[發明專利]采用光伏能量輸送元件的逆變器裝置

在審

• 申請號: 201910926404.6
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110971136A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 奇切羅·波斯蒂廖內;弗蘭斯·戴克赫伊曾;揚·斯文松;阿里禮薩·娜米;弗朗西斯科·卡納萊斯
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉雯鑫;楊林森

一種采用光伏能量輸送元件的逆變器裝置(10A)包括：包括開關元件的至少兩個串，串連接至至少兩個AC端子(AC1，AC2，AC3)，其中，串中至少之一是子模塊串(S1A，S2A，S3A，S4A，S5A，S6A；S1B，S2B，S3B，S4B，S5B，S6B；S1C，S2C，S3C，S4C，S5C，S6C)，每個子模塊包括至少兩個開關元件和能量存儲元件，具有DC端子并且被配置成對在AC端子上形成AC電壓做出電壓貢獻；以及多個輸入級(IS1，IS2，IS3，IS4，IS5，IS6)，每個輸入級包括至少一個能量輸送元件，其中，能量輸送元件中的至少一些是光伏元件，每個輸入級連接至對應子模塊的DC端子，以當對應子模塊有助于在AC端子上形成AC電壓時向至少一個AC端子(AC1，AC2，AC3)輸送電力或從至少一個AC端子(AC1，AC2，AC3)輸送電力。

技術領域

本發明涉及基于光伏元件的逆變器裝置。

背景技術

光伏系統是眾所周知的并且在全球范圍內用于發電。

這種系統的主要目標是收獲光伏模塊或元件以直流(DC)產生的最大能量，并且將該最大能量存儲在能量存儲元件例如電池中，進行本地消耗或者將該最大能量轉換為交流(AC)以將其傳輸至電網。當涉及到并網系統時，關鍵元件是DC-AC轉換器，也稱為逆變器。

當今市場上有許多不同的解決方案可用例如：中央逆變器、串式逆變器、微型逆變器以及最近的以改善串式逆變器和中央逆變器的性能的DC優化器。每種方法都呈現出其優點和缺點。對于低功率住宅用途，解決方案主要是串式逆變器和微型逆變器。

近年來引起人們關注的另一類型的逆變器基于級聯的H橋轉換器或子模塊，級聯的H橋轉換器或子模塊以產生階梯波形(非常接近電網正弦波)的這種方式被操作，從而大大減少了AC濾波級。WO 2013/030236給出了級聯的H橋轉換器的這種使用的示例。每個H橋均連接至一個光伏元件，并且該系統受益于高效轉換和高能量收集產量。

然而，仍然存在改進的空間。

鑒于上述現有技術，仍然存在對與基于光伏元件的逆變器裝置中的發電有關的改進的需要。

發明內容

本發明的旨在提供一種基于光伏元件的逆變器裝置的改進。

這是通過一種基于光伏元件的逆變器裝置實現的，該逆變器裝置包括：包括開關元件的至少兩個串，其中，串連接至至少兩個交流AC端子，其中，串中至少之一是子模塊串，并且其中，每個子模塊包括至少兩個開關元件和能量存儲元件，具有至少兩個直流DC端子并且被配置成能夠對在AC端子上形成AC電壓做出電壓貢獻；以及多個輸入級，每個輸入級包括至少一個能量輸送元件，其中，能量輸送元件中的至少一些是光伏元件，并且其中，每個輸入級連接至對應子模塊的兩個DC端子，以使得當對應子模塊有助于在AC端子上形成AC電壓時能夠向至少一個AC端子輸送電力或從至少一個AC端子輸送電力。

在一種變型中，串是所有具有子模塊的串，每個子模塊有助于在AC端子上形成相電壓。在這種情況下，串可以被配置成還使經由AC端子提供的電流平衡。

根據第一類型的逆變器裝置可以包括三角形連接的三個串，在這種情況下，AC端子可以設置在串之間的結點處。在這種情況下，可以使用零序電流來進行平衡。

根據第二類型的逆變器裝置可以包括彼此并聯連接的至少兩個串并且有利地為三個串，在這種情況下，AC端子可以設置在串的中點處。在這種情況下，可以通過在相電壓中引入二階諧波來進行平衡。

根據第三類型的逆變器裝置可以另外地包括三個并聯串，其中，一個串是具有子模塊的串而另外兩個串是具有為H橋結構的開關元件的串，其中，H橋結構的串的中點形成單相電壓的第一AC端子和第二AC端子。

在根據第二類型的逆變器裝置和第三類型的逆變器裝置中，此外，至少一個能量存儲元件可以與串并聯連接。