[發明專利]用于來自可再生能源的功率的轉換和優化消耗管理的裝置

在審

• 申請號: 201510876201.2
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105680471A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 安德烈亞·貝卡蒂尼;圭多·費索里;紹羅·馬切里尼
• 申請（專利權）人: ABB技術股份公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02S10/00;H02J7/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 白云;鄭霞

發明領域

本發明涉及用于功率轉換的系統，特別是但不排他地，本發明涉及用 于轉換由光伏電池板系統產生的功率并適合于直接連接到電網的系統。

背景技術

在功率轉換的技術領域中且特別是在適合于直接連接電網的用于轉 換由光伏電池板和風力系統產生的功率的系統的技術領域中，不僅在家庭 環境中且在有來自可再生能源的發電的情況下管理功率消耗越來越重要。

這種類型的系統包括與逆變器裝置相關的、來自替代能源(例如光伏 電池板)的功率的發電機，逆變器裝置又連接到交流電壓電網和可能連接 到適合于也在有所述電網AC電壓的情況下操作的一組蓄電池以優化來往 電網的功率的傳輸。

例如包括由第一DC-DC轉換器和第二DC-AC轉換器組成的雙轉換級 的所述逆變器裝置適合于將來自替代能源(光伏電池板、風力渦輪機等) 的功率轉換成交流功率用于供應到主電網(例如eNEL電網)。

在特別是包括光伏發電機的可再生能源的情況下，所述類型的功率轉 換系統必須管理光伏發電機的功率產生和所述功率到主電網的供應。

除此以外，這種類型的系統還必須管理配電供應商通常強加于在電網 中本地產生的功率的供應上的規則——變得對用戶越來越嚴格和難以負 擔的規則。這些規則確保家庭安裝的理想情況是所述家庭安裝在以下兩方 面都盡可能獨立于電網：能量的使用方面——自產能量比從電網得到能量 明顯更方便，和自產功率到電網的供應方面，其受到越來越嚴格的約束且 當不是已經難以負擔時對個人用戶越來越不方便。

因此，本發明的目的是提供不僅用于轉換和優化管理從可再生能源且 特別是從太陽能源產生的功率用于家庭使用并適合于控制功率的使用以 便最大化管理成本效益同時確保MPPT(最大功率點跟蹤)、即最大化通過 光伏發電機的能量功率收集的裝置。

本發明的另一目的是提供用于產生功率的光伏系統，其包括不僅用于 在家庭環境中的功率的轉換和使用的優化管理并適合于控制所產生的功 率的使用以便最大化管理成本效益的裝置。

從作為非限制性例子給出并在附圖中示出的下面的詳細描述中，本發 明的另外的目的、特征和優點將變得更明顯，其中：

圖1根據本發明示出用于轉換并管理從可再生能源產生的功率并適合 于直接連接到電網的裝置的優選實施方式的示意性方框圖；

圖2示出在一天期間光伏發電機的典型功率產量的圖；

圖3示出與一些電網供應商強加于可被供應到電網的自產功率的數量 上的限制有關的、在一天期間光伏發電機的典型功率產量的圖；

圖4根據本發明示出功率轉換和管理裝置的優選操作模式之一。

本發明的詳細描述

參考附圖1，根據本發明的裝置包括：

輸入端子20，其耦合到優選地來自例如基于光伏或風能源的可再生能 源的發電機的DC電壓；

逆變器模塊10，其又包括：

第一DC-DC轉換級11，其在輸入端連接到所述輸入端子20，

第二DC-AC轉換級12，其具有耦合到所述第一DC-DC轉換級 11的輸出端的輸入端和連接到電網21的輸出端，

電池充電器模塊19，其在輸入端關聯到所述第一DC-DC轉換級 11的輸出端和所述第二DC-AC轉換級12的輸入端，

控制模塊17，其適合于調節所述逆變器模塊10的操作；

電池模塊13，其根據通常被稱為“DC鏈路系統”的配置通過所述電 池充電器模塊19關聯到所述第一DC-DC轉換級11的輸出端和所述第二 DC-AC轉換級12的輸入端，所述電池模塊13適合于在再充電期間存儲來 自所述第一級11的功率并在放電期間將能量供應到所述第二級12；

至少一個房屋負載14，其關聯到所述第二級12的輸出端和電網21；

功率計量設備，其適合于測量輸入到所述逆變器模塊10/從所述逆變 器模塊10輸出的功率和由電網21吸收或供應到電網21的功率；

切換模塊16，其適合于控制所述至少一個房屋負載14的接通或斷開。

所述控制模塊17還關聯到所述功率計量設備和所述切換模塊16并關 聯到優選地包括至少顯示器和鍵盤的用戶接口。