与连接到直流电网506的其他装置通信。电流可在两种方向中的任一方向(即，从dc-dc转换器502到ac-dc转换器510、从ac-dc转换器510到dc-dc转换器502)上流经直流电网。应当理解，dc-dc电网506可接收来自第一dc-dc转换器502的电流、将电流推送到第二dc-dc转换器502，和/或也将电流推送到ac-dc转换器510。因此，第一太阳能收集系统100可生成直流电，该电力流经第一dc-dc转换器502、到达直流电网506上，流经第二dc-dc转换器502，到达第二太阳能收集系统100。

dc-ac转换器510可包括任何已知的双向dc-ac转换拓扑结构(例如，逆变器和整流器)。dc-ac转换器510可包括使用本文所述的反馈电源220的逆变器201。dc-ac转换器510可包括控制电路512，该控制电路包括被配置成控制dc-ac转换器510并实施dc-ac转换器510的功能的控制器(例如，微控制器、微处理器等)。控制电路512可包括本文所述的逆变器控制器212。dc-ac转换器510的第一个功能可以是接收来自直流电网506的高电压直流电、将高电压直流电转换成交流电(例如，使用逆变器)，并且将交流电推送到电网连接装置240。dc-ac转换器510的第二个功能可以是接收来自电网连接装置240的交流电、将交流电转换成直流电(例如，使用dc-ac转换器226)，并且将直流电推送到直流电网506。

应当理解，作为本文所述的dc到dc到ac架构的替代，太阳能发电系统500可使用dc到dc架构。因此，使用dc到dc架构的太阳能发电系统500可包括一个或多个太阳能收集系统100、一个或多个dc-dc转换器502以及直流电网506，但不包括如图5所示的dc-ac转换器510或电网连接装置240。直流电网506可连接到或可不连接到地区直流电网。

现在参见图6，示出了反馈连接控制方法600的流程图。反馈连接控制方法600可由太阳能发电系统500实施。在框602处，dc-dc转换器502测量(例如，用传感器)太阳能收集系统100上的电压。

如果太阳能收集系统100上的电压高于阈值水平(例如，300伏)，则在框604处，电流在第一方向520上从太阳能收集系统100流到dc-dc转换器502并流到直流电网506。在第一时间段内(例如，在日出之后和在日落之前)，电流在第一方向520上流动。应当理解，在此第一时间段内，太阳能收集系统100可将电力提供给一个或多个支持装置(例如，一个或多个电机122、一个或多个控制器124、一个或多个传感器126、一个或多个其他支持装置128)，以便执行一个或多个支持任务(例如，本文中结合图4所述的支持任务)。

如果太阳能收集系统100上的电压低于阈值水平(例如，300伏)，则在框606处，电流在第二方向530上从直流电网506流到dc-dc转换器502并流到太阳能收集系统100。在第二时间段内(例如，在日落之前太阳接近地平线的时间和日出之后太阳接近地平线的时间之间)，电流在第二方向530上流动。应当理解，在第二方向530上流动的电流可来自电网连接装置240(例如，从电网连接装置240开始、流经dc-ac转换器510、流经直流电网506、流经dc-dc转换器502并且到达太阳能收集系统100)，或者来自第二太阳能收集系统100(例如，从第二太阳能收集系统100开始、流经第二dc-dc转换器502、流经直流电网506、流经第一dc-dc转换器502并且到达第一太阳能收集系统100)。作为另外一种选择，直流电网506可连接到地区直流电网，并且在这样的实施例中，在第二方向530上流动的电流可来自地区直流电网。

电压的“阈值水平”在本文中有所论述。然而，应当理解，除了单个阈值水平(例如，300伏)之外，可使用多个阈值水平。例如，用来确定电流是否应在第一方向520上流动的阈值水平可以是低于第二阈值水平的第一阈值水平(例如，280伏)。相反，用来确定电流是否应在第二方向530上流动的阈值水平可以是高于第一阈值水平的第二阈值水平(例如，320伏)。此外，应当理解，阈值水平(或多个阈值水平)可在现场调整。另外，阈值水平(或多个阈值水平)可在一段时间内(例如，一小时、一天、一周、一个月等)动态调整，以适应条件变化。当电流在第二方向上流动时，在框608处，太阳能收集系统100可执行一个或多个支持任务(例如，参见结合图4论述的支持任务)。在一个或多个支持任务完成之后，方法600可返回到框602。

尽管上面已经描述了具体实施例，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例，这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。在本公开中所提供的特征的例子旨在为说明性的而非限制性的，除非另有说明。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

本公开的范围包括本文所(明示或暗示)公开的任何特征或特征组合，或其任何概括，不管其是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本申请(或对其要求优先权的申请)的审查过程期间对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地讲，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。