CN102177404A - 用于耦合多个光伏阵列的设备、系统和方法 - Google Patents

用于耦合多个光伏阵列的设备、系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏系统、方法和装置。在示例性实施例中，该系统包括适于耦合至第一光伏阵列的第一和第二轨道的第一和第二输入端；耦合至第二光伏阵列的第一轨道以及第三光伏阵列的第二轨道的功率变换器；以及接口部分，接口部分耦合至(i)第一和第二输入端，(ii)第二光伏阵列的第二轨道，以及(iii)第三光伏阵列的第一轨道，接口部分配置为将第一光伏阵列与第二和第三光伏阵列隔离，并且调制从第一光伏阵列施加至第二和第三光伏阵列的电压以便调节从这三个光伏阵列施加至功率变换器的电压。

Description

用于耦合多个光伏阵列的设备、系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于将太阳能转化为电能的装置和方法，并且更具体地，涉及用于将太阳能更高效和/或有效地转化为电能的装置和方法。
背景技术
使用光伏(photovoltaic，PV)系统将光能转化为电能很久就已知，并且这些光伏系统逐渐在住宅、商业以及工业应用中实施。虽然最近几年来已经对这些光伏系统进行了开发和改进以提高它们的有效性和效率，但是现在仍然在对光伏系统的有效性和效率进行继续改进，以使光伏系统在经济上更加可行。
光伏系统典型地包括光伏阵列和功率变换器(power converter)。光伏阵列产生直流功率，并且功率变换器可以是适于将直流功率转化为交流功率(例如单相或三相功率)的逆变器。功率变换器也可以执行替代功能。例如一种功率变换器可以将输入直流电压转换为较高或较低的输出直流电压。无论所使用的功率变换器的类型为何，通常期望光伏系统被设计和操作为使得输入至功率变换器的电压相对较高并且因此电流较低，以便降低与高电流元件相关联的成本，以及降低与高电流相关联的能量损失。
单个光伏阵列可在600伏直流电压的空载状态下操作。作为双极光伏阵列系统操作的两个光伏阵列可在1200伏直流电压的空载状态下操作。虽然光伏阵列系统能施加较高的空载电压，但是阵列系统很少在这个电压下或接近该电压运行，因为一旦从阵列汲取(drawn)功率，阵列的负载电压显著下降。例如在负载条件下，一种典型的双极光伏阵列系统可在600至1000伏直流电压之间操作。
发明内容
附图所示本发明的示例性实施例在下面总结。这些和其他实施例在具体实施方式部分中更完全地描述。然而，应理解，这并不是要将本发明限制于发明内容或具体实施方式中所述的形式。本领域技术人员能认识到，存在落入如权利要求书所表达本发明的精神和范围内的众多变型、等同物或替代结构。
在一个实施例中，本发明的特征在于一种光伏系统，包括适于耦合至第一光伏阵列的第一和第二轨道的第一和第二输入端。本实施例可包括功率变换器，所述功率变换器耦合至第二及第三光伏阵列；以及接口部分，耦合至第一和第二输入端以及第二和第三光伏阵列。所述接口部分适于将第一光伏阵列与第二和第三光伏阵列隔离，并且调制从第一光伏阵列施加至第二和第三光伏阵列的电压，以调节从这三个光伏阵列施加至功率变换器的电压。
在另一个实施例中，本发明的特点在于一种将光伏阵列的集合与功率变换器，诸如逆变器，但不限于此进行接口连接的方法。在这个实施例中，本发明包括：将光伏阵列的集合中的至少一个光伏阵列与其他光伏阵列电隔离；将来自光伏阵列的集合的初始电压施加至功率变换器；调制加载于所述至少一个光伏阵列上的负载，以降低由所述至少一个光伏阵列输出的电压；将所述至少一个光伏阵列与其他光伏阵列电耦合；以及将来自光伏阵列的集合的集合电压(collective voltage)下的功率施加至功率变换器。
在又一个实施例中，本发明的特点在于一种光伏接口，包括能够耦合至第一光伏阵列的两个输入端，所述输入端配置为从第一光伏阵列接收输出电压。此外，该实施例中，所述接口设备包括两个输出端，两个输出端之一能够耦合并施加电压至第二光伏阵列，并且两个输出端中的另一个能够耦合并施加电压至第三光伏阵列。在该实施例中的切换段(switching segment)被配置为将负载逐渐加载于这两个输入端，以便调节由第二和第三光伏阵列施加至功率变换器的操作电压。
如前所声明的，上述实施例和实施方式仅是示例的目的。本领域技术人员从下面的描述和权利要求中能容易意识到本发明的众多其他实施例、实施和细节。
附图说明
通过结合附图参照以下的详细描述和所附权利要求，本发明的各个目的和优点以及更完整的理解将很明显并且更容易理解，其中：
图1是描述光伏系统的示例性实施例的框图；
图2是参照图1描述的系统的示例性实施例的示意图；
图3是光伏系统的另一示例性实施例的框图；
图4A是将图2中所描述的串联开关的位置作为时间的函数示出的曲线图；
图4B是将图2中所示的第一、第二和第三光伏阵列的电压作为时间的函数示出的曲线图；
图5是示出可与参照图1-4B所述实施例相结合地实施的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同或类似的元件在数个附图中用类似的附图标记指示，并且尤其参照图1；图1是示出光伏(PV)系统100的框图，光伏系统100包括经由光伏接口108耦合至第二光伏阵列102和第三光伏阵列106上的第一光伏阵列104。如图所示，第二和第三光伏阵列102、106也耦合至功率变换器110。
通常，这三个光伏阵列102、104、106将太阳能转换为直流电能，并且功率变换器110配置为将直流功率从一种形式转换为另一种形式。例如功率变换器110可以是适于增大或降低从阵列102、104、106输出的直流电压的直流至直流功率变换器。并且，在其他实施例中，功率变换器可以是逆变器(inverter)，其将来自阵列102、104、106的直流功率转换为交流功率(例如三相功率)。光伏接口108通常操作为使得第一、第二和第三光伏阵列104、102、106能在输入电压下将电压供应至功率变换器110，同时保持功率变换器110输入相对于地低于+/-600伏直流电压，或低于1200伏直流电压总体轨到轨(total rail-to-rail)的电压。
在一个实施例中，光伏接口108在正午上电期间使用以逐渐加载第一阵列104并且逐渐将电压从第一光伏阵列104供应至功率变换器。例如在一些实施例中，光伏接口108的切换段(switching segment)在系统上电期间操作一秒或仅仅数秒。切换段的一部分可以从低占空比脉冲宽度调制至高占空比，以逐渐地加载第一光伏阵列104，并且因此，第一阵列104的逐渐加载拉低第一阵列104的电压，使得三个阵列102、104、106的串联组合的电压保持在功率变换器110的可接受的电压电位内，同时防止阵列102、104、106中的任一个的电压超过相对于地的+/-600伏直流电压。
一旦第一光伏阵列104被加载，接口108可通过闭合第一接触器而旁通(bypass)切换段，第一接触器适于将第一光伏阵列104与第二和第三光伏阵列102、106串联布置。因此，在许多实施例中，功率变换器110从三个光伏阵列102、104、106接收到比用两个光伏阵列接收的电压(例如800伏直流电压)要大的电压(例如1200伏直流电压)，而施加于功率变换器的电压保持在相对于地的阈值电压或低于该阈值电压(例如+/-600伏直流电压)。施加至功率变换器110的增大电压是对现有技术的改进，因为与现有结构相比具有较少电流损失(例如由于较高电压)，而任何单个线路的电压保持低于阈值(例如相对于地+/-600伏直流电压)，在工业上(例如电工规程)通常需要如此。尽管在本公开内容中使用+/-600伏直流电压的示例性的阈值电压，但是本领域技术人员将会明白，根据具体的环境，也可将其他的最大电压用作阈值电压。
如在此进一步讨论的，在将第一光伏阵列104电耦合至第二和第三光伏阵列102、106时，这三个光伏阵列102、104、106通常操作为双极阵列(bi-polar array)，其中第二光伏阵列102布置为以相对于地的正电压操作，第三光伏阵列106布置为以低于地的电压操作，并且第一光伏阵列104以地电位之上和之下的电压操作。例如第二光伏阵列102的正节点(node)可耦合至功率变换器110，并且第三光伏阵列的负节点可耦合至功率变换器110。第一光伏阵列104可电耦合至：(i)通常布置为高于地电位的第二光伏阵列102的负节点，以及(ii)通常布置为低于地电位的第三光伏阵列106的正节点。
除了将第一光伏阵列104电耦合至第二和第三光伏阵列102、106以外，接口108使得低成本且高效的功率变换器110与高效的高压光伏阵列102、104、106结合使用。例如替代利用1800伏硅(例如在功率变换器的IGBT中)以容纳这三个光伏阵列两端的1800伏空载电压，1200伏硅可在功率变换器110中实施，其与1800伏硅相比具有更低的成本。而且，与其他双极阵列(例如在800伏直流电压和900伏直流电压之间操作的双极阵列)相比，光伏系统100通常更加高效地操作，因为该系统将更接近该硅的额定1200伏进行操作。
接着参照图2，所示为参照图1所描述的系统100的示例性实施例的示意图。如图2中描述的系统200所示，第一光伏阵列204通过输入端240、242耦合至包括切换段212(也已知为降压调节器(buck regulator))的示例性接口208。降压调节器包括串联开关222和隔离(isolation)开关214，它们连同其他切换段和接口件一起被布置和构造成将第一光伏阵列204与第二和第三光伏阵列202、206串联耦合，而不使得功率变换器210暴露于大于+/-600伏直流电压。例如，串联电感器224和第一电容器226用于短路第一光伏阵列204，而第二电容器228适于帮助控制由第一光伏阵列204供应的电压。
如图所示，隔离开关214布置于横跨第一光伏阵列204的正和负轨道(正和负轨道也可称为第一轨道和第二轨道)。应理解，在许多实施例中，隔离开关214是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，其布置为使得该IGBT的集电极-发射极电流路径耦合于第一光伏阵列204的正和负轨道之间，并且隔离开关的栅极电耦合至接口208的控制段230。然而，在其他实施例中，隔离开关214可通过其他转换和控制技术来实施而不偏离本发明的范围。
在一个实施例中，串联开关222沿着系统200的正轨道与第一接触器220平行地布置。应理解，在许多实施例中，串联开关222是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，其布置为使得IGBT的集电极-发射极电流路径沿着第一光伏阵列204的正轨道耦合，并且串联开关的栅极电耦合至接口208的控制段230。然而，在其他实施例中，串联开关222可通过其他转换和控制技术来实施而不脱离本发明范围。应理解，第一接触器220还可以电耦合至接口的控制段230。虽然未示出，在许多替代实施中，串联开关222和第一接触器220可沿着负轨道在第一阵列204和第三阵列206之间平行地布置。
在一个实施例中，控制段230由构造为执行存储于存储器中的指令的处理器来实现，但是这不是必须的，并且在其他实施例中，控制段通过硬件实现。还可设想，在其他实施例中，控制段通过硬件、软件和/或固件的组合来实现。还应当意识到，图2中的控制段230的描述仅仅是逻辑上的，并且接口208可以由分布在接口的内部和/或外部的控制部件来控制。为了简单起见，没有描述控制段230和系统200的其他部分(例如切换段212)之间的连接，但是本领域技术人员应当理解，控制段230可耦合至图2中所示的被控制部件。
通常，切换段212在非正午上电期间不被使用，因为由第一、第二和第三光伏阵列201、204、206的串联组合产生的电压(例如在太阳升起时)小于在正午期间由第一、第二和第三光伏阵列202、204、206的串联组合产生的电压。因此，在非正午上电期间，第一光伏阵列204通常可通过第一接触器220串联地电耦合至第二和第三光伏阵列202、206，因为这三个串联光伏阵列202、204、206两端的集合电压(collective voltage)小于有损于功率变换器210的电压。
然而，在正午上电期间，阵列202、204、206的空载电压的串联组合会超过变换器(例如变换器210)的最大电压。参照图4B或出于示例性目的，假设(V1和V2之间)集合电压表示功率变换器(例如功率变换器210)可以操作的最大电压，并且在t0处第二和第三阵列202、206没有被加载，但是串联地连接在一起(例如第一阵列204被隔离)，第二和第三阵列202、206的空载电压的串联组合已经处于或接近变换器的最大电压。因此，将与第二和第三阵列202、206的空载电压串联组合地增大第一阵列204的空载电压将导致这三个阵列202、204、206的串联组合的空载电压超过功率变换器210的设计操作电压。
因此，在许多操作模式下，接口208操作用来将第一光伏阵列204逐渐地耦合至功率变换器210，以使得功率变换器210不暴露于第一、第二和第三光伏阵列202、204、206的潜在损害电压(例如空载电压)。接口208还适于将任一条线路两端的最大电压保持在不大于+/-600伏直流电压的电位。例如参照图4A和4B，所示的曲线分别示出串联开关222的位置和三个阵列202、204和206的(V1和V2之间)集合电压作为时间的函数。
在示例性的正午上电过程之前，第一、第二和第三光伏阵列204、202、206的每一个可具有相对于地大约+/-600伏直流电压的空载电压。在数个实施例中(例如当功率变换器210能处理+/-600伏直流电压或1200伏的轨到轨时)，第二阵列202和第三阵列206可联机地布置而在不损害功率变换器210。因此，在许多实施例中，第二和第三阵列202、206最初串联地布置，以在功率变换器210两端施加电压，而第一阵列204保持脱机。
例如在图2所示的实施例中，第二和第三接触器218、216以及隔离开关214最初闭合，并且第一接触器220和串联开关222最初打开，以便将串联布置的第二和第三阵列202、206布置于功率变换器210两端。如图2示出的示例性实施例所示，第二和第三接触器218、216可分别耦合至第一和第二接口输出232、234。
参照作为另一示例的图4B，在时间t0和t1之间(当第一阵列204脱机时)，施加至变换器210的集合电压(V1和V2之间所示的电压)由于第二阵列202的电压(V1和V0之间所示的电压)与第三阵列206的电压(V2和V0之间所示的电压)的串联组合而产生。
如图2和4A所示，在时间t1(例如在上电之后几乎立即)，串联开关222短暂闭合。在这个示例性的操作模式中，(例如从控制段230)至串联开关222的信号236被脉宽调制，以使得串联开关222在时间t1和t2之间闭合连续的较长时间，以逐渐加载阵列202、204、206。类似地，(例如从控制段230)至隔离开关214的信号238被脉宽调制，以使得隔离开关214在串联开关222闭合的时段期间打开。所以，在时间t1之前，在隔离开关214上具有100％的占空比，而在串联开关222上具有0％的占空比；而在时间t2，在隔离开关214上具有0％的占空比，在串联开关222上具有100％的占空比。
从时间t1至t2，并且如图2和4B所示，在第二和第三光伏阵列202、206被加载时，从第二和第三光伏阵列202、206供应至功率变换器210的电压开始从最初空载电压朝着操作电压降低。更具体地，图4B示出，由第二光伏阵列202供应的初始电压V1-V0降低至操作电压V1-V0’，并且由第三光伏阵列206供应的初始电压V2-V0降低至操作电压V2-V0”。在从时间t1至t2的这个时间期间，由第一光伏阵列204供应的初始电压从0伏直流电压的初始电压增大至V0’-V0”的操作电压。因此，一旦第一阵列204完全联机并且三个阵列的串联组合被加载(例如在t2时)，由阵列202、204、206供应的电压中的每一个电压大致相同(例如400伏直流电压，但是它们不需要相等)，并且在三个阵列被加载时，三个阵列202、204、206的集合电压大致等于第二和第三阵列202、206的空载电压(例如在时间t1时)。
在一些实施例中，图4B所示的电压V1是大约+600伏直流电压，V0’是大约+200伏直流电压，V0是大约0伏，V0”是大约-200伏直流电压，并且V0”是大约-600伏直流电压。在许多实施例中，一旦由第一光伏阵列204输出的电压获得期望的电位(例如用于功率传输的最优电位)，第一接触器220闭合，在降压调节器212周围并且经过第一接触器传输电流。
在图2所示的接口208的变型中，切换段212可由串联布置于输入端240和输出端232之间(或输入端242和输出端234之间)的第二接触器和电感器替代，并且可去除电容器228。在这个实施例中，为了使第一阵列2304联机，第二接触器闭合，并且接触器218、216闭合以使阵列204不接地。因此，负电压存在于与第一阵列204串联的电感器两端；因而，第一阵列204的电压(例如600伏直流电压)将由电感器两端的初始电压(例如-500伏直流电压)抵消(offset)，以使得第一阵列204的全部空载电压不会施加于第二阵列202和第三阵列206之间。
接着参照图3，所示的示例性光伏系统300具有适于电耦合至第一光伏阵列接口系统350和第二光伏阵列接口系统352的功率变换器310。第一和第二光伏阵列接口系统350、352中的每一个都类似于图1和2中描述和示出的系统。在这个实施例中，第一系统350的阵列302、204、306和第二系统352的阵列302’、304’、306’可在功率变换器310处或附近并联耦合，并且第一和第二接口系统350、352可彼此远离地定位，并且每个系统350、352可与功率变换器310远离地定位。
接着参照图5，所示的流程图500示出可与参照图1-4讨论的实施例相结合地实施的示例性方法。如图所示，最初，在初始电压(例如空载电压)从光伏阵列的集合施加至功率变换器(例如功率变换器110)(框502、504)时，光伏阵列(例如102、104、106)的集合中的至少一个光伏阵列(例如阵列104)与其他光伏阵列(例如阵列102和106)电隔离。布置于所述至少一个光伏阵列上的负载然后被调制(例如脉宽调制)，以使得所述至少一个光伏阵列输出从初始电压降低至操作电压的电压，并且在将所述至少一个光伏阵列与其他阵列电耦合时，成为施加至功率变换器的集合电压的一部分(框506、508、510)。如所讨论的，在一些实施例中，包括串联开关(例如串联开关222)和隔离开关(例如隔离开关214)的降压调节器(例如降压调节器212)被用于调制加载于所述至少一个光伏阵列上的负载，以保持任何轨道相对于地的电压处于或低于最大电位(例如最大调节电位)。
总之，本发明提供一种用于与多个光伏阵列进行接口的系统和方法。本领域技术人员能够容易意识到，可对本发明、其用途及其构造作出众多变化和替代，以获得与这里描述的实施例所获得的基本上相同的效果。因此，本发明不限于所公开的示例性形式。许多变化、变型以及替代构造落入如权利要求所表达的本发明的范围和精神内。

Claims (21)

1.一种光伏系统，包括：
适于耦合至第一光伏阵列的第一轨道和第二轨道的第一输入端和第二输入端；
功率变换器，所述功率变换器耦合至第二光伏阵列的第一轨道和第三光伏阵列的第二轨道；
接口部分，所述接口部分耦合至(i)所述第一输入端和所述第二输入端、(ii)所述第二光伏阵列的第二轨道、以及(iii)所述第三光伏阵列的第一轨道，所述接口部分被配置为将所述第一光伏阵列与所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列隔离，并且对从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的电压进行调制，从而调节这三个光伏阵列施加至所述功率变换器的电压。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述功率变换器是从由以下器件构成的组中选择的：逆变器，其被配置为将来自所述第一光伏阵列、所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的直流功率变换为交流功率；适于增大从这三个光伏阵列施加的电压的直流-直流变换器；以及适于降低从这三个光伏阵列施加的电压的直流-直流变换器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接口部分包括：
耦合至所述第一输入端和所述第二输入端之一的串联开关，所述串联开关被配置为闭合连续的较长时间，从而对从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的所述电压进行调制；以及
布置为跨所述第一输入端和所述第二输入端的隔离开关，所述隔离开关被配置为打开连续的较长时间，从而对从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的所述电压进行调制。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述接口部分还包括第一接触器，所述第一接触器被布置为产生对所述串联开关进行旁通的电流路径。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述串联开关和所述隔离开关是从由以下器件构成的组中选择的：绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、结栅场效应晶体管、绝缘栅场效应晶体管、以及双极结晶体管。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述接口部分还包括：
耦合至所述第一输入端和所述第二输入端之一的串联电感器；以及
布置为跨所述第一输入端和所述第二输入端的第一电容器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接口部分包括降压调节器，所述降压调节器适于：(i)隔离所述第一光伏阵列，以使得所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列作为双极阵列来操作、(ii)对从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的所述电压进行调制、以及(iii)串联布置所述第一光伏阵列、所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，
所述第一光伏阵列的隔离包括：在正午上电时隔离所述第一光伏阵列，在提供大约+/-600伏直流电压的初始功率变换器轨到轨电压时，所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列适于作为双极阵列来操作；并且
对来自所述第一光伏阵列的电压进行调制包括：连续闭合耦合至所述第一输入端和所述第二输入端之一的至少一个开关较长的时间段，以便将电压从所述第一光伏阵列供应至所述功率变换器。
9.一种将光伏阵列的集合与功率变换器进行接口连接的方法包括：
将光伏阵列的所述集合中的至少一个光伏阵列与其他光伏阵列电隔离；
将来自光伏阵列的所述集合的初始电压施加至所述功率变换器；
调制加载于所述至少一个光伏阵列上的负载，从而降低由所述至少一个光伏阵列输出的电压；
将所述至少一个光伏阵列与所述其他光伏阵列电耦合；以及
将来自光伏阵列的所述集合的集合电压下的功率施加至所述功率变换器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
电隔离至少一个第一光伏阵列包括：使用降压调节器来隔离第一光伏阵列；
施加来自光伏阵列的所述集合的初始电压包括：将来自第二光伏阵列和第三光伏阵列的初始电压施加至所述功率变换器；以及
调制加载于所述至少一个光伏阵列上的负载包括：使用所述降压调节器来减少由所述第一光伏阵列输出的电压；以及
将所述集合电压下的功率施加至所述功率变换器包括：将所述第一光伏阵列、所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的电压的串联组合供应至所述功率变换器。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，电耦合包括：使用第一接触器路径对降压调节器进行旁通，所述第一接触器路径包括电耦合至第一光伏阵列及第二光伏阵列和第三光伏阵列之一的第一接触器，所述第一接触器配置为将所述第一光伏阵列布置为与所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列串联。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述初始电压和所述集合电压基本上相等。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，在光伏阵列的所述集合正在将功率施加至所述功率变换器时，阵列的所述集合中的任一个阵列的电压相对于大地不大于600伏直流电压。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，来自光伏阵列的所述集合的所述集合电压相对于大地不大于约1200伏直流电压。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述调制包括连续地将所述负载加载于所述至少一个光伏阵列上较长时间段。
16.一种光伏接口设备，包括：
适于耦合至第一光伏阵列的第一输入端和第二输入端，所述输入端被配置为从所述第一光伏阵列接收输出电压；
第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端之一适于耦合并施加电压至第二光伏阵列，并且所述第一输出端和所述第二输出端中的另一个适于耦合并施加电压至第三光伏阵列，其中所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列被配置为将操作电压施加至功率变换器；以及
切换段，所述切换段被配置为将负载逐渐加载于这两个输入端上，从而调节由所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列施加至所述功率变换器的所述操作电压。
17.根据权利要求16所述的光伏设备，其中，所述切换段包括：
耦合至所述第一输入端和所述第二输入端之一的串联开关，所述串联开关被配置为闭合连续的较长时间，从而调制从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的所述电压；以及
布置为跨所述第一输入端和所述第二输入端的隔离开关，所述隔离开关被配置为打开连续的较长时间，从而调制从所述第一光伏阵列施加至所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列的所述电压。
18.根据权利要求17所述的光伏设备，其中，所述切换段还包括第一接触器，所述第一接触器耦合至：(i)所述第一输入端和所述第二输入端之一、以及(ii)所述第二光伏阵列和所述第三光伏阵列之一，所述第一接触器被配置为对从第一路径至第二路径的电流进行短路，所述第一路径包括所述串联开关和所述隔离开关中的至少一个，并且所述第二路径包括所述第一接触器。
19.根据权利要求17所述的光伏设备，其中：
与所述隔离开关从高占空比转变至低占空比基本同时地，所述串联开关从低占空比转变至高占空比。
20.根据权利要求16所述的光伏设备，其中，所述第一阵列、所述第二阵列和所述第三阵列被配置作为双极阵列来操作。
21.根据权利要求16所述的光伏设备，还包括被配置为通常维持所述操作电压的控制器，所述控制器电耦合至所述切换段。
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