CN102624033A - 太阳能换流器系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种太阳能换流器系统及其控制方法,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及该第一换流器轮流输出总输出功率,或者由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率,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,同时,本发明所提供的太阳能换流器系统具有较长的使用寿命。

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,尤指一种可利用控制器控制换流器的输出功率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
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;判断该总输出功率与临界值之间是否满足第一关系;当满足第一关系时,该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器轮流输出该总输出功率;当不满足第一关系时,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,其中该第一换流器及该第二换流器轮流输出该第一换流器的最大输出功率。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,该第一关系为该总输出功率小于该临界值。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,该第一关系为该总输出功率大于临界值的次数小于N,其中N为大于0的常数。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,该控制器更包含计数器,该计数器用以计数该总输出功率大于临界值的次数。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,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,当该第一换流器输出该第一换流器的最大输出功率时,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。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,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,当该第二换流器输出该第一换流器的最大输出功率时,该第一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。
根据上述的太阳能换流器系统的控制方法,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;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。
本发明的另一实施例提供一种太阳能换流器系统,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是由该第一换流器及该第一换流器轮流输出总输出功率还是由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率。
根据上述的太阳能换流器系统,该太阳能换流器系统的控制方法采用上述的太阳能换流器系统的控制方法。
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临界值。然后,当该太阳能换流器系统的总输出功率小于该临界值时,该控制器控制第一换流器与第二换流器轮流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该第二换流器同时输出该太阳能换流器系统的总输出功率,且该第一换流器及该第二换流器轮流输出该第一换流器的最大输出功率。因此,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。另外,因为当该太阳能换流器系统的总输出功率大于该临界值时,该第一换流器及该第二换流器轮流输出该第一换流器的最大输出功率,所以本发明所提供的太阳能换流器系统具有较长的使用寿命。
为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下详细说明与所附图式,但是该说明与所附图式仅用来说明本发明,而非对本发明的权利范围作任何的限制。
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
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。在本发明的另一实施例中,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可包含至少二换流器。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(例如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,用以根据交流电流IAC及交流电压VAC,计算太阳能换流器系统100的总输出功率,且用以选择性地控制由第一换流器102及第二换流器104轮流输出太阳能换流器系统100的总输出功率或由第一换流器102和第二换流器104同时输出太阳能换流器系统100的总输出功率。
更进一步,设定第一关系为该总输出功率小于临界值,当判断该总输出功率与临界值之间满足该第一关系时,即,该总输出功率小于临界值,该控制器106控制由该第一换流器102及该第二换流器104轮流输出该总输出功率;当判断该总输出功率与临界值之间不满足第一关系时,即,该总输出功率大于等于临界值,该控制器106控制由该第一换流器102及该第二换流器104同时输出该总输出功率,其中该第一换流器102及该第二换流器102轮流输出该第一换流器的最大输出功率。
当太阳能换流器系统100的总输出功率小于临界值(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与第二换流器104轮流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的总输出功率大于等临界值时,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,且第一换流器102及第二换流器104轮流输出第一换流器102的最大输出功率。因此,当太阳能换流器系统100的总输出功率大于临界值且第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率时,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;当太阳能换流器系统100的总输出功率大于等于临界值且第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率时,第一换流器102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与第二换流器104轮流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),且第一换流器102及第二换流器104轮流输出第一换流器102的最大输出功率(120W)。因此,当太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)大于临界值(120W)且第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,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。当太阳能换流器系统100的总输出功率(130W)大于临界值(120W)且第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,第一换流器102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),亦即第一换流器102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)的次数小于等于N时,控制器106控制第一换流器102与第二换流器104轮流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)的次数大于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,且第一换流器102及第二换流器104轮流输出第一换流器102的最大输出功率(120W),其中,N为大于0的常数,使用者可根据使用需求自行设定。此时,第一关系设定为总输出功率大于临界值的次数小于等于N,当满足该第一关系时,即,总输出功率大于临界值的次数小于等于N时,该控制器106控制由该第一换流器102及该第二换流器104轮流输出该总输出功率,不满足第一关系时,即,总输出功率大于临界值的次数大于N时,控制器106控制由该第一换流器102及该第二换流器104同时输出该总输出功率,其中该第一换流器102及该第二换流器104轮流输出该第一换流器102的最大输出功率。因此,当第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,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(120W);当第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,第一换流器102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(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为说明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的方法是利用图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及第二换流器104轮流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的总输出功率小于临界值时,控制器106控制第一换流器102及第二换流器104轮流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及第二换流器104轮流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的总输出功率大于等于临界值时,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,且第一换流器102及第二换流器104轮流输出第一换流器102的最大输出功率。当第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率,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;第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率时,第一换流器102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)。因此,当第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W),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。当第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,第一换流器102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),亦即第一换流器102的输出功率为10W。
另外,在本发明的另一实施例(请参照图2)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)的次数是否小于等于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)的次数小于等于N时,控制器106控制第一换流器102与第二换流器104轮流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)的次数大于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,且第一换流器102及第二换流器104轮流输出第一换流器102的最大输出功率(120W)。因此,当第一换流器102的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,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(120W);当第二换流器104的输出功率为第一换流器102的最大输出功率(120W)时,第一换流器102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(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临界值。然后,当太阳能换流器系统的总输出功率小于临界值时,控制器控制第一换流器与第二换流器轮流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,且第一换流器及第二换流器轮流输出第一换流器的最大输出功率。因此,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。另外,因为当太阳能换流器系统的总输出功率大于临界值时,第一换流器及第二换流器轮流输出第一换流器的最大输出功率,所以本发明所提供的太阳能换流器系统具有较长的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一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,其特征在于,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;
判断该总输出功率与临界值之间是否满足第一关系;及
当满足第一关系时,该控制器控制由该第一换流器及该第二换流器轮流输出该总输出功率;
当不满足第一关系时,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,其中该第一换流器及该第二换流器轮流输出该第一换流器的最大输出功率。
2.根据权利要求1所述的太阳能换流器系统的控制方法,其特征在于,该第一关系为该总输出功率小于该临界值。
3.根据权利要求1所述的太阳能换流器系统的控制方法,其特征在于,该第一关系为该总输出功率大于临界值的次数小于等于N,其中N为大于0的常数。
4.根据权利要求3所述的太阳能换流器系统的控制方法,其特征在于,该控制器更包含计数器,该计数器用以计数该总输出功率大于临界值的次数。
5.根据权利要求1所述的太阳能换流器系统的控制方法,其特征在于,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,当该第一换流器输出该第一换流器的最大输出功率时,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.根据权利要求1所述的太阳能换流器系统的控制方法,其特征在于,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,当该第二换流器输出该第一换流器的最大输出功率时,该第一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。
7.根据权利要求1所述的太阳能换流器系统的控制方法,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。
8.一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是由该第一换流器及该第一换流器轮流输出总输出功率还是由该第一换流器及该第二换流器同时输出该总输出功率。
9.根据权利要求8所述的太阳能换流器系统,其特征在于,该太阳能换流器系统的控制方法采用如权利要求1-7任意一项所述的太阳能换流器系统的控制方法。
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