CN104885322A - 用于通过共同连接到dc/ac转换器的直流电压输入端的多个直流电源进行功率分配的方法和逆变器 - Google Patents

Abstract

用于通过并联连接到DC/AC转换器(6)的输入侧的直流电压中间回路(5)的多个直流电源(25)进行功率分配的方法，这些直流电源(25)中的至少一个通过一个DC/DC转换器(2)连接到该直流电压中间回路(5)，其中该DC/DC转换器(2)在从该直流电源(25)馈入到该直流电压中间电路(5)中的功率的变化方面可控制，在该DC/AC转换器(6)的一种经调节的运行方式中该直流电源(25)的功率被不同地调节，在该运行方式中该DC/AC转换器(6)的功率能够相对于由所有直流电源(25)最大可用的功率之和而被调节，并且通过至少控制该一个DC/DC转换器(2)，至少一个另外的直流电源(25)的功率的变化被动态地补偿，通过该DC/DC转换器该至少一个直流电源(25)连接到该直流电压中间电路(5)。

Description

用于通过共同连接到DC/AC转换器的直流电压输入端的多个直流电源进行功率分配的方法和逆变器

本发明的技术领域

本发明涉及一种用于通过并联连接到DC/AC转换器的输入侧的直流电压中间电路的多个直流电源进行功率分配的方法，所述方法具有独立专利权利要求1的前序部分的特征。此外本发明涉及一种逆变器，该逆变器具有：带有一个输入侧的直流电压中间电路的一个DC/AC转换器、用于将多个直流电源并联连接到该直流电压中间电路的多个输入端和至少一个DC/DC转换器，该DC/DC转换器安排在该多个输入端之一与该直流电压中间电路之间并且在通过该DC/DC转换器馈入到该直流电压中间电路中的功率的变化可控制。

单个、多个或所有的直流电源尤其能够包括一个带有至少一个光伏电池串的光伏发电机。当所有的直流电源如此形成时，一个对应的逆变器也称作光伏逆变器。此外当所有直流电源的运行点能够通过对应的DC/DC转换器的控制被单独调节时，该逆变器称作多串式逆变器。一个光伏电池串在此理解为多个光伏电池的至少一个串联电路。但是，在一个串中也能够并联连接多个此类的串联电路。然后，每个这种并联连接的串联电路称为子串。在此，这些光伏电池能够成组地组合成光伏模块，然后这些光伏模块自身串联连接形成一个串或子串。

为了稳定该交流电网可能需要调节这些逆变器的功率，光伏式产生的电能借助这些逆变器馈入到一个交流电网中。该调节可以在各个逆变器的额定功率的一个固定的(也就是说针对某一时间段在时间上恒定的)百分比上进行。但是该调节也可以动态地(也就是说在考虑到一个针对在该交流电网中目前的功率需求的规定值的情况下，在时间上变化的极限值的基础上)进行。该调节在任何情况下为该交流电网提供负调节功率。

不管该调节动态地甚或静态地进行以及出于哪种原因执行该调节，本发明关注的是，将该DC/AC转换器的经调节的功率分配到该逆变器的这些不同的DC/DC转换器上。

现有技术

一种已知的多串式逆变器是本申请人的产品“Sunny TriPower”。一个多串式逆变器的该多个DC/DC转换器使之有可能实现，在这些DC/DC转换器的最大功率的运行点(Maximum Power Point＝MPP)中分别彼此独立地运行这些通过DC/DC转换器连接的串，也就是在工作电压中，该最大的电功率在该工作电压中由这些串生成。在此，这些DC/DC转换器通常是升压转换器，这些升压转换器将这些单独的串的工作电压升压到一个共同的直流电压中间电路的中间电路电压上，该直流电压中间电路是该DC/DC转换器的一个输入中间电压。在该产品“Sunny TriPower”中，一个串的功率的调节始终在其空载电压的方向上进行。在此在调节该DC/AC转换器的功率的情况下，首先该串用在其工作电压与该中间电路电压之间的最高电压差解除负载，使得其工作电压在其空载电压的方向上升高。只有当该串被完全解除负载或当该电压差与在一个第二串中的电压差相同时，该第二串也被解除负载。由此实现在这些实施为升压转换器的单独的DC/DC转换器中的功率损耗的最小化，以及实现这些DC/DC转换器的功率损耗的彼此匹配。如已经阐释的，该工作电压的偏移在这种类型的逆变器中始终在这些单独的串的空载电压的方向上进行。因此在设备规格中必须确保，这些串的最大空载电压不超过该最大允许的中间电路电压。

在本申请人的“Sunnyboy”多串式逆变器的一个已知的版本中给设备运营商提供了展宽这些串的可能的工作电压的范围的可能性。然而，为使该中间电路电压不超过其最大允许的值，在调节该DC/AC转换器的功率时该工作电压在这些各自的串的一个短路的方向上偏移，也就是说从MPP起朝更低的电压偏移。这使之有可能实现如此设计这些串，使得该最大的MPP电压与该最大允许的中间电路电压接近相同。具体地，在该已知的多串式逆变器的控制中还要在这些串接通到一个共同的中间电路之前检测是否存在一个电压展宽的(spannungserweiternder)串，也就是一个带有超过该最大允许的中间电路电压的空载电压的串。于是这类串的MPP的启动从该串的低工作电压的区域中开始进行，并且在调节该DC/AC转换器的功率时用减少的工作电压运行这类串。相反地，其他的未电压展宽的串在调节时朝向更高的工作电压偏移，也就是说朝向其空载电压偏移，因为基于这些串的特征曲线的走向，在这个方向上给其功率提供了更好的、尤其更快的可调性。然而，当一个首先未电压展宽的串由于改变的运行条件被电压展宽时，也就是说例如在调节该未电压展宽的功率时通过在其空载电压的方向上提高其工作电压实现在该允许的中间电路电压之内的工作电压，则所涉及的串的工作电压和最终并联连接到该串并且与相同的DC/DC转换器连接的子串的工作电压发生短路，由此阻止了该中间电路电压的进一步的提升。接着必须重新启动从该多串式逆变器馈入的功率。由此得出在馈入时的损耗，因为在重新启动时由于该功率斜坡的最大斜率，该DC/AC转换器的当前允许的功率只有在几秒之后才能够被再次馈入。通常关心的是，尽可能完全充分地利用该当前允许用DC/AC转换器馈入的功率。

由US 2011/0101784 A1已知一种混合的风能和太阳能逆变器。在此，功率从这些替代性的电压源输送给一个电网。根据该电网中的电功率的需求，该电功率从这些单独的电压源接通或缓存到该网。

由EP 2 284 382 A2已知一种能量供应***，其中电能从不同的电压源提供到一个功率总线上、在本地被消耗或以热能的形式被缓存。

由EP 2 104 200 A1已知一种用于控制用于光伏设备的多串式逆变器的方法，对于每个串，该多串式逆变器在输入侧具有一个分离的DC/DC转换器。为了效率改善，在每个DC/DC转换器处测量一个或多个电变量、尤其是输入电流、输入电压和/或输入功率，并且这些DC/DC转换器中的至少一个在超过一个极限值和/或窗口时依赖于该测量如此地改变其运行状态，使得该DC/DC转换器的损耗功率降低。当不再需要对连接到该DC/DC转换器的串的工作电压进行与该DC/DC转换器一起移动的升压时，该DC/DC转换器例如能够被关闭，因为该工作电压达到中间电路电压。

由WO 2012/017068 A2已知一种用于检测在一个时间段潜在可能存在的、但实际上未被馈入的光伏设备的馈入能量值的方法，该光伏设备具有用于将电能从一个或多个光伏发电机馈入到一个交流电网的一个或多个逆变器。该方法尤其设置为在调节过程中用于检测该潜在可能存在的馈入功率。为使该检测成为可能，在调节过程中不同地运行这个或这些逆变器，其中这些不同的运行方式包括在MPP中运行或至少用于检测连接到相应的逆变器的串的特征曲线的运行。具体地能够在MPP中分别运行多个逆变器之一，并且为了实现所期望的调节，这些其他的逆变器的功率能够被更大幅度地减弱，就如同将调节平均分配到了所有的逆变器上。在该已知的方法的另一个具体的实施方式中，对该逆变器的这个或这些串的特征曲线局部或全部采样，并且该逆变器的由此变化的功率被缓冲或补偿给其他时间，使得在时间平均连接到值上实现所需的功率减少。然而，对调节电功率和尤其对提供负调节功率的需求也不允许用由一个逆变器提供的电功率发生短暂的超过。为了即使在该逆变器的可变的电功率的情况下馈入恒定的电功率，WO 2012/017068 A2建议，对在该不同的电功率与该恒定的电功率之间的差进行缓存或将其转换成其他的能源形式。但是，于是为此需要额外的装置。

本发明的目的

本发明基于的目的是，揭示一种用于控制逆变器的方法，该方法在没有额外设备费用的情况下简化了该最大可馈入的功率的利用。

解决方案

本发明的目的通过具有独立专利权利要求1的特征的方法以及通过具有独立专利权利要求17的特征的逆变器实现。从属专利权利要求2至16涉及根据本发明所述的方法的优选的实施方式，从属专利权利要求18至20涉及根据本发明所述的逆变器的优选的实施方式。

本发明的说明

本发明提供了一种用于通过并联连接到DC/AC转换器的输入侧的直流电压中间电路的多个直流电源进行功率分配的方法。该直流电源中的至少一个通过一个DC/DC转换器连接到该直流电压中间电路，其中该DC/DC转换器在由该直流电源馈入到该直流电压中间电路中的功率的变化方面可控制。在该DC/AC转换器的一种经调节的运行方式中(在该运行方式中该DC/AC转换器的功率能够相对于由所有直流电源最大可用的功率之和而被调节)，直流电源的功率被不同地调节，并且通过至少控制该至少一个DC/DC转换器(通过该DC/DC转换器该至少一个直流电源连接到该直流电压中间电路)，至少一个另外的直流电源的功率的变化被动态地补偿。

即使本发明的优选实施方式主动地引起这类变化，为什么出现该至少一个另外的直流电源的功率的变化原则上是无足轻重的。动态地补偿该变化意味着，通过控制该至少一个DC/DC转换器，从该至少一个直流电源馈入到该直流电压中间电路中的功率被如此地提升或降低，使得在该至少一个直流电源和该至少一个另外的直流电源之和中馈入到该直流电压中间电路中的功率在没有功率缓存(该缓存通过常规的中间电路电容器效应出现)的情况下跟随一个外部的规定值并且对此例如是恒定的。这相当于，这些单独的直流电源的每个功率增加通过这些剩余的直流电源的对应的功率减少被补偿。由此，通过一个单独的直流电源的时间上的功率变化得出了该形式的平衡等式：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\∂P_i/\∂t=0,$

其中该和在该逆变器的所有直流电源的数量上运算。该平衡等式尤其适用在一个小的时间跨度上，使得该中间电路电压的一个波动保持尽可能小。在此，该中间电路电压的波动越小，这些剩余的直流电源或该DC/DC转换器对一个确定的直流电源的功率变化的响应时间会越少，在该响应时间中这些剩余的直流电源或该DC/DC转换器将其功率馈入到该直流电压中间电路中。

以此创造了条件，使得馈入到该共同的中间电路中的功率一直对应于当前最大地允许流经该DC/AC转换器的功率，尤其流入一个应借助该DC/AC转换器的调节被稳定化的交流电网中。在此，该DC/AC转换器被调节到的功率本身能够动态地变化。因此虽然该至少一个另外的直流电源的功率发生变化，也能够通过根据本发明的方法用该逆变器提供调节功率。

该至少一个直流电源优选具有一个光伏发电机，该光伏发电机通过该可控制的DC/DC转换器连接到该DC/AC转换器的直流电压中间电路。通过偏移该DC/DC转换器的运行点能够用该DC/DC转换器极快地在一个光伏发电机的功率上对其进行改变。由此在对该至少一个另外的直流电源的功率的变化的补偿中有可能实现极高的动态特征。该动态特征尤其比例如在一个带有电动机器作为直流电源的发电机中大得多，其中该电动机器的一个转子的惯性矩在改变输出功率的情况下抵制更高的动态特征。

对大的动态功率有利的是，多个直流电源分别具有一个光伏发电机，该光伏发电机通过一个可控制的DC/DC转换器连接到该DC/AC转换器的直流电压中间电路，用该DC/AC转换器也有可能实现用于这些相应的光伏发电机的MPP跟踪。根据本发明所述的方法的逆变器也可以是多串式逆变器，其中所有的直流电源分别具有这些光伏电池的至少一个串并且分别或仍然至少一个通过一个可控制的输入侧的DC/DC转换器连接到该共同的DC/AC转换器。一个直接地或通过一个DC/DC转换器以固定的转换比连接到该直流电压中间电路的直流电源的运行点能够用该逆变器的DC/AC转换器通过该中间电路电压的改变而被改变。

然而，该至少一个另外的直流电源也可以具有一个带有电动机器的发电机，该另外的直流电源的功率变化通过对配设给该至少一个直流电源的DC/DC转换器的控制被补偿。该发电机能够在没有DC/DC转换器的情况下连接到该DC/AC转换器的直流电压中间电路，该DC/DC转换器在从该至少一个另外的直流电源馈入到该直流电压中间电路中的功率的变化方面是可控制的。当该发电机是一个交流发电机时，该发电机在该直流电源中与一个连接在下游的AC/DC转换器组合。具体地，该至少一个另外的直流电源可以例如是一个风力发电设备或一个柴油发电机，它们自身仅具有用其可提供的功率的很小的动态特征。然而，通过基于一个光伏发电机与该至少一个高动态的直流电源的连接，在根据本发明所述的方法中克服了这个缺陷。

应理解的是，根据本发明的方法检测从每个直流电源中输出的功率，以便能够在这些直流电源之间进行功率补偿。此外应理解的是，用与如下速率至少相同的速率检测这些直流电源的功率：用该速率借助于该至少一个DC/DC转换器对该至少一个另外的直流电源的功率的变化进行响应。用于检测这些直流电源的功率的采样速率优选还要明显更高，例如是两倍大。该采样速率或测量频率可以是大于100Hz、大于1000Hz或者也可以是大于10000Hz。用于检测这些直流电源的功率的典型的速率在8至50kHz的范围内。为对该至少一个另外的直流电源的功率的变化进行反应，与之相反，通过控制该至少一个DC/DC转换器用于后续调节该至少一个直流电源的功率的速率为大于10Hz，优选大于100Hz或为至少1000Hz。具体地，该速率当前在4至25k Hz的范围内。这对应于该至少一个DC/DC转换器对该至少一个另外的直流电源的功率的变化的40至250μs的响应时间。大于10Hz的速率本身已经对应于少于100ms的响应时间，并且由此少于连接到一个交流电网的逆变器对该AC功率的突然减小的通常允许的实施时间(Umsetzungszeit)200ms的一半。一般可以确定，根据本发明的方法的品质和稳健性通过增大的测量频率和通过该至少一个DC/DC转换器对该至少一个另外的直流电源的功率变化的减小的响应时间而增大。

典型地根据外部的规定值调节该DC/AC转换器的功率，其中这些规定值可以由该DC/AC转换器馈入到其中的电网的相应的运营商明确地或通过该网的参数进行预定。于是该功率向这些单独的直流电源上的分配在根据本发明所述的方法内动态地进行，也就是根据内部的规定值进行。

在根据本发明的方法中，可以通过该另外的直流电源，例如一个光伏发电机或一个风力发电设备的运行状况的变化确立该至少一个另外的直流电源的功率变化。然而在根据本发明方法的不同的实施方式中已知该至少一个另外的直流电源的功率，也就是说被主动地改变，以便有针对性地利用调节该DC/AC转换器的功率的时间。

在此尤其是，这些直流电源的特征曲线的至少一部分被检测，也就是说在一个多串式逆变器中所有的通过相应的一个DC/DC转换器或所有的直接连接到该直流电压中间电路的串，以便也在经调节的运行中检测它们的MPP。在此该检测的目标是确定该当前最大可用的功率，以便对此得到补偿。然而该目标也可以是，能够在该调节之后直接启动该相应的MPP。也可以看到将该馈入功率最大化的措施，在此直接在该调节之后。

为了检测一个直流电源的MPP，优选直接启动该MPP。对其发现而言有意义的是，尽可能完全遍历该相应的直流电源的特征曲线。根据本发明，该相应的直流电源的功率的在此发生的变化通过适当控制该至少一个DC/DC转换器被动态地补偿。

通过在调节时遍历该特征曲线也可以辨别，连接到该直流电压中间电路的直流电源中的哪些是电压展宽的，也就是说具有在该最大允许的中间电路电压以上的一个当前的空载电压。该直流电源的工作电压应在短路方向上的调节中而不是在空载方向的调节中被改变，以避免超过该最大允许的中间电路电压。这尤其适用在一个多串式逆变器中。

然而，根据本发明的方法不仅允许辨别电压展宽的直流电源，也允许将该直流电源从一个接近空载的运行状态过渡到一个接近短路的运行状态，而不必使该直流电源短路。在此期间流向该共同的直流电压中间电路的更高的功率用该至少一个DC/DC转换器被动态地补偿。

改变该至少一个另外的直流电源的功率也可以在发现一个用于所有的DC/DC转换器的运行点的观点(Gesichtpunkt)下进行，在运行点中以一个上级的观点给出了该逆变器运行的优化。这类上级的观点可以例如是在整个逆变器中的或也可以只是在所有的DC/DC转换器中的最小化的损耗功率。这类上级的观点也可以是这些单独的DC/DC转换器的损耗功率的相互匹配。另一个观点可能是该DC/DC转换器和/或DC/AC转换器的部件的最小化的负载或者也可能是该DC/AC转换器的优化的功率可调节性，以便最大地充分利用该DC/AC转换器的功率的相应有效的上限。

如已经示出的，一种根据本发明的逆变器具有：带有一个输入侧的直流电压中间电路的一个DC/AC转换器；用于将多个直流电源并联连接到该直流电压中间电路的多个输入端；在这些输入端之一与该直流电压中间电路之间安排的至少一个DC/DC转换器，该DC/DC转换器在通过其馈入到该直流电压中间电路的功率的变化方面是可控制的；以及一个控制装置，其特征在于该逆变器的控制装置根据本发明方法控制至少一个DC/DC转换器。在此，该控制装置可以包括一个主控制装置和一个副控制装置，该主控制装置根据外部的规定值调节该DC/AC转换器的功率，而该副控制装置在控制该至少一个DC/DC转换器的情况下将该功率分配到用于这些直流电源的这些单独的输入端上。为此能够在所有的输入端中设置可控的DC/DC转换器。但是可以在这些输入端之一中省略一个可控的DC/DC转换器，因为可以用该DC/AC转换器改变该中间电路电压，以此改变连接到其输入端的直流电源的运行点。在此，省略一个可控的DC/DC转换器既意味着根本没有设置DC/DC转换器，也意味着设置有一个具有固定的转换比的DC/DC转换器。

在一个没有调节该DC/AC转换器的功率的运行模式中，该控制装置可以控制该DC/DC转换器并且必要时控制该DC/AC转换器对所连接的直流电源进行单个的MPP跟踪。这尤其适用在单独的、多个或所有的直流电压作为光伏发电机的设计中并且非常特别适用在一种根据本发明的多串式逆变器中。

本发明的有利的改进方案由专利权利要求书、说明书和附图得出。在说明书中提到的特征和多个特征组合的优点仅仅是示例性的，并且可以是替代性地或积累性地生效，而无需强制地实现根据本发明实施方式的优点。在不改变所附的专利权利要求的主题的情况下，在原始申请材料和专利的公开内容方面，以下内容是适用的：可以从附图中得出其他特征，尤其是所展示的多个部件的相对安排和相对彼此的有效连接。本发明不同实施方式的特征的组合或者不同专利权利要求的特征的组合同样可能与专利权利要求书的所选的回引部分不同并且是在此有所启示的。这还涉及在分开的附图中展示的或者在其说明中提及的这类特征。这些特征还可以与不同专利权利要求的特征相组合。同样，在专利权利要求书中详述的特征可能在本发明的其他实施方式中取消。

在专利专利权利要求书和说明书中提到的这些特征在它们的数目方面应理解为，存在恰好这个数目或比该指定的数目更大的数目，而不需要明确地使用副词“至少”。当例如提及一个元件时，这应当理解为，存在正好一个元件、两个元件或多个元件。这些特征可以用其他特征来补充或者可以是相应产品所具有的仅有特征。

包含于这些专利权利要求中的这些附图标记不限制这些专利权利要求保护的主题的范围。它们仅仅用于使这些专利权利要求更容易理解的目的。

附图简要说明

现在将借助实施例参考附图来对本发明进行更详细的解释和说明。

图1示出了根据本发明的逆变器的第一实施方式的一个简化的电路图。

图2是在一个逆变器的一个共同的DC/AC转换器的恒定功率下该逆变器的两个DC/DC转换器的功率随时间的记录图。

图3是根据图1的逆变器的三个DC/DC转换器的功率随时间的记录图，其中遍历连接到这两个DC/DC转换器之一的串的特征曲线，用这两个DC/DC转换器中的另外一个对其进行补偿。

图4是根据图1的逆变器的三个DC/DC转换器的功率随时间的记录图，其中遍历连接到这两个DC/DC转换器之一的串的特征曲线，用这两个DC/DC转换器中的另外一个对其进行补偿；以及

图5是根据本发明的逆变器的另一个实施方式的一个简化的电路图。

附图说明

图1示出了逆变器1的原理构造。该逆变器1包括多个两极输入端26，一个DC/DC转换器2，通常是一个升压转换器分别连接到这些两级输入端处。一个直流电源25通过这些输入端26中的每一个连接到一个共同的直流电压中间电路5。每个直流电源25具有多个光伏电池4的至少一个串3。该直流电压中间电路5是一个共同的DC/AC转换器6的输入中间电路。每个串3的光伏电池4的数量可以比在此示出的更多得多。每个串3也可以具有多个并联连接的子串。输入端26的数量同样比在此示出的更多得多。但是，也可能只存在两个输入端26。这些DC/DC转换器2典型地是升压转换器，尽管有统一的中间电路电压，能够借助这些升压转换器通过在该直流电压中间电路5中的一个中间电路电容器7在单独的工作电压下运行每个串3，以便获得该串3在当前运行状况下的最大的电功率。该电功率通过该直流电压中间电路5提供给该DC/AC转换器6，并且该DC/AC转换器将该电功率作为交流电馈入到一个外部的交流电网8中。该DC/AC转换器6和该DC/DC转换器2由一个控制装置9控制。当该交流电网8的运营商10发出一个由该控制装置9接收的调节信号11时，该控制装置9用一个子控制装置12对应地调节该DC/AC转换器6。在此，该控制装置接收一个说明该DC/AC转换器6的当前功率的功率信号13并且将一个控制信号14发送给该DC/AC转换器6。应理解的是，这些信号13和14能够由不同的子信号构成，例如在该信号13中由一个电流测量和一个电压测量组成或者在该信号14的情况下由用于该DC/AC转换器6的这些单独的HL开关器的多个控制信号组成。该控制装置9通过另一个子控制装置15将该经调节的功率分配到这些单独的DC/DC转换器2上并且也在此接收功率信号16并且输出控制信号17。在此，这些控制信号17依赖于功率信号16如此地生成，使得流入到该直流电压中间电路5中的该DC/DC转换器2的功率之和对应于由该DC/AC转换器6馈入到该交流电网8中的经调节的功率。这些DC/DC转换器2之一的功率的变化通过该至少一个另外的DC/DC转换器2的功率的相反的变化被补偿，使得在该中间电路5中该DC/AC转换器6的经调节的功率一直可供使用并且由此该最大允许的功率能够被馈入到该交流电网8中。这既适用于将该DC/AC转换器6的功率调节到一个固定的值，例如该DC/AC转换器6的额定功率的一个确定的百分比，也适用于调节到时间上变化的极限值，该极限值基于该交流电网8的暂时的功率需求被检测。在此，这种最后的情况尤其对应于：借助用于该交流电网8的DC/AC转换器6提供调节功率，也就是说根据外部的规定值从该DC/AC转换器6馈入到该交流电网8中的功率的动态变化。

尽管在图1中示出了一个3相的逆变器，但也有可能使用一个1或2相的逆变器。

图2示出了对于一个带有两个DC/DC转换器和一个共同的DC/AC转换器的逆变器，如恒定的功率18，该功率从该DC/AC转换器中馈入到一个交流电网8中、动态地分配到这两个DC/DC转换器2的功率19和20上以及分配到此外根据图1连接到这些直流电压中间电路5的直流电源25上。一个DC/DC转换器的功率19的变化通过另一个DC/DC转换器的功率20的相反的变化被补偿。在此，该动态的补偿通过在10ms以下的范围中，优选在1ms或更小的范围中的快速的响应时间进行。以此虽然该一个DC/DC转换器的功率19发生变化，在根据图1的该中间电路电容器7上的电压、从该DC/AC转换器馈入到该交流电网8中的功率18、以及由此还有所有直流电源25的平均功率22和在此具有同等意义的连接到其的DC/DC转换器2的平均功率22保持恒定。该直流电源25的平均功率22就此而言以及在下文中理解为相对于该DC/AC转换器6的功率18的连接到该逆变器1的全部直流电源25的每个的平均值。该条件尤其也是取决于时间的，也就是说，每个DC/DC转换器2的平均功率22在任何时间点t由该DC/AC转换器6的功率18与指配给该逆变器1的全部DC/DC转换器2的数量之商得出。因为在这种情况中这是一个具有总共两个DC/DC转换器2的逆变器，这两个DC/DC转换器2的平均功率22是该DC/AC转换器6的功率18的一半大小。

在示出的情况中，该一个和该另一个DC/DC转换器的功率19、20除了根据本发明的补偿以外在该平均功率22的相同水平上。然而也有可能实现，该一个DC/DC转换器2的功率19和该另一个DC/DC转换器2的功率20在不同水平上。该一个DC/DC转换器2的功率19还可以例如在没有根据本发明的补偿的情况下比该另一个DC/DC转换器2的功率20大一个确定的数值或百分比，或反之亦然。重要的是，在任何情况下连接到该逆变器1的所有直流电源25的功率之和对应于该DC/AC转换器6的预定的功率18。

图3示出了在一个根据图1的具有三个DC/DC转换器2和一个共同DC/AC转换器6的逆变器中的在时间t上的功率P的曲线。该DC/AC转换器6的功率18在时间上是恒定的并且相对于在这些DC/DC转换器处的最大可用的功率被调节。该一个DC/DC转换器的功率19对应于它的工作电压的特征曲线，该工作电压在时间t上以恒定的速率升高。也就是说，尽管该DC/DC转换器2没有将由连接到它的串的最大可用的功率馈入到该共同的直流电压中间电路5中，在调节该功率18过程中检测这些单独的DC/DC转换器2以及这些连接到它的串3的MPP 21。这可以一次地实现，目标为，针对补偿要求记录最大可用的功率。另一个目标是，一旦该功率18的调节终止，能够立刻再次启动MPP。此外通过该目标可以实现从接近空载的高工作电压的范围中经过MPP 21到达接近短路的低工作电压的范围中，其目标为，将一个串3(该串在调节一个电压展宽时、也就是在调节一个比该最大允许的中间电路电压更高的工作电压时，通过该共同的直流电压中间电路5的中间电路电容器7近似)过渡到大致相同的功率、但更低的工作电压的一个接近短路的运行点中。该一个DC/DC转换器的在此在MPP 21中升高的功率19通过这两个另外的DC/DC转换器2之一的减少的功率20被补偿。由此不需要中断该功率18的馈入，该功率可能除了从外部强制的调节外与馈入损耗相关联。该剩余的另外的DC/DC转换器2在该例子中具有一个与该平均功率22相同的功率。所有DC/DC转换器2的平均功率22在此在时间上保持恒定，因为该DC/AC转换器6的功率18在该示出的区域中在时间上也是恒定的。因为在该例子中这是具有总共三个DC/DC转换器的一个多串式逆变器，该DC/DC转换器的平均功率22对应于该DC/AC转换器6的功率18的三分之一。这也有可能实现，该DC/AC转换器的功率18跟随一个预定的、随时间变化的额定曲线。在这种情况下还重要的是，所有连接到该逆变器1的直流电源25的功率在任何时间点t加和到该DC/AC转换器6的预定的功率18上。

图4示出了与图3类似的功率曲线。然而，不同于图3，在此经过该MPP 21的该一个DC/DC转换器2以及连接到该DC/DC转换器2的串3的功率19不是仅用一个另外的DC/DC转换器2的功率20的相反的变化被补偿。而是该相反的变化在此被分配到具有对应减少的功率20的多个、在此为两个的另外的DC/DC转换器2上。相对于所有DC/DC转化器2的平均功率22的功率20的变化为此仅是该功率19相对于平均功率22的变化的一半大。因此例如然后也可以是，只有所有的串已经在相对高的工作电压中工作时，该暂时的功率升高在到达电压展宽范围中的第一串向该另外的DC/DC转换器的接近短路的更低的工作电压过渡时被补偿。这在仅具有两个DC/DC转换器2的一个逆变器1的情况下是很难、某些情况下甚至也不可能实现，因为该一个串3的功率变化自身在此必须通过该确切的另一个的串3的相反的功率变化被补偿。为此，一个单独的DC/DC转换器2以及连接到该DC/DC转换器2的串3的主动的功率变化的自由度随着这些总共连接到该逆变器1的直流电源25的数量上升。在此，对一个动态的功率变化的自由度起决定性作用的是这些在该逆变器1中存在的DC/DC转换器2。

通过在搜索或跟踪方法的背景下对在根据图1的这些单独的DC/DC转换器2中的功率的动态再分配，也可以经验式地确定整个逆变器1的一个运行点，在该运行点中特别好地考虑到一个上级的观点。在此例如可以是所有功率的一个最小化的损耗功率、一个最小化的部件负载或一个最大化的、也就是说快速并且仍然稳定的可调节性。一个此类上级观点也可以是在运行期间的该DC/DC转化器2的部件的均匀负载方面这些单独的DC/DC转换器2的损耗功率的相互匹配。以此方式尤其匹配在不同的DC/DC转换器2中的单独部件的预期的使用寿命。以此有效防止了一个DC/DC转换器的单独部件与另一个DC/DC转换器的构造相同的组件相比提前出现故障。

图5示出了一个逆变器1，该逆变器在下面的细节中不同于根据图1的逆变器1。除了具有这些可控制的DC/DC转换器2的输入端26之外，该逆变器1具有另一个两极输入端23，通过该输入端一个直流电源24直接连接到该共同的直流电压中间电路5。同时，在仅仅具有一个电流传感器27的输入端23中检测从该直流电源24流入到该直流电压中间电路5中的电流并且作为功率信号16传递给该控制装置9。该具体的功率在此与该直流电压中间电路5的中间电路电压一起得出，该中间电路电压包含在该DC/AC转换器6的功率信号13中。该直流电源24可以代替一个光伏发电机尤其具有一个带有电动机器的发电机。该电动机器可以在此例如由一个风力涡轮机或一个柴油发动机驱动。此类的直流电源也称作风力发电设备或柴油发电机。一个直流电源也可以具有一个交流电发电机，一个AC/DC转换器连接在该交流电发电机下游。具有一个带有电动机器的发电机的直流电源仅仅由于该发电机的转子的惯性矩很少是动态的，这还涉及直流电源功率的有意变化，这些变化也将功率馈入到该直流电压中间电路5中。因此，这些直流电源作为单独的电源是较不适用的，该DC/AC转换器6的功率应被动态地改变，以便提供用于该交流电网8的调节功率。但是，在根据图5的逆变器1中通过以串3或光伏发电机的形式分别借助于一个可控的DC/DC转换器2并联连接到该共同的直流电压中间电路5的直流电源25实现该动态特征。但是也可能以一个串3的形式的另一个光伏发电机连接到没有可控制的DC/DC转换器2的输入端23。其中虽然在该输入端23中不存在可控制的DC/DC转换器2，但也可能进行MPP跟踪。为此可能通过该DC/AC转换器6的针对性的控制来改变该中间电路电压，该中间电路电压通过该直流电压中间电路5的中间电路电容器7下降。在每个其他的直流电源24中，也能够以此方式用根据图5的逆变器1改变其运行点。从该直流电源24馈入到该直流电压中间电路5中的功率的每个所得到的变化通过控制该可控的DC/DC转换器2以互补的功率的变化被动态地补偿。

附图标记列表

1     逆变器

2     DC/DC转换器

3     串

4     光伏电池

5     直流电压中间电路

6     DC/AC转换器

7     中间电路电容器

8     交流电网

9     控制装置

10    交流电网8的运营商

11    调节信号

12    子控制装置

13    功率信号

14    控制信号

15    子控制装置

16    功率信号

17    控制信号

18    DC/AC转换器6的功率

19    一个DC/DC转换器2的功率

20    另一个DC/DC转换器2的功率

21    连接到一个DC/DC转换器2的串3的MPP

22    平均功率

23    输入端

24    直流电源

25    直流电源

26    输入端

27    电流传感器

t     时间

P     功率

Claims (20)

1.用于通过并联连接到DC/AC转换器(6)的输入侧的直流电压中间回路(5)的多个直流电源(24，25)进行功率分配的方法，这些直流电源中的至少一个通过一个DC/DC转换器(2)连接到该直流电压中间回路(5)，其中该DC/DC转换器(2)在从该直流电源(25)馈入到该直流电压中间电路(5)中的功率的变化方面可控制，其中在该DC/AC转换器(6)的一种经调节的运行方式中这些直流电源(24，25)的功率被不同地调节，在该运行方式中该DC/AC转换器(6)的功率能够相对于由所有直流电源(24，25)最大可用的功率之和而被调节，其特征在于，在该DC/AC转换器(6)的经调节的运行方式中通过至少控制该至少一个DC/DC转换器(2)，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率的变化被动态地补偿，通过该DC/DC转换器该至少一个直流电源(25)连接到该直流电压中间电路(5)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少一个直流电源(25)具有一个光伏发电机，该光伏发电机通过该可控的DC/DC转换器(2)连接到该DC/AC转换器(6)的直流电压中间电路(5)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多个直流电源(25)分别具有一个光伏发电机，该光伏发电机通过一个可控的DC/DC转换器(2)连接到该DC/AC转换器(6)的直流电压中间电路(5)。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24)具有一个带有一个电动机器的发电机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该发电机在没有在从该至少一个另外的直流电源(24)馈入到该直流电压中间电路(5)的功率的变化方面可控的DC/DC转换器(2)的情况下连接到该DC/AC转换器(6)的该直流电压中间电路(5)。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率的变化以该DC/DC转换器(2)的不超过10ms、优选不超过1ms的响应时间被补偿，通过该DC/DC转换器该至少一个直流电源(25)连接到该直流电源中间电路(5)。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该DC/AC转换器(6)的经调节的功率根据外部的规定值被调节。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该DC/AC转换器(6)的经调节的功率被动态地改变。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(25)的功率被主动地改变，其方式为使得一个DC/DC转换器(2)被控制，通过该DC/DC转换器该至少一个另外的直流电源(25)连接到该直流电压中间电路(5)。

10.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24)的功率被主动地改变，其方式为使得该DC/AC转换器(6)在其输入侧的直流电压中间电路(5)的一个中间电路电压的改变方面被控制。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率被主动地改变，以便检测该至少一个另外的直流电源(24，25)的一个特征曲线的至少一部分。

12.根据权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，在改变该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率时经过该至少一个另外的直流电源(24，25)的一个MPP。

13.根据权利要求9至12之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率被主动地改变，以便检测该至少一个另外的直流电源(24，25)的一个电压展宽。

14.根据权利要求9至13之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率被主动地改变，以便该至少一个另外的直流电源(24，25)从一个接近空载的运行点转移到同样功率、但是工作电压更小的一个接近短路的运行点。

15.根据权利要求5至9之一所述的方法，其特征在于，该至少一个另外的直流电源(24，25)的功率被主动地改变，以便测定和接近在至少一个观点下的所有直流电源(24，25)的一个优化的运行点。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该观点选自：

-所有DC/DC转换器(2)和该DC/AC转换器(6)的最小化的功率损耗，

-所有DC/DC转换器(2)和该DC/AC转换器(6)的最小化的负载，

-在该DC/DC转换器(2)的多个之中的构造相同的部件的功率损耗的匹配，

-该DC/AC转换器(6)的优化的功率可调性。

17.逆变器(1)，具有

-一个具有一个输入侧的直流电压中间电路(5)的DC/AC转换器(6)，

-具有用于将多个直流电源(24，25)并联连接到该直流电压中间电路(5)的多个输入端(23，26)，

-具有安排在这些输入端(26)之一与该直流电压中间电路(5)之间的至少一个DC/DC转换器(2)，该DC/DC转换器在通过该DC/DC转换器馈入到该直流电压中间电路(5)的功率的变化方面可控制，并且

-具有一个控制装置(9)，该控制装置根据权利要求1至16之一所述的方法来控制该至少一个DC/DC转换器(2)。

18.根据权利要求17所述的逆变器(1)，其特征在于，该控制装置(9)具有一个主子控制装置(12)和一个副子控制装置(15)，该主子控制装置调节该DC/AC转换器(6)的功率，该副子控制装置在控制该至少一个DC/DC转换器(2)的情况下通过这些输入端(23，26)分配该功率。

19.根据权利要求17或18所述的逆变器(1)，其特征在于，在所有的输入端(26)与该直流电压中间电路(5)之间设置多个可控的DC/DC转换器(2)。

20.根据权利要求17或18所述的逆变器(1)，其特征在于，在这些输入端中的至少一个(23)中没有设置可控的DC/DC转换器(2)。