CN110521077A - 具有逆变器输入电压控制的电源系统 - Google Patents

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Abstract

基于电网的交流(alternating current，AC)电压控制来自多个直流(direct current，DC)电源模块的组合输出的DC总线电压。所述DC总线电压跟踪AC电网电压以提供DC电源和AC电网之间的有效转换，即使在所述AC电网电压的振幅变化时也如此。在一个示例中，基于检测到的AC电网电压产生可变参考电压。所述参考电压的增减与所述AC电网电压的增减成比例。以此方式，避免了所述总线电压和所述电网电压之间的较大差异。通过密切跟踪所述两个电压，能实现用于功率转换的调制指数的效率。

Description

具有逆变器输入电压控制的电源系统
本发明要求2017年5月12日递交的发明名称为“具有逆变器输入电压控制的电源系统”的第15/594,231号美国申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。
背景技术
现代电源系统可包括许多类型的不同电源。举例来说，直流(direct current，DC)电源系统通常集成到传统交流(alternating current，AC)电网中以向所述电网提供补充功率或以其它方式与所述电网介接。这些系统可在市电提供商的大规模实施方案中或企业和住宅用户的小规模实施方案中存在。
太阳能面板是一种产生直流(DC)电压的常见类型的电源，但也存在例如电化学电源等其它类型的DC电源。通常，来自一个太阳能面板的DC电压和DC电流远低于交流(AC)电网所需的电压和电流的需求。通常，许多太阳能面板组合使用以为AC电网提供必需的电压和电流。DC电压/电流还需要转换为AC电压/电流。一个显著的挑战是，将来自每一太阳能面板的DC功率有效地传递到AC电网。应注意，此问题不限于从DC功率转换到AC功率。即使太阳能面板(或其它DC电源)待组合以提供DC功率，但在有效地“组合”DC功率的过程中仍然存在挑战。此挑战中的一个显著因素是，太阳能面板的功率/电压/电流输出并不固定。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种装置，所述装置包括：多个直流(directcurrent，DC)电源模块，其包括至少具有第一输出的第一电源模块和具有第二输出的第二电源模块；连接所述多个DC电源模块的总线，所述总线串联连接第一输出和第二输出；逆变器，其具有直流(DC)端子和交流(alternating current，AC)端子；以及管理电路，其用于确定AC端子处的AC电压且基于AC电压控制DC端子处的直流(DC)电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，管理电路用于基于AC电压产生DC参考电压；且管理电路用于基于DC参考电压控制DC电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，管理电路用于通过基于AC输出电压改变被提供给AC输出的电流的量来控制DC输入电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，管理电路用于响应于AC电压的第一量值提供处于第一电压电平的DC电压，且响应于AC电压的第二量值提供处于第二电压电平的DC电压；DC电压的第一电压电平高于DC电压的第二电压电平；且AC电压的第一量值高于AC电压的第二量值。
任选地，在先前方面中的任一个中，DC电压是所述多个DC电源模块的组合输出电压，所述组合输出电压对应于所述多个DC电源模块的个别输出电压的总和。
任选地，在先前方面中的任一个中，管理电路用于检测AC端子处AC电压的第一量值和第二量值。
任选地，在先前方面中的任一个中，管理电路包括耦合到总线的控制器；所述控制器用于通过基于AC电压的第一量值进行滤波产生处于第一参考电平的参考电压，且通过基于AC电压的第二量值进行滤波产生处于第二电平的参考电压；且控制器用于基于组合第一参考电平和第一电压电平来确定第一量的参考电流，且用于基于组合第二参考电平和第二电压电平来确定第二量的参考电流。
任选地，在先前方面中的任一个中，逆变器的DC端子连接到总线且用于接收DC电压；且逆变器的AC端子连接到提供AC电压的电网。
任选地，在先前方面中的任一个中，每一DC电源模块包括耦合到具有输出的DC功率转换器的DC电源，所述DC功率转换器的所述输出串联耦合。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述多个电源模块是多个光伏电源模块，所述多个光伏电源模块的每一电源模块具有多个光伏电池。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述多个电源模块是多个电化学功率存储模块，所述多个电化学功率存储模块的每一电源模块具有多个电化学电池。
根据本公开的一个方面，提供一种计算机实施的方法，包括：在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压；在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电，所述交流电是基于DC电源模块的组合输出电压而产生；在AC端子处检测具有可变振幅的电网的AC电压；以及基于AC电压的可变振幅产生可变参考电压来控制组合输出电压的电平。
任选地，在先前方面中的任一个中，产生可变参考电压包括：基于AC电压的第一振幅产生处于第一参考电平的可变；以及基于AC电压的第二振幅产生处于第二参考电平的可变参考电压；其中第一振幅大于第二振幅；且其中可变参考电压的第一参考电平高于可变参考电压的第二参考电平。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述方法进一步包括：响应于可变参考电压的第一参考电平产生处于第一电压电平的组合输出电压；以及响应于可变参考电压的第二参考电平产生处于第二电压电平的组合输出电压；其中组合输出电压的第一电压电平大于组合输出电压的第二电压电平。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述方法进一步包括基于AC电压的可变振幅产生用于导出到AC输出的输出电流的可变参考。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述多个电源模块的组合输出电压是所述多个电源模块的个别DC输出电压的总和。
任选地，在先前方面中的任一个中，所述多个电源模块是多个光伏电源模块；且每一电源模块包括功率优化器和具有多个光伏电池的光伏面板。
任选地，在先前方面中的任一个中，每一电源模块的功率优化器包括DC功率转换器。
任选地，在先前方面中的任一个中，可变振幅是AC电压的可变峰值振幅。
根据本公开的一个方面，提供一种存储用于控制直流(DC)电源的计算机指令的非瞬时计算机可读介质，所述计算机指令在由一个或多个处理器执行时致使所述一个或多个处理器执行以下步骤：检测耦合到电网的逆变器的AC端子处的交流(AC)电压；针对连接到逆变器的DC端子的总线基于AC端子处的AC电压确定参考电压，所述总线串联连接多个DC电源模块的输出；以及产生参考电压的一个或多个指示以便基于逆变器的AC端子处的AC电压的量值提供处于某一电压电平的总线电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，检测AC电压的步骤包括检测逆变器的AC端子处的AC电压的第一量值和AC电压的第二量值；确定参考电压的步骤包括基于AC电压的第一量值和AC电压的第二量值确定参考电压的第一参考电平和参考电压的第二参考电平；且产生参考电压的一个或多个指示的步骤包括产生参考电压的第一参考电平的第一指示以提供处于第一DC电压电平的总线电压，以及产生参考电压的第二参考电平的第二指示以提供处于第二DC电压电平的总线电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，产生DC参考电压的一个或多个指示包括：产生处于第一参考电平的参考电压；以及产生处于第二参考电平的参考电压。
任选地，在先前方面中的任一个中，其中所述步骤包括以下步骤：基于参考电压的第一参考电平的指示产生第一量的参考电流；基于参考电压的第二参考电平的指示产生第二量的参考电流；以及通过基于第一量的参考电流向电网提供第一量的AC输出电流来产生处于第一DC电压电平的总线电压，以及通过基于第二量的参考电流向电网提供第二量的AC输出电流来产生处于第二DC电压电平的总线电压；其中参考电压的第一参考电平高于参考电压的第二参考电平；且其中第一量的AC输出电流大于第二量的AC输出电流。
根据本公开的一个方面，提供一种装置，其包括：用于在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压的装置；用于在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电的装置，所述交流电是基于DC电源模块的组合输出电压而产生；用于在AC端子处检测具有可变振幅的电网的AC电压的装置；以及用于基于AC电压的可变振幅产生可变参考电压来控制组合输出电压的电平的装置。
提供此发明内容是为了以简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容并非意图指明所主张的标的物的关键或基本特征，并且也非意图用于辅助确定所主张的标的物的范围。所主张的标的物不限于解决在背景技术中所指出的任何或所有缺点的实施方案。
附图说明
图1为包括多个电源模块的电源系统的示例的方框图；
图2为包括具有串联连接的功率单元的多个电源模块的电源系统的示例的方框图；
图3A-3B为在不同条件期间具有多个光伏模块的电源系统的操作的方框图；
图4为通过基于恒定参考电压控制输入总线电压的电源系统操作的示例方的框图；
图5为交流(AC)输出电压、直流输入电压和恒定参考电压的曲线图；
图6为在一个实施例中基于输出电网电压提供对输入总线电压的控制的电源系统的方框图；
图7为在一个实施例中的交流(AC)输出电压、直流输入电压和可变参考电压的曲线图；
图8为在一个实施例中用于基于输出电压控制输入总线电压的过程的流程图；
图9为在一个实施例中用于检测总线控制电路处的输出电压的过程的流程图；
图10为在一个实施例中用于基于输出电网电压控制输入总线电压的控制器的方框图；
图11为在一个实施例中用于使用参考电流控制输入总线电压的过程的流程图；
图12为在一个实施例中的控制器的方框图；
图13为在一个实施例中包括与总线控制电路分开实施的控制器的电源系统的方框图；
图14为例如控制器等计算系统的方框图。
具体实施方式
本公开涉及用于电源系统控制的技术，例如控制来自直流(DC)电源的组合的功率、电压和/或电流的递送。举例来说，所述技术可用于控制例如光伏(例如，太阳能)电池、电化学电池和DC电池等DC源。在一个实施例中，所述技术可用于将功率从直流(DC)电源转换到电网或其它负载的交流(AC)功率要求。举例来说，所公开技术提供基于逆变器的AC输出电压的量值对DC输入电压的控制。
在一个实施例中，系统包括个别地产生DC电输出的多个电源模块，所述DC电输出通过总线(也称为“串式总线(string bus)”)串联连接。在此布置中，总线的输出电压是通过总线连接的电源模块的个别输出电压的总和。此类总线可用于光伏系统中以组合多个光伏模块的输出，从而实现被提供给逆变器的所要输出电压。逆变器随后将来自总线的此DC输入转换为AC输出。被提供给逆变器的电压可维持在可接受范围内以提供适当水平的逆变器效率。举例来说，总线可在一些情况下将200-500伏的范围中的功率提供到逆变器。逆变器输入电压可维持在比输出电压稍高的电压下，以实现有效的逆变器操作，使得为了产生来自逆变器的230伏AC输出(即，230伏均方根电压，或325伏峰间值)，将DC输入维持在约390伏的范围中(例如380-400伏，或350-440伏)可能是有效的。
光伏模块可产生主要取决于并非恒定的日光的强度和波长(例如，日时、时节、温度、云量，和可能影响光伏模块输出的其它因素)的电流和电压。因此，光伏模块可产生不同量的功率，且可提供在DC电压和/或电流方面变化的输出。当组合来自此类可变电源的输出时维持效率具有挑战性。举例来说，当来自总线的输出电压是有时以不可预测方式波动的个别光伏模块输出的总和时，将从总线到逆变器的输出电压维持在某一范围内(例如，逆变器的安全限制和/或有效操作范围内)可能具有挑战性。对于除光伏模块外的电源模块，其它因素也可能导致波动，且可能使控制具有挑战性。
除电源模块的输出的变化之外，电网或连接到一组电源模块的其它负载的电压也可变化。举例来说，一些电网可预期波动或具有约10％的电压变量。耦合到DC电源系统的电网的电压的此类变化在DC电源和AC电网之间有效地转换的过程中提出了挑战。举例来说，变化可能导致功率转换的调制指数减小，所述调制指数表示AC电压峰值与DC总线电压的比率。
在一个实施例中，基于连接到电网或负载的逆变器的AC端子控制耦合到总线的逆变器的DC端子。控制DC端子来跟踪AC端子以提供DC电源和AC电网之间的有效转换，即使当AC电网电压的振幅变化时也如此。在一个示例中，基于对应于电网电压的AC端子处检测到的AC电压产生可变参考电压。检测到的AC电压是经由逆变器连接到电源的负载或电网的电压。在一个实施例中，所述参考电压与AC端子电压的增加和减小成比例而增加和减小。以此方式，避免了总线电压和电网电压之间的较大差异。通过密切跟踪两个电压，可实现功率转换的高调制指数，这实现高效率。
图1是描绘包括多个电源模块104的电源系统100的示例的框图。在此示例中，每一电源模块是光伏模块104。每一光伏模块104包括光伏面板(photovoltaic panel，PV)106和相应的模块输出电路108，所述模块输出电路用于控制其所位于的光伏模块的输出。模块输出电路104接收来自其相应模块中的光伏面板的输入，且将输出提供到总线110。光伏面板还可在本文中被称作太阳能面板。每一模块输出电路104将来自一个或多个太阳能面板的DC电压/电流转换为被提供给总线110的DC输出电压。模块输出电路104包括DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路可包括升压-降压电路、降压-升压电路、其它开关模式电源电路，或其它类型的DC/DC功率控制电路，包括线性电源电路。DC/DC转换电路可归因于电路提供的控制机制而被称为功率优化器，以优化DC功率从DC源到总线的传递。总线110将DC输入提供到逆变器112，所述逆变器产生AC输出。AC输出随后通过仪表114到达电网(例如可商购的公用电网)120以供分配给电消费者。电消费者为电网提供负载122，所述负载可通过仪表116和/或开关118。在其它示例中，可使用逆变器输出，而不通过可商购的电网(例如光伏模块可提供专门在单个位置消耗的功率，所述单个位置例如是光伏模块所处的房屋或其它建筑物)。在AC输出不供应给电网的情况下，仪表可能不是必需的，且逆变器可直接将AC功率供应到负载。举例来说，在家用光伏系统中，逆变器可提供为家庭供电的AC输出。以下示例可适用于各种电源模块配置，且不限于连接到电网的光伏模块或任何其它特定配置。
图2是包括各自具有相应模块输出电路108的光伏模块104的系统200的示意性图解。应理解，模块的数目n可以是取决于所要总线电压和/或其它因素的任何合适的数目。在给定光伏模块中，光伏电池(“PV电池”)串联连接以将输入提供到模块输出电路。举例来说，在每一光伏模块104中，模块输出电路108从串联连接的光伏电池205接收输入，且产生被提供给总线210的DC输出。
在其它系统中，其它类型的功率单元可串联连接以形成其它电源模块。举例来说，电化学电池可类似地串联连接在电化学电源模块或功率存储模块中。功率单元的示例包括光伏电池和电化学电池。光伏电池将光子转换为功率。光伏电池可转换可见光谱中和可见光谱附近包括的各种波长的光子(例如红外辐射)。
总线210由导体形成，所述导体例如连接光伏模块的输出端子的导电金属线材。总线210串联连接光伏模块104使得电压加在一起以产生组合电压，所述组合电压是其个别电压输出的总和。确切地说，每一PV模块中的模块输出电路的输出串联连接。举例来说，每一模块输出电路中的功率优化器的输出可串联连接。在图2中，每一光伏模块具有为负(“-”)的下部端子和为正(“+”)的上部端子，其中下部光伏模块的正端子连接到其上方的相邻光伏模块的负端子。举例来说，光伏模块104d的正端子连接到光伏模块104b的负端子，且光伏模块104b的正端子连接到光伏模块104a的负端子。光伏模块104a的正端子连接到逆变器112的正输入端子，而光伏模块104n的负端子连接到逆变器112的负输入端子。因此，逆变器112接收输入，所述输入是连接到总线210的所有光伏模块输出的总和(减去任何电阻损失)。举例来说，如果每一光伏模块104a-n提供10伏的输出电压，则由总线210供应给逆变器112的组合输出电压将为10x n。
在操作中，不同光伏模块104a-n的贡献可由于一些原因而变化，使得由个别光伏模块104a-n提供到总线210的电压、电流和功率可变化，且可致使到逆变器112的总线输出电压变化。举例来说，外部条件可导致光伏模块输出的改变。改变天气(包括云量)可能不同地影响不同光伏模块，尤其是在光伏模块广泛地分散的情况下。阴影可能在各个时间横穿各个光伏模块，从而致使个别光伏模块在不同时间提供不同输出。光伏模块可具有不同定向，使得其在一天中的不同时间具有不同效率。内部因素也可能会以非均一方式影响光伏模块。光伏模块还可由于个别光伏模块内部的因素而提供不同贡献。举例来说，光伏模块可能以不同速率磨损，使得一些光伏模块可能随着时间的过去变得不如其它光伏模块那么有效，且可能其所贡献的电压、电流和/或功率更加有限。新更换的光伏模块可比较旧的光伏模块更高效。内部故障可能致使光伏模块临时或永久地提供减小的输出。其它因素也可能导致光伏模块输出电压、电流和/或功率的变化。
图3A-3B示出如何改变条件可影响光伏系统300，在该光伏系统中，多个光伏模块输出电路108的输出通过总线210串联连接。图3A展示所有输出相等的情境，其中每一光伏面板“PV”产生一百瓦(100W)功率，且每一模块输出电路108在二十伏(20v)的输出电压和五安培(5.0A)的电流下在总线210上提供此100W功率。电源模块的组合输出电压Vbus为80V，且经过模块和总线的电流为5.0A。
图3B展示一个光伏面板的功率输出减小到二十瓦(20W)的情境。在此示例中，云层可能在例如模块104c中的光伏面板上形成阴影。然而，将理解，这几个不同因素可能致使一个或多个光伏面板产生低于寻常的功率。由于功率降低，模块104c处的模块输出电路108提供四点五伏(5.0v)的减小的输出电压和四点五安培(4.0A)的电流。在此示例中，其它模块处的模块输出电路产生二十五伏(25v)的增加的电压(数字是四舍五入后的)。在某些情况下，图3B中展示的光伏模块输出电压可将到逆变器(图3B中未图示)的总线输出电压维持在规定范围内。在其它情况下，可需要额外调整来将总线输出电压保持在规定范围内。举例来说，在此情境中，在四个模块连接到总线的情况下，输出电压保持(3x 25)+5.0V＝80V。对模块输出电路的输出电压的额外调整可能是合意的，以使总线210的输出电压回到可接受范围(例如，回到75-85v范围内)。如果存在较多模块，则此调整可能是足够的，即，如果每一不受影响的模块将其输出电压增加多达两伏(2v)，则在具有八个或更多不受影响的模块的系统中，受影响模块中的十六伏降低可由不受影响的模块组成。
逆变器和/或控制器通常控制DC电源系统以管理个别电源模块的贡献的变化。图4是描绘PV模块的多个串354a-n和逆变器112的电源系统的框图。每一串内的电源模块如图2中所描述串联连接。所述串内模块的电压相加以产生组合电压，所述组合电压是串内模块的总和。所述串并联连接使得组合总线输出电压Vbus等于个别串的电压。
在一个示例中，逆变器112将总线210的总线输出控制在规定范围内。举例来说，逆变器112可提供用于调节总线输出电压的恒定总线参考电压。逆变器112控制总线输出电压以遵循总线参考电压或与之成比例。以此方式，逆变器112通过控制总线输出电压Vbus来控制输入电压。通过跟踪基本恒定的总线参考电压，总线输出电压将基本恒定。各种技术可用于控制组合总线输出电压。在一个示例中，逆变器112可修改导出到AC电网的输出电流。通过改变逆变器的输出电流，可调节到逆变器的总线电压。在另一示例中，逆变器112可将控制信号提供到每一模块的模块输出电路108。模块输出电路可控制其个别输出电压以控制总线输出电压。
图5描绘曲线图450，其示出使用恒定参考电压控制用于将功率导出到AC电网的逆变器的DC总线电压。举例来说，线452描绘逆变器的AC端子处的交流(AC)电压等于AC电网的电压。线454描绘用于耦合到逆变器的总线的参考电压Vbus_ref。线456描绘逆变器的DC端子处来自总线的DC电压Vbus。
线452示出其中电网的电压Vgrid具有随着时间的过去变化的量值和振幅的条件的示例。Vgrid在大约0.01s处的第一时间具有约350V的峰值量值。然而，在时间0.35s处，电网电压的峰值量值突降到约300V。
线454描绘可用于控制到逆变器的输入总线电压的传统参考电压Vbus_ref。Vbus_ref贯穿从0.00s到0.40s的时间具有约350V的恒定电压。通常使用恒定Vbus_ref，使得电源模块的组合输出的总线电压Vbus随着时间的过去保持恒定。个别电源模块可调整其输出功率，包括电压和/或电流，以随着条件变化维持基本恒定的Vbus。
线456描绘从参考电压Vbus_ref产生的DC电压Vbus。电压Vbus通过跟踪恒定参考电压而保持基本恒定。在此示例中，Vbus具有约20V的AC振幅，在350V处居中。
总线电压Vbus中的纹波出于示例性目的而提供，且在其它示例中可能不存在，例如在均衡三相逆变器系统中。举例来说，在单相逆变器中，可使用大电容器来存储功率，作为DC功率和AC功率之间的转换的一部分。大电容可导致Vbus电压中的小正弦纹波，如所示。然而，在三相逆变器中，可能不需要大电容器，使得不存在相当大的纹波。
恒定参考电压Vbus_ref的使用可能导致电源模块的组合DC电压的使用效率低下。举例来说，当电网电压如图5所示突降时，总线电压Vbus保持相同。在此示例中，AC电网电压峰值量值和DC总线电压Vbus的电平之间存在50V差。所述电压差可能导致DC总线电压的利用率不佳。确切地说，逆变器的调制指数随着电网电压Vgrid相对于输入电压Vbus减小而减小，这可能导致逆变器的效率较低。
图6是描绘根据一个实施例的电源系统500的框图，所述电源系统提供可变DC总线电压来跟踪电网的AC电压。系统500包括如先前描述的电源模块的多个串354a-354n。可使用任何数目的串，其将个别电源模块串联连接在串内且所述串并联。
总线控制电路502在DC端子处连接到总线210，总线串联连接每一串内的电源模块的输出。总线控制电路502包括DC端子514，其连接到总线且接收组合输出电压Vbus。总线控制电路502包括连接到具有电压Vgrid的电网的AC端子516。总线控制电路502可包括逆变器512和控制器504，所述控制器用于控制逆变器所进行的输入DC功率到输出AC功率的转换。
根据一个实施例，总线控制电路502包括电压控制器504，其用于基于总线控制电路的AC端子电压控制总线控制电路的DC端子处的电压Vbus。控制器504检测逆变器512的AC端子处的电压Vgrid，且基于电压Vgrid控制电压Vbus。在一个实施例中，控制器产生可变参考电压Vbus_ref以具有基于电压Vgrid的量值或振幅的电压电平。参考电压大体上与电压Vgrid成比例。以此方式，参考电压的电平与AC端子电压的增加和减小成比例而增加或减小。控制器504继而基于参考电压Vbus_ref控制Vbus。相应地，DC端子电压Vbus与AC端子电压Vgrid的改变成比例而变化。
基于电压Vgrid控制电压Vbus可实现将来自DC电源模块的功率传递到AC电网的效率增加。对应于串中的电源模块的组合输出电压的输入电压Vbus紧密耦合到电网电压Vgrid以维持功率转换的高调制指数。以此方式，逆变器功率转换中的损耗可最小化。
在一个实施例中，总线控制电路502包括逆变器512和用于控制逆变器所进行的功率转换的控制器504。控制器504可包括处理器、微处理器或多个处理设备，提供用于逆变器的控制级。在一个实施例中，控制器504包括电压控制电路。总线控制电路502的任何一个或任何组合，包括逆变器110和控制器504以及模块输出电路108，可被称为管理电路。管理电路还可或替代地指代如下文中描述的总线控制电路502外部的控制器。管理电路执行本文中所描述的功能。在一个示例中，管理电路可包括例如微控制器等控制器。控制器可包括处理器、ROM、RAM和存储器接口。存储设备(例如，ROM、RAM)包括例如指令集等代码，且处理器可操作以执行所述指令集以提供本文中所描述的功能性。与存储设备和处理器通信的存储器接口是提供用于控制器的电接口的电路。总线控制电路502是用于在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电的装置的一个示例，其中所述交流电是基于多个DC电源模块的组合输出电压而产生。
图7描绘曲线图460，其示出基于电网或其它负载的AC电压控制来自用于多个电源模块的总线的DC电压。线462描绘逆变器的AC端子处的交流(AC)电压等于AC电网的电压。线464描绘用于耦合到逆变器的DC端子的总线的参考电压Vbus_ref，且线466描绘总线的总线电压Vbus。
如先前描述，电网电压的峰值量值在图7中描绘的时间周期期间下降约50V。确切地说，所述峰值量值在0.175s到0.225s之间的时间周期内随着振幅减小而从约350V下降到约300V。
为了维持用于DC到AC功率转换的高调制指数，提供由线466所示的可变参考电压Vbus_ref。如所展示，参考电压在0.20s处开始减小。参考电压在0.20s处为约350V。电压在0.25s处降低到约310V。参考电压保持在310V，而输出电压保持在300V。
被提供给总线控制电路的DC端子的所得总线电压Vbus跟踪参考电压Vbus_ref，如由线464所示。以此方式，DC端子电压紧密耦合到电网的AC电压。避免了AC端子电压和DC端子电压之间的较大差异，以维持用于功率转换的高调制指数。
图8是描述过程500的流程图，所述过程基于电网的AC电压的振幅控制DC功率到AC电网的转换。过程500可在图6的环境中使用控制器来控制被提供给总线控制电路502的DC电压来实践，但不限于电源系统环境的此示例。举例来说，过程500可由与总线控制电路502分开实施的管理电路实践。
在步骤502处，检测总线控制电路502的AC端子处的电压Vgrid。在一个实施例中，例如电压控制器504等管理电路检测总线控制电路的逆变器处的电压。在另一示例中，管理电路可从传感器、设备或其它模块接收电网电压的指示。在又一示例中，管理电路可在步骤502处检测或接收电网电压的指示。在一个示例中，电网电压的指示可以是电网电压本身。步骤502可包括确定AC电压的量值或振幅。
在步骤504处，基于电网电压Vgrid的量值计算用于连接电源模块的总线的参考电压Vbus_ref。在一个实施例中，通过确定电网电压的峰值振幅计算参考电压。此外，可执行电网电压的滤波和/或缩放以便确定适于特定实施方案的参考电压。计算参考电压可包括计算参考电压的电压电平。
在步骤506处，基于所计算的参考电压控制总线控制电路的DC端子处的电压。步骤506可包括基于所计算的参考电压改变来自总线的输入电压Vbus。步骤506可包括紧密地耦合输入电压Vbus以跟踪参考电压Vbus_ref。在一个示例中，步骤506包括尝试将误差减小为等于Vbus的量值和Vbus_ref之间的差。可控制参考电压Vbus_ref的电平以借此控制总线电压Vbus的电平。步骤506可包括控制从逆变器提供到电网的交流电以便控制逆变器的DC端子处的总线电压Vbus。
图9是描述过程510的流程图，所述过程检测用于总线控制电路的AC端子处的交流电压，所述总线控制电路具有耦合到多个电源模块的直流DC端子。在一个示例中，过程510可在图8的步骤502处使用。过程510描述确定耦合到电网的逆变器的AC端子处的电压。在一个示例中，AC端子电压是可作为产生待注入到电网中的AC电流的过程的一部分而检测到的电网电压。过程510可在图6的环境中使用控制器来控制总线控制电路502的DC端子处的电压而实践，但不限于电源系统环境的此示例。举例来说，过程510可由与总线控制电路502分开实施的管理电路实践。
在步骤514处，从总线接收直流输入。在一个示例中，总线串联连接多个电源模块，且提供等于由串联连接的电源模块的群组产生的输出电压的总和的总线电压Vbus。在一个实施例中，DC输入是组合输出电压Vbus。在步骤514处，DC输入转换成用于电网或其它负载的AC输出。标准电压转换可由逆变器使用以从直流信号产生具有正弦形状的交流信号。
在步骤516处，确定逆变器的AC端子处的电压Vgrid。在一个实施例中，在步骤516处确定逆变器的AC端子处的AC电压的峰值振幅。可在步骤516处计算或测量AC电压。在一个实施例中，确定峰值振幅包括确定AC电压的绝对值的峰值量值。可取AC端子电压的绝对值，随后确定所述绝对值的峰值。在一个实施例中，步骤516包括产生AC电压的指示。所述指示可由控制器504使用以产生总线参考电压。在另一示例中，所述指示可由与总线控制电路分离的管理电路使用。总线参考电压可用于产生参考电流。参考电流可用于控制由逆变器注入到电网的电流量。
图10是在一个实施例中控制器600的一部分的框图。图10是用于基于AC输出控制DC总线输入的如图6所示的控制器的一个示例。控制器600可使用硬件、软件和/或固件实施。
控制器600在AC端子处接收电网的电压Vgrid。可接收电网电压的指示或实际电网电压。电网电压被传递到绝对值单元602，所述绝对值单元确定电网电压的绝对值。如图6所示，举例来说，电网电压为具有在正电平和负电平之间振荡的正弦形状的AC电压。绝对值模块提供电网的不同信号的绝对值。
绝对值随后通过峰值计算单元604，所述峰值计算单元确定电网电压的峰值振幅或量值。峰值振幅随后通过滤波器单元606。在一个示例中，滤波器单元606是低通滤波器，其移除电网电压量值中的尖峰或其它端值。滤波器单元可用于通过控制器600控制对参考电压的改变。举例来说，可使用滤波来减缓对参考电压和输入电压的变化速率。
滤波后信号随后被传递到缩放单元608。可使用缩放单元将参考电压的值增加到电网的电平以上。通过缩放电网电压以计算参考电压，可减小或避免过调和/或其它误差。在一个示例中，缩放单元608提供缩放因子1.05，但可使用适于特定实施方案的其它因子。
在此示例中，缩放单元的结果是参考电压Vbus_ref的电压电平。随后在额外级中使用参考电压Vbus_ref来通过改变被提供给电网的输出电流而控制总线电压Vbus。参考电压被传递到减法器610或其它组合器。在滤波器模块612处接收DC端子处的电压Vbus。滤波器模块612可提供Vbus电压的低通滤波，类似于滤波器模块606。滤波后Vbus电压随后被提供给减法器610。减法器610组合参考电压Vbus_ref和总线电压Vbus以产生表示值之间的差的误差。在一个示例中，减法器610从参考电压的电平减去总线电压的电平以确定误差量。
产生于减法器计算的误差随后被传递到比例积分(PI)单元614。PI单元614使误差量作为输入，且基于误差量产生参考电流Iref。在一个实施例中，PI单元产生电流参考Iref。在一个实施例中，参考电流Iref是由总线控制电路产生的交流电的量值。在一个实施例中，参考电流是以注入到电网中为目标的电流量。PI单元614可基于误差控制参考电流，这继而将控制总线电压Vbus。举例来说，如果误差为指示总线电压Vbus的电平高于参考电压Vbus_ref的正值，则Iref可增加。通过增加由总线控制电路产生的输出AC电流的量，从DC总线电容器汲取的电流量增加，这导致Vbus下降。在一个实施例中，PI单元614选择最小参考电流Iref_min和最大参考电流Iref_max之间的参考电流Iref的量，以避免输出电流超出逆变器的容量。在一个实施例中，PI模块614提供比例积分控制以提供对Iref电流的改变，借此控制从DC总线电容器汲取的电流和总线电压。虽然比例积分控制在此处说明的示例中使用，但可使用任何合适的形式的反馈控制。
图11是描述过程700的流程图，所述过程基于电网或其它负载的AC电压控制来自多个电源模块的组合DC总线电压Vbus。在一个示例中，可在图8的步骤506处使用过程700。过程700描述以下过程：访问逆变器的AC端子处的AC电压，基于所述AC电压产生参考总线电压，以及产生跟踪参考总线电压的DC总线电压。可在图6的环境中使用电压控制器来控制到总线控制电路502的DC输入而实践过程700，但不限于电源系统环境的此示例。举例来说，可由与总线控制电路502分开实施的管理电路实践过程700。
在步骤702处，接收交流(AC)输出电压。在一个示例中，在步骤702处接收用于电网或连接到总线控制电路的其它负载的AC电压Vgrid。在一个实施例中，在步骤702处接收AC电压的指示。所述指示可以是实际AC电压或所述电压的表示，例如AC电压的数字或模拟表示。
在步骤704处，确定电压Vgrid的绝对值。在步骤706处，从所述绝对值确定AC电压的峰值振幅。在一个实施例中，步骤706包括确定AC电压的峰值量值。在步骤708处，由低通滤波器对峰值振幅进行滤波以移除尖峰或其它端值，以便减缓对参考电压和输入电压的变化速率。
在步骤710处，计算参考电压Vbus_ref。在一个实施例中，通过缩放滤波后输出信号来计算参考电压。可缩放滤波后电压(例如，缩放1.05倍)以将参考电压的值增加到电网的电平以上。缩放的结果为参考电压Vbus_ref。在一个实施例中，步骤710包括确定参考电压Vbus_ref的电压电平。
在步骤712处，接收DC总线电压Vbus。在步骤714处，使总线电压Vbus通过低通滤波器。应注意，可独立地执行步骤712和714，而与步骤702-710的次序无关。举例来说，在一个实施例中，并行执行步骤702-710。在步骤716处，基于参考电压Vbus_ref和输入总线电压Vbus计算误差。在实施例中，使用减法器来组合参考电压Vbus_ref和总线电压Vbus以产生表示值之间的差的误差。
在步骤718处，基于电压之间的误差确定参考电流。在一个实施例中，PI模块使用所述误差连同其它参数以使用比例积分控制来产生参考电流。在一个实施例中，确定参考电流的量。
在步骤720处，基于步骤718处的参考电流产生输出AC电流。在一个实施例中，逆变器提供与步骤718中产生的参考电流的量或电平成比例的输出电流的量或电平。通过控制参考电流，控制总线电压Vbus。参考电流的量可增加，借此增加导出到AC电网的输出电流的量。通过增加输出到AC电网的电流量，总线电压的电平将减小。如果参考电流减小，则导出到电网的输出电流减小。通过减小输出到AC电网的电流，总线电压将增加。
图12是装置900的一个实施例的框图，所述设备用于基于耦合到逆变器的AC端子的电网的AC电压控制从多个电源模块到逆变器的DC端子的组合输出电压。在一个实施例中，装置900可包括如图6所示的控制器504。装置900还可包括独立的控制器或如上文所描述的其它计算设备。在某些实施例中，可基于装置900执行过程500、510和700。装置包括电压检测单元902、参考控制单元904和总线控制单元906。各种单元可利用硬件和/或软件的任何组合实施。
一般来说，电压检测单元902用于确定电网的AC电压。在一个实施例中，电网的AC电压是逆变器或连接到多个DC电源模块的其它电压转换器的AC端子处的电压。单元902可用于确定耦合到电网的AC端子的AC电压。电压检测单元902是电压检测装置的一个示例，所述电压检测装置用于确定或检测耦合到AC电网的逆变器的AC端子处的AC电压。电压检测单元902是用于从连接多个电源模块的输出的总线接收DC电压和电流的装置的一个示例。电压检测单元902是在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压的装置的一个示例。电压检测单元是用于在AC端子处检测具有可变振幅的AC电压的装置的一个示例。
参考控制单元904用于产生用于控制耦合到逆变器的DC端子的DC总线的一个或多个参考信号。参考控制单元904可用于产生用于控制总线电压的参考电压或用于控制总线电压的参考电流。参考控制单元904可替代地或额外产生参考电压或电流的一个或多个指示。参考控制单元904可控制参考电压的电压电平或参考电流的量。参考控制单元904是用于提供用于串联连接多个电源模块的输出的总线的参考DC电压的参考控制装置的一个示例。参考控制单元904是用于基于AC电压的振幅产生可变参考电压来控制来自总线的DC输入的装置的一个示例。参考控制单元904是用于产生可变参考电流来控制总线的DC电压的装置的一个示例。参考控制单元904是用于基于电网的AC电压确定DC参考电压且产生DC参考电压的一个或多个指示的装置的一个示例。
总线控制单元906用于基于电网的AC电压控制从多个电源模块提供给逆变器的DC端子的DC总线电压。在一个示例中，总线控制单元906用于基于AC电压控制总线电压。总线控制单元906基于跟踪电网的AC电压的参考电压或电流控制总线电压。总线控制单元906是用于基于随AC电压变化的参考DC电压控制DC电压的装置的一个示例。输入控制单元906是用于基于电网的AC电压的可变峰值量值控制来自总线的DC电压的装置的一个示例。
图12的单元可包括或形成为任何合适的处理设备的一部分。图12的单元可包括或形成为逆变器或总线控制电路502的一部分。在一些示例实施例中，装置900可进一步包括用于执行实施例中描述的步骤中的任一个或组合的一个或多个元件。根据本公开的各种实施例，本文所描述的方法可使用执行软件程序的硬件计算机系统来实施。
图13是描绘根据一个实施例的电源系统800的框图。系统800包括如先前在图6中描述的电源模块的多个串354a-354n。总线控制电路502连接到总线210，所述总线串联连接每一串内的电源模块的输出。如先前描述，总线控制电路502在DC端子处接收组合输出电压Vbus，且产生被提供给具有电压Vgrid的电网的输出AC电流。总线控制电路502可包括逆变器和控制器，所述控制器用于控制输入DC功率到输出AC功率的转换。
根据图13中展示的实施例，控制器504与总线控制电路502分开实施。控制器504可在一个实施例中被实施为独立的电路。在一个示例中，控制器354例如通过处理器或微控制器而实施为独立的控制器。控制器504可产生电网的AC电压、总线的DC电压、参考电压和/或参考电流的指示。在一个实施例中，所述指示是实际电压和/或电流。在其它示例中，所述指示是实际电压和电流的表示。
通信总线820使控制器504与总线控制电路820连接。控制器504可向待用于控制总线电压的总线控制电路提供参考电流或电压的指示。在另一示例中，控制器504可直接向总线控制电路提供参考电压的指示。总线控制电路可随后控制总线电压。
通信总线822使控制器504与模块输出电路108连接。在一个实施例中，控制器504可控制模块输出电路108以便协调被提供给总线210的输出，使得被提供给逆变器512的总线输出可维持在规定范围内。控制器504可连接到模块输出电路104以控制模块输出电路的相应输出。控制器可基于多种因素控制这些输出，所述多种因素包括光伏系统200中的一个或多个点处的电压、电流或其它所测得的值。控制器可提供到特定模块输出电路的输入以致使其以指定方式改变其输出。举例来说，控制器可命令模块输出电路增加其输出电压或电流。在一些示例中，模块输出电路可包括开关模式电源电路，且控制器可命令模块输出电路以特定调制指数操作此开关模式电源电路，这样可提供特定输出。
在一个实施例中，控制器504包括到总线控制电路502而非模块输出电路108的通信总线820。在另一实施例中，控制器504包括到模块输出电路108而非总线控制电路502的通信总线822。
图14是可用于实施各种实施例的计算系统1300的高级框图。在一个示例中，计算系统1300是逆变器或总线控制电路。特定设备可利用所有所示的组件或仅所述组件的子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可以包括组件的多个例子，例如，多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。
计算系统可以包括处理单元1301，所述处理单元配备有一个或多个输入/输出设备，例如，网络接口、存储接口等。处理单元1301可包括中央处理单元(central processingunit，CPU)1310、存储器1320、大容量存储设备1330和连接到总线的I/O接口1360。所述总线可以是任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储器总线或存储器控制器，外围总线等。处理单元1301可用于实施本文中所描述的计算设备中的任一个，例如远程设备160和/或主机112。
所述CPU 1310可包括任何类型的电子数据处理器。CPU 1310可用于使用实施例中描述的步骤中的任一个或组合实施本文中所描述的方案中的任一个，例如图8、9和11中说明的过程。存储器1320可包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(staticrandom access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或其组合等等。在实施例中，存储器1320可包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储程序和数据的DRAM。在实施例中，存储器1320是非瞬时的。大容量存储器设备1330可包括任意类型的存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息通过总线访问。大容量存储器设备1330可包括如下项中的一种或多种：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
处理单元1301还包括一个或多个网络接口1350，网络接口1350可包括以太网电缆等有线链路，和/或到接入节点或者一个或多个网络1380的无线链路。网络接口1350允许处理单元1301通过网络1380与远程单元通信。例如，网络接口1350可以通过一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元1301耦合到局域网或广域网上以用于数据处理以及与远程设备通信，所述远程设备例如其它处理单元、因特网、远程存储设施或其类似者。在一个实施例中，网络接口1350可用于在ICN中接收和/或发射相关包和/或数据包。本文中，术语“网络接口”将理解为包括端口。
图14的计算系统中描绘的组件是适合与本文中所描述的技术一起使用的计算系统中通常所见的那些组件，且既定表示此项技术中众所周知的广泛类别的此类计算机组件。可使用许多不同总线配置、网络平台和操作系统。
可使用硬件、软件或硬件和软件两者的组合实施本文中所描述的技术。所使用的软件存储在上文描述的处理器可读存储设备中的一个或多个(例如，存储器82、大容量存储设备84或便携式存储设备92)上以编程处理器中的一个或多个来执行本文中所描述的功能。处理器可读存储设备可包括例如易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质等计算机可读介质。借助于示例而非限制，计算机可读介质可包括计算机可读存储介质和通信介质。计算机可读存储介质为非瞬时的且可实施于用于存储信息的任何方法或技术中，所述信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机可读存储介质的示例包括RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(digitalversatile disk，DVD)或其它光盘存储设备、盒式磁带、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或可用于存储所要信息且可由计算机访问的任何其它介质。通信介质通常体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或例如载波或其它输送机构的调制后数据信号中的其它数据，且包括任何信息传送介质。术语“调制后数据信号”意味着具有其特征组中的一个或多个或以此方式关于信号中的编码信息变化的信号。借助于示例而非限制，通信介质包括例如有线网络或直接线路连接等有线介质，以及例如RF和其它无线介质等无线介质。以上各者中的任一个的组合也包括于计算机可读介质的范围内。
计算机可读非瞬时介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁性存储介质、光学存储介质和固态存储介质，并且特定来说排除信号。应理解，软件可以安装在设备中并与设备一起出售。或者，可获得软件并将其加载到设备中，包括经由磁盘介质或从任何方式的网络或分布系统获得所述软件，包括例如从软件创建者拥有的服务器或从不归软件创建者拥有但由其使用的服务器获得所述软件。例如，软件可以存储在服务器上，用于在因特网上分发。
在替代实施例中，软件中的一些或全部可由包括定制集成电路、门阵列、FPGA、PLD和专用计算机的专用硬件代替。在一个实施例中，(存储在存储设备上的)实施一个或多个实施例的软件用于对一个或多个处理器进行编程。所述一个或多个处理器可与一个或多个计算机可读介质/存储设备、外围设备和/或通信接口通信。在替代实施例中，软件中的一些或全部可由包括定制集成电路、门阵列、FPGA、PLD和专用计算机的专用硬件代替。
已出于说明和描述的目的呈现以上详细描述。其并非旨在穷举或限制发明主题为所公开的精确形式。根据上述教导，许多修改和变更是可能鉴于以上教示，许多修改及变型是可能的。选出和描述的各个实施例的目的是为了更好地解释公开技术的原理和其实际应用，因而使本领域技术人员能够更好利用各个实施例的技术和适合预期特定用途的各种变更。本发明的范围旨在由所附权利要求限定。
已结合各种实施例描述本公开。然而，通过研究图式、公开内容和所附权利要求书，可以理解和实现对所公开的实施例的其它变化和修改，并且这些变化和修改将被解释为由所附权利要求书涵盖。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，不定冠词“a”或者“an”不排除多个。单个处理器或其它单元可满足权利要求中描述的几项的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实，并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储或分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。

Claims (24)

1.一种装置，其特征在于，包括：
多个直流(direct current，DC)电源模块，其包括至少具有第一输出的第一电源模块和具有第二输出的第二电源模块；
连接所述多个DC电源模块的总线，所述总线串联连接所述第一输出和所述第二输出；
逆变器，其具有直流(DC)端子和交流(alternating current，AC)端子；以及
管理电路，其用于确定所述AC端子处的AC电压且基于所述AC电压控制所述DC端子处的直流(DC)电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述管理电路用于基于所述AC电压产生DC参考电压；以及
所述管理电路用于基于所述DC参考电压控制所述DC电压。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：
所述管理电路用于通过基于所述AC电压改变被提供给所述AC端子的电流的量来控制所述DC电压。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：
所述管理电路用于响应于所述AC电压的第一量值提供处于第一电压电平的所述DC电压，且响应于所述AC电压的第二量值提供处于第二电压电平的所述DC电压；
所述DC电压的所述第一电压电平高于所述DC电压的所述第二电压电平；并且
所述AC电压的所述第一量值高于所述AC电压的所述第二量值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：
所述DC电压是所述多个DC电源模块的组合输出电压，所述组合输出电压对应于所述多个DC电源模块的个别输出电压的总和。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述管理电路用于检测所述AC端子处所述AC电压的所述第一量值和所述第二量值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述管理电路包括耦合到所述总线的控制器；
所述控制器用于通过基于所述AC电压的所述第一量值进行滤波产生处于第一参考电平的参考电压，且通过基于所述AC电压的所述第二量值进行滤波产生处于第二电平的参考电压；并且
所述控制器用于基于组合所述第一参考电平和所述第一电压电平来确定第一量的参考电流，且用于基于组合所述第二参考电平和所述第二电压电平来确定第二量的参考电流。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于：
所述逆变器的所述DC端子连接到所述总线且用于接收所述DC电压；并且
所述逆变器的所述AC端子连接到提供所述AC电压的电网。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于：
每一DC电源模块包括耦合到具有输出的DC功率转换器的DC电源，所述DC功率转换器的所述输出串联耦合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个电源模块是多个光伏电源模块，所述多个光伏电源模块的每一电源模块具有多个光伏电池。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个电源模块是多个电化学功率存储模块，所述多个电化学功率存储模块的每一电源模块具有多个电化学电池。
12.一种方法，其特征在于，包括：
在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压；
在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电，所述交流电是基于所述DC电源模块的所述组合输出电压而产生；
在所述AC端子处检测具有可变振幅的所述电网的AC电压；以及
基于所述AC电压的所述可变振幅产生可变参考电压来控制所述组合输出电压的电平。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，产生可变参考电压包括：
基于所述AC电压的第一振幅产生处于第一参考电平的所述可变参考电压；以及
基于所述AC电压的第二振幅产生处于第二参考电平的所述可变参考电压；
其中所述第一振幅大于所述第二振幅；并且
其中所述可变参考电压的所述第一参考电平高于所述可变参考电压的所述第二参考电平。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，进一步包括：
响应于所述可变参考电压的所述第一参考电平产生处于第一电压电平的所述组合输出电压；以及
响应于所述可变参考电压的所述第二参考电平产生处于第二电压电平的所述组合输出电压；
其中所述组合输出电压的所述第一电压电平大于所述组合输出电压的所述第二电压电平。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述AC电压的所述可变振幅产生用于导出到所述电网的输出电流的可变参考。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于：
所述多个电源模块的所述组合输出电压是所述多个电源模块的个别DC输出电压的总和。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述多个电源模块是多个光伏电源模块；以及
每一电源模块包括功率优化器和具有多个光伏电池的光伏面板。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：
每一电源模块的所述功率优化器包括DC功率转换器。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述可变振幅是所述AC电压的可变峰值振幅。
20.一种存储用于控制直流(DC)电源的计算机指令的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述计算机指令在由一个或多个处理器执行时致使所述一个或多个处理器执行以下步骤：
检测耦合到电网的逆变器的AC端子处的交流(AC)电压；
针对连接到所述逆变器的DC端子的总线基于所述AC端子处的所述AC电压确定参考电压，所述总线串联连接多个DC电源模块的输出；以及
产生所述参考电压的一个或多个指示，以便提供处于基于所述逆变器的所述AC端子处的所述AC电压的量值的电压电平的总线电压。
21.根据权利要求20所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于：
检测AC电压的步骤包括检测所述逆变器的所述AC端子处的所述AC电压的第一量值和所述AC电压的第二量值，所述第一量值大于所述第二量值；
确定参考电压的步骤包括基于所述AC电压的所述第一量值和所述AC电压的所述第二量值确定所述参考电压的第一参考电平和所述参考电压的第二参考电平，所述第一参考电平大于所述第二参考电平；以及
产生所述参考电压的一个或多个指示的步骤包括产生所述参考电压的所述第一参考电平的第一指示以提供处于第一DC电压电平的所述总线电压，以及产生所述参考电压的所述第二参考电平的第二指示以提供处于第二DC电压电平的所述总线电压，所述第一DC电压电平大于所述第二DC电压电平。
22.根据权利要求21所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述产生所述参考电压的一个或多个指示包括：
产生处于所述第一参考电平的所述参考电压；以及
产生处于所述第二参考电平的所述参考电压。
23.根据权利要求21所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述步骤包括以下步骤：
基于所述参考电压的所述第一参考电平的所述指示产生第一电流参考；
基于所述参考电压的所述第二参考电平的所述指示产生第二电流参考；以及
通过基于所述第一电流参考向所述电网提供第一量的AC输出电流来产生处于所述第一DC电压电平的所述总线电压，且通过基于所述第二电流参考向所述电网提供第二量的AC输出电流来产生处于所述第二DC电压电平的所述总线电压；
其中所述第一量的AC输出电流小于所述第二量的AC输出电流。
24.一种装置，其特征在于，包括：
用于在直流(DC)端子处接收串联连接的多个DC电源模块的组合输出电压的装置；
用于在交流(AC)端子处产生用于电网的交流电的装置，所述交流电是基于所述DC电源模块的所述组合输出电压而产生；
用于在所述AC端子处检测具有可变振幅的所述电网的AC电压的装置；以及
用于基于所述AC电压的所述可变振幅产生可变参考电压来控制所述组合输出电压的电平的装置。
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