包括發電裝置的集群的電站的構造制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及包括發電裝置的集群的電站的構造。具有充脹的反射器的形式的太陽能會聚器將光會聚到光電接收器上。多個會聚器被分組為共享控制電路以及支持結構的串聯集群。各個會聚器通過對該串聯連接被分路的電流進行控制的平衡控制器而保持在它們的最大功率點。來自集群的DC電流被傳遞適中的距離到達中央逆變器。使用空氣間隔的雙絞線對來使得傳輸線的電感最大化，從而增強升壓型三相逆變器的性能。集群的輸出保持與協同定位在中央位置的大規模交錯陣列中的各個逆變器分離。升壓變壓器將逆變器電壓轉換為電網電壓，并且小的變壓器在接收器與接收器不平衡電流方面提供了隔離和升壓，該接收器與接收器不平衡電流通常小于總電流的20％。

【技術實現步驟摘要】
包括發電裝置的集群的電站的構造本申請是申請日為2010年5月19日、申請號為201080032669.9、專利技術名稱為“包括發電裝置的集群的電站的構造”的中國專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求享有2009年5月19日遞交的美國臨時申請No.61/179,606的優先權并通過引用將其全部結合在這里。本申請也涉及以下申請，其中每一者都通過引用結合在這里：2007年8月24日遞交的美國專利申請No.11/844,888；2007年8月22日遞交的美國專利申請No.11/843,531；2007年8月24日遞交的美國專利申請No.11/844,877；2007年8月22日遞交的美國專利申請No.11/843,549；2010年1月28日遞交的美國專利申請No.61/299,124；以及2010年3月3日遞交的美國專利申請No.61/310,228。
技術介紹
太陽能是豐富并且是可持續的。然而，使用太陽能給電網供電可能存在某些挑戰。例如，光電池通常在由電池的特性和照明量決定的具體電壓和電流下產生最大功率。離開該最大功率點，電池的轉換效率下降。公用工程規模電站可以包括展開數個平方公里的、數以千計的這種電池。采用這種大尺寸構造，可能難以使得整個電站在峰值效率下工作。此外，來自光電池的輸出通常被處理以產生交流電流，以輸出到電力網。這可能難以管理這種大量的離散的PV電池。最后，太陽能電站必須在不理想條件的范圍下工作。非理想條件的示例包括缺乏充足的陽光，并且可能在電力網上產生儲運消耗。因此，本專利技術的實施例涉及用于能夠在最大生產率或接近最大生產率下工作的光電電站的成本優化的構造。本專利技術的實施例可以在不利條件(諸如電網儲運消耗或缺乏充足陽光)下繼續發揮功能。
技術實現思路
一種電站系統構造，采用的技術減小了由其元件可能是非傳統的功率系統所施加的平準化能量成本。在一個實施例中，具有充脹式的反射器形式的太陽能會聚器將光會聚到高集成度光電接收器上。多個這些會聚器被分組為共享控制電路以及支持結構的串聯集群。各個會聚器通過對該串聯連接被分路的電流進行控制的平衡控制器而保持在它們的最大功率點。來自集群的DC電流被傳遞適中的距離(例如，300-1000m)到達中央逆變器。使用空氣間隔的雙絞線對來使得傳輸線的電感最大化，從而增強升壓型三相逆變器的性能。集群的輸出保持與協同定位在中央位置的大規模交錯陣列中的各個逆變器分立。升壓變壓器將逆變器電壓轉換為電網電壓，并且小的變壓器在接收器與接收器不平衡電流(通常小于總電流的20％)方面提供了隔離和升壓。為了方便部署，這些大規模逆變器陣列可以在標準裝運容器中預組裝并且在機架安裝件中測試。參照以下的文字和附圖更加詳細地描述本專利技術的這些和其他實施例，以及其他特征和一些潛在優點。附圖說明圖1A示出了根據本專利技術的實施例的平衡電路的布置，其支持N個接收器的集群。圖1B示出了串聯接收器的傳統集群。圖1C示出了在接收器的集群中處理功率不平衡的傳統方法。圖1D示出了其中最大功率點跟蹤切換器被串聯連接的傳統集群。圖1E示出了可以在各個接收器之間、在不需要彼此的直接連接或與功率總線的連接的情況下、雙向通過電流的平衡器電路的可選布置。圖2A示出了其中用于各個接收器的平衡器電路分立的平衡器電路布置。圖2AA示出了用于雙向功率流的雙向隔離逆程轉換器的簡化示意圖。圖2AB示出了用于雙向功率流的半橋雙向轉換器的簡化示意圖。圖2AC示出了用于雙向功率流的雙向Cuk轉換器的簡化示意圖。圖2B示出了其中采用了單個多支線(tap)變壓器的可選布置或平衡器電路。圖2C示出了采用主動整流橋的平衡器電路。圖2D示出了采用具有隔離連接繞組的變壓器的平衡器電路。圖2EA示出了單向隔離的逆程轉換器的簡化示意圖。圖2EB示出了單向雙切換器正向隔離轉換器的簡化示意圖。圖2EC示出了雙向隔離Cuk轉換器電路的簡化示意圖。圖3示出了根據本專利技術的電站布局的實施例的圖。圖3A示出了根據本專利技術的實施例的電站的簡化圖。圖3AA-圖3AE示出了根據本專利技術的實施例的集群電壓的布置。圖4A示出了一對DC傳輸線的圖。圖4B示出了由聚合物網保持的絕緣雙絞線對的間隔的截面圖。圖4C示出了使得聚合物的使用最小化的絕緣雙絞線對的可選截面的截面圖。圖5A示出了各個接收器襯底上的管芯的物理布局的實施例。圖5B示出了接收器中的電路的示意圖，其示出了為了改善非設計工況(off-design)的設計元素的分類。圖6示出了集電器的這種集群。圖7示出了平衡器的主/從布置的實施例的示意框圖。圖8示出了根據本專利技術的從平衡器的實施例的示意圖。圖9A示出了根據本專利技術的實施例的交錯逆變器系統的示意圖。圖9B示出了經由電路提供的切換器同步鏈環的逆變器系統的實施例。圖10A示出了根據本專利技術的實施例的從逆變器的實施例的示意圖。圖10B示出了從逆變器的實施例的圖，其使用握手信號的鏈環以執行軟切換、減壓切換、低噪音切換或其他切換增強。圖11A示出了與根據本專利技術的實施例的逆變器有關的UPS。圖11B示出了用于減小來自故障切換器的次級損傷的點連接布置。圖11C示出了用于減小由于將負的公共電壓基本增加到三相工廠電壓以上而導致的刺激損傷的可選電路。圖12A示出了包括低側驅動器模塊和切換模塊的低側切換模塊的示意電路圖。圖12B示出了高側切換模塊的實施例的示意電路圖。圖13A示出了切換模塊的實施例。圖13B示出了在蓋被移除的狀態下如圖13A所示的切換模塊。圖13C示出了切換模塊蓋的基部側的圖。圖14A示出了可以被布置在從逆變器殼體內的切換模塊、低側模塊和高側驅動器模塊的組件的簡化機械圖。圖14B示出了根據實施例的插入到從逆變器殼體內的低側和高側驅動器模塊和切換模塊的布置。圖14C示出了從逆變器的實施例的簡化內部組裝。圖15A示出了根據本專利技術的實施例的從逆變器的俯視圖。圖15B示出了根據本專利技術的實施例的從逆變器的后側視圖。圖16A和圖16B分別示出了與其主動冷卻模塊接合的從逆變器的實施例的等尺寸前視圖和后視圖。圖17A-圖17D示出了冷卻模塊的實施例的組件。圖17E示出了與冷卻模塊和被冷卻元件匹配的可選接口。圖17F是圖17F中示出的冷卻板和被冷卻板接口布置的放大圖。圖17G示出了在冷卻板與被冷卻元件之間的可選互鎖接口。圖18A和圖18B示出了分隔板的冷卻側。圖18C和圖18D示出了在分隔板的熱側上的相同圖案。圖18E示出了被冷卻的組件是如何相對于分割板中的噴嘴的圖案實體地布置的。圖19示出了組裝到逆變器熱交換器中的冷卻模塊的十乘十陣列。圖20A-圖20D示出了安裝到一起的從逆變器、冷卻系統、母板和背板的組裝的實施例。圖21示出了容納圖20A-圖20D中示出的組件的、根據本專利技術的實施例的殼體結構的機械圖。圖22示出了布置在殼體中而沒有安裝前面板的、在圖20A-圖20D中示出的組件。圖23A-圖23E分別示出了在安裝前面板的狀態下逆變器組件2300的前俯視立體圖、前視圖、后立體圖、后視圖和側視圖。圖24示出了容納機動平移件以可編程地操作機械切換器的陣列的交錯逆變器的實施例。圖25示出了根據本專利技術的實施例的通信和控制網絡的示意圖。具體實施方式如這里使用的，“微處理器”指的是可以執行被編程功能的數字系統本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中央逆變器，包括：多個單一逆變器，所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器被連接到多個發電元件中的至少一個發電元件；和中央逆變器輸出端，所述中央逆變器輸出端被連接到所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的輸出端且被構造成組合所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的輸出端。

【技術特征摘要】
2009.05.19 US 61/179,6061.一種中央逆變器，包括：殼體；多個單一逆變器，所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器被可移除地連接到所述殼體內的機架，所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器具有輸入和輸出，每個單一逆變器的所述輸入用于提供與遠離所述殼體設置的多個光電接收器中的至少一個光電接收器電連接，并且每個單一逆變器的所述輸出用于提供交流輸出；冷卻設備，所述冷卻設備具有冷卻板，所述冷卻板接觸所述多個單一逆變器，所述冷卻設備構造成通過將水的噴射流引導至所述冷卻板來提供對所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的公共冷卻；定時電路，所述定時電路電連接至所述多個單一逆變器，所述定時電路構造成提供所述多個單一逆變器之間的切換時機和同步；和中央輸出端，所述中央輸出端用于組合所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的交流輸出。2.一種中央逆變器，包括：殼體；多個單一逆變器，所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器被可移除地連接到所述殼體內的機架，所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器具有輸入和輸出，每個單一逆變器的所述輸入用于提供與遠離所述殼體設置的多個光電接收器中的至少一個光電接收器電連接，并且每個單一逆變器的所述輸出用于提供交流輸出，其中所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器包括串聯輸入電感，以減小所述中央逆變器的輸出紋波電流；冷卻設備，所述冷卻設備被構造成提供對所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的公共冷卻；定時電路，所述定時電路電連接至所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器，所述定時電路構造成提供所述多個單一逆變器之間的切換時機和同步，使用鏈環握手信號協調所述切換時機；和中央輸出端，所述中央輸出端用于組合所述多個單一逆變器中的每個單一逆變器的交流輸出。3.根據權利要求2所述的中央逆變器，其中，所述切換時機利用來自微控制器的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：艾瑞克·布萊恩特·庫明斯，
申請(專利權)人：最大輸出可再生能源公司，
類型：發明
國別省市：美國;US