控制電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書是關(guān)于控制電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，且更確切地說是關(guān)于減輕由電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的激活和去激活產(chǎn)生的寄生效應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將電力從交流電轉(zhuǎn)換到直流電或從直流電轉(zhuǎn)換到交流電或既從交流電轉(zhuǎn)換到直流電又從直流電轉(zhuǎn)換到交流電。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的實例包含逆變器、整流器和在一個方向上將交流電轉(zhuǎn)換到直流電并在相反方向上將直流電轉(zhuǎn)換到交流電的雙向逆變器。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可將直流電力轉(zhuǎn)換到交流電力以用于輸送到例如商業(yè)或住宅電氣裝置的交流電負載和電網(wǎng)。直流電力可例如從光伏陣列或例如一或多個電池或電容器組的電力存儲裝置提供到電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述一或多個電池或電容器組是通過包含風(fēng)力渦輪機、光伏陣列、水力發(fā)電機和熱發(fā)電機的電源的任何組合來充電的。在并有雙向逆變器的系統(tǒng)中，電力存儲裝置可替代地或聯(lián)合地從電網(wǎng)接收電荷。
[0003]盡管正付諸努力以改進其效率，但是電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一般來講在其處于活動切換狀態(tài)時消耗電力。轉(zhuǎn)換效率通常隨負載而變化，且通常在差不多三分之二的系統(tǒng)容量下處于峰值(“峰值效率”)。因為電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在正常操作期間消耗相對固定量的電力，所以當提供更低量的電力時效率降低。一些電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實施待機模式以改進整體效率。在典型待機模式實施方案中，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使隔離變壓器從電網(wǎng)斷開，借此去激活電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)并改進系統(tǒng)的效率。此特別適用于隔夜皮(無負載)損耗可能相當大的大型光伏陣列設(shè)施。
[0004]通常通過將隔離變壓器重新連接到電網(wǎng)來再激活處于待機模式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。然而，此可能導(dǎo)致在一些情況下高達6倍或8倍系統(tǒng)額定電流的大浪涌電流。對于大型電力系統(tǒng)來說，浪涌電流在電網(wǎng)上呈現(xiàn)顯著無功電流汲取，這類似于從停止狀態(tài)啟動的大型電動馬達或栗。舉例來說，典型10kW并網(wǎng)逆變器可在1ms周期內(nèi)在電網(wǎng)上呈現(xiàn)600kVA負載。同時激活多個電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可導(dǎo)致歸因于過度無功功率汲取的公用違反(utilityv1lat1n)或在小型電力系統(tǒng)上導(dǎo)致完全電力系統(tǒng)崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—般來說，可控制大型電力管理系統(tǒng)，使得與例如從待機模式再激活一或多個電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的時間被減少而不需要軟啟動序列?？煽刂扑鲭娏芾硐到y(tǒng)使得可快速再激活多個電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)同時減輕歸因于無功功率通量的干擾。
[0006]—般來說，本說明書中所描述的標的物的一個方面可體現(xiàn)在電力管理系統(tǒng)中，所述電力管理系統(tǒng)包括第一逆變器和與所述第一逆變器并聯(lián)耦合的第二逆變器。所述第一逆變器經(jīng)配置以補償與所述第二逆變器從待機模式轉(zhuǎn)變到活動模式相關(guān)聯(lián)的無功功率通量的至少一部分。所述電力管理系統(tǒng)可包含與所述第一逆變器和所述第二逆變器并聯(lián)耦合的第三逆變器，其中所述第一逆變器和所述第二逆變器中的至少一者經(jīng)配置以在所述第三逆變器從待機模式轉(zhuǎn)變到活動模式時補償在所述第三逆變器的輸出端處呈現(xiàn)的無功功率通量變化的至少一部分。所述電力管理系統(tǒng)可包含逆變器控制模塊，所述逆變器控制模塊耦合到所述第一逆變器、所述第二逆變器和所述第三逆變器，且經(jīng)配置以錯開對所述第二逆變器和所述第三逆變器的激活。
[0007]—般來說，本說明書中所描述的標的物的另一方面可體現(xiàn)在電力管理系統(tǒng)中，所述電力管理系統(tǒng)包括:耦合到第一能源的第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；耦合到第二能源的第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)經(jīng)配置以在活動模式中向共同輸出端提供電力；以及控制系統(tǒng)，其耦合到所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)兩者且經(jīng)配置以:當所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以活動模式操作且所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以待機模式操作時，使所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式，所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在退出所述待機模式時向所述共同輸出端提供無功功率通量；以及使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)向所述共同輸出端提供補償性無功功率通量以補償來自于所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的所述無功功率通量的至少一部分。
[0008]這些和其它實施例可各自任選地包含以下特征中的一或多者。所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在退出所述待機模式時提供所述無功功率通量歷時一段時間，其中使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供所述補償性無功功率通量包括:在所述時間段流逝之后，配置所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以停止向所述共同輸出端提供所述補償性無功功率通量。所述電力管理進一步包括第三電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述第三電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)耦合到第三能源且經(jīng)配置以向所述共同輸出端提供電力，其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置以:當所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以所述活動模式操作且所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述第三電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以所述待機模式操作時，確定將電力從所述第二能源與所述第三能源兩者提供到所述共同輸出端；使所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式，所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在退出所述待機模式時向所述共同輸出端提供第一無功功率通量歷時第一時間段；使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)向所述共同輸出端提供第一補償性無功功率通量歷時所述第一時間段；在所述第一時間段之后，使所述第三電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式，借此向所述共同輸出端提供第二無功功率通量歷時第二時間段，同時所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)繼續(xù)向所述共同輸出端提供所述第一補償性無功功率通量歷時所述第二時間段；以及在所述第二時間段之后，使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)停止向所述共同輸出端提供所述第一補償性無功功率通量。所述控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制模塊，其中所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含第一逆變器控制器且所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含第二逆變器控制器，且其中使所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式包括向所述第二逆變器控制器發(fā)送激活命令，且其中使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供補償性無功功率通量包括向所述第一逆變器控制器發(fā)送無功功率命令。所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括電力電子開關(guān)和線路濾波器，且其中使所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式包括配置所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以使所述線路濾波器電學(xué)上暴露于所述共同輸出端。所述線路濾波器是LC濾波器。使所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)退出所述待機模式包括配置脈寬調(diào)制(PWM)控制模塊以向所述電力電子開關(guān)提供PWM控制信號。所述共同輸出端和所述控制系統(tǒng)耦合到斷續(xù)電源，且其中所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置以通過確定所述斷續(xù)電源正提供減少量的電力來確定向所述共同輸出端提供額外電力。所述斷續(xù)電源包括耦合到公用電網(wǎng)的一或多個風(fēng)力渦輪機。確定所述斷續(xù)電源正提供減少量的電力包括確定所述一或多個風(fēng)力渦輪機是在電力曲線上的特定點處操作，在所述點處相對較小的風(fēng)速變化導(dǎo)致較大的電力輸出變化。所述控制系統(tǒng)進一步經(jīng)配置以:確定所述斷續(xù)電源正提供增加量的電力；以及使所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)或所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)或兩者將來自于所述斷續(xù)電源的能量存儲在所述第一能源和所述第二能源中。
[0009]—般來說，本說明書中所描述的標的物的另一方面可體現(xiàn)在包含以下動作的方法中:將第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)配置處于活動模式，使得所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將電力從第一能源提供到共同輸出端；將第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)配置處于待機模式，使得所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)沒有將電力從第二能源提供到所述共同輸出端；當所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以所述活動模式操作且所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以待機模式操作時，確定向所述共同輸出端提供額外電力；配置所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以退出所述待機模式，借此向所述共同輸出端提供無功功率通量；以及配置所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以向所述共同輸出端提供補償性無功功率通量從而補償所述第一無功功率通量的至少一部分。
[0010]一般來說，本說明書中所描述的標的物的另一方面可體現(xiàn)在包含以下動作的方法中:將第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)配置處于活動模式，使得所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)正向共同輸出端提供電力；確定減少所述共同輸出端處的總電力；配置所述第二電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以進入待機模式，借此向所述共同輸出端提供無功功率通量；以及配置所述第一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以向所述共同輸出端提供補償性無功功率通量從而補償所述無功功率通量的至少一部分。
[0011 ] 可實施本說明書中所描述的標的物的特定實施例以便實現(xiàn)以下優(yōu)勢中的一或多者。給定具有多個電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的效率總體上可例如通過使得能夠減少可靠地操作所述系統(tǒng)所必需的活動電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的數(shù)目來改進。此外，可減小與電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)再