力線的全部微型逆變器的總輸出,并且監(jiān)視向每個電力線的總輸出。計(jì)算的結(jié)果在數(shù)據(jù)表 1302中示出。數(shù)據(jù)表1302跟蹤各個微型逆變器的電力輸出以及向三相電力系統(tǒng)的每個電 力線/相位的總電力輸出。在該示例中,連接到相位1電力線1305的微型逆變器1320和 1325具有200瓦的總輸出。連接到相位2電力線1310的微型逆變器1330和1335具有200 瓦的總輸出。然而,連接到相位3電力線1315的微型逆變器1340和1345只具有80瓦的 總輸出。電力線1315的輸出比電力線1305和1310的輸出小120瓦。
[0113] 在一些實(shí)施例中,微型逆變器并不發(fā)送電力輸出消息。在這些實(shí)施例中的一些實(shí) 施例中,網(wǎng)關(guān)以其它方式來確定向每個電力線的總輸出電力。例如,在一些實(shí)施例中,在多 相系統(tǒng)的每個電力線上的傳感器可以檢測電力線上的微型逆變器的總輸出。
[0114]在確定總輸出之后,一些實(shí)施例控制向每個電力線的輸出。針對示例系統(tǒng)1301,為 了使三相系統(tǒng)對稱,在微型逆變器1350在分析表格1302時發(fā)送控制消息來調(diào)節(jié)各個微型 逆變器的輸出(例如通過關(guān)掉一些針對相位1和相位2的微型逆變器,通過開啟一些針對 相位3的微型逆變器,或者通過減小一些針對相位1和相位2的微型逆變器的電力輸出等 等)。
[0115] 備選地或結(jié)合地,一些實(shí)施例尋求使向每個電力線的電力輸出的其它方面平衡。 例如,作為向每個電力線的真實(shí)的電力輸出的替代,網(wǎng)關(guān)1350用于使三個相位的電壓電平 平衡。在一些實(shí)施例中,電力輸出消息1360-1385可以描述在每個電力線上檢測的電壓。當(dāng) 每個電力線的負(fù)載或內(nèi)部電阻不同時,每個電力線上的電壓會變化。作為使向每個電力線 的總輸出平衡的替代,網(wǎng)關(guān)1350可以轉(zhuǎn)而控制每個微型逆變器的輸出以使每個電力線上 的電壓電平平衡。為簡單起見,將參照電力輸出來描述過程,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚 的是,其它實(shí)施例可以用于控制電力線上的電力的其它方面,例如電壓。
[0116] 圖14和圖15示出了針對一些實(shí)施例的用于控制向三相系統(tǒng)的每個電力線的總輸 出的不同方法。圖14示出了用于通過關(guān)閉各個微型逆變器來控制向每個電力線的總輸出 的方法。關(guān)閉各個微型逆變器可以允許更簡單的電路設(shè)計(jì)或者允許各個微型逆變器更長的 壽命預(yù)期。此外,當(dāng)微型逆變器在全功率下運(yùn)行時會運(yùn)行得更有效率,因此關(guān)閉一些微型逆 變器并且允許保持微型逆變器在最大效率執(zhí)行是有益的。圖14示出了與圖13的三相電力 系統(tǒng)類似的三相電力系統(tǒng)1401。系統(tǒng)1401包括網(wǎng)關(guān)1450、微型逆變器1420-1445、電力線 1405、1410和1415以及電網(wǎng)1404。網(wǎng)關(guān)1450使用控制消息1460和1465與微型逆變器 1420-1445通信。微型逆變器1420和1425向相位1電力線1405供電,微型逆變器1430和 1435向相位2電力線1410供電,并且微型逆變器1440和1445向相位3電力線1415供電。
[0117] 網(wǎng)關(guān)1450向已經(jīng)被選擇為暫時關(guān)閉的各個微型逆變器發(fā)送控制消息1460和 1465。在所示示例中,網(wǎng)關(guān)1450正在分別向微型逆變器1420和1430發(fā)送控制消息1460 和1465。網(wǎng)關(guān)可以可以按照這樣的方式選擇微型逆變器:通過平均地分布不同微型逆變器 的使用使得每個微型逆變器的期望壽命彼此類似,從而使整個微型逆變器組的期望壽命最 大化。備選地或結(jié)合地,網(wǎng)關(guān)1450可以識別已經(jīng)將要關(guān)閉的已經(jīng)運(yùn)行最長時間量的微型逆 變器。這可以意味著新的微型逆變器很少關(guān)閉。在其它的情況下,這可以基于最近的使用, 使得在最長時間內(nèi)沒有關(guān)閉的微型逆變器首先關(guān)閉。網(wǎng)關(guān)1450還可以基于微型逆變器的 其它特性來選擇微型逆變器,例如陣列中的位置或者最近的電力輸出性能。然后,控制消息 1460和1465關(guān)閉微型逆變器1420和1430。
[0118] 圖14還示出了更新的數(shù)據(jù)表1402(從圖13的數(shù)據(jù)表1302更新的),該更新的數(shù) 據(jù)表1402包括微型逆變器數(shù)據(jù)表和相位數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表1402示出了在已經(jīng)發(fā)送了控制消 息1460和1465關(guān)閉微型逆變器1420和1430之后網(wǎng)關(guān)對向每個電力線的總輸出的計(jì)算的 結(jié)果。向相位1和相位2的電力輸出現(xiàn)在(從200瓦)減小每個到100瓦,并且向相位3 的電力輸出保持在80瓦,使得不平衡為20瓦。雖然向不同電力線的輸出仍然不是完全平 衡的,但是電力線之間的不平衡已經(jīng)減小到不超過單個微型逆變器的期望的輸出(即100 瓦)。
[0119] 圖15示出了針對一些實(shí)施例的用于通過管理微型逆變器組的閾值輸出電平來控 制向每個電力線的總輸出的方法。通過在微型逆變器的最大輸出上設(shè)置限制來管理閾值 輸出電平可以允許網(wǎng)關(guān)在管理微型逆變器組的輸出時更準(zhǔn)確。圖15示出了類似于圖14 的電力系統(tǒng)1401的三相電力系統(tǒng)1501。三相電力輸出系統(tǒng)1502包括網(wǎng)關(guān)1550、微型逆 變器1520-1545、電力線1505、1510和1515、以及電網(wǎng)1504。網(wǎng)關(guān)1550使用閾值控制消息 1560-1575與微型逆變器1520-1545通信。微型逆變器1520和1525向相位1電力線1505 供電,微型逆變器1530和1535向相位2電力線1510供電,并且微型逆變器1540和1545 向相位3電力線1515供電。
[0120] 網(wǎng)關(guān)1550向微型逆變器發(fā)送控制消息。然而,作為圖14的關(guān)閉控制消息的替代, 圖15中的網(wǎng)關(guān)發(fā)送閾值控制消息1560和1575。閾值控制消息1560-1575為接收消息的微 型逆變器設(shè)置閾值輸出電平。如圖所示,閾值控制消息1560將微型逆變器1520的閾值輸 出電平設(shè)置為40W,閾值控制消息1565將微型逆變器1525的閾值輸出電平設(shè)置為40W,閾 值控制消息1570將微型逆變器1530的閾值輸出電平設(shè)置為40W,并且閾值控制消息1575 將微型逆變器1535的閾值輸出電平設(shè)置為40W。在一些實(shí)施例中,閾值輸出電平導(dǎo)致微型 逆變器將其輸出設(shè)置在具體電平的限制內(nèi)。微型逆變器按比例所見轉(zhuǎn)換和輸出的電量。
[0121] 圖15還示出了更新的數(shù)據(jù)表1502(從圖13的數(shù)據(jù)表1302更新的),該數(shù)據(jù)表 1502包括微型逆變器數(shù)據(jù)表和相位數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表1502示出了網(wǎng)關(guān)對在已經(jīng)發(fā)送閾值控 制消息1560和1575來調(diào)節(jié)微型逆變器1520-1535的電力輸出之后向每個電力線的總輸出 的計(jì)算的結(jié)果。向相位1和相位2的電力輸出現(xiàn)在(從200瓦)減小到每個80瓦,并且向 相位3的電力輸出保持在80瓦。電力系統(tǒng)1501的三個相位因此平衡/對稱。
[0122] 在一些實(shí)施例中,向具體相位的所有微型逆變器發(fā)送相同的閾值控制消息,以類 似的量減小每個微型逆變器的輸出。備選地或結(jié)合地,網(wǎng)關(guān)1550可以基于類似于圖14的 關(guān)閉控制消息的標(biāo)準(zhǔn)選擇微型逆變器按比例縮減。例如,可以選擇連接到具體電力線的微 型逆變器組的子集的輸出閾值來按比例縮減,因?yàn)樗鼈兏f并且已經(jīng)以全功率運(yùn)行了較長 的時間。下文參照圖17對用于按比例縮減微型逆變器的輸出的方法進(jìn)行描述。
[0123] III.控制各個微型逆變器輸出
[0124] 圖16概念地示出了由系統(tǒng)中每個微型逆變器執(zhí)行的用于識別本身并與網(wǎng)關(guān)通信 的過程1600。在一些實(shí)施例中,當(dāng)微型逆變器與類似于圖6中的系統(tǒng)600的系統(tǒng)中的網(wǎng)關(guān) 相互作用時,由每個微型逆變器連續(xù)地執(zhí)行過程1600。
[0125] 過程1600(在1605處)確定是否需要刷新在用于如圖8的過程800描述的相位 識別的相位識別的網(wǎng)關(guān)處的相位信息。在一些實(shí)施例中,這樣的相位信息保持在類似于圖 10的數(shù)據(jù)表1002的數(shù)據(jù)表中。這樣的數(shù)據(jù)表持續(xù)跟蹤各個微型逆變器,確保適當(dāng)?shù)刈R別每 個微型逆變器的相位。在一些實(shí)施例中,在具體的時間段之后(例如一天一次),可能需要 刷新在網(wǎng)關(guān)處的信息。在其它實(shí)施例中,相位識別可以只在微型逆變器的最初安裝時或在 從網(wǎng)關(guān)接收請求時執(zhí)行。
[0126] 如果不需要更新相位信息,過程直接前進(jìn)到1620。如果過程1600需要更新相位信 息,如參照圖9a-圖9c的描述,過程(在1610處)檢測在微型逆變器的電力線上感測的電 壓。然后過程1600(在1615處)基于檢測的相位向網(wǎng)關(guān)發(fā)送消息(例如在檢測的相位中 在具體點(diǎn)發(fā)送的定時消息,具有在相位中在具體點(diǎn)的瞬時感測的電壓幅度的消息等等),然 后,如在圖8的820處描述的,在繼續(xù)前進(jìn)到1620之前,過程1600更新時間戳和相位信息。
[0127] 在1620處,過程1600確定是否需要刷新網(wǎng)關(guān)的輸出信息。輸出信息是由具體微 型逆變器生成的電量的描述。在一些實(shí)施例中,這樣的輸出信息保持在類似于圖13的數(shù)據(jù) 表1302(以及更新的數(shù)據(jù)表1402和1502)的數(shù)據(jù)表中。這樣的數(shù)據(jù)表持續(xù)跟蹤各個微型 逆變器的輸出以及向三相電力系統(tǒng)的每個電力線/相位的總電力輸出。在一些實(shí)施例中, 過程1600確定按照規(guī)律間隔(例如每四分鐘一次)或當(dāng)從網(wǎng)關(guān)接收更新信息請求時刷新 輸出信息。輸出信息可以包括電壓、電流、總電力輸出、以及關(guān)于微型逆變器產(chǎn)生的電力的 其它信息。如果過程確定需要刷新輸出信息,則過程在前進(jìn)到1630之前(在1625處)向 網(wǎng)關(guān)發(fā)送輸出信息。否則,過程直接前進(jìn)到1630。
[0128] 過程1600(在1630處)確定是否已經(jīng)從網(wǎng)關(guān)接收到控制信號。如果過程還沒有 從網(wǎng)關(guān)接收到控制信號,則過程回到1605來重新開始該過程。如果過程1600已經(jīng)從網(wǎng)關(guān) 接收了控制信號,則因此過程(在1635處)調(diào)節(jié)微型逆變器的電力輸出。如上所述,調(diào)節(jié) 微型逆變器的電力輸出可以包括關(guān)閉微型逆變器或調(diào)節(jié)微型逆變器的電力輸出閾值。然后 過程回到1605來重新開始過程1600。
[0129] 圖17示出了一些實(shí)施例的微型逆變器1710的簡化的電路設(shè)計(jì)圖。微型逆變器 1710是與網(wǎng)關(guān)1715通信的若干微型逆變器之一,以便分別控制若干微型逆變器的輸出,以 使向多相系統(tǒng)的每個電力線的總輸出平衡。微型逆變器1710從DC源1705(例如太陽能電 池板)接收電力,并且將接收的DC電力轉(zhuǎn)換為針對AC負(fù)載1760的AC電力。在一些實(shí)施 例中,AC負(fù)載1760在三相電力系統(tǒng)中,并且微型逆變器1710將轉(zhuǎn)換的AC電力注入三相電 力系統(tǒng)的具體相位的電力線中。在一些實(shí)施例中,三相電力系統(tǒng)是電網(wǎng)的一部分。
[0130] 如圖所示,微型逆變器電路1710包括DC-DC升壓電力轉(zhuǎn)換器1720、DC鏈路1725、 DC-AC電力轉(zhuǎn)換器1730、以及控制器1735。DC-AC轉(zhuǎn)換器1730包括驅(qū)動電路1740、電流轉(zhuǎn) 換級1745、和電流展開級1750。在一些實(shí)施例中,控制器1735與網(wǎng)關(guān)通信,向網(wǎng)關(guān)1715發(fā) 送電力輸出和識別消息,并且從網(wǎng)關(guān)1715接收回控制消息??刂破?735進(jìn)而基于接收的 控制消息來控制微型逆變器1710向AC電力負(fù)載1715的輸出??刂破鬟€控制DC-AC電力 轉(zhuǎn)換器1730。
[0131] 微型逆變器電路1710將DC電力轉(zhuǎn)換為將要針對AC負(fù)載1760輸出的AC電力。在 一些實(shí)施例中,DC-DC升壓電力轉(zhuǎn)換器1720使用變壓器(未示出)來提高輸入的電壓以匹 配電網(wǎng)1760的電壓。然后DC電力饋入DC鏈路1725,在一些實(shí)施例中,該DC鏈路1725包 括用于存儲生成的電力的電容器。
[0132] DC-AC電力轉(zhuǎn)換器1730將存儲在DC鏈路1725中的電能轉(zhuǎn)換為針對AC電網(wǎng)1760 的AC電力。當(dāng)微型逆變器電路1710從網(wǎng)關(guān)1715接收閾值控制消息時,控制器1735向電 流偏移級1745的驅(qū)動電路1740發(fā)送信號來降低電壓并在不改變電壓的情況下偏移電流, 減小微型逆變器電路1710的總電力輸出。在一些實(shí)施例中,電流偏移級1745通過發(fā)信號 通知驅(qū)動電路1740降低微型逆變器電路1710正輸出的電流來使用降壓轉(zhuǎn)換器降低電流。 電流偏移級將電流偏移為整流后的AC波形。最后,電流展開級1750接收電流降低的整流 后的AC電力并將其展開為要輸出到AC負(fù)載1760的AC電力。多級微型逆變器的示例可以 在美國專利申請公開號No. 2011/0205766中找到。
[0133] 盡管描述了微型逆變器的具體實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到,描述的方法 和系統(tǒng)可以應(yīng)用到很多不同類型的微型逆變器或其它電力產(chǎn)生設(shè)備。此外,盡管本文中描 述的很多示例是三相電力系統(tǒng),本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到本文中描述的方法和系統(tǒng)能夠 應(yīng)用到包括四個或四個以上相位的多相電力系統(tǒng)中。
[0134] IV.電力系統(tǒng)
[0135] 很多上述特征和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)為指定為記錄在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(也被稱作計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì))上的指令集的軟件進(jìn)程。當(dāng)一個或多個處理單元執(zhí)行