本發(fā)明涉及一種用于將發(fā)電機(jī)的DC功率轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC功率的逆變器、一種具有多個(gè)逆變器的發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)以及一種用于將發(fā)電機(jī)的DC功率轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC功率的方法。

背景技術(shù)：

自從用于可再生能源的產(chǎn)生設(shè)備高程度地有助于公共電網(wǎng)的能量產(chǎn)生以來，存在在需要時(shí)通過這些設(shè)備來限界能量饋入范圍的希望，以便例如在由于連接的負(fù)載導(dǎo)致細(xì)微的功率下降時(shí)穩(wěn)定電網(wǎng)，或維持可短期調(diào)取的功率儲(chǔ)備。用于限界所述饋入、即用于下調(diào)的一個(gè)可能性在于控制所述設(shè)備，使得該設(shè)備僅將在優(yōu)化工作點(diǎn)MPP(最大功率點(diǎn))上提供的功率的預(yù)設(shè)的百分比饋入到連接的電網(wǎng)中，另一可能性在于減少一個(gè)固定量，例如額定功率的預(yù)設(shè)的百分比。為了最佳地滿足該預(yù)設(shè)，需要知道該設(shè)備的發(fā)電機(jī)的最大可能的功率。因?yàn)樵摴β世缭诠夥l(fā)電機(jī)的情況下由于變化的入射而可能隨著時(shí)間推移強(qiáng)烈地改變，所以需要定期地重新確定當(dāng)前的MPP功率值。為此，需要在足夠的區(qū)域上追蹤所述發(fā)電機(jī)的特征曲線，該區(qū)域包含MPP或通過外推法允許關(guān)于MPP位置進(jìn)行估計(jì)。為了分析該區(qū)域中的發(fā)電機(jī)特征曲線，可能需要部分地讓該設(shè)備的饋入功率明顯偏離所述下調(diào)功率。

文獻(xiàn)DE102010038941A1公開了一種多個(gè)逆變器的復(fù)合電網(wǎng)，這些逆變器以如下方式通過一共同的控制器來運(yùn)行，使得這些逆變器中的一個(gè)逆變器在MPP中運(yùn)行，而另外的逆變器這樣適配它們的功率，使得該復(fù)合電網(wǎng)的總功率相應(yīng)于一預(yù)設(shè)值。該解決方案要求參與的逆變器與共同的控制器之間的高的通信耗費(fèi)。此外，尤其在下調(diào)到非常小的下調(diào)功率時(shí)不總是能夠持續(xù)地在MPP中運(yùn)行該復(fù)合電網(wǎng)的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種逆變器，該逆變器能夠在發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)(Energieerzeugungsverbund)之內(nèi)補(bǔ)償在確定MPP期間與預(yù)設(shè)下調(diào)功率的功率偏離，其中，在發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)之內(nèi)在參與的逆變器之間存在最小化的且穩(wěn)健的通信。此外，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種方法，以便能夠以最小化的且穩(wěn)健的通信提供逆變器的補(bǔ)償功率。

該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器、通過根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)以及通過根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法來解決。在從屬權(quán)利要求中描述了有利的實(shí)施方式。

根據(jù)本發(fā)明的用于將發(fā)電機(jī)的DC功率轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC功率的逆變器包括掃描單元，該掃描單元用于追蹤(Abfahren)所述發(fā)電機(jī)的特征曲線的至少一部分來確定MPP功率值P_MPP。在下調(diào)到下調(diào)功率P_red上的情況下，僅僅當(dāng)在逆變器上加載有使能信號(hào)時(shí)，逆變器才在提供與下調(diào)功率P_red偏離的第一功率特性(Leistungsprofil)的情況下觸發(fā)所述特征曲線的追蹤。逆變器通過輸出啟動(dòng)信號(hào)或結(jié)束信號(hào)來指示特征曲線的追蹤。此外，逆變器被設(shè)置用于在例如從發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的另一逆變器接收到啟動(dòng)信號(hào)的情況下，提供第二功率特性作為AC功率，其中，第一功率特性具有帶正負(fù)號(hào)的與下調(diào)功率P_red的偏差，該正負(fù)號(hào)與第二功率特性與下調(diào)功率P_red的偏差的正負(fù)號(hào)相反。尤其地，第一功率特性具有帶正號(hào)的偏差，也就是說，第一功率特性包括相對(duì)于下調(diào)功率提高的功率值。通過第二功率特性的相反正負(fù)號(hào)實(shí)現(xiàn)了，在發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)中通過第二功率特性至少部分地補(bǔ)償了所述偏離，在該發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)中，根據(jù)本發(fā)明的第二逆變器產(chǎn)生上面提到的啟動(dòng)信號(hào)，該第二逆變器的第一功率特性與所述下調(diào)功率偏離。但是，該發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的根據(jù)本發(fā)明的其他逆變器也可以以它們的第二功率特性有助于該偏離的補(bǔ)償。在通過逆變器中的一個(gè)逆變器追蹤所述特征曲線期間，由于通過另外的一個(gè)或多個(gè)逆變器的第二功率特性的補(bǔ)償，由發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)產(chǎn)生的總功率具有與總下調(diào)功率的偏離，該偏離小于追蹤其特征曲線的逆變器的第一功率特性與該逆變器的下調(diào)功率的偏離。

術(shù)語(yǔ)“功率特性”應(yīng)理解為饋入功率的時(shí)間變化過程，該時(shí)間變化過程通過有目的地追蹤所述發(fā)電機(jī)特征曲線得出，而與通過哪個(gè)參數(shù)預(yù)設(shè)來控制所述追蹤無關(guān)。該追蹤例如可以通過與時(shí)間相關(guān)地預(yù)設(shè)發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)電機(jī)電流或發(fā)電機(jī)功率來進(jìn)行。

在一種實(shí)施方式中，追蹤其發(fā)電機(jī)特征曲線的逆變器接下來通過通信接口提供當(dāng)前的MPP功率值P_MPP。該值可以被傳輸?shù)桨l(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的另外的逆變器上，并在那里被用于通過該另外的逆變器的當(dāng)前MPP功率來改變基于下調(diào)功率的估計(jì)。以這種方式可以考慮在通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的外部條件中的改變、例如入射改變，而不必通過每個(gè)逆變器重新追蹤特征曲線。這可以顯著減小所需的掃描過程的數(shù)量，例如，當(dāng)所述下調(diào)功率能夠被選擇作為MPP功率值的預(yù)設(shè)百分比或作為以額定功率的百分比被減小的MPP功率值并且應(yīng)當(dāng)在與MPP功率值改變的短的時(shí)間間隔中進(jìn)行下調(diào)功率的匹配時(shí)。

尤其當(dāng)所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的各個(gè)逆變器被放置得彼此離得很遠(yuǎn)時(shí)，可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接來傳輸使能信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和/或結(jié)束信號(hào)。替換地，也可以使用用于傳輸這些信號(hào)的一個(gè)共同線路或多個(gè)獨(dú)立線路或者使用無線傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)包括兩個(gè)或更多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的逆變器，這些逆變器為了交換使能信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)而彼此連接?？蛇x地設(shè)置有控制裝置，該控制裝置與發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的逆變器連接并產(chǎn)生所述使能信號(hào)。在此，使能信號(hào)可以選擇性地發(fā)送到該復(fù)合電網(wǎng)的各個(gè)逆變器上或逆變器的一個(gè)分組上或者僅針對(duì)這些逆變器是有效的。但是，代替獨(dú)立的控制裝置，這些逆變器中的一個(gè)逆變器也可以接管該功能，或者該功能可以被分配到一個(gè)分組或所有逆變器上。

所述控制裝置或參與產(chǎn)生使能信號(hào)的逆變器確定了發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)內(nèi)部的掃描過程的順序和頻率。在此，可以通過令牌(Token)來控制這些特征曲線的追蹤的相互的觸發(fā)。所述令牌從當(dāng)前執(zhí)行掃描過程的逆變器在結(jié)束之后被傳遞到另一逆變器上，該另一逆變器由此獲得使能，在該逆變器方面執(zhí)行掃描過程，其中，正在進(jìn)行接收的逆變器也可以不使用地傳遞該令牌。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，這些逆變器中的至少一個(gè)逆變器與具有可調(diào)節(jié)的定向的發(fā)電機(jī)連接并在掃描過程期間通過改變發(fā)電機(jī)定向代替改變發(fā)電機(jī)電壓來提供第一功率特性。

根據(jù)本發(fā)明的方法用于通過具有掃描單元的逆變器將發(fā)電機(jī)的DC功率轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)兼容的AC功率，該掃描單元用于追蹤所述發(fā)電機(jī)的特征曲線的至少一部分，該方法用于當(dāng)逆變器處于下調(diào)到下調(diào)功率上的狀態(tài)中時(shí)，確定MPP功率值。所述方法包括在逆變器上加載使能信號(hào)的前提條件下，在提供與下調(diào)功率偏離的第一功率特性的情況下追蹤特征曲線。在開始所述追蹤時(shí)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，并在結(jié)束追蹤特征曲線時(shí)發(fā)送結(jié)束信號(hào)。在接收到啟動(dòng)信號(hào)、例如由發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的另一逆變器產(chǎn)生的啟動(dòng)信號(hào)的情況下，逆變器提供第二功率特性作為AC功率，其中，第一功率特性具有帶正負(fù)號(hào)的與下調(diào)功率的偏離，該正負(fù)號(hào)與第二功率特性與下調(diào)功率的偏離的正負(fù)號(hào)相反。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種變型方案中，該方法被共同地實(shí)施在第一逆變器和第二逆變器上。在此，通過逐步提高用于第一逆變器的期望值預(yù)設(shè)來進(jìn)行第一特征曲線的追蹤，其中，并行地通過補(bǔ)償所述提高地逐步降低用于第二逆變器的期望值預(yù)設(shè)來追蹤第二特征曲線。期望值預(yù)設(shè)的提高可以繼續(xù)，直到第一逆變器不再能夠跟隨該期望值預(yù)設(shè)。所達(dá)到的最高期望值預(yù)設(shè)可以確定用于第一逆變器的MPP功率值。

接下來，為了確定第二逆變器的MPP功率值，可以通過逐步提高用于所述第二逆變器的期望值預(yù)設(shè)來進(jìn)行所述第一特征曲線的追蹤，并且可以通過補(bǔ)償?shù)诙孀兤鞯钠谕殿A(yù)設(shè)的所述提高地逐步降低用于所述第一逆變器的期望值預(yù)設(shè)來進(jìn)行所述第二特征曲線的追蹤。在此，所達(dá)到的最高期望值預(yù)設(shè)確定了用于第二逆變器的MPP功率值。

可以通過控制單元或通過兩個(gè)逆變器中的一個(gè)逆變器來產(chǎn)生并傳輸不同的期望值預(yù)設(shè)。所述使能信號(hào)、以及啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)可以被設(shè)計(jì)為獨(dú)立的信號(hào)，或隱含地通過不同的期望值預(yù)設(shè)來傳輸。例如，所傳輸?shù)牡谝黄谕殿A(yù)設(shè)可以被解釋為啟動(dòng)信號(hào)或使能信號(hào)，返回到下調(diào)功率上的期望值預(yù)設(shè)可以被解釋為結(jié)束信號(hào)。

所述逆變器可以通過具有多個(gè)單個(gè)逆變器的逆變器組來構(gòu)成，其中，通過該組的這些單個(gè)逆變器依次地以在時(shí)間上重疊的方式追蹤配屬給單個(gè)逆變器的單個(gè)特征曲線來進(jìn)行特征曲線的追蹤。在該實(shí)施方式中，第二功率特性可以以任意方式分配在這些單個(gè)逆變器之間以用于提供。

附圖說明

以下借助附圖描述本發(fā)明，其中，

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的逆變器的實(shí)施，

圖2示出具有追蹤路徑的發(fā)電機(jī)特征曲線的曲線圖，以及具有功率特性的曲線圖，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖，

圖4示出具有示例性功率特性的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)，

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的功率特性。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于將連接的發(fā)電機(jī)11的、尤其是光伏發(fā)電機(jī)的DC功率轉(zhuǎn)換成AC功率的逆變器10，該AC功率被傳輸?shù)竭B接的電網(wǎng)12中，該連接的電網(wǎng)例如可以是單相或多相、尤其是三相的電網(wǎng)。為了功率轉(zhuǎn)換而使用了逆變器橋13，通過掃描單元14能夠控制該逆變器橋，使得借助掃描單元14能夠調(diào)整通過所述逆變器橋13轉(zhuǎn)換的功率。

所述掃描單元14被設(shè)置用于接收通過總線17傳輸?shù)男盘?hào)。掃描單元14可以通過第一線路接收使能信號(hào)15，并且掃描單元14可以通過第二線路發(fā)送或接收啟動(dòng)信號(hào)16。掃描單元14可以通過第二線路附加地發(fā)送或接收結(jié)束信號(hào)，其中，同樣可以考慮通過一個(gè)單獨(dú)的線路來傳輸結(jié)束信號(hào)。第一線路和第二線路也可以是多個(gè)獨(dú)立線路或一個(gè)共同線路，尤其是通信連接。例如可以考慮：總線17包括互聯(lián)網(wǎng)并且所述信號(hào)借助于互聯(lián)網(wǎng)連接來傳輸。另外的逆變器或未示出的控制單元可以連接到所述總線17上，以便在多個(gè)逆變器之間或者在逆變器與控制單元之間傳輸使能信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)或結(jié)束信號(hào)。

所述掃描單元14用于觸發(fā)和控制追蹤所述發(fā)電機(jī)11的特征曲線，以便確定該發(fā)電機(jī)的MPP功率值P_MPP，也就是說確定在給定時(shí)刻上能夠提供發(fā)電機(jī)11的哪個(gè)最大功率。這尤其在逆變器10的下調(diào)狀態(tài)下是重要的，以便當(dāng)根據(jù)所述最大可能的功率能夠確定下調(diào)時(shí)，確定在該狀態(tài)下的下調(diào)功率。在根據(jù)本發(fā)明的逆變器10的情況下，掃描單元14被設(shè)置用于僅僅當(dāng)在掃描單元上加載使能信號(hào)15時(shí)，才觸發(fā)所述特征曲線的追蹤。通過啟動(dòng)信號(hào)16來指示所述特征曲線的追蹤的開始，而通過結(jié)束信號(hào)來表示特征曲線的追蹤的結(jié)束。在特征曲線的追蹤期間、也就是在啟動(dòng)信號(hào)16與結(jié)束信號(hào)之間的時(shí)間段中，控制裝置確保沒有使能信號(hào)15通過總線17傳輸或者說在逆變器10上加載。替換地，所述逆變器10可以被設(shè)置用于將該時(shí)間段解釋為沒有加載使能信號(hào)15的時(shí)間段，其中，通常僅由另一連接到總線17上的逆變器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)的情況是重要的。由此確保了，逆變器復(fù)合電網(wǎng)的分別通過總線17彼此連接的逆變器中的僅僅一個(gè)在給定時(shí)刻執(zhí)行所述特征曲線的追蹤。

圖2在左側(cè)上示出了發(fā)電機(jī)11的特征曲線20作為第一曲線圖，其中，在Y軸上標(biāo)記功率并在X軸上標(biāo)記發(fā)電機(jī)電壓。在圖2的右側(cè)，第二曲線圖示出了功率特性24'、25'的兩個(gè)例子，這些功率特性在追蹤逆變器10的特征曲線20期間產(chǎn)生，其中，在X軸上標(biāo)記時(shí)間并在Y軸上標(biāo)記功率。在第一曲線圖中圖解了特征曲線20的相應(yīng)追蹤路徑24、25。

在相應(yīng)于功率特性24'進(jìn)行特征曲線20的追蹤的第一變型方案中，逆變器10首先在下調(diào)狀態(tài)中處在運(yùn)行點(diǎn)21上并且向電網(wǎng)12輸出下調(diào)功率P_red。從啟動(dòng)時(shí)刻t_s開始，由逆變器10輸出的功率以線性斜率提高，由此所述發(fā)電機(jī)11的運(yùn)行點(diǎn)向提高的電壓移位。當(dāng)達(dá)到MPP 23上的MPP功率值P_MPP時(shí)，發(fā)電機(jī)不能再提供所要求的功率。在該時(shí)刻t_E，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行點(diǎn)22上又被置于下調(diào)狀態(tài)中，并且饋入到電網(wǎng)中的功率降低到下調(diào)功率P_red上，以及發(fā)送結(jié)束信號(hào)。如果所達(dá)到的MPP功率值P_MPP與之前確定的MPP功率值不同，則可以在特征曲線20追蹤結(jié)束之后相應(yīng)地匹配下調(diào)功率P_red。

在根據(jù)功率特性25'進(jìn)行特征曲線20的追蹤的第二變型方案中，逆變器10首先在下調(diào)狀態(tài)中處在下調(diào)功率P_red的運(yùn)行點(diǎn)22上。在這里，在啟動(dòng)時(shí)刻t_s，向電網(wǎng)12輸出的功率特性25'以斜坡形式提高，直到達(dá)到MPP 23。在該時(shí)刻t_M可以發(fā)送中間信號(hào)并使功率以斜坡形式降低，直到在運(yùn)行點(diǎn)21上又達(dá)到下調(diào)功率P_red。因?yàn)樵谠撉闆r下也在配屬的追蹤路徑25期間達(dá)到MPP 23，所以MPP 23上的MPP功率值P_MPP也在這里在所述追蹤結(jié)束時(shí)已知，并且可以在所述下調(diào)功率P_red的情況下被考慮。

替換于所示出的兩個(gè)功率特性24'、25'也可以考慮另外的功率特性，這些功率特性在運(yùn)行點(diǎn)21和22之間造成發(fā)電機(jī)11的運(yùn)行點(diǎn)過渡，或可以考慮這樣的功率特性，其從多個(gè)運(yùn)行點(diǎn)21、22中的一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)出發(fā)追蹤所述特征曲線20的足夠能夠推斷出MPP 23上的當(dāng)前存在的MPP功率值P_MPP的部分，以便在結(jié)束時(shí)刻t_E又在開始所述特征曲線20的追蹤的運(yùn)行點(diǎn)上結(jié)束。該功率特性也可以如下這樣獲得，即，追蹤預(yù)設(shè)的電壓特性或電流特性，并基于發(fā)電機(jī)11的當(dāng)前特征曲線設(shè)定相應(yīng)的功率特性。

圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性流程圖，其中，逆變器10首先檢查是否由另一連接到總線17上的逆變器接收到啟動(dòng)信號(hào)16。當(dāng)接收到這種啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，該逆變器10代替恒定的、在時(shí)間上恒定的下調(diào)功率P_red開始提供可隨時(shí)間變化的第二功率特性。第二功率特性被提供這樣長(zhǎng)的時(shí)間，直到通過總線17接收到結(jié)束信號(hào)。然后，逆變器10返回用于提供在時(shí)間上恒定的下調(diào)功率。替換地，也可以與接收結(jié)束信號(hào)無關(guān)地提供隨著啟動(dòng)信號(hào)16開始的第二功率特性，或者說可以在完全經(jīng)過第二功率特性的情況下產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)并通過總線17傳輸。在最后提到的變型方案中，在通過總線17接收到結(jié)束信號(hào)時(shí)，于是可以中斷第一功率特性的追蹤。這包括如下這樣的實(shí)施方案，其中，稍早前已經(jīng)完全追蹤的功率特性導(dǎo)致提供了所述結(jié)束信號(hào)并因此導(dǎo)致中斷相應(yīng)另外的功率特性的追蹤。

如果沒有接收到啟動(dòng)信號(hào)，則逆變器10檢查是否通過總線17加載使能信號(hào)15以及是否需要追蹤所述特征曲線。如果兩者都是，則逆變器10發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)16并開始在提供第一功率特性的情況下追蹤所述特征曲線20。在結(jié)束追蹤所述特征曲線20之后，逆變器10發(fā)送結(jié)束信號(hào)并返回到下調(diào)狀態(tài)中，其中，下調(diào)功率優(yōu)選與通過追蹤所述特征曲線新確定的MPP功率值P_MPP相關(guān)。可選地，逆變器10通過獨(dú)立通信接口或通過總線17給另外連接的逆變器提供該更新后的MPP功率值P_MPP。這些逆變器可以借助于該更新后的MPP功率值P_MPP來使它們的值與下調(diào)功率P_red匹配，例如以便考慮入射的改變。

在根據(jù)圖4的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140中，在使用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下在示例中圖解了多個(gè)逆變器的相互作用。在圖4的左側(cè)部分中，第一逆變器100、第二逆變器110和第三逆變器120分別通過總線17彼此連接。通過該總線可以借助于掃描單元104、114、124在這些逆變器之間發(fā)送和接收使能信號(hào)105、115、125或啟動(dòng)信號(hào)106、116、126和所配屬的結(jié)束信號(hào)。附加地，控制裝置130連接到所述總線17上，該控制裝置例如可以被用于借助于啟動(dòng)信號(hào)106、116、126和結(jié)束信號(hào)來產(chǎn)生相應(yīng)的使能信號(hào)105、115、125，其中，使能信號(hào)不僅可以專門針對(duì)對(duì)應(yīng)的逆變器是有效的，而且也可以非專門地針對(duì)所有逆變器都是有效的。相應(yīng)地，控制裝置130可以針對(duì)一個(gè)單個(gè)的逆變器、針對(duì)一組逆變器或針對(duì)所有逆變器產(chǎn)生一個(gè)使能信號(hào)。以這種方式，控制裝置130可以連帶確定或規(guī)定順序和頻率，發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的逆變器以該順序和頻率來追蹤它們對(duì)應(yīng)的特征曲線。但是，替換地也可以考慮，這些逆變器相互之間確定該順序。這例如可以通過在這些逆變器之間轉(zhuǎn)發(fā)令牌來進(jìn)行。但是，該順序也可以在沒有在這些逆變器之間的互相協(xié)作的情況下通過如下方式來獲得，即，如果存在使能信號(hào)，則每個(gè)逆變器自己確定它追蹤其特征曲線的時(shí)刻。因此，所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140內(nèi)部也可以沒有控制裝置130。

這些逆變器100、110、120中的每個(gè)逆變器將連接的發(fā)電機(jī)100、111、121的DC功率利用分別配屬給逆變器的逆變器橋103、113、123轉(zhuǎn)換成AC功率并將所述AC功率饋入到連接的電網(wǎng)12中?？梢酝ㄟ^逆變器的相應(yīng)的掃描單元104、114、124根據(jù)接收到的信號(hào)來控制待轉(zhuǎn)換的功率。

由根據(jù)本發(fā)明的方法的流程所獲得的示例性功率變化過程在圖4的右側(cè)部分中以三個(gè)曲線圖形式示出，這三個(gè)曲線圖分別對(duì)應(yīng)三個(gè)逆變器100、110、120中的一個(gè)逆變器，并且在這三個(gè)曲線圖中，在X軸上標(biāo)記時(shí)間并在Y軸上標(biāo)記功率。在此，右側(cè)上方的曲線圖對(duì)應(yīng)逆變器100，右側(cè)中間的曲線圖對(duì)應(yīng)逆變器110并且右側(cè)下方的曲線圖對(duì)應(yīng)逆變器120。在階段I中，所有逆變器處在下調(diào)狀態(tài)中并分別提供下調(diào)功率P_red。在使能時(shí)刻t_F，至少在第一逆變器100上加載使能信號(hào)。在階段II開始的啟動(dòng)時(shí)刻t_s，第一逆變器100發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)106并開始在提供第一功率特性108的情況下追蹤該第一逆變器的發(fā)電機(jī)特征曲線。在所示的情況下，第一功率特性108包括第一逆變器100的線性增加的轉(zhuǎn)換器功率。第二階段II在結(jié)束時(shí)刻t_E結(jié)束，在該結(jié)束時(shí)刻，逆變器100發(fā)送結(jié)束信號(hào)并返回到下調(diào)狀態(tài)中，其中，逆變器100在接下來的階段III中提供改變后的下調(diào)功率，該改變后的下調(diào)功率考慮了在追蹤特征曲線期間確定的當(dāng)前MPP功率值P_MPP。

在右側(cè)中間的曲線圖中示出了第二逆變器110的功率特性118。在時(shí)刻t_s，第二逆變器110接收到第一逆變器100的啟動(dòng)信號(hào)并在其輸出端上提供第二功率特性118。在所示的例子中，轉(zhuǎn)換器功率隨時(shí)間線性減小。在結(jié)束時(shí)刻t_E，第二逆變器110接收到第一逆變器100的結(jié)束信號(hào)并返回到下調(diào)狀態(tài)中，其中，根據(jù)由第一逆變器100所提供的當(dāng)前MPP功率值匹配所述下調(diào)功率P_red。在所示的例子中，第二逆變器110的第二功率特性118補(bǔ)償?shù)谝荒孀兤?00的功率特性108與相應(yīng)的下調(diào)功率P_red的偏差，從而使得兩個(gè)逆變器的功率輸出的總和基本上或剛好相應(yīng)于所述下調(diào)功率P_red在啟動(dòng)時(shí)刻t_s之前的總和。以這種方式避免用于確定當(dāng)前MPP功率值P_MPP的特征曲線追蹤導(dǎo)致發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的累積功率輸出偏離所述下調(diào)的預(yù)設(shè)。

參考圖2，其中描述了利用功率特性進(jìn)行所述特征曲線的追蹤，在該功率特性的情況下，在上升的功率斜坡和下降的功率斜坡之間變換時(shí)發(fā)送中間信號(hào)，在替換的、未示出的實(shí)施方式中，進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪孀兤?10的第二功率特性相應(yīng)地可以具有首先下降的功率斜坡，然后具有上升的功率斜坡，其中，在接收到所述中間信號(hào)時(shí)進(jìn)行這些功率斜坡之間的變換。

在右側(cè)下方的曲線圖中示出了第三逆變器120的功率特性。在啟動(dòng)時(shí)刻t_s，第三逆變器120不離開其下調(diào)狀態(tài)，從而使得其功率特性128保持在下調(diào)功率P_red的在時(shí)間上恒定的值。第三逆變器120因此在該例子中不參與在追蹤特征曲線期間補(bǔ)償所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的逆變器中的一個(gè)逆變器的功率偏離。在結(jié)束時(shí)刻t_E，第三逆變器120也根據(jù)第一逆變器100傳輸?shù)漠?dāng)前MPP功率值匹配它的下調(diào)功率P_red。

在另一種實(shí)施方式中，發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的這些逆變器中的一個(gè)逆變器在追蹤其特征曲線期間的功率偏離可以被發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的其余逆變器中的多個(gè)逆變器、尤其是所有其余的逆變器共同地補(bǔ)償。用于補(bǔ)償功率偏離的量值可以在參與的逆變器之間等同分配或適當(dāng)加權(quán)地分配。在一種優(yōu)選構(gòu)型的范疇內(nèi)，可以涉及這些逆變器之間的固定配屬，在該固定配屬下規(guī)定哪個(gè)逆變器或哪個(gè)分組的逆變器補(bǔ)償該復(fù)合電網(wǎng)的另一逆變器的偏離功率。這可以簡(jiǎn)單地通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，即，給所發(fā)送的啟動(dòng)信號(hào)添加正在進(jìn)行發(fā)送的逆變器的標(biāo)識(shí)，從而使得正在進(jìn)行接收的逆變器僅僅當(dāng)其被配屬給正在發(fā)送的逆變器以用于補(bǔ)償時(shí)，才提供它的第二功率特性。

為了盡可能完全地補(bǔ)償功率偏離，有利的是，第一功率特性在追蹤所述特征曲線期間是盡可能良好預(yù)先確定的并且不受或僅輕微受所述特征曲線的變化過程確定。理想地，第一功率特性的變化過程與特征曲線的變化過程無關(guān)，而是所述特征曲線的變化過程僅僅確定所述特征曲線追蹤在啟動(dòng)時(shí)刻t_s與結(jié)束時(shí)刻t_E之間的持續(xù)時(shí)間。以這種方式不需要在所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的逆變器之間通信追蹤特征曲線的逆變器的功率偏離程度，以實(shí)現(xiàn)該功率偏移的足夠或甚至完全的補(bǔ)償。因?yàn)樵诖骖A(yù)設(shè)的第一功率特性來預(yù)設(shè)逆變器100的電壓特性或電流特性的情況下，由這些電壓特性或電流特性根據(jù)發(fā)電機(jī)特征曲線獲得第一功率特性，通常僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)功率偏離的部分補(bǔ)償，所以在這里對(duì)特征曲線的可較簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的追蹤有利地取消了完全的可補(bǔ)償性。

在另一種實(shí)施方式中，在逆變器組內(nèi)的發(fā)電機(jī)特征曲線的追蹤利用發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的多個(gè)單個(gè)逆變器以協(xié)作形式按照如下方式進(jìn)行，即，這些單個(gè)逆變器依次地、但是在時(shí)間上重疊地執(zhí)行所述特征曲線的追蹤。在此可以選擇恒定的時(shí)間偏移量，或者交換信號(hào)，例如之前描述的中間信號(hào)，用于協(xié)調(diào)這些單個(gè)的追蹤過程。例如，圖4的逆變器100和110作為單個(gè)逆變器構(gòu)成了一個(gè)這樣的組150。在圖5中，在實(shí)施該實(shí)施方式的情況下示出了所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)140的示例性功率特性，其中，上方的曲線圖示出了作為單個(gè)逆變器的逆變器100、110的組150的第一功率特性108'、118'。下方的曲線圖示出了逆變器120的第二功率特性128'，該第二功率特性補(bǔ)償了作為第一功率特性108'、118'總和的組150的組合功率特性158。在啟動(dòng)時(shí)刻t_s，逆變器100首先通過上升的功率斜坡開始沿它的MMP方向追蹤它的特征曲線并產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)106。在時(shí)刻t₁達(dá)到所述MPP時(shí)，逆變器100借助于下降的功率斜坡減少它的功率輸出，直到又達(dá)到所述下調(diào)功率P_red并且逆變器100轉(zhuǎn)換到下調(diào)狀態(tài)中。與時(shí)刻t₁同時(shí)地，逆變器110開始通過斜坡提高它的功率，直到它在時(shí)刻t₂達(dá)到它的MPP并轉(zhuǎn)換到下降的功率斜坡上。在時(shí)刻t_E，逆變器110又達(dá)到下調(diào)狀態(tài)并產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)。由此，通過輸出啟動(dòng)信號(hào)與結(jié)束信號(hào)之間的組合第一功率特性158，組150與根據(jù)本發(fā)明的單個(gè)逆變器具有類似的特性。組合功率特性158與組150的下調(diào)功率P_red的偏離通過逆變器120通過輸出在啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)刻與結(jié)束信號(hào)的時(shí)刻之間的第二功率特性128'來平衡，其中，逆變器120可以必要時(shí)在時(shí)刻t₁、t₂通過匹配所述特性變化過程來對(duì)中間信號(hào)做出反應(yīng)。

啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)原則上可以由組150的任意的單個(gè)逆變器產(chǎn)生，其中，啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)由相同的或不同的逆變器產(chǎn)生。優(yōu)選地，首先追蹤它的特征曲線的那個(gè)單個(gè)逆變器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，并且最后追蹤它的特征曲線的那個(gè)單個(gè)逆變器發(fā)送結(jié)束信號(hào)。中間時(shí)刻t₁、t₂可以通過交換中間信號(hào)來協(xié)調(diào)或者這些參與的單個(gè)逆變器通過相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)的預(yù)設(shè)的持續(xù)時(shí)間來互相確定這些時(shí)刻。此外，單個(gè)逆變器的特征曲線的追蹤的開始可以與達(dá)到MPP的時(shí)刻無關(guān)地通過另一單個(gè)逆變器來選擇。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種有利實(shí)施方式中，通過如下方式來實(shí)現(xiàn)特征曲線的追蹤或功率特性的提供，即，發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的逆變器中的一個(gè)逆變器或控制單元130依次地向第一逆變器發(fā)送多個(gè)功率輸出期望值。所涉及的第一逆變器嘗試提供相應(yīng)于期望值的功率并向發(fā)送單元報(bào)告結(jié)果。該結(jié)果例如可以以所達(dá)到的功率值的形式或以邏輯信號(hào)的形式來傳輸，該邏輯信號(hào)以信號(hào)表示完全達(dá)到所述期望值。在達(dá)到額定值的情況下，隨后發(fā)送的期望值可以逐步提高，直到逆變器以信號(hào)表示其不能達(dá)到所述期望值。最后達(dá)到的期望值于是可以被理解為MPP功率值P_MPP。為了補(bǔ)償所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的總功率，與向第一逆變器發(fā)送超過下調(diào)功率的期望值一起地向第二逆變器發(fā)送第二期望值(或者向多個(gè)逆變器發(fā)送多個(gè)期望值)，該第二期望值相對(duì)于下調(diào)功率是減少的，從而使得發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)的總功率保持恒定或近似恒定。

在達(dá)到MPP功率值P_MPP之后，逆變器可以通過預(yù)設(shè)新的期望值逐步返回到下調(diào)功率，其中，該不排除以一個(gè)唯一的步驟返回到下調(diào)功率。在第二逆變器上或相應(yīng)的逆變器組上的補(bǔ)償功率預(yù)設(shè)并行地進(jìn)行，以便也在所述返回到下調(diào)功率期間保證恒定的總功率。接下來可以以相同的方式啟動(dòng)另一逆變器的特征曲線的追蹤。這樣構(gòu)建的方法雖然造成相對(duì)于上面所描述的方法中的一些方法而言提高的通信耗費(fèi)，但是該方法非常良好地允許了實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償所述發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)與下調(diào)功率的偏差。

在前面描述的方法的一種變型方案中，可以省去反饋關(guān)于達(dá)到期望值預(yù)設(shè)的結(jié)果，其方式是，監(jiān)控所述總功率。只要期望值預(yù)設(shè)超過第一逆變器的最大能達(dá)到的功率，這就導(dǎo)致總功率的降低，該降低相應(yīng)于超過的程度。所述期望值在該方法變型方案中一直被提高，直到總功率的降低超過閾值。MPP功率值P_MPP于是在不降低總功率的情況下相應(yīng)于最后的期望值預(yù)設(shè)。

在圖6中示出了第一和第二逆變器在時(shí)間上的功率變化過程200、210，以及總功率的功率變化過程220，作為前面所描述的方法的結(jié)果。通過改變期望值預(yù)設(shè)逐步地提高第一逆變器的功率200，直到該第一逆變器在時(shí)刻t₁不再能夠跟隨所述期望值預(yù)設(shè)。同時(shí)，逐步地在補(bǔ)償步驟中降低第二逆變器210的功率，從而使得總功率220保持恒定。其結(jié)果是，在時(shí)刻t₁之后產(chǎn)生總功率220的降低，直到所述總功率降到預(yù)設(shè)的邊界值230以下。然后，兩個(gè)逆變器的功率返回到原始的下調(diào)功率上。只要求取到改變后的MPP功率值P_MPP，則兩個(gè)逆變器的功率可以替換地返回到相應(yīng)改變后的下調(diào)功率上。

在此處要指出的是，所述組150內(nèi)部在時(shí)間上錯(cuò)開地追蹤特征曲線已經(jīng)使該組的組合功率特性與該組的共同的下調(diào)功率的最大功率偏差相對(duì)于通過該組的所有或多個(gè)逆變器同時(shí)追蹤這些特征曲線而言降低。

附圖標(biāo)記列表

10 逆變器

11 發(fā)電機(jī)

12 電網(wǎng)

13 逆變器橋

14 掃描單元

15 使能信號(hào)

16 啟動(dòng)信號(hào)

17 總線

20 特征曲線

21，22 運(yùn)行點(diǎn)

23 MPP

24，25 追蹤路徑

24'，25' 功率特性

100，110，120 逆變器

101，111，120 發(fā)電機(jī)

103，113，123 逆變器橋

104，114，124 掃描單元

105，115，124 使能信號(hào)

106，116，124 啟動(dòng)信號(hào)

108，118，128 功率特性

108'，118'，128' 功率特性

130 控制單元

140 發(fā)電復(fù)合電網(wǎng)

150 組

158 功率特性

200，210，220 功率變化過程

230 邊界值