CN205104958U - 用于电力转换的设备 - Google Patents

Abstract

用于电力转换的设备包括三端口转换器，其包括用于耦接至外部DC线路的DC端口、用于耦接至外部AC线路的AC端口以及位于三端口转换器内部且用于在电力转换过程中存储过量能量和释放所需能量的存储端口，其中，存储端口位于三端口转换器的DC侧并且与DC端口去耦，以使得存储端口上的电压能够独立于DC端口上的DC电压而被控制。

Description

用于电力转换的设备

技术领域

本公开实施方式大体涉及电力转换，并且具体地涉及在电力转换过程中改善线路频率储能。

背景技术

谐振转换器相对于其他类型的电力转换器提供许多优点。这些优点可包括低噪声、低部件应力、低部件数、以及可预测的传导受控的损失。因此，相比于其他类型的转换器，谐振转换器可以是更小、成本低且更加有效率的装置。

图1是根据现有技术的两端口谐振转换器100的示意图。两端口谐振转换器100包括具有并联连接的电容器C1和C2的电容器组110。两端口谐振转换器100还包括全桥电路140，其包括连接在H桥配置中的两对开关、晶体管115/120和晶体管125/130。全桥电路140的输出耦接在电感器135、变压器142的初级绕组以及串联电容器138的串联组合上。在转换器的次级侧上，变压器142的次级绕组耦接至AC开关电路145，例如包括与第一电容器170串联的两个晶体管(150，160)的循环转换器，该组合并联连接至与第二电容器175串联的另外两个晶体管(155，165)。来自AC开关电路145的AC输出180包括分别连接在每组晶体管(150/160或155/165)与两个电容器170/175之间的两个节点。

来自主储能(电容器组110)的DC输入上的大型电容器C1和C2(例如，0.1毫法拉(mF)和16mF)用于这种转换器并且经常是利用不足的。这种利用不足是因为电容器的电压额定值必须基于最高期望输入电压(例如，Voc-输入源的开路电压)来选择并且在操作期间电容器实际存储的能量与正常操作输入电压(例如，Vmpp-输入源的最大电力点电压)相关而导致的。对于大部分可再生能量应用(光伏(PV)、风轮机、水轮机、燃料电池等)而言，Vmpp通常远小于Voc。因此，DC输入上的电容器C1和C2为非有效地存储能量的昂贵且大型的电容器。输入储能电容器的利用不足的意义可能是非常重要的，并且两端口谐振转换器100的拓扑的成本和非效率性在电压源和转换器的大型阵列中尤为严重。此外，因为存储在任何电容器中的能量取决于电压平方，电容器上的电压的任何小量减小都会引起可存储在电容器中的能量的量的显著减小。

因此，本领域中存在对于利用具有小型储能电容器的谐振转换器有效地转换电力的方法和设备的需求。

实用新型内容

本实用新型的实施方式大体涉及用于大多数储能与DC输入端口去耦的DC/AC电力转换器的方法和设备，以提供补充电力输入，如至少一个附图中所示和/或结合至少一个附图所述的那样，该补充电力输入形成用于电力转换的两个单独的输入源，这更加完整地记载于在权利要求书中。

通过下面的描述和附图将更加全面地理解本公开的各优点、方面和新颖性以及本公开所示的实施方式的细节。

附图说明

为了能够详细地理解本实用新型的上面提及的特征，通过参照实施方式对在上面简要概述的本实用新型进行了更加具体的描述，其中，这些实施方式中的一些示出在附图中。然而，应注意，附图仅示出了本实用新型典型的实施方式，并因此不应认为限制本实用新型的范围，本实用新型还可具有其他同样有效的实施方式。

图1是根据相关技术的两端口谐振转换器的示意图；

图2是根据本实用新型一个或多个实施方式的三端口谐振转换器的示意图；

图3是根据本实用新型一个或多个实施方式的用于使用三端口线路频率储能的电力转换的方法的流程图；以及

图4是根据本实用新型一个或多个实施方式的用于电力转换的系统的框图。

具体实施方式

本文中所描述的实施方式是用于使用线路频率储能的三端口转换器的方法和设备。谐振转换器包括两个DC半桥电路，该两个DC半桥电路提供用于电力转换的两个单独的DC侧输入。第一半桥电路耦接在转换器的DC输入端口上，并且提供最小的储能。第二半桥电路从转换器的DC输入端口去耦，并且提供大多数线路频率储能。因此，第二半桥电路供给未与输入端口直接耦接的线路频率储能，从而允许独立于DC源电压控制大部分储能。通过如本文中所述的那样将图1的全桥分割成两个半桥以提供第三逆变器端口(即，储能端口)，减小了输入端口处的纹波电压以及必要电容的大小，这进而增加了电容的利用。另外，可增加转换器电路电压，从而减小电路电流和伴随的损失，这从而增加了整体转换效率。

不同的电容器技术可使用在第二半桥中以增加纹波电压处理的量并增加对于具体电力应用的转换器稳健性。例如，在转换器耦接至AC干线的实施方式中，用于第二半桥的电容器技术可被选择为使得转换器现在可在干线电压峰值处(即，当从电容器获得能量时)在存储电容器上具有非常高的电压，并且在干线零交叉处(即，当向电容器存储能量时)在电容器上具有低电压。本文中所描述的晶体管表示电子开关机构或配置成在开关操作中激励或去激励的其他开关。

图2是根据本实用新型一个或多个实施方式的三端口谐振转换器200的示意图。该示意图描绘了很多可能的系统配置中的一种示例性变型。本实用新型实施方式可运行在各种电力生成环境和系统中。

三端口谐振转换器200(下文中称为“转换器200”)包括输入端口205(即，DC端口)、第一半桥电路240、第二半桥电路245、包括电感器248和电容器250的谐振振荡电路(下文中称为“振荡电路”)244、变压器252、AC开关电路255和输出端口285(即，AC端口)。如将在下面讨论的那样，第一半桥电路240和第二半桥电路245上的DC电压被监测，并且被控制器290使用以控制转换器200的开关。第一半桥电路240、第二半桥电路245和振荡电路244形成转换器200的“DC侧”，而AC开关电路255形成转换器200的“AC侧”。

转换器200包括描述为晶体管(例如，n型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等)的开关。输入端口205可耦接至DC源(例如，PV模块、风轮机、电池等)。输入端口205并联耦接至电容器210和形成第一半桥电路240的晶体管215与220的串联组合。第二半桥电路245包括串联耦接的晶体管225和230，并且该组合并联耦接至存储电容器235-1和旁路电容器235-2中的每个。存储电容器235-1提供用于线路频率目的的大量储能。旁路电容器235-2是高频旁路电容器(即，滤波器)。

电感器248、变压器252的初级绕组(即，第一侧)和电容器250的串联组合耦接在半桥电路240和245之间。换言之，电感器248的第一端子耦接在晶体管215和220之间的节点a1处，而电容器250的第一端子耦接在晶体管225和230之间的节点a2处。这些部件形成三端口谐振转换器200的DC电压开关级。

第一半桥电路240在开关220和230的源端子处耦接至第二半桥电路245。节点a1和a2分别设置在第一半桥电路240和第二半桥电路245中。开关对215/220和225/230之间分别耦接有振荡电路224的每个支线。振荡电路224耦接在变压器252的初级绕组上。另外，晶体管220的源极耦接至晶体管230的源极和存储电容器235-1。通过利用如上所述那样耦接的两个半桥电路240和245，存储电容器235-1上的电压可独立于输入端口205处的输入电压而被控制，并且设置为存储比电容器235-1的最大电压额定值低安全余量的固定电压，由此使电容器储能最大化并且允许电容器210、存储电容器235-1和旁路电容器235-2的大小(例如，分别为50微法拉(μF)、8毫法拉(mF)和50μF)小于图1的DC输入电容器C1和C2的大小(例如，0.1mF和16mF)。电容器210和235-2提供高频旁路。另外，可完全消除DC输入上的线路频率生成的电压纹波。

转换器200中的晶体管215、220、225、230、260、262、265和270均耦接至控制器290，并且被控制器290控制。基于在输入端口205处接收到的DC电力和待由转换器200生成的所需的AC电力，控制器290操作第一半桥开关和第二半桥开关以将过量能量存储至存储电容器235-1、或者从存储电容器235-1释放所需能量。由此，在电力转换循环中，能量连续地流入存储电容器235-1或者从存储电容器235-1流出。在如将在下面讨论的一个示例性实施方式中，控制器290控制转换器开关操作，以使得流入第二半桥电路245中的平均电力等于零，并且第二半桥电路245上的DC电压设置为预定电压。这使存储电容器235-1中的储能最大化并且提供距离存储电容器235-1的电压额定值的充分余量(例如，该示例中为48V)。对于电容器，充分余量(也称为去额定余量)以约10％至20％应用，使得施加到电容器的最大电压将为电容器的额定电压的约80％至90％。需要更高可靠性的产品的20％的去额定被用于具有较低使用寿命预期(例如，3-5年)的消耗等级产品。

由于存储电容器235-1与输入端口205上的输入电压去耦，存储电容器235-1上的电压可独立于输入端口205处的DC输入电压而被控制。即使是在输入端口205处的电压低于预期时，电容器存储上的独立控制也有利地保持用于电力转换的较高电压。例如，在输入端口205耦接至临时遮蔽的PV模块(未示出)的实施方式中，输入至转换器200的电压生成为低于预期。继续该示例，由于存储电容器235-1上的电压是被独立控制的，因此转换器200可通过使存储电容器235-1放电以对振荡电路244提供恒定输入来补偿降低的DC输入电压。控制器290驱动转换器开关，以使得存储电容器235-1以充电或放电周期进行操作。在这种示例中，传感器(未示出)可用于检测电流、电压、阳光等的变化，以将反馈信号供给至控制器290，从而平衡存储电容器235-1的充电和放电并且确保对于振荡电路244的恒定DC输入。

通常，对于以100kHz操作的示例性转换器而言，振荡电路244的串联电容可约为25毫微法拉(nF)。在一些可替代性实施方式中，电感器248可表示变压器252的漏电感、而不是作为单独的电感器，从而减少了三端口谐振转换器200的总部件数。在其他可替代性实施方式中，其他类型的谐振电路(例如，串联LC、并联LC、串-并联LLC、串-并联LCC、串-并联LLCC等)可使用在转换器200内。变压器252可具有根据以下输入电压和输出电压的比率来选择的任何适当的匝数比，其中转换器200设计为以上述输入电压和输出电压的比率进行操作。

存储电容器235-1因电压从输入端口205的去耦而可在转换器200中保持在低值(例如，8毫法拉(mF))，由此允许存储电容器235-1的尺寸基于转换器的操作电压来选择、而与输入电压无关。通过将来自图1的桥电路分离成具有各自的电容器的两个半桥电路240和245，控制器290可独立于转换器的DC输入端口205处的电压来控制存储电容器235-1和旁路电容器235-2上的电压。因此，当例如60-单元PV面板中生成用于输入端口205的DC电压为31V时，存储电容器235-1上的电压可保持较高电压(例如，48V)。转换器200允许存储电容器235-1上的电压独立于输入端口205处的输入电压而被控制，并且设置为比存储电容器235-1的最大电压额定值低安全余量的固定值(例如，80％)，由此使存储电容器235-1中的储能最大化并且消除了利用不足。效率也因电流电压增加而增加，而这降低了用于给定电力的电路电流，由此减小了伴随的电路传导损失。

根据本实用新型的实施方式，转换器200包括三个端口：用于输入的第一端口(例如，输入端口205)、用于输出的第二端口(例如，输出端口285)、以及位于转换器200内部的、用于大型储能的第三端口(即，位于第二半桥245处)。在一些实施方式中，虽然存储电容器235-1和旁路电容器235-2在图2中单独地描述以强调必要电容的减少，但是存储电容器235-1和旁路电容器235-2可以是单个电容器。

在一个实施方式中，第一端口是将(来自例如一个或多个PV模块的)DC输入耦接至第一半桥240的DC输入端口205。因为来自第一半桥电路240的晶体管215和220的互补性开关，第一节点a1在第一半桥电路240内供给“中点电压”。第二半桥电路245内的晶体管225和230的开关控制存储电容器235-1的充电和放电(即，能量从第三端口以及至第三端口的流动)。来自第一半桥240和第二半桥245的输出(即，在节点a1和a2处)耦接至振荡电路244和变压器初级绕组。

因此，初级绕组的每个支线分别具有自己的电容器(即，第一支线在节点a1处耦接至电容器210用于输入高频旁路，以及第二支线经由节点a2耦接至存储电容器235-1和旁路电容器235-2)。存储电容器235-1和旁路电容器235-2在一些实施方式中可为电容器技术(例如，聚合物膜、多层陶瓷等)以用非常高的纹波电压进行操作。存储电容器235-1上的较高纹波电压允许对于变压器252的初级绕组的更高驱动电压。更高电压意味着较小电流以及因此变压器252的初级侧上的较少的电阻性损失。虽然一些损失可传递到转换器200的AC侧，但是总效果是损失的减小。

如上所述在转换器的初级侧上生成的电力随后传递至变压器的次级绕组(即，第二侧)并且随后至包括四个晶体管(260，262，265，270)以及两个电容器(275，280)的AC开关电路255。两个晶体管260和260以及电容器275串联耦接，并且串联组合耦接在两个晶体管265和270和电容器280的串联组合上。AC开关电路255将AC电力输出至连接在相应晶体管(262或270)与电容器(275或280)之间的输出端口285。输出端口285可连接至AC线路，例如，商业电力网。

晶体管215、220、225、230、260、262、265和270中的每个的栅端子和源端子耦接至控制器290，以用于操作性地控制晶体管。在其他实施方式中，晶体管215、220、225、230、260、262、265和270的一个或多个可以是任何其他适当的电子开关，例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双极结晶体管(BJT)、P型MOSFET、栅关断晶闸管(GTO)等。本文中所描述的二极管表示晶体管的内在特性，然而，可替代性实施方式可包括晶体管的源极和漏极上的实际二极管。

半桥电路240和245以这样的开关速度来操作，其中该开关速度取决于控制逻辑并由适当的开关装置和适当的电磁装置(即，电感器和变压器)的可用性限制。示例性速度可包括约1千赫(kHz)-10兆赫(mHz)，并且半桥电路240和245可根据对于第一半桥电路240的DC电压源例如从60至600伏进行开关；在其他实施方式中，半桥电路240和245可以以不同的开关频率进行操作。

控制器290包括与支持电路294和存储器295耦接的CPU292，其中存储器295包含例如指令、数据和演算法。控制器290可包括硬件、软件或其组合。CPU292可包括一个或多个常规可用的处理器、微处理器、微控制器和/或其组合，其配置成执行非暂态软件指令以执行根据本实用新型的各任务。控制器290可使用通用计算机来实现，其中该通用计算机当执行具体软件时变成用于执行本实用新型的各实施方式的专用计算机。CPU292处理晶体管/开关、外部通信204(例如，至网关)和电网接口202的输入和输出。支持电路294是用于促进CPU292的功能的众所周知的电路。这种电路包括但不限于缓存器、电力供给装置、时钟电路、总线、输入/输出电路等。另外，支持电路294可包括用于传感器的电路。可替代性实施方式可在定制型专用集成电路(ASIC)上使用控制算法。在一些实施方式中，本文中所描述的转换器控制技术通过控制器290来执行，其中控制器290可与来自高级电网功能(AGF)要求的反应性电力控制(RPC)要求兼容。

在一些实施方式(如图2所描述的实施方式)中，转换器200生成单相AC输出。单相应用中的转换器200和半桥电路240和245的效率是显而易见的，因为当耦接至AC商业电网时转换器200必须将能量存储一个半干线循环(例如，在60Hz系统中，约4ms)。在其他实施方式中，转换器200可生成三相输出。虽然三相电力应用不要求大量储能，但是转换器200仍受益于这种实施方式中的损失的减少。

存储器295可包括随机存取存储器、只读存储器、可消除磁盘存储器、闪存存储器、或上述存储器的各种组合。存储器295可存储各种形式的应用软件，例如，如本文中所述的用于控制转换器200的操作的桥控制模块286。桥控制模块286另外可执行与电力转换功能相关的其他功能(例如，最大电力点(MPPT))。

在一实施方式中，控制器290从转换器200中的电压和电流传感器(未示出)接收数据以确定输入电力是否足以实现输出端口285处的接收的AC输出电力。如果输入电力超出输出电力要求，则控制器290驱动转换器开关以在存储电容器235-1中存储过量能量。如果电力不充足，则存储器295内的桥模块286操作第二半桥电路245的晶体管225和230，以为了另外的电力使存储电容器235-1放电。存储器295还包括操作系统模块287和用于存储数据(例如，电力控制算法)的数据库288。

对于单相转换和三相转换的一些示例其整体通过引用并入本文，并且可在于2012年1月3日提交的题为“用于谐振电力转换的方法和设备”的共同转让的、公开的美国专利申请2012/0170341中找到。

在一个或多个可替代性实施方式中，转换器200可用于AC至DC的转换，并且由此，转换器200被认为是双向的。计算机电力供给、电信设施电力供给、平板电视的电力供给以及其他消费型电子装置的电力供给中的AC至DC转换器需要低输出纹波电压。其他实施方式因此包括转换器的三个端口为AC输入(例如，端口285处的电网电力)、内部大量储能端口(即，在第二半桥245上)和DC输出的实施方式。

三端口转换器200的拓扑通过将大量储能与输入端口205去耦而减小转换器的输入处(用于DC-AC电力转换)或者转换器的输出处(用于AC-DC电力转换)的不期望的纹波电压。利用较小的电容器和减小的纹波电压，转换器200因此有效地利用较小热能浪费来转换电力并且具有降低的部件费用。

图3是根据本实用新型一个或多个实施方式的用于使用三端口线路频率储能的电力转换的方法300的流程图。方法300通过转换器200和控制器290来执行。使用方法300操作转换器200即使是在电力小于用于输出电力的要求时也允许转换器200输出电力。存储在电容器235-1上并且从电容器235-1释放的能量被调整，以补偿从耦接的DC源流入转换器的能量与输出至AC端口的能量之间的瞬时差异。

方法300在步骤305处开始并且继续至步骤310，在步骤310中确定了在第一端口(例如，输入端口205)处接收的瞬时DC输入电力。例如，电压传感器和/或电流传感器可耦接至输入端口205以传输电压和电流采样用于由控制器290进行的电力计算。在转换器200为PV微逆变器的一部分的实施方式中，应用了MPPT算法，以确定哪种所抽取的DC电力应来自耦接至输入端口205的PV模块。

随后在步骤315处，瞬时AC电力例如通过例如在第二端口(例如，输出端口285)处对电流和电压进行采样来确定。流出至输出端口285的电力必须是正弦曲线的，并且如果耦接用于输出至AC电网，则将具有与AC线路频率的两倍相等的电力频率。方法300继续至步骤317。

在步骤317处，来自转换器的所要求输出电力基于接收的DC电力和瞬时AC线路电力来确定。峰值AC输出电力是平均AC电力的两倍，并且平均AC电力必须与DC输入电力相匹配。在一些实施方式中，所要求的输出电力可确定为使得提供DC输入的PV模块在其最大电力点处偏置。方法300继续至步骤320。

在步骤320处，控制器290确定输入端口205处的DC输入电力是否大于所要求的AC输出电力。例如，干线循环(AC电网)的一半，进给至转换器200的DC电力大于正从转换器200给出的瞬时AC电力，并且在干线循环的该一半期间，过量能量存储在存储电容器235-1中。在干线循环的另一半中，转换器200的电力输出大于在输入端口205处进给至转换器的DC电力，并且能量从存储电容器235-1释放。

由此，如果DC输入电力不足以供给所要求的AC输出，方法300进行至步骤325。在步骤325处，控制器290操作开关215、220、225和230以使得能量的必需量从存储电容器235-1释放，并与接收的DC电力耦接以用于电力转换。方法随后继续至步骤335以确定方法300是否应继续。

然而，在步骤320处，如果确定输入端口205处的DC输入电力大于所要求的AC输出电力，则方法300继续至步骤330。在步骤330处，开关215、220、225和230由控制器290操作以使得过量能量存储在存储电容器235-1中，并且剩余的DC电力使用在电力转换中。剩余的DC电力包括减小的DC输入电力。例如，存储电容器235-1可保持在高电压(例如，48V)。电压必须是平均期望的“设置点电压”值，其中该平均期望的“设置点电压”值高到足以确保充足的能量被供给以补偿输入端口205处接收的DC与输出端口285处输出的AC的差异。设置点电压还必须是与电容器235-1的电压额定值相比低到足以满足期望的去额定。方法300随后继续至步骤335。

在步骤335处，确定转换器是否应继续进行操作。转换器200的设计将确定作为第三端口并且在转换器200内部的存储电容器235-1上的电压需要哪种目标设置点电压。在一些实施方式中，非常慢的控制循环将存储电容器235-1上的实际电压与期望的设置点电压进行比较。该比较确定存储电容器235-1上的电压是否需要被增加还是减小。该控制循环必需是慢的，因为将存在由转换器200上的DC电力(例如，在输入端口205处)与AC电力(例如，在输出端口285处)之间的瞬时差异所引起的电压纹波。这种自然的纹波需要被忽视，并且仅存储电容器235-1上的平均电压(例如，对于若干干线循环的平均)应用作用于与期望设置点电压进行比较的基础。

在一些实施方式中，控制器290通过使用积分作用或成比例/积分(PI)作用控制环路而实现慢速响应。积分作用控制环路具有(相比于瞬时采样的频率)慢速输出。积分作用的慢速输出随后用于生成控制信号以控制对于输出端口285的整体(平均)输出AC电力。换言之，由积分控制环路生成的控制信号用于调制AC输出电力。用于输出AC电力的控制需要生成正弦波控制函数以实现AC输出电力函数-这种控制信号与慢速积分控制循环的输出相乘以使得积分控制环路“设置”或控制AC正弦波控制函数的整体量值。这种控制的净效果在于在输出端口285处从转换器200进给的实际AC电力将通过慢速作用的积分控制循环来连续地控制以操纵三端口中的能量流，从而确保达到用于存储电容器235-1的目标“设置点电压”。如果该确定是继续，则方法300重置回至步骤310。

然而，如果该操作是停止，则方法300在步骤340处结束。在一些实施方式中，停止操作的确定基于无法在存储电容器235-1中存储充足的过量能量以补偿输入端口205处的DC输入。在其他实施方式中，停止操作的确定基于无法存储充足的过量能量并且在保持电容器的期望的预定去额定值。在一些可替代性实施方式中，可执行方法300用于AC-DC电力转换，其中转换器从AC线路接收AC输入电力并且将接收的电力转换成DC输出电力。

图4是包括本实用新型的一个或多个实施方式的用于电力转换的系统400的框图。该图仅示出了可利用本实用新型的大量可能的系统配置和装置中的一个变型。本实用新型可利用在使用用于DC-AC或AC-DC电力转换的谐振转换器的任何系统或装置中。

系统400包括统称为电力转换器402的多个电力转换器402-1、402-2....402-N、统称为DC电力源404的多个DC电力源404-1、404-2....404-N、系统控制器406、总线408以及负载中心410。DC电力源404可为任何适当的DC源，例如，来自先前电力转换级的输出、电池、可再生能量源(例如，太阳能板或光伏(PV)模块、风轮机、水电系统或相似的再生能量源)等，以提供DC电力。

每个电力转换器402-1、402-2....402-N分别耦接至一个个DC电力源404-1、404-2....404-N；在一些可替代性实施方式中，多个DC电力源404可耦接至一个电力转换器402，例如，单个集中式电力转换器402。电力转换器402-1、402-2....402-N包括在电力转换期间分别被利用的转换器200-1、200-2...200-N。转换器200-1、200-2...200-N中的每个都采用三端口操作技术，其中先前利用在转换器200中形成在内部第三端口处的大量储能描述了三端口操作技术。在一些实施方式中，电力转换器402可生成单相AC电力输出；在其他实施方式中，电力转换器402可生成分相或三相AC输出。

电力转换器402经由总线408耦接至系统控制器406。系统控制器406能够通过无线和/或有线通信(例如，电力线通信)与电力转换器402通信以用于提供电力转换器402的操作性控制。电力转换器402经由总线408进一步耦接至负载中心410。

电力转换器402都能够将接收的DC电力转换成AC电力，但是在其他实施方式中电力转换器402可接收AC输入并且将接收的输入转换成DC输出。电力转换器402将所生成的输出电力经由总线408耦接至负载中心410。生成的电力然后可进行分配以供使用(例如，分配至一个或多个电器)，和/或生成的能量可例如使用电池、热水、液压泵浦、H₂O至氢转换等来存储以供之后使用。在一些实施方式中，电力转换器402将DC输入电力转换成符合商用电网的AC电力，并且经由负载中心410将AC电力耦接至商用电力网。

在一些可选实施方式中，电力转换器402可为DC-DC电力转换器。这种实施方式中的用于存储电容器235-1的控制循环时序依赖于DC-DC转换器的应用和拓扑。

本实用新型实施方式的以上描述包括执行所描述的各功能的多个元件、装置、电路和/或组件。这些元件、装置、电路和/或组件是用于执行其分别描述的功能的装置的示例性实施。

虽然上面涉及本实用新型的实施方式，但是在不背离其基本范围的情况下，可想到本实用新型的其他和进一步实施方式，并且其范围由随附的权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种用于电力转换的设备，包括：

三端口转换器，包括：

DC端口，用于耦接至外部DC线路；

AC端口，用于耦接至外部AC线路；以及

存储端口，位于所述三端口转换器的内部，用于在电力转换过程中存储过量能量和释放所需能量，其中，所述存储端口位于所述三端口转换器的DC侧并与所述DC端口去耦，以使得所述存储端口上的电压能够独立于所述DC端口上的DC电压而被控制。

2.如权利要求1所述的用于电力转换的设备，其中，所述三端口转换器中待存储或释放的能量的量基于接收的输入电力与所要求的输出电力之间的差异来确定。

3.如权利要求1所述的用于电力转换的设备，其中，所述三端口转换器将DC输入电力转换成AC输出电力。

4.如权利要求1所述的用于电力转换的设备，其中，所述三端口转换器将AC输入电力转换成DC输出电力。

5.如权利要求1所述的用于电力转换的设备，其中，所述三端口转换器还包括：

第一半桥电路，耦接至所述DC端口；以及

第二半桥电路，在单个节点处耦接至所述第一半桥电路，其中，所述第二半桥电路包括用于存储所述过量能量和释放所述所需能量的存储电容器。

6.如权利要求5所述的用于电力转换的设备，其中，所述存储电容器约为8毫法拉。

7.如权利要求5所述的用于电力转换的设备，其中，

所述第一半桥包括第一旁路电容器，

所述第二半桥还包括第二旁路电容器。

8.如权利要求7所述的用于电力转换的设备，其中所述第一旁路电容器和所述第二旁路电容器均约为50微法拉。

9.如权利要求1至8中任一项所述的用于电力转换的设备，还包括DC电力源，所述DC电力源耦接至所述DC端口，以向所述三端口变换器提供DC电力。

10.如权利要求9所述的用于电力转换的设备，其中所述DC电力源为可再生能量源。

11.如权利要求10所述的用于电力转换的设备，其中所述DC电力源为光伏模块。