CN105610333A - 用于操作功率转换器的系统、方法和设备 - Google Patents

用于操作功率转换器的系统、方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105610333A
CN105610333A CN201510623674.1A CN201510623674A CN105610333A CN 105610333 A CN105610333 A CN 105610333A CN 201510623674 A CN201510623674 A CN 201510623674A CN 105610333 A CN105610333 A CN 105610333A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
power supply
point
converter
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510623674.1A
Other languages
English (en)
Inventor
R.G.沃戈纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43379048&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN105610333(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN105610333A publication Critical patent/CN105610333A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

本发明的实施例可提供用于操作功率转换器的系统、方法和设备。根据一个实施例，可提供一种用于操作功率转换器(115)的系统(100)。该系统可包括直流（DC）电源(105)，其输出端电耦合到功率转换器的输入端。该系统还可包括可进行操作以便通过功率转换器(115)修正DC电源(105)的性能的控制器(125)。作为此修正的一部分，控制器(125)可确定负载中是否存在低电压穿越（LVRT）事件，并可在发生LVRT事件时调整DC电源(105)。以此方式，本发明的实施例可提供在发生LVRT时无需与负载电隔离的稳定的DC功率源。

Description

用于操作功率转换器的系统、方法和设备
技术领域
本发明涉及功率转换，更具体地说，涉及用于操作功率转换器的系统、方法和设备。
背景技术
诸如燃料电池或光伏电池的直流（DC）电源通常在高电流产生低电压。尽管这些DC电源提供了功率源，但其功率可能是不一致的，它会随本地操作状况而改变。由于许多功率应用需要相对稳定的交流（AC）功率源来进行操作，所以功率转换系统已适于修正从DC电源提供的功率。尽管功率转换系统已适于调节来自DC电源的功率，但是功率转换系统尚不适于根据功率需求的不稳定性修正DC电源，尤其当功率需求在短时期内变化相当大时更是如此。
例如，当在公用电网（utilitypowergrid）中发生故障状况时，功率转换系统的输出端的线路电压会显著下降，系统的所需功率也将随之下降。这些时期有时称为低电压穿越（LVRT）事件，在这些时期期间，常规的功率转换系统适于与电网断开。一旦LVRT事件过去，常规功率转换系统便可重新连接。
由于在这些LVRT事件期间功率源反复地进出公用电网，所以常规功率转换系统的连续断开和重新连接会导致相对的不稳定性。当功率源进出线路时，电网上可用的功率源会波动，从而造成频率摆动、或甚至大的系统范围的不稳定性。当足够广泛时，会对大区域造成功率中断，从而影响较大数量的用电户。
因此，需要可承受LVRT事件而无需从公用电网或其它负载断开的功率转换系统。需要用于操作功率转换器的系统、方法和设备。
发明内容
本发明的某些实施例可解决上述一些或所有需要。本发明的某些实施例涉及用于操作配电系统中的功率转换器的系统、方法和设备。根据一个实施例，可提供一种用于操作功率转换器的方法。该方法可包括利用功率转换器在第一操作点操作直流（DC）电源。该方法可包括结合负载至少部分地基于与配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越（LVRT）事件。该方法可包括在存在LVRT事件时将DC电源调整至第二操作点。
根据本发明的另一实施例，可提供一种用于操作功率转换器的系统。该系统可包括DC电源，其输出端电耦合到功率转换器的输入端。该系统还可包括用于通过功率转换器操作DC电源的控制器。该控制器可至少部分地基于与配电系统相关联的电压确定是否存在LVRT事件，并可在发生LVRT事件时调整DC电源。
根据本发明的又一实施例，可提供一种用于操作配电系统中的功率转换器的设备。该设备可包括用于在第一操作点操作DC电源的至少一个控制器。该控制器可基于与配电系统相关联的电压确定是否存在LVRT事件。响应LVRT事件，控制器可将DC电源调整至第二操作点。
通过结合附图阅读以下描述，本发明的其它实施例和方面将变得显而易见。
附图说明
在这样概括地描述了本发明之后，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1示出根据本发明一个实施例用于操作配电系统中的功率转换器的系统。
图2示出显示根据本发明一个实施例的直流（DC）电源的示范性最大功率点的图表。
图3示出显示根据本发明一个实施例的DC电源的示范性的减小的功率操作点的图表。
图4示出根据本发明一个实施例用于操作配电系统中的功率转换器的示范性方法。
图5示出根据本发明另一实施例用于操作配电系统中的功率转换器的示范性方法。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示范实施例。但是，本发明能以许多不同的形式实施，而不应解释为限于本文阐述的示范实施例；而是，提供这些实施例以便本公开向本领域技术人员传达本发明的范围。全文中，类似数字表示类似元件。
图1示出用于操作配电系统中的功率转换器的示范性系统100。示范性系统100可包括直流（DC）电源，例如光伏电池、燃料电池、这些电池的阵列、蓄电池等。在该示范性实施例中，光伏阵列105可经由光伏效应提供DC功率源。由于由任何单独电池产生的DC功率相对较低，所以可将光伏电池链接在一起以形成阵列，从而可以组合来自单独光伏电池的功率。
尽管就此而言光伏电池和燃料电池可利用(tapinto)几乎无穷尽的能量源，但这些DC电源还是具有缺点。一个缺点是，这些电池的DC功率输出会受到诸如电池的温度和状况的本地状况的影响，从而使它们的功率输出可变。第二个缺点是，光伏电池和燃料电池提供的是DC功率源，而大多数电功率负载需要交流（AC）型功率，这意味着DC电源不可直接连接到公用电网110以用于一般的功率用途。它们的可变功率输出和它们的功率输出是DC型功率的事实两者结合意味着，为了将像光伏阵列105那样的DC电源或像燃料电池那样的其它DC电源结合到如图1所示的公用电网110中，必须调节它们的DC功率输出并将其转换为AC功率。在系统100中，可通过将光伏阵列105电耦合到DC-DC转换器115和DC-AC逆变器120来执行这些操作。
DC-DC转换器115和DC-AC逆变器120的组合（或统称为设备）可将来自光伏阵列105的电能转换为相对稳定且可靠的AC电源。更具体地说，DC-DC转换器115可电耦合到光伏阵列105，并可调节从这些源提供的DC功率以使DC功率更加一致。在一个实施例中，DC-DC转换器115可包括利用开关型(switchingtype)调节器，该开关型调节器可利用脉宽调制控制的形式在某个电平调节DC电压。在另一实施例中，DC-DC转换器115可包括功率转换器或升压转换器，它可进行操作以将由光伏阵列105提供的DC功率从第一电压提升至第二电压。
由于DC-DC转换器115提供相对稳定的DC功率而不是AC功率，所以逆变器可将经过调节的DC功率转换为AC功率，并可包含在系统100中。在系统100中，DC-AC逆变器120可将由DC-DC转换器115产生的相对稳定的DC功率转换为AC功率，例如可向公用电网110提供功率的60Hz正弦波电流波形。
如上所示，由诸如光伏阵列105的DC电源产生的电压、电流和功率可根据周围状况而改变。DC电源的电响应也可取决于电耦合到DC电源的负载的电阻抗。这种变化性在图2中示出，其中对于光伏阵列105示出示范性图表200和250。
图表200示出在特定辐射率和操作温度的光伏阵列105的示范性电流-电压（I-V）曲线。图表250示出对应的电流-功率（I-P）曲线。如205所示，当电路中没有电阻时，即，当负载包含零阻抗时，光伏阵列105产生其最大电流。在205，由光伏阵列105提供的电压为零，在255，光伏阵列105的DC功率输出也为零。反之，如210所示，当电路中存在无穷大的电阻时，即，当负载包含非常大的阻抗时，小的光伏阵列105产生其最大电压。在210，由光伏阵列105提供的电流为零，在260，DC功率输出也为零。
在负载电阻的这两种极端情况之间，光伏阵列105可在特定辐射率和操作温度表现出如图表200中的曲线所示的电响应。如图表250所示，在沿图表200中示出的曲线的任何点处的可从光伏阵列105获得的功率是那个点处的电流和电压的乘积。在任何特定温度和辐射率，光伏阵列105具有导致最大功率输出的操作点265。换句话说，在任何特定温度和辐射率，光伏阵列105的特征在于如点215处所示的负载阻抗，该负载阻抗导致到负载的最大功率传输。
为了找到对应于光伏阵列105的最大功率传输点的这个负载阻抗，可采用最大功率点跟踪（MPPT）法。在一个实施例中，某些MPPT法可在系统和/或设备中实施，该系统和/或设备可采用允许光伏阵列105产生其最大功率的方式操作光伏阵列105或其它DC电源。此系统和/或设备可包括控制器125。
控制器125可适于修正DC-DC转换器115和/或DV-AC逆变器120的操作特性。在该示范性实施例中，控制器125可修正DC-DC转换器115和/或DC-AC逆变器120的某些特性以使光伏阵列105所经历的负载阻抗改变。在这种变化的阻抗下，由光伏阵列提供的功率也将随之改变，直到通过控制器125提供给光伏阵列105的负载阻抗对应于最大功率点为止。最大功率点可以是光伏阵列105的第一操作点。
控制器125可利用硬件、软件或其组合来实现以执行本文描述的功能。举例来说，控制器125可以是处理器、ASIC、比较器、差分模块或其它硬件部件。控制器125还可包括可存储在存储器中并可由处理器或其它处理部件执行的软件或其它计算机可执行指令。
尽管一般来说希望在其最大功率点操作像光伏阵列105那样的DC电源，但是当情况不是这样时，也可存在特定示例。一个这样的示例可以是在发生故障状况时或在负载状况存在变化时。故障状况可定义为造成负载处的电压或公用传输线上的电压在较短时间量内显著下降的电力设施扰乱（utilitydisturbance）。这些故障可具有许多原因，例如闪电、风暴或相导体的不慎接地。在另一示例中，负载状况的显著变化可使电压在短暂时期显著减小。一般来说，这两种示例可称为低电压穿越（LVRT）事件。
当发生LVRT事件时，系统100的功率输出可显著减小，而电流需求仍保持非常高。电流的这种显著增大会对某些系统组件造成损坏。部分地出于此原因，在常规系统中，可通过利用例如断路器将系统100与公用电网110物理断开来防止损坏或将损坏降至最低。一旦LVRT事件过去，便可关闭断路器，并将系统重新连接到电网。但是，系统100到公用电网110的断开和重新连接可能是不稳定性的来源。
在LVRT事件期间，不再希望在如图2所示的最大功率点265操作光伏阵列105。而是，可能希望在减小的功率输出电平和增大的电流电平（两者对应于负载处的临时要求）操作光伏阵列105。换句话说，在LVRT事件期间，可能希望在最大功率点265的高电流侧上操作诸如光伏阵列105的DC电源，由此可减小阵列的电压和总的功率输出。图3中的355示出示范性的减小的功率操作点。
图3提供显示DC电源的示范性的减小的功率操作点的图表。在图表300和图表350中，将在LVRT事件期间的DC电源的期望操作参数示为在305处的增大的电流操作点和在355处的减小的功率操作点。这些点可对应于负载处的临时要求。
根据本发明的一个实施例，系统100可适于确定减小的功率操作点355。在此确定之后，系统100还可适于在LVRT事件期间进行操作，而无需与公用电网110断开。在该示范性实施例中，为了部分地满足这些目标，控制器125可适于执行如图4和图5所示的示范性方法400和500。
图4示出本发明的一个实施例进行操作所依据的示范性方法400。提供示出用于操作诸如图1中的二级太阳能转换器的功率转换器的方法400的流程图，其中功率转换器可以是功率转换系统的一部分。方法400可至少部分地由控制系统来实现，该控制系统包括电连接到像如图1所示那样的一个或多个DC-DC转换器和/或DC-AC逆变器的一个或多个控制器，如控制器125。图5示出用于操作功率转换器的第二示范性方法500，并且下文将关于图4加以描述。
尽管在这些示范性方法中，作为二级太阳能转换器的一部分的DC-DC转换器和/或DC-AC逆变器可适于操作诸如光伏阵列或燃料阵列的DC电源的电压和电流响应，但将了解，对这些组件的引用不是限制性的。而是，提供对诸如图1中所示那样的特定组件、电压和电流的引用是为了向本领域技术人员传达本发明的范围。
方法400可在方框405开始，在方框405，可在第一操作点操作DC电源。DC电源可对应于任何DC功率源。例如，示范性DC电源可以包括但不限于光伏电池、燃料电池、这些电池的阵列、蓄电池等。一般来说，第一操作点可对应于诸如公用电网110的负载的功率需求、规范要求（coderequirement）、或本地状况。例如，在图5的示范性方法500中，第一操作点可对应于DC电源的最大功率点，例如系统100中的光伏阵列105的最大功率点。对于光伏阵列105，最大功率点可与诸如温度和辐照度的环境和本地状况有关。
在示范性方法500中，方法可在方框505开始，在方框505，可利用像控制器125那样的一个或多个控制器来实现MPPT算法。MPPT算法可确定与像光伏阵列105那样的DC电源有关的最大功率点，并可提取可从DC电源获得的最大功率。在该示范性实施例中，MPPT算法可以来自光伏阵列105的测量电流510和测量电压515为基础来确定最大功率点。例如，MPPT算法可利用来自阵列105的测量电流510和测量电压515来基于阵列的一个或多个性能曲线确定阵列的最大功率点。
一旦确定了光伏阵列105的最大功率点，便可在方框520定义光伏阵列105的期望电流。在该示范性实施例中，可通过调整DC-DC转换器115的一个或多个特性来获得光伏阵列105的期望电流。例如，在一个实施例中，DC-DC转换器115可包括开关型调节器，该开关型调节器可利用脉宽调制控制的形式来调节由光伏阵列105提供的DC电压和DC电流。在该实施例中，调整DC-DC转换器115的一个或多个特性可包括调整与脉宽调制控制相关联的一个或多个工作周期。
在方框410，图4中的方法400可通过确定是否存在LVRT事件而继续。将明白，在一些实施例中，确定LVRT事件的存在也可包括监测LVRT事件。即，在方法400的一些实施例中，可包括与监测配电系统的输出端的电压有关的方框415。在图5的示范性方法500中，监测步骤包含在方框525中，在方框525，可实现LVRT算法。如同MPPT算法505一样，可利用像控制器125那样的一个或多个控制器来实现LVRT算法525。
在方框525，LVRT启用信号530可监测是否存在LVRT事件。LVRT启用信号530可与功率转换系统的一个或多个输出相关联。例如，LVRT启用信号530可与到公用电网110的连接处的输出相关联。由于LVRT事件会使到公用电网110的连接处的一相或三相上的AC电压降低至低电平，所以LVRT启用信号530可基于低于阈值电压的任一相的输出电压。阈值电压可提前确定或基于系统参数动态地确定，并且应当确定成不至于不必要地触发LVRT算法525。
在其它实施例中，LVRT启用信号530可与功率转换系统的组件的输出相关联。例如，在图1的系统100中，LVRT启用信号530可与DC-AC逆变器120、或甚至DC-DC转换器115的输出相关联。当将LVRT启用信号530与DC-AC逆变器120的输出相关联时，这可与上文对到公用电网110的连接做出的关联类似地进行关联，这是因为如同公用电网110一样，当存在LVRT事件时，在DC-AC逆变器120处输出的电压会降低。
但是，当将LVRT启用信号530与DC-DC转换器115的输出相关联时，关联无需类似。关联之所以无需类似是因为，在LVRT事件期间，尽管功率转换系统的输出端的AC电压下降，但DC链电压可增大。因此，参考图1中的系统100，LVRT事件可使DC链电压130增大。从而，LVRT启用信号530可与DC-DC转换器115的输出端的电压增大相关联。
将明白，尽管在该示范性实施例中，LVRT启用信号530与方框525相关联，但根据本发明的教导，LVRT启用信号530可与方法500的其它要素相关联。例如，LVRT启用信号530可与方框535或方框565相关联，以使得MPPT算法505将控制相关联的系统响应，直到LVRT启用算法530指示存在LVRT状况。还存在其它实施例，并且尽管在这些示范性实施例的上下文中只给出了LVRT启用信号530的几个实施例，但本发明不限于所描述的实施例。
如前所示，当存在LVRT事件时，可能希望在事件持续时间内在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作DC电源。在方框420，图4中的方法400可通过将DC电源调整至对应于与LVRT事件相关联的临时要求的第二操作点而继续。这第二个操作点可提前确定，或者它可通过例如确定与LVRT事件相关联的减小的功率操作点而动态地确定。在这方面（inthisvein），图5中的方法500提供一个用于确定与LVRT事件相关联的减小的功率操作点的实施例。
在方框525，LVRT算法可至少部分地基于一个或多个输入之间的差异来确定减小的操作点。例如，参考系统100，一个输入可以是在DC-DC转换器115的输出端测量的DC链电压130。第二个输入可以是如方框545所示的DC链参考电压。DC链参考电压可提前确定，例如定义为操作码或系统参数的一部分。
由于在LVRT事件期间DC链电压130可增大，所以在方框535确定的电压误差信号530也可增大。利用电压误差信号530作为参考，当系统100中的控制器125采用LVRT算法525时，控制器125可确定与光伏阵列105相关联的期望电流，该期望电流可使DC链电压130与方框545处的DC链参考电压一致。这个期望电流可通过改变诸如与脉宽调制控制相关联的工作周期的DC-DC转换器115的一个或多个特性而获得。
以此方式，当采用方法500作为系统100或相关联的设备的一部分时，控制器125可向系统100提供一致的DC链电压130，这意味着除了确定与LVRT事件相关联的减小的操作点之外，方法500还可用于提供额外特征。更具体地说，方法500可使得功率转换系统100能够通过利用DC链电压130向某些系统组件提供连续和/或经过调节的功率而在LVRT事件期间保持在线。因此，由于在LVRT事件和正常操作状况期间系统100都可保持在线，所以系统100可适应性地变化（adapt）以使得与LVRT操作相关联的某些系统控制可同与诸如MPPT操作的正常操作相关联的系统控制链接在一起。一个示范性的适应性变化可由方法500提供。
在方框565，可经由例如系统100中的控制器125来链接与LVRT操作相关联的系统控制和与正常操作相关联的系统控制。当作为系统100的一部分采用时，方框565可适于接收两个输入，并在方框575经由控制器125向DC-DC转换器115提供一个输出。在该示范性实施例中，方框565可接收两个期望电流测量值，一个是MPPT操作的，一个是LVRT操作的。然后，方框565可将这两个期望电流测量值中的较大者提供给DC-DC转换器控制575，该控制575可与方框580处的修正DC-DC转换器115的操作特性（如工作周期）相关联。
当系统100正常操作时，即，当负载处不存在LVRT事件时，LVRT启用信号530可将LVRT期望电流560减至最小，以使得方框565可在方框575处经由控制器125将由MPPT算法505确定的MPPT期望电流520提供给DC-DC转换器115。但是，当存在LVRT事件时，可启用LVRT算法525。当DC链参考电压540与DC链参考电压545之差增大时，LVRT期望电流560也可增大。当由LVRT算法525确定的LVRT期望电流560超过由MPPT算法505确定的MPPT期望电流520时，方法500可将控制从MPPT操作转移到LVRT操作。此时，LVRT算法525可在方框580处经由控制器125修正DC-DC转换器115的工作周期。当LVRT事件过去时，LVRT启用信号530可再次将LVRT期望电流560减至最小，以使得系统100可返回到正常操作。
通过包含方法500，系统100和相关联的设备可适于在正常操作期间和LVRT事件期间连续操作，而不是从负载或公用电网110断开。由于本发明的实施例不再需要在LVRT事件期间从负载或公用电网断开，所以本发明的实施例可提供不太要求人工操作员监管的功率源，这是本发明的至少一个技术效果。同时，本发明的实施例可提供与DC电源系统的断开和重新连接相关联的负载或公用电网中的最小扰动，从而使得这些电力系统更加可靠。具有较少电网中断的更加可靠的功率源是本发明的至少一个其它技术效果。
将明白，举例示出方法400和500的示范要素，其它过程实施例可具有更少或更大数量的要素，并且这些要素可根据本发明的其它实施例按照备选配置布置。还将明白，举例示出系统100和相关联的设备的示范元件，其它系统和设备实施例可具有更少或更大数量的元件，并且这些元件可根据本发明的其它实施例按照备选配置布置。
本发明所属领域的技术人员在得益于在以上描述和相关联的附图中介绍的教导之后将能联想到本文阐述的本发明的许多其它修正和其它实施例。因此，本领域技术人员将明白，本发明能以许多形式实施，并且不应限于上文描述的实施例。因此，将了解，本发明将不限于所公开的特定实施例，并且修正和其它实施例要包含在随附权利要求范围内。尽管本文采用特定术语，但只在一般的描述性意义上使用它们，而不是为了限制的目的。
部件列表：
100系统
105光伏阵列
110公用电网
115：DC-DC转换器
120：DC-AC转换器
125控制器
130：DC链电压
200图表
205低阻抗操作点
210高阻抗操作点
215最大功率点
250图表
255低阻抗操作点
260高阻抗操作点
265最大功率点
300图表
305减小的功率操作点
350图表
355减小的功率操作点
400方法
410方框
415方框
420方框
500方法
505最大功率点方框
510测量的PV电流方框
515测量的PV电压方框
520期望电流信号
525低电压穿越方框
530低电压穿越启用信号
535和方框
540：DC链电压方框
545：DC链参考电压方框
550电压误差信号
560：LVRT期望电流
565：最大输入方框
570实际PV期望电流信号
575：DC-DC转换器控制方框
580转换器工作周期控制方框。

Claims (20)

1.一种用于操作配电系统中的功率转换器的方法，所述方法包括：
经由所述功率转换器并且至少部分地由最大功率点跟踪而在第一操作点操作至少一个DC电源；
至少部分地基于与所述配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件；以及
当存在低电压穿越事件时，经由所述功率转换器将所述至少一个DC电源调整至第二操作点，并且在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作所述至少一个DC电源。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个DC电源包括以下中的至少一个：光伏电池，燃料电池，或蓄电池。
3.如权利要求1所述的方法，其中在第一操作点操作所述至少一个DC电源包括在与所述至少一个DC电源有关的最大功率点操作所述至少一个DC电源。
4.如权利要求3所述的方法，其中在与所述至少一个DC电源有关的最大功率点操作所述至少一个DC电源包括调整所述功率转换器的至少一个工作周期以便在所述最大功率点操作所述至少一个DC电源。
5.如权利要求1所述的方法，其中当存在低电压穿越事件时将所述至少一个DC电源调整至第二操作点包括至少部分地基于与所述配电系统的输出相关联的电压将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点。
6.如权利要求5所述的方法，其中将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点包括调整所述功率转换器的至少一个工作周期以便在所述减小的功率操作点操作所述至少一个DC电源。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述配电系统包括至少一个DC-AC逆变器，其输入端电耦合到所述功率转换器的输出端，并且其中所述配电系统的输出包括所述至少一个DC-AC逆变器的输出。
8.如权利要求7所述的方法，其中当存在低电压穿越事件时将所述至少一个DC电源调整至第二操作点包括至少部分地基于与所述至少一个DC-AC逆变器相关联的电压将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点。
9.如权利要求8所述的方法，其中将所述至少一个DC电源调整至减小的功率操作点包括调整所述功率转换器的至少一个工作周期。
10.一种用于操作配电系统中的功率转换器的系统，所述系统包括：
至少一个DC电源，其输出端电耦合到所述功率转换器的输入端；以及
至少一个控制器，其可进行操作以：
经由所述功率转换器并且至少部分地由最大功率点跟踪而在第一操作点操作所述至少一个DC电源；
至少部分地基于与所述配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件；以及
当存在低电压穿越事件时，经由所述功率转换器将所述至少一个DC电源调整至第二操作点，并且在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作所述至少一个DC电源。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述至少一个DC电源包括以下中的至少一个：光伏电池，燃料电池，或蓄电池。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述第一操作点是与所述至少一个DC电源相关联的最大功率点。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器还可进行操作以调整所述功率转换器的至少一个工作周期，从而在所述最大功率点操作所述至少一个DC电源。
14.如权利要求10所述的系统，其中所述第二预定操作点是所述至少一个DC电源的减小的功率操作点。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述控制器还可进行操作以调整所述功率转换器的至少一个工作周期，从而在所述减小的功率操作点操作所述至少一个DC电源。
16.如权利要求10所述的系统，还包括：
至少一个DC-AC逆变器，其输入端电耦合到所述功率转换器的输出端，并且其输出端提供AC功率源；并且
其中所述控制器可进行操作以至少部分地基于与所述至少一个DC-AC逆变器的输出相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述第一操作点是所述至少一个DC电源的最大功率点。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述控制器还可进行操作以调整所述功率转换器的至少一个工作周期，从而在所述最大功率点操作所述至少一个DC电源。
19.如权利要求16所述的系统，其中所述第二操作点是所述至少一个DC电源的减小的功率操作点。
20.一种用于操作配电系统中的功率转换器的设备，所述设备包括：
至少一个控制器，其可进行操作以：
至少部分地由最大功率点跟踪而在第一操作点操作至少一个DC电源；
至少部分地基于与配电系统相关联的电压确定是否存在低电压穿越事件；以及
当存在低电压穿越事件时，将所述至少一个DC电源调整至第二操作点，并且在减小的功率输出电平和增大的电流电平操作所述至少一个DC电源。
CN201510623674.1A 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备 Pending CN105610333A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/505877 2009-07-20
US12/505,877 US8228697B2 (en) 2009-07-20 2009-07-20 Systems, methods, and apparatus for operating a power converter
CN2010102408553A CN101958554A (zh) 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102408553A Division CN101958554A (zh) 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105610333A true CN105610333A (zh) 2016-05-25

Family

ID=43379048

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510623674.1A Pending CN105610333A (zh) 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备
CN2010102408553A Pending CN101958554A (zh) 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102408553A Pending CN101958554A (zh) 2009-07-20 2010-07-20 用于操作功率转换器的系统、方法和设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8228697B2 (zh)
EP (1) EP2290803B1 (zh)
CN (2) CN105610333A (zh)
AT (1) ATE557467T1 (zh)
AU (1) AU2010202873B2 (zh)
ES (1) ES2383856T3 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220263427A1 (en) * 2021-02-12 2022-08-18 NeoVolta, Inc. Dc photovoltaic input emulation using an ac generator source

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082443B (zh) 2009-11-27 2013-10-02 通用电气公司 直流-交流转换系统和方法
KR101036098B1 (ko) * 2009-12-04 2011-05-19 삼성에스디아이 주식회사 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법
KR101097266B1 (ko) * 2010-02-26 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 전력 저장 시스템 및 그 제어방법
US8576591B2 (en) * 2010-09-30 2013-11-05 Astec International Limited Converters and inverters for photovoltaic power systems
US8259479B2 (en) 2010-12-21 2012-09-04 General Electric Company Methods and systems for operating a two-stage power converter
WO2012114469A1 (ja) * 2011-02-23 2012-08-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電システム
WO2012155297A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 General Electric Company Power generation system, power converter system, and method of operating power converter system
CN102857089B (zh) * 2011-06-27 2014-12-10 深圳市永联科技有限公司 光伏并网逆变器的辅助电源及包含该辅助电源的光伏发电并网系统
CN102904273B (zh) * 2011-07-29 2015-05-20 通用电气公司 能量转换系统的最大功率点追踪控制和相关方法
US8537581B2 (en) 2011-08-25 2013-09-17 General Electric Company Power converter system and methods of operating a power converter system
US8964435B2 (en) * 2011-09-26 2015-02-24 General Electric Company Methods and systems for operating a power converter
DE102011115189A1 (de) * 2011-09-28 2013-03-28 Adensis Gmbh PV-Anlage mit Sicherung gegen Einspeisung in ein öffentliches Stromversorgungsnetz
WO2013060024A1 (en) 2011-10-28 2013-05-02 General Electric Company Systems and methods for using in recovering converter after grid fault event
US20130258718A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for powering equipment during a low voltage event
CN102738827B (zh) * 2012-06-20 2014-07-09 天津电气传动设计研究所有限公司 一种用于三相并网光伏逆变器的低电压穿越控制方法
KR101543059B1 (ko) * 2012-11-09 2015-08-07 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법
KR20140066055A (ko) * 2012-11-22 2014-05-30 삼성에스디아이 주식회사 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법
EP3112974B1 (en) * 2014-02-27 2019-01-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power controller and power conditioner
KR101896944B1 (ko) * 2014-09-30 2018-10-31 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법
CN104821599B (zh) * 2015-05-14 2017-04-12 国家电网公司 一种基于电流反馈提高光伏低电压穿越能力的控制方法
US10187115B2 (en) * 2015-07-13 2019-01-22 Maxim Integrated Products, Inc. Systems and methods for DC power line communication in a photovoltaic system
CN105098832A (zh) * 2015-08-10 2015-11-25 华为技术有限公司 一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统及方法
EP3185407A1 (en) 2015-12-23 2017-06-28 ABB Schweiz AG Dc/ac converter with lvrt control
DE102016120033A1 (de) * 2016-10-20 2018-04-26 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Verfahren zur Steuerung eines Photovoltaik-Wechselrichters zum Durchfahren eines Netzfehlers und Photovoltaik-Wechselrichtersystem
CN107147141B (zh) * 2017-04-20 2021-01-26 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的逆变器控制方法和装置
CN107844652B (zh) * 2017-11-09 2021-06-08 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种含电量调节层的电力系统生产模拟方法
CN108599256B (zh) * 2018-05-28 2021-04-09 河海大学 一种基于转速调节的直驱式风电机组低电压穿越控制方法
US10727759B2 (en) * 2018-08-07 2020-07-28 Garrity Power Services Llc Smart inverter
CN111463825B (zh) * 2020-04-10 2021-11-30 华中科技大学 一种含光伏的直流配电系统低电压穿越控制方法及系统
WO2022056114A1 (en) * 2020-09-11 2022-03-17 Cummins Power Generation Inc. Systems and methods for a hybrid power grid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060171182A1 (en) * 2005-01-28 2006-08-03 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
US20060267560A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Janos Rajda Device, system, and method for providing a low-voltage fault ride-through for a wind generator farm
CN101026301A (zh) * 2006-01-31 2007-08-29 通用电气公司 注入电流的方法、装置和计算机程序产品
CN101350528A (zh) * 2007-07-16 2009-01-21 歌美飒创新技术公司 风力系统及其运行方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2485827A1 (fr) * 1980-06-26 1981-12-31 Aerospatiale Procede et systeme pour la production de puissance photovoltaique
GB9725128D0 (en) * 1997-11-27 1998-01-28 Weinberg Alan H Solar array system
JP3744679B2 (ja) 1998-03-30 2006-02-15 三洋電機株式会社 太陽光発電装置
US6291764B1 (en) * 1999-03-24 2001-09-18 Sanyo Electronics Co., Ltd. Photovoltaic power generation device
US6323626B1 (en) * 2000-02-14 2001-11-27 General Motors Corporation DC/DC converter for a fuel cell having a non-linear inductor
US6369461B1 (en) * 2000-09-01 2002-04-09 Abb Inc. High efficiency power conditioner employing low voltage DC bus and buck and boost converters
US6809942B2 (en) * 2001-06-29 2004-10-26 Sanyo Electric Co., Ltd. System interconnection electric power generator and control method therefor
US6921985B2 (en) * 2003-01-24 2005-07-26 General Electric Company Low voltage ride through for wind turbine generators
US6952353B2 (en) * 2003-02-04 2005-10-04 Northeastern University Integrated magnetic isolated two-inductor boost converter
US7233129B2 (en) * 2003-05-07 2007-06-19 Clipper Windpower Technology, Inc. Generator with utility fault ride-through capability
US7016205B2 (en) * 2003-10-01 2006-03-21 General Electric Company Ripple-current reduction schemes for AC converters
JP2006025591A (ja) * 2004-06-08 2006-01-26 Toshiba Corp 車両用電源装置
WO2006005125A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Central Queensland University A device for distributed maximum power tracking for solar arrays
CN101156304B (zh) * 2005-03-11 2011-10-05 Nxp股份有限公司 开关式电力转换器及其操作的方法
WO2007140466A2 (en) 2006-05-31 2007-12-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Power conditioning architecture for a wind turbine
TWI320626B (en) * 2006-09-12 2010-02-11 Ablerex Electronics Co Ltd Bidirectional active power conditioner
US7914250B2 (en) * 2006-12-08 2011-03-29 General Electric Company Method and system for estimating life of a gearbox
US7709972B2 (en) * 2007-08-30 2010-05-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine system for satisfying low-voltage ride through requirement
US8018748B2 (en) * 2007-11-14 2011-09-13 General Electric Company Method and system to convert direct current (DC) to alternating current (AC) using a photovoltaic inverter
US7952232B2 (en) * 2008-03-13 2011-05-31 General Electric Company Wind turbine energy storage and frequency control
CN101272055B (zh) * 2008-05-07 2011-11-16 中国科学院电工研究所 一种风力发电机组低电压穿越控制方法
US7646116B2 (en) * 2008-05-22 2010-01-12 Petra Solar Inc. Method and system for balancing power distribution in DC to DC power conversion
US8120932B2 (en) * 2008-07-01 2012-02-21 American Superconductor Corporation Low voltage ride through

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060171182A1 (en) * 2005-01-28 2006-08-03 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
US20060267560A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Janos Rajda Device, system, and method for providing a low-voltage fault ride-through for a wind generator farm
CN101026301A (zh) * 2006-01-31 2007-08-29 通用电气公司 注入电流的方法、装置和计算机程序产品
CN101350528A (zh) * 2007-07-16 2009-01-21 歌美飒创新技术公司 风力系统及其运行方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《电力系统及其自动化学报》 *
张兴等: "风力发电低电压穿越技术综述", 《电力系统及其自动化学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220263427A1 (en) * 2021-02-12 2022-08-18 NeoVolta, Inc. Dc photovoltaic input emulation using an ac generator source
US11502618B2 (en) * 2021-02-12 2022-11-15 NeoVolta, Inc. DC photovoltaic input emulation using an AC generator source

Also Published As

Publication number Publication date
ATE557467T1 (de) 2012-05-15
CN101958554A (zh) 2011-01-26
ES2383856T3 (es) 2012-06-26
EP2290803A1 (en) 2011-03-02
EP2290803B1 (en) 2012-05-09
US8228697B2 (en) 2012-07-24
US20110013432A1 (en) 2011-01-20
AU2010202873A1 (en) 2011-02-03
AU2010202873B2 (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105610333A (zh) 用于操作功率转换器的系统、方法和设备
AU2016200826B2 (en) System and method for controlling ramp rate of solar photovoltaic system
US20180234051A1 (en) Current-voltage curve scan method for photovoltaic module, and optimizer
US10090701B2 (en) Solar power generation system
US20090189574A1 (en) Simplified maximum power point control utilizing the pv array voltage at the maximum power point
JP6479425B2 (ja) 最大電力点追跡装置及び太陽電池モジュールの評価方法
JP6063031B2 (ja) パワーコンディショナ及びその制御方法
JP2014517663A (ja) 太陽光発電システムのための自動電圧調整
CN105375510A (zh) 光伏逆变器系统及其在高开路电压的启动方法
US9660451B1 (en) Islanded operation of distributed power sources
KR20160097865A (ko) 직류버스전압 정보를 이용한 하이브리드 에너지 저장 시스템 및 방법
US10720777B2 (en) DC integration of battery for expanding the DC:AC ratio limit of a PV inverter
JP2014512170A (ja) 優先度別電気供給機能を備える制御されたコンバータアーキテクチャ
KR101408855B1 (ko) 태양광 모듈용 마이크로 컨버터 장치 및 그 제어방법
CN102118122B (zh) 实现最大功率点跟踪方法、发电模块、控制模块及系统
CN115065321B (zh) 非看门狗式的自动控制电压安全的优化装置及光伏系统
US11502618B2 (en) DC photovoltaic input emulation using an AC generator source
CN108336743B (zh) 一种基于分布式电源并网逆变器的本地电压控制方法
CN110289632A (zh) 一种新能源电网控制方法
KR102234527B1 (ko) 발전 연계형 ＥＳＳ의 주파수 추종 제어를 이용하는 ＳｏＣ 관리 장치 및 방법
WO2024131045A1 (zh) 光伏设备以及提升光伏设备的光伏利用率的方法
KR20200136658A (ko) 가상 저항 방식의 pcs 드룹 제어 장치 및 이를 이용한 에너지 저장 시스템
US20220416546A1 (en) Photovoltaic system and control method
CN118554459A (zh) 一种微网母线电压控制系统
CN117639074A (zh) 一种光伏逆变器并网控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160525