CN102522782B - 太阳能换流器系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种太阳能换流器系统及其控制方法。该方法包含计算第一换流器及第二换流器的总输出功率；判断该总输出功率是否小于等于临界值；根据判断结果，执行相对应的动作。当太阳能换流器系统的总输出功率小于等于临界值时，控制第一换流器单独输出太阳能换流器系统的总输出功率；当太阳能换流器系统的总输出功率大于临界值时，控制第一换流器及第二换流器同时输出太阳能换流器系统的总输出功率。相较于先前技术，本发明所提供的太阳能换流器系统具有较佳的效率与较低的谐波失真。

Description

太阳能换流器系统及其控制方法
技术领域
本发明有关于一种太阳能换流器系统及其控制方法，尤指一种利用控制器控制换流器的输出功率，以提升太阳能换流器系统的效率与降低太阳能换流器系统的谐波失真的太阳能换流器系统及其控制方法。
背景技术
一般说来，当换流器输出的功率较低时(例如低于换流器的最大输出功率的30％)，太阳能换流器系统的效率与谐波失真都会比较差。在具有多换流器的太阳能换流器系统中，因为太阳能换流器系统的总输出功率会平均分配至每一换流器(亦即每一换流器输出的功率相同)，所以每一换流器输出的功率更低，导致太阳能换流器系统的效率更差与谐波失真更严重。此领域技术可参考美国专利US7893346及US8013472。
因此，在具有多换流器的太阳能换流器系统中，因为每一换流器输出相同的功率，所以具有多换流器的太阳能换流器系统的效率与谐波失真通常较具有单一换流器的太阳能换流器系统差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的一实施例提供一种太阳能换流器系统的控制方法，该太阳能换流器系统包含第一换流器、第二换流器及控制器，该第一换流器及该第二换流器并联市电网络，该控制器用以选择性地控制由该第一换流器单独输出总输出功率或由该第一换流器及第二换流器同时输出该总输出功率。该方法包含计算该第一换流器及该第二换流器的该总输出功率；判断该总输出功率是否小于等于临界值；根据判断结果，执行相对应的动作。
根据本发明所述的控制方法，根据该判断结果，执行该相对应的动作，为当总输出功率小于等于临界值时，控制器控制由第一换流器单独输出总输出功率。
根据本发明所述的控制方法，根据该判断结果，执行该相对应的动作，为当总输出功率大于临界值时，控制器控制由第一换流器及第二换流器同时输出总输出功率，其中第一换流器的输出功率为第一换流器的最大输出功率，且第二换流器的输出功率为总输出功率减去第一换流器的最大输出功率。
根据本发明所述的控制方法，第一换流器的第一输出端及第二换流器的第二输出端耦接于感应器，其中计算第一换流器及第二换流器的总输出功率包含：感应器感应第一输出端及第二输出端的交流电流及交流电压；及控制器根据交流电流及交流电压计算总输出功率。
根据本发明所述的控制方法，控制器包含计数器，当特定时间内总输出功率大于临界值的次数大于N时，控制器控制由第一换流器及第二换流器同时输出总输出功率，其中第一换流器的输出功率为第一换流器的最大输出功率，且第二换流器的输出功率为总输出功率减去第一换流器的最大输出功率。
本发明的另一实施例提供一种太阳能换流器系统。该太阳能换流器系统包含第一换流器、第二换流器及控制器。该第一换流器具有第一输入端及第一输出端，其中该第一输入端耦接太阳能板；该第二换流器具有第二输入端及第二输出端，其中该第二输入端耦接该太阳能板，且该第一输出端及该第二输出端并联于市电网络；该控制器耦接该第一换流器及该第二换流器，其中该控制器用以选择性地控制由该第一换流器单独输出总输出功率或由该第一换流器及第二换流器同时输出该总输出功率。
根据本发明所述的太阳能换流器系统，当总输出功率小于等于临界值时，控制器控制由第一换流器单独输出总输出功率。
根据本发明所述的太阳能换流器系统，当总输出功率大于临界值时，控制器控制由第一换流器及第二换流器同时输出总输出功率，其中第一换流器的输出功率为第一换流器的最大输出功率，且第二换流器的输出功率为总输出功率减去第一换流器的最大输出功率。
根据本发明所述的太阳能换流器系统，第一换流器的第一输出端及第二换流器的第二输出端耦接于感应器；感应器用以感应第一输出端及第二输出端的交流电流及交流电压，控制器根据交流电流及交流电压计算总输出功率。
根据本发明所述的太阳能换流器系统，控制器包含计数器，当特定时间内总输出功率大于临界值的次数大于N时，控制器控制由第一换流器及第二换流器同时输出总输出功率，其中第一换流器的输出功率为第一换流器的最大输出功率，且第二换流器的输出功率为总输出功率减去第一换流器的最大输出功率。
本发明提供一种太阳能换流器系统及其控制方法。该太阳能换流器系统及该控制方法利用控制器计算该太阳能换流器系统的总输出功率，以及判断该太阳能换流器系统的总输出功率是否小于等于临界值。然后，当该太阳能换流器系统的总输出功率小于等于该临界值时，该控制器控制第一换流器单独输出该太阳能换流器系统的总输出功率；当该太阳能换流器系统的总输出功率大于该临界值时，该控制器控制该第一换流器及第二换流器同时输出该太阳能换流器系统的总输出功率。因为太阳能换流器系统的效率与谐波失真由输出较大功率的换流器所决定，所以相较于先前技术，本发明所提供的太阳能换流器系统具有较佳的效率与较低的谐波失真。
附图说明
图1为本发明的一实施例说明太阳能换流器系统的示意图。
图2为本发明的另一实施例说明太阳能换流器系统的示意图。
图3为本发明的另一实施例说明一种太阳能换流器系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参照图1，图1为本发明的一实施例说明太阳能换流器系统100的示意图。太阳能换流器系统100包含第一换流器102、第二换流器104及控制器106，其中第一换流器102与第二换流器104相同，但第一换流器102与第二换流器104亦可不同。但本发明并不受限于太阳能换流器系统100仅包含第一换流器102与第二换流器104，亦即太阳能换流器系统100可包含至少两个换流器。第一换流器102具有第一输入端及第一输出端，其中第一输入端耦接太阳能板108；第二换流器104具有第二输入端及第二输出端，其中第二输入端耦接太阳能板108。如图1所示，第一换流器102的第一输出端及第二换流器104的第二输出端共同通过感应器110并联于市电网络112，其中感应器110用以感应第一换流器102与第二换流器104转换太阳能板108的直流电压VDC所产生的交流电流IAC及交流电压VAC。另外，市电网络112具有交流频率(例如50Hz或60Hz)与交流电压(110V或220V)。控制器106耦接第一换流器102、第二换流器104与感应器110，其中控制器106根据交流电流IAC及交流电压VAC，计算太阳能换流器系统100的总输出功率。
当太阳能换流器系统100的总输出功率小于等于临界值(亦即第一换流器102的最大输出功率)时，控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统100的总输出功率；当太阳能换流器系统100的总输出功率大于临界值时，控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统100的总输出功率减去第一换流器102的最大输出功率。
例如，第一换流器102的最大输出功率是为120W。当太阳能换流器系统100的总输出功率是为110W时，因为太阳能换流器系统100的总输出功率(110W)小于临界值(120W)时，所以控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统100的总输出功率(110W)；当太阳能换流器系统100的总输出功率是为130W时，因为太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)大于临界值(120W)时，所以控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)减去第一换流器102的最大输出功率(120W)，亦即第二换流器104的输出功率为10W。
另外，在本发明的另一实施例中，太阳能换流器系统100另包含感应器110。
请参照图2，图2为本发明的另一实施例说明太阳能换流器系统200的示意图。太阳能换流器系统200和太阳能换流器系统100的差别在于控制器106包含计数器1062，其中计数器1062用以计数特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数。当特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数没有超过N时，控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统200的总输出功率；当特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数超过N时，控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统200的总输出功率，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统200的总输出功率减去第一换流器102的最大输出功率(120W)。另外，在本发明的另一实施例中，太阳能换流器系统200另包含感应器110。另外，太阳能换流器系统200的其余操作原理皆和太阳能换流器系统100相同，在此不再赘述。
请参照图1、图2和图3，图3为本发明的另一实施例说明一种太阳能换流器系统的控制方法的流程图。图3的方法利用图1的太阳能换流器系统100说明，详细步骤如下：
步骤300：开始；
步骤302：感应器110感应第一换流器102的第一输出端及第二换流器104的第二输出端的交流电流IAC及交流电压VAC；
步骤304：控制器106根据交流电流IAC及交流电压VAC，计算太阳能换流器系统100的总输出功率；
步骤306：控制器106判断太阳能换流器系统100的总输出功率是否小于等于临界值；如果是，进行步骤308；如果否，进行步骤310；
步骤308：控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统100的总输出功率，跳回步骤306；
步骤310：控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率，跳回步骤306。
在步骤306中，临界值是为第一换流器102的最大输出功率。在步骤308中，当太阳能换流器系统100的总输出功率小于等于临界值时，控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统100的总输出功率总输出功率。例如第一换流器102的最大输出功率是为120W。当太阳能换流器系统100的总输出功率是为110W时，因为太阳能换流器系统100的总输出功率(110W)小于临界值(120W)时，所以控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统100的总输出功率(110W)。在步骤310中，当太阳能换流器系统100的总输出功率大于临界值时，控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统100的总输出功率减去第一换流器102的最大输出功率。例如当太阳能换流器系统100的总输出功率是为130W时，因为太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)大于临界值(120W)时，所以控制器106控制第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)减去第一换流器102的最大输出功率(120W)，亦即第二换流器104的输出功率为10W。
另外，在本发明的另一实施例中，在步骤306中，太阳能换流器系统200的控制器106判断计数器1062计数特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数是否超过N。当特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数没有超过N时，控制器106控制第一换流器102单独输出太阳能换流器系统200的总输出功率；当特定时间内太阳能换流器系统200的总输出功率大于临界值(120W)的次数超过N时，控制器106控制由第一换流器102及第二换流器104同时输出太阳能换流器系统200的总输出功率，其中第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)，且第二换流器104的输出功率为太阳能换流器系统200的总输出功率减去第一换流器102的最大输出功率(120W)。
综上所述，本发明所提供的太阳能换流器系统及其控制方法是利用控制器计算太阳能换流器系统的总输出功率，以及判断太阳能换流器系统的总输出功率是否小于等于临界值。然后，当太阳能换流器系统的总输出功率小于等于临界值时，控制器控制第一换流器单独输出太阳能换流器系统的总输出功率；当太阳能换流器系统的总输出功率大于临界值时，控制器控制第一换流器及第二换流器同时输出太阳能换流器系统的总输出功率。因为太阳能换流器系统的效率与谐波失真是由输出较大功率的换流器所决定，所以相较于先前技术，本发明所提供的太阳能换流器系统具有较佳的效率与较低的谐波失真。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能换流器系统的控制方法，其特征在于该太阳能换流器系统包含第一换流器、第二换流器及控制器，该第一换流器及该第二换流器并联市电网络，该控制器用以选择性地控制由该第一换流器单独输出总输出功率或由该第一换流器及第二换流器同时输出该总输出功率，该控制方法包含：
计算该第一换流器及该第二换流器的该总输出功率；
判断该总输出功率是否小于等于临界值；及
根据判断结果，执行相对应的动作，当该总输出功率大于该临界值时，该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率，其中该第一换流器的输出功率为该第一换流器的最大输出功率，且该第二换流器的输出功率为该总输出功率减去该第一换流器的最大输出功率。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于根据该判断结果，执行该相对应的动作，为当该总输出功率小于等于该临界值时，该控制器控制由该第一换流器单独输出该总输出功率。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于该第一换流器的第一输出端及该第二换流器的第二输出端耦接于感应器，其中计算该第一换流器及该第二换流器的该总输出功率包含：
该感应器感应该第一输出端及该第二输出端的交流电流及交流电压；及
该控制器根据该交流电流及该交流电压计算该总输出功率。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于该控制器包含计数器，当特定时间内该总输出功率大于该临界值的次数大于N时，该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率，其中该第一换流器的输出功率为该第一换流器的最大输出功率，且该第二换流器的输出功率为该总输出功率减去该第一换流器的最大输出功率。
5.一种太阳能换流器系统，其特征在于包含：
第一换流器，具有第一输入端及第一输出端，其中该第一输入端耦接太阳能板；
第二换流器，具有第二输入端及第二输出端，其中该第二输入端耦接该太阳能板，且该第一输出端及该第二输出端并联于市电网络；及
控制器，耦接该第一换流器及该第二换流器，其中该控制器用以选择性地控制由该第一换流器单独输出总输出功率或由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率，当该总输出功率大于临界值时，该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率，其中该第一换流器的输出功率为该第一换流器的最大输出功率，且该第二换流器的输出功率为该总输出功率减去该第一换流器的最大输出功率。
6.如权利要求5所述的太阳能换流器系统，其特征在于当该总输出功率小于等于临界值时，该控制器控制由该第一换流器单独输出该总输出功率。
7.如权利要求5所述的太阳能换流器系统，其特征在于该第一换流器的第一输出端及该第二换流器的第二输出端耦接于感应器；该感应器用以感应该第一输出端及该第二输出端的交流电流及交流电压，该控制器根据该交流电流及该交流电压计算该总输出功率。
8.如权利要求5所述的太阳能换流器系统，其特征在于该控制器包含计数器，当特定时间内该总输出功率大于该临界值的次数大于N时，该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率，其中该第一换流器的输出功率为该第一换流器的最大输出功率，且该第二换流器的输出功率为该总输出功率减去该第一换流器的最大输出功率。
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