CN102007661A - 光伏阶梯波逆变器 - Google Patents

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Abstract

公开了用于直流-交流转换的技术，并且可以在与电网操作耦合的太阳能逆变器装置中体现该技术。该装置包括包含串联连接的光伏(PV)模块的PV模块组。每个PV模块与用于存储该PV模块的输出的电容器相关联。正终端器电路在电网循环的正半段期间将PV组的负端切换为接地，并且负终端器在电网循环的负半段期间将PV组的正端切换为接地。连接分支将每个PV模块输出与公用总线耦合，每个分支包含被配置为选择性地使相应的PV模块输出与总线耦合的控制电路。在电网循环的第一半段期间，电容器中的一些向电网放电，而电容器中的其余电容器在电网循环的第二半段期间在为它们的放电作准备的过程中充电。

Description

光伏阶梯波逆变器
相关申请
本申请要求在2008年2月21日提交的美国临时申请第61/030424号的权益，在此引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及功率转换，特别是，涉及用于太阳能应用中的直流-交流转换的技术。
背景技术
存在需要或另外使用一般通过逆变器的操作的直流电力向交流电力转换的许多电子装置。这些装置包括例如太阳能逆变器、可变频率驱动器和不间断电源。
例如，太阳能逆变器可被用于将太阳能光伏模块的直流输出转换成可被交流装置利用或被提供给电网的交流输出。不间断电源一般使用电池以提供直流电源，该直流电源然后被逆变以产生交流输出。可变频率驱动器一般对交流进行整流以产生直流，执行直流-直流转换以获得希望的直流电压电平，并然后将该直流电压逆变以产生希望的频率的交流电压。其它的直流-交流逆变器应用将会是明显的。由逆变器提供的交流输出的参数和质量可根据目标应用的特定的需求而改变。例如，交流输出的范围可以从可用于非关键应用的相对粗糙的方波到具有与由电力设施产生的正弦波的质量相当的质量或者可被用于关键应用(例如医疗或军事)的相对平滑的正弦波。
常规的直流-交流逆变器一般使用脉冲宽度调制以模拟交流电流的电动势。通常使用高速电子开关以接通或关断直流电流。可以改变脉冲的宽度以模拟其正弦波中的特定位置处的交流电流的影响。这些脉冲的极性可以交替，以例如通过H桥或类似的机构模拟正弦波形的正特性和负特性的效果。
在任何这些情况下，存在与常规的直流-交流逆变器设计相关的大量的问题。例如，高速开关过程会产生不希望的谐波频率。另外，常规的逆变器技术一般是昂贵的，并且会包含复杂的电子电路和许多的部件，从而进一步增加成本。由于逆变器的成本在光伏系统总成本中占有显著的比例，因此这种高成本会在太阳能光伏应用中受到特别的关注。
因此，需要供高效的、成本有效的直流-交流转换之用的技术。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种用于与电网操作耦合的太阳能逆变器装置。该装置包括包含多个串联连接的光伏(PV)模块的PV模块组，每个PV模块与用于存储该PV模块的输出的电容器并联连接。装置还包括：用于在电网循环的正半段期间将PV模块组的负端切换为接地的正终端器电路；和用于在电网循环的负半段期间将PV模块组的正端切换为接地的负终端器。装置还包括从每个PV模块输出到公用总线的连接分支，每个分支包含被配置为选择性地使相应的PV模块输出与公用总线耦合的分支控制电路。在电网循环的第一半期间，电容器中的一个或更多个向电网放电，而电容器中的其余电容器在电网循环的第二半期间在为它们的放电作准备的过程中充电。
装置还可包括与公用总线操作连接并用于与电网操作连接的电流控制器件。连接分支中的每一个还可包含正循环开关和负循环开关，每个开关由包含于分支控制电路中的相应的驱动电路控制。在特定的这样一种情况下，相应的驱动电路中的至少一些包含光耦合器。在这样一些配置中，光耦合器响应控制处理器。在其它的这种装置中，光耦合器通过对电网的线电压和串联连接的PV模块组的瞬时电压之间的差作出反应而被自动控制。在这样一种配置中，装置还包括被配置为维持通过光耦合器的相对恒定的电流的恒流控制电路。在一些配置中，装置可被配置为使得在没有电网线电压的情况下没有PV模块组的输出被提供给公用总线。
在另一特定的配置中，在电网循环的正半段期间，正终端器电路使电流控制电感器的第一端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第二端与PV模块组的负端操作耦合。在这样一种情况下，在电网循环的负半段期间，负终端器电路使电流控制电感器的第二端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第一端与PV模块组的正端操作耦合。在另一特定的配置中，装置还可包括被配置为检测电网循环的正半段并用于使电网循环的被检测的正半段与包含于分支控制电路中的正循环分支控制电路耦合的正循环启用电路。在这样一种情况下，装置还可包括被配置为检测电网循环的负半段并用于使电网循环的被检测的负半段与包含于分支控制电路中的负循环分支控制电路耦合的负循环启用电路。
这里描述的特征和优点不是包括全部的，并且，特别地，鉴于附图、说明书和权利要求，许多附加的特征和优点对于本领域技术人员来说是明显的。并且，应当注意，主要出于可读性和解释性的目的选择在说明书中使用的语言，并且该语言不限于本发明的主题的范围。
附图说明
图1说明根据本发明的实施例的配有光伏阶梯波(ladder)的太阳能逆变器的电路图。
图2是说明根据本发明的实施例配置的功率逆变器的示例性光伏功率(I-V)曲线并且示出了典型的操作范围和光伏模块的最大功率点的轨迹的示图。
图3是根据本发明的实施例的用于以交流电压向电网供给电能的电路的光伏阶梯波配置中的一串串联连接的太阳能模块上的示例性偏移的示图。
图4说明根据本发明的实施例的配有光伏阶梯波的太阳能逆变器的详细示意图。
图5说明根据本发明的实施例的、通过使用在电网和太阳能模块组上的点之间的电压差动来在光耦合器控制时可被使用、以维持通过光耦合器的相对恒定的电流的任选的配置。
具体实施方式
公开了供有效的直流-交流转换之用的技术。可例如在与常规的直流-交流逆变器设计相比具有相对较低的成本、包含明显减少的部件并且/或者减少或另外消除谐波的直流-交流逆变器装置中实现这些技术。可以在任何数量的应用中，诸如在将来自多个电池或光伏电池(或其它适当的直流电源)的离散直流电源转换成可被交流装置使用和/或提供给电网的相对平滑的交流电压输出的系统中，使用这些技术。系统可被进一步配置为改变来自逆变过程的输出电压，以例如保证用于目标应用的适当的电压，或者供优化光伏阵列的输出以保证最大功率点跟踪之用。
光伏阶梯波
图1说明根据本发明的实施例的配有光伏阶梯波的太阳能逆变器的电路图。光伏阶梯波设计提供正弦电压输出的逐步合成(与多级或多步逆变器的输出类似)。
例如，这里描述的光伏阶梯波系统可被用作用于将直流电力逆变(即，将直流电力转换成交流电力)的装置，并且，可被配置为满足电网电压或其它的希望的正弦电压输出，有效地跟踪最大功率点，并且连续利用所有的光伏电池的输出。与常规的设计相比，光伏阶梯波系统还可被用于在相对较低的成本下以高的效率、高的功率因子和低的谐波畸变地向电网供给电力。通过使用可被加入太阳能系统或模块中的更少和更便宜的部件，光伏阶梯波配置可消除常规的逆变器设计的许多部件。
可以看出，为了便于描述，本示例性实施例包括与电网操作耦合的三个太阳能光伏模块(PV1～PV3)。其它的实施例可根据目标应用的细节和需求包含更少(两个太阳能光伏模块)或更多(例如，二十个太阳能光伏模块)。串联连接的光伏模块一般可被称为PV模块组。电容器C1～C3分别与光伏模块PV1～PV3并联连接。
电气开关将公用总线连接与由光伏模块PV1～PV3和电容器C1～C3形成的电池的输出连接，该公用总线连接又与电网操作耦合。任意的电流控制装置(诸如串联电感器)可被连接在总线和电网之间。在示出的示例性实施例中，开关S3～S6(或其一部分)可在电网的负循环期间通过相应的控制器3～6的操作被依次激活，并且，开关S7～S10(或其一部分)可在电网的正循环期间通过相应的控制器7～10的操作被依次激活。通过正终端器和负终端器实现逆变，正终端器和负终端器将PV模块组的任一端交替切换为接地(GND)。在本示例性实施例中，正终端器包含开关S1和控制器1，并且，负终端器包含开关S2和控制器2。一般地，正终端器操作为在正半循环期间使PV模块组的负端接地，并且负终端器操作为在负半循环期间使PV模块组的正端接地。
可例如用MOSFET(或根据本公开明显的任何其它适当的开关机构)实现开关S1～S10中的每一个。如上面讨论的那样，这些开关受可例如用光耦合器实现的它们的相应的驱动电路(即，控制器1～10)来控制。可以看出，光耦合器可响应例如任选的控制处理器。如这里描述的那样，可例如用配有用于从组(例如，PV1～PV3)和电网接收信号的I/O能力的微处理器或微控制器和用于对于开关S1～S10产生控制信号(例如，控制器1～10)的一个或更多个程序实现该任选的控制处理器。作为替代方案，可以使用任选的控制处理器以直接控制开关S1～S10(例如，没有光耦合器，但这种直接控制方案可能易受开关输出上的开关谐波影响)。作为替代方案，并且，在图1所示的实施例中，光耦合器可通过对电网的线电压和串联连接的PV组的瞬时电压之间的差作出反应而被自动控制。特别地，光耦合器被电网和串联连接的PV组上的点之间的相对电压驱动。相对电压差可以用于接通适当的MOSFET(或其它的开关)以维持串联连接的PV模块的数量，因此，它们的集体输出可处于比电网电压高的电压，由此允许向电网供电。
在电网循环的第一半(例如，正循环)期间，总电路的一部分可以与该部分相对应的存储电容器并联地向电网放电，而总电路的其余部分在循环的第二半期间在为它们的放电作准备的过程中对电容器充电。相反，在循环的第二半(例如，负循环)期间，总电路的第一部分在在下一半循环期间为它们的放电作准备的过程中对其相应的电容器充电。在任何半个循环期间，可通过PV模块(例如PV1、PV2或PV3)及其相应的充电的电容器(例如，C1、C2或C3)的并联输出产生输出，并且该输出可与串联的PV组中的其它这种输出相加。因此，总电路的两个部分在使PV模块分别进一步对部分充电的电容器充电并向处于稍低的电势下的电网将该电容器放电之间交替。
在电网循环的点处，当PV模块开始重新对电容器充电时，电容器可能已在循环中的该点处接近电网的电压。PV模块可将电容器充电到更高的电压，使得极限电压是模块的开路电路(PV模块的最大输出电压)。在循环的放电部分上，PV模块及其存储电容器可并联操作，使得两个部件均满足电网的线电压。PV模块可在该电压下供给与其性能特性相对应的电流，并且，其电容器将部分放电，其电压在循环中的该点处接近电网的电压。MOSFET中的电阻(或其它的开关电阻)会减轻电容器和线路之间的由于电压差导致的电流浪涌。另外，或者，在替代方案中，也可使用任选的恒流控制电路以减轻该电涌。从本公开可以理解，适当地对电容器定尺寸可保证循环期间的电压偏移将在最大功率点电压的范围内。
注意，使用电网的线电压作为如这里描述的那样通过光耦合器接通适当的MOSFET(或其它适当的开关)的触发器的控制方案对于消除孤岛效应也是有用的。众所周知，孤岛效应是光伏阵列在电网不起作用的时段期间产生电能的状态。特别地，在没有电网线电压的情况下，没有MOSFET(或其它的适当的开关)被接通，并因此不存在由PV模块组提供的电压输出。
因此，这里描述的光伏阶梯波配置能够在产生与电网的线电压相同大小(或更大)的输出电压的、串联连接的PV模块组中的点处通过依次关闭开关(例如，MOSFET或其它适当的开关)来以大致恒定的电流输出合成正弦电压。还提供抗孤岛效应能力。
最大功率点跟踪和满足电网电压
图2是说明根据本发明的实施例配置的功率逆变器的示例性光伏功率(I-V)曲线并且示出典型的操作范围和光伏模块的最大功率点的轨迹的示图。
串联连接的足够数量的光伏模块一般在光伏阵列可望产生的最小电压处提供足够的电压以满足电网的线电压，同时确保光伏阵列在其最大功率点(MPP)处操作。众所周知，光伏电池具有电池的电压(V)和电流(I)的值有效地设定最大功率输出的单一操作点(一般称为最大功率点或MPP)。通过沿PV组的串联阵列利用电压输出，这里描述的方案有效地允许调为特殊的光伏系统。因而，满足电网电压，同时确保在最大功率处操作。
参照图2的示例性功率曲线，可以看出，当电池在其最大电压输出的约77％～90％的范围内操作时，提供最低的功率曲线，并且，当电池在其最大电压输出的约85％～100％的范围内操作时，提供最高的功率曲线。示出了相应的MPP操作范围。
图3是根据本发明的实施例的用于以交流电压向电网供给电能的电路的光伏阶梯波配置中的一串串联连接的太阳能模块上的示例性偏移的示图。
通过调整串联的PV模块的数量，可以控制PV阶梯波中的断点的偏移，使得各单个模块在被串联连接以满足电网电压时在PV功率曲线的平坦区域中操作。平坦区域中的操作可同时确保满足电网电压并且阵列在最大功率点附近操作。在图3所示的例子中，十二个PV模块中的九个被接入以提供较低的正电压偏移和负电压偏移，并且，所有的十二个PV模块被接入以提供较高的正电压偏移和负电压偏移。
被电压差激活的太阳能逆变器
图4说明根据本发明的实施例的配有光伏阶梯波的太阳能逆变器的详细示意图。可以看出，本实施例利用被光耦合器激活的MOSFET，该光耦合器又被电网线电压和串联连接的太阳能模块(PV组)之间的电压差激活。
本示例性实施例使用串联的三个太阳能模块(PV1～PV3)；其它的实施例可使用更多(或更少)的串联的模块。太阳能模块PV1～PV3中的每一个与电容器(分别为C1～C3)并联连接。如前面解释的那样，电容器C1～C3的功能是，存储相应的太阳能模块PV1～PV3在不向电网释放电能时的输出，并且帮助维持太阳能模块PV1～PV3两端的电压，使得它们在它们的最大功率点处或附近操作。
在每个太阳能模块和电容器对(例如，PV1-C1、PV2-C2等)之间，存在引向电网的连接分支(分支1～4被示出)。在这些分支中的每一个上，存在两个开关(在本例子中实现为MOSFET，所有的S1～S10均是如此)：一个用于在电网循环的正半段期间将分支接通，并且另一个用于在电网循环的负半段期间将分支接通。例如，分支2通过开关S8在电网循环的正半段期间被接通，并且，在电网循环的负半段期间通过开关S4被接通。表1列出本示例性实施例的总体开关方案，包括用于每个分支的正循环开关和负循环开关。
表1：开关方案
  分支   正循环   负循环
  1   S7   S3
  2   S8   S4
  3   S9   S5
  4   S10   S6
开关S3～S10中的每一个又受相应的控制电路(分别为控制器3～10)控制，更特别地，受包含于每个控制电路中的光耦合器的输出控制。将依次描述光耦合器的控制策略。
类似的配置用于逆变串联连接的太阳能模块组(PV1～PV3)的极性以与电网中的交流电流的极性相匹配。如上面参照图1解释的那样，正终端器在正半段循环期间将PV模块组的负端连接接地，并且负终端器在负半段循环期间将PV模块组的正端连接接地。
更详细地，通过开关S1和控制器1和包含开关S1a和控制器1a的接地开关电路，在图4所示的实施例中实现正终端器，其中，在电网循环的正半段期间，激活控制器1a电路中的光耦合器，其接通开关S1a，由此使电流控制电感器的顶部(如示出的那样)与地(GND)操作耦合。二极管D1被设置在S1a和电流控制电感器之间，以使电感器电流稳定。电流控制电感器的另一端与开关S1连接。可以看出，控制器1电路中的光耦合器也在电网循环的正半段期间被激活，其接通开关S1，由此将GND(通过电流控制电感器)和PV模块组的端部连接。开关S2和S2a以及它们相应的控制电路控制器2和控制器2a在电网循环的正部分期间不起作用。
通过开关S2和控制器2和包含开关S2a和控制器2a的接地开关电路，以类似的方式实现负终端器，其中，在电网循环的负半段期间，激活控制器2a电路中的光耦合器，其接通开关S2a，由此使电流控制电感器的底部(如示出的那样)与GND操作耦合。二极管D2被设置在S2a和电流控制电感器之间，以使电感器电流稳定。电流控制电感器的另一端现在与开关S2连接。控制器2电路中的光耦合器也在电网循环的负半段期间被激活，其接通开关S2，由此将GND(通过电流控制电感器)和PV模块组的另一端连接。回想诸如图1所示的替代性实施例，开关S1和S2中的每一个如果希望的话可直接与GND连接，并且，电流控制器被设置为与电网串联(同样如图1所示)。
图4所示的电流控制电感器配置适合大量的有益的目的。例如，它趋于维持电流通过太阳能模块组接地的连续性。它还确保太阳能模块PV1～PV3两端存在足够的电压以在它们的最大功率点附近操作，并使太阳能模块组具有足够的电压以能够向电网放电。另外，电流控制电感器缓冲从电容器C1～C3放电到电网中的电流，以避免不能接受的电阻损失。在其它的实施例中，如这里描述的那样，切换为维持电流流动的电流控制电感器还可被用在PV阶梯波逆变器的输出和电网之间(如图1所示)，从而代替太阳能模块组和地之间的电流控制电感器(如图4所示)或与其相呼应。
在示例性实施例中使用类似的开关控制配置，以实现在图4的右下角示出的正循环启用控制电路和负循环启用控制电路。一般地，正循环启用控制电路操作为在电网循环的相应的正半段期间向相应的控制电路(在示出的例子中S8～S10)提供正循环启用。类似地，负循环启用控制电路操作为在电网循环的相应的负半段期间向相应的控制电路(在示出的例子中S3～S5)提供负循环启用。
更详细地，在电网循环的正半段期间，正循环启用控制电路中的光耦合器被激活，其接通开关S+EN，由此连接电网与控制电路即控制器8～10中的每一个中的光耦合器的阳极。相反，负循环启用控制电路中的光耦合器不起作用，其关断开关S-EN，由此断开电网与控制电路即控制器3～5中的每一个中的光耦合器的阴极。在电网循环的负半段期间，负循环启用控制电路中的光耦合器被激活，其接通开关S-EN，由此将电网与控制电路即控制器3～5中的每一个中的光耦合器的阴极连接。相反，正循环启用控制电路中的光耦合器不起作用，其关断开关S+EN，由此断开电网与控制电路即控制器8～10中的每一个中的光耦合器的阳极。注意，控制器6及其相应的开关S6被简化(基本上作为二极管操作)，假定它们的位置处于PV模块组的端部。类似地，控制器7及其相应的开关S7被简化(基本上作为二极管操作)，假定它们的位置处于PV模块组的另一端。
可以理解，控制电路即控制器1～10中的每一个包含光耦合器(如一般情况那样表示为晶体管和LED)、分流电阻器(与相应的开关并联)、限流电阻器(与LED串联)和电源(如一般情况那样表示为电池)。还可理解，可以以多种方式实现这种控制电路，并且，本发明意图不在于限于任何一种特定的配置或一组配置的子集。还可理解，可以用本地电源或一个或更多个电池实现每个控制电路所示的电源(或者，有时在两个控制电路之间被共享，诸如被控制器6和控制器10共享)。然后，通过使用常规的技术，电力可被传送到PV阶梯波电路(例如，在印刷电路板上从电池组/电源通到控制电路中的每一个)。因此，可以使用全局电源，并且，每个控制电路不需要具有其自身的单独的电源。
太阳能逆变器电路被设计为自动地根据需要在分支1～4上接通，以满足电网电压并向其放电。在本实施例中，分支控制电路(控制器3～10)中的光耦合器感测电网电压和串联连接的PV模块组的电压之间的差值。这确保在它们各自的电压处存在更多个串联连接的PV模块(由它们的并联连接的电容器和电流控制电感器控制)，使得在其间存在电压电势并存在从PV模块组到电网的电流流动。在其它的实施例中，可通过对分支光耦合器两端的电压施加偏压或通过在串联连接的太阳能模块组内利用其它电平来调整或优化该电压电势。
在操作中，当电网循环的正半段开始时，正电压导致控制器1和1a的光耦合器激活正终端器的MOSFET开关S1和S1a，由此使太阳能组的负端与GND连接，并且还激活向分支控制电路即控制器8～10的正循环光耦合器供给正循环启用的正循环启用控制电路。在正半循环的开始，只有分支2的PV1-C1对通过该分支向电网供给电力。随着电网电压的增加，电网和组中的下一个PV模块(PV2)的正端之间的电压差变为正，并且触发分支3的正循环光耦合器(控制器9)。随着电网电压继续，该过程根据需要对于PV组继续，从而连接更高的电压分支以满足电网电压，使得有源分支上的太阳能模块在等待与电网连接的同时对它们相应的电容器进行充电。在正半循环期间，用于电网循环的负半段的MOSFET(S3～6)用作阻塞二极管，由此通过低电压分支防止短路。在电网循环的负半段期间，负终端器将太阳能模块组的正端与GND连接，负循环启用控制电路被激活，并且，随着电压差指示，用于负半循环的相应分支MOSFET(S5～S3)接通，从而从分支3开始并向分支1移动。
因此，在电网循环的正半段期间，向光耦合器施加正电压，该正电压接通控制正循环启用控制电路的MOSFET。该正启用控制电路向与分支电路上的MOSFET相对应的光耦合器提供电流，使得当通过在电网和PV模块组之间的差动电压触发光耦合器时，电流将流过分支。对于负启用电路则相反。
恒流控制
图5说明根据本发明的实施例的、通过使用在电网和太阳能模块组上的点之间的电压差动来在光耦合器控制时可被使用、以维持通过光耦合器的相对恒定的电流的任选的恒流控制电路。在本示例性配置中，使用晶体管电路来维持通过光耦合器的相对恒定的电流，由此确保开关分支电路MOSFET的更均匀的性能。本例子的恒流控制电路被示为与控制器1的光耦合器操作耦合。但是，可以与控制器1～10中的任一个(全部或其子集)一起使用恒流控制电路。根据本公开，可以理解，其它的实施例可使用任何适当的恒流控制机构。
出于解释和描述的目的给出本发明的实施例的以上描述。其意图不在于详尽无遗以将本发明限于公开的精确的形式。根据本公开，许多的修改和变化是可能的。本发明的范围不是由详细的说明书限制，而是由所附的权利要求限制。

Claims (20)

1.一种用于与电网操作耦合的太阳能逆变器装置，包括：
包含多个串联连接的光伏(PV)模块的PV模块组，每个PV模块与用于存储该PV模块的输出的电容器并联连接；
用于在电网循环的正半段期间将PV模块组的负端切换为接地的正终端器电路；
用于在电网循环的负半段期间将PV模块组的正端切换为接地的负终端器电路；和
从每个PV模块输出到公用总线的连接分支，每个分支包含被配置为选择性地使相应的PV模块输出与公用总线耦合的分支控制电路，其中，在电网循环的第一半段期间，电容器中的一个或更多个向电网放电，而电容器中的其余电容器在电网循环的第二半段期间在为它们的放电作准备的过程中充电。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
与公用总线操作连接并用于与电网操作连接的电流控制器件。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，连接分支中的每一个还包含正循环开关和负循环开关，每个开关由包含于分支控制电路中的相应的驱动电路控制。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，相应的驱动电路中的至少一些包含光耦合器。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，光耦合器响应控制处理器。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，光耦合器通过对电网的线电压和串联连接的PV模块组的瞬时电压之间的差作出反应而被自动控制。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括被配置为维持通过光耦合器的相对恒定的电流的恒流控制电路。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，在没有电网线电压的情况下，没有PV模块组的输出被提供给公用总线。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，在电网循环的正半段期间，正终端器电路使电流控制电感器的第一端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第二端与PV模块组的负端操作耦合。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，在电网循环的负半段期间，负终端器电路使电流控制电感器的第二端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第一端与PV模块组的正端操作耦合。
11.根据权利要求1所述的装置，还包括：
被配置为检测电网循环的正半段并用于使电网循环的被检测的正半段与包含于分支控制电路中的正循环分支控制电路耦合的正循环启用电路。
12.根据权利要求11所述的装置，还包括：
被配置为检测电网循环的负半段并用于使电网循环的被检测的负半段与包含于分支控制电路中的负循环分支控制电路耦合的负循环启用电路。
13.一种用于与电网操作耦合的太阳能逆变器装置，包括：
包含多个串联连接的光伏(PV)模块的PV模块组，每个PV模块与用于存储该PV模块的输出的电容器并联连接；
用于在电网循环的正半段期间将PV模块组的负端切换为接地的正终端器电路，其中，在电网循环的正半段期间，正终端器电路使电流控制电感器的第一端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第二端与PV模块组的负端操作耦合；
用于在电网循环的负半段期间将PV模块组的正端切换为接地的负终端器电路，其中，在电网循环的负半段期间，负终端器电路使电流控制电感器的第二端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第一端与PV模块组的正端操作耦合；和
从每个PV模块输出到公用总线的连接分支，每个分支包含被配置为选择性地使相应的PV模块输出与公用总线耦合的分支控制电路，其中，在电网循环的第一半段期间，电容器中的一个或更多个向电网放电，而电容器中的其余电容器在电网循环的第二半段期间在为它们的放电作准备的过程中充电，
其中，连接分支中的每一个还包含正循环开关和负循环开关，每个开关由包含于分支控制电路中的相应的光耦合器控制，并且，光耦合器通过对电网的线电压和串联连接的PV模块组的瞬时电压之间的差作出反应而被自动控制。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，在没有电网线电压的情况下，没有PV模块组的输出被提供给公用总线。
15.根据权利要求13所述的装置，还包括：
被配置为检测电网循环的正半段并用于使电网循环的被检测的正半段与包含于分支控制电路中的正循环分支控制电路耦合的正循环启用电路；和
被配置为检测电网循环的负半段并用于使电网循环的被检测的负半段与包含于分支控制电路中的负循环分支控制电路耦合的负循环启用电路。
16.一种用于与电网操作耦合的太阳能逆变器装置，包括：
包含多个串联连接的光伏(PV)模块的PV模块组，每个PV模块与用于存储该PV模块的输出的电容器并联连接；
用于在电网循环的正半段期间将PV模块组的负端切换为接地的正终端器电路；
用于在电网循环的负半段期间将PV模块组的正端切换为接地的负终端器；
从每个PV模块输出到公用总线的连接分支，每个分支包含被配置为选择性地使相应的PV模块输出与公用总线耦合的分支控制电路，其中，在电网循环的第一半段期间，电容器中的一个或更多个向电网放电，而电容器中的其余电容器在电网循环的第二半段期间在为它们的放电作准备的过程中充电；
被配置为检测电网循环的正半段并用于使电网循环的被检测的正半段与包含于分支控制电路中的正循环分支控制电路耦合的正循环启用电路；和
被配置为检测电网循环的负半段并用于使电网循环的被检测的负半段与包含于分支控制电路中的负循环分支控制电路耦合的负循环启用电路，
其中，在没有电网线电压的情况下，没有PV模块组的输出被提供给公用总线。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，连接分支中的每一个还包含正循环开关和负循环开关，每个开关由包含于分支控制电路中的相应的驱动电路控制。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，相应的驱动电路中的至少一些包含光耦合器，并且，光耦合器通过对电网的线电压和串联连接的PV模块组的瞬时电压之间的差作出反应而被自动控制。
19.根据权利要求1所述的装置，其中，在电网循环的正半段期间，正终端器电路使电流控制电感器的第一端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第二端与PV模块组的负端操作耦合。
20.根据权利要求8所述的装置，其中，在电网循环的负半段期间，负终端器电路使电流控制电感器的第二端与地操作耦合，并使电流控制电感器的第一端与PV模块组的正端操作耦合。
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