[發明專利]電壓限幅

在審

• 申請號: 201480061748.0
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN105723614A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 安德魯·喬瑟夫·波內茨;達雷恩·奧
• 申請（專利權）人: 太陽能公司
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;G01R19/165
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;李榮勝

優先權要求

本申請要求Ponec等人于2013年12月17日提交的名稱為 “System,Method,andComputerProgramProductforControllingVoltageof DCPowerSourcesandBypassingSeries-ConnectedPowerSources”(用于控 制DC電源的電壓并且旁路串聯連接的電源的系統、方法和計算機程序產 品)的美國臨時申請No.61/916,800的權益，其全部內容據此以引用方式并 入。

背景技術

太陽能電池可以串聯連接以形成光伏(“PV”)串。PV串可以包括 若干太陽能電池和/或PV模塊，其中每個PV模塊包括安裝在同一框架上的 太陽能電池。在PV串中，一個太陽能電池的正端子電連接到另一個太陽能 電池的負端子，另一個太陽能電池的正端子電連接到又一個太陽能電池的 負端子，以此類推。PV串的輸出電壓取決于PV串中太陽能電池的數量。

在直流(“DC”)電源的串聯連接串中，每個電源的電壓增加以產生 遞送到負載的電壓。在太陽能系統中，太陽能模塊(在本文也稱為PV模 塊)，通常串聯連接以向負載(例如，逆變器、電池系統)提供電壓。每 個PV模塊可包括與每個電池串串聯耦接的一個或多個電池串，所述電池串 包括串聯耦接的一個或多個太陽能電池。通常，PV模塊的每個串連接至逆 變器，或者PV模塊的多個串在匯流箱處并聯耦接在一起，并且一個或多個 匯流箱通向中心逆變器。在某些情況下，系統可例如由于硬件(例如，逆 變器)局限性、安全性和/或可靠性原因而具有最大電壓極限。因此，可串 聯連接的PV模塊和/或電池串的數量可通過該最大電壓進行限制。

當系統不產生任何電流并且每個太陽能電池以其開路電壓(V_OC)操 作時，可出現由一系列太陽能電池產生的最大電壓。由于逆變器閉合、系 統損壞、或在逆變器為了解系統性能進行的瞬態測量期間，以及由于其他 原因可能發生這種狀況。系統必須被設計為適應最大電壓條件，即便這通 常不會出現。另外，由太陽能電池產生的最大電壓在低溫下增大，從而產 生另外的降低額定值因子，該因子限制串聯連接的太陽能電池數量。因 此，系統必須被設計為具有電壓緩沖器以適應V_OC。超裕度設計引起的效 率低下包括每個模塊串中的模塊較少、超尺寸布線以及其他效率低下等 等，由此導致較高的系統平衡(BOS)成本。

此外，在某些情況下，串中的電池中的一者或多者可由于污染、陰 影、缺陷和/或損壞而表現不佳，這可能限制電池串和/或模塊的性能。如果 電池的電流足夠減少，則電池可在反向偏置下操作并且甚至可達到反向擊 穿。處于反向偏置中的電池可引起熱點，這可嚴重損壞PV模塊。

附圖說明

圖1-圖3示出了根據一些實施例的被配置為執行電壓限幅的示例性 電路的框圖。

圖4-圖5示出了根據一些實施例的示例性電路的框圖，所述電路被 配置為響應于熱點條件旁路一個或多個太陽能電池。

圖7-圖9示出了根據一些實施例的本文所述系統的示例性故障安全 具體實施的示意圖。

圖10-圖11為示出根據一些實施例的旁路太陽能電池的示例性方法 的流程圖。

具體實施方式

以下具體實施方式在本質上只是說明性的，而并非意圖限制本申請 的主題的實施例或此類實施例的用途。如本文所用，詞語“示例性”意指 “用作例子、實例或舉例說明”。本文描述為示例性的任何實施未必理解 為相比其他具體實施優選的或有利的。此外，并不意圖受前述技術領域、 背景技術、發明內容或以下具體實施方式中提出的任何明示或暗示的理論 的約束。

本說明書包括對“一個實施例”或“實施例”的提及。短語“在一 個實施例中”或“在實施例中”的出現不一定是指同一實施例。特定的特 征、結構或特性可以任何與本公開一致的合適方式加以組合。

術語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權利要求書)中的術 語的定義和/或背景：

“包含”。該術語是開放式的。如在所附權利要求書中所用，該術 語并不排除另外的結構或步驟。