CN102822762A - 电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置 - Google Patents

电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种能够产生具有更高电力输出的电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置。在太阳能发电系统(11)中,太阳能电池模块(22-1至22-8)分别设置有输出转换器(21-1至21-8),输出转换器(21-1至21-8)将由太阳能电池模块(22-1至22-8)产生的电力的电压转换成待输出到外部的电压。在输出转换器(21-1至21-8)的每一个中,基于执行用于将电压进行转换的处理的DC/DC转换部的输出电量,将DC/DC转换部的运行切换成具有固定转换比率的运行或切换成最大电力点追踪控制。该系统例如可以应用于太阳能电力模块分别设置有输出转换器的太阳能发电系统。

Description

电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置
技术领域
本发明涉及一种电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置,尤其涉及一种能够获得更高输出的电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置。
背景技术
近年来,从诸如减少二氧化碳排放等全球环境视角出发,通过太阳能电池产生电力的太阳能发电系统得到了普及和推广。
参考图16,将描述太阳能发电系统的配置。
在图16的左下方,示出了作为太阳能电池配置的最小单元(unit)的太阳能电池单元(cell)100,由于接收太阳光的照射,太阳能电池单元100通过光电效应产生电力。
另外,多个太阳能电池单元100串联连接而构成太阳能电池组102。在图16所示的示例中,太阳能电池组102包括六个太阳能电池单元1001至1006,并且其两端的太阳能电池单元1001和1006经由旁路二极管101连接。
多个太阳能电池组102串联连接而构成太阳能电池模块(面板)104。在图16所示的示例中,太阳能电池模块104包括三个太阳能电池组1021至1023,并且设置在各太阳能电池组1021至1023中的旁路二极管1011至1013容置在端子箱(terminal box)103中。
另外,多个太阳能电池模块104串联连接而构成太阳能电池串105。在图16所示的示例中,太阳能电池串105包括三个太阳能电池模块1041至1043
另外,多个太阳能电池串105并联连接而构成太阳能电池阵列106。在图16所示的示例中,太阳能电池阵列106包括四个太阳能电池串1051至1054。太阳能电池串1051至1054在连接箱107中连接,之后连接至电力调节器108。
电力调节器108将从太阳能电池阵列106输出的直流电转换成交流电,并将交流电供应到负载109或将交流电返回到由电力公司提供的商用电力系统110。另外,电力调节器108具有基于最大电力点追踪(MPPT)控制执行这种控制以从太阳能电池阵列106获得最大输出的功能。
在这样配置的太阳能发电系统中,期望更加有效地将来自太阳光的能量转换成电力,并且已经开发出了各种技术。例如,已公开了这样一种技术:其中将DC/DC转换器设置在每一个太阳能电池阵列中,基于从太阳能电池阵列输出的电力的电压和电流检测结果,在太阳能电池阵列的输出保持处于直流状态的同时,通过DC/DC转换器执行最大电力点追踪控制(参见专利文件1)。
还进一步开发出了这样的技术:在太阳能电池串或太阳能电池模块的单元中执行最大电力点追踪控制。
现有技术文件
专利文件
专利文件1:公开号为2000-112545的日本未审查专利
发明内容
本发明要解决的问题
顺便提及,例如,在相对于每一个太阳能电池模块设置DC/DC转换器且执行最大电力点追踪控制的太阳能发电系统中,从每一个太阳能电池模块输出的电力的电压和电流会波动。在前述太阳能发电系统中,通过简单结合现有电力调节器,这些电力调节器也被控制从而获得最大电力,进而引起太阳能发电系统中电力的电压和电流的整体振荡(摆动),而不一定能够可靠地提高发电量。因此,在相对于每一个太阳能电池模块设置有DC/DC转换器的太阳能发电系统中,有必要执行最佳控制,从而稳定DC/DC转换器的输出特性,并获得更高的输出。
考虑这种情况提出了本发明,并且本发明用于获得更高的输出。
用于解决问题的手段
本发明的一种电压转换器包括:转换处理单元,配置成执行将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理;以及切换单元,配置成至少基于转换处理单元的运行状况,将转换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
本发明的一种电压转换方法包括以下步骤:执行转换处理,该转换处理用于执行将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理;以及至少基于转换处理的运行状况,将转换处理的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
在这种配置中,基于转换处理的运行状况(该转换处理用于执行将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理),将转换处理的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制,因此可以产生具有更高输出的电力。
而且,本发明的电压转换器还可以包括:运行状况获取单元,配置成与另一个电压转换器通信以获取包括在另一个电压转换器中的转换处理单元的运行状况;以及比较单元,配置成将作为由运行状况获取单元获取的运行状况的输出电量与作为该转换处理单元的运行状况的输出电量进行比较,以决定是否在该转换处理单元中固定电压的转换比率,并将确定结果通知给切换单元。
在这种配置中,与另一个电压转换器进行通信,以获取包括在电压转换器中的转换处理单元的运行状况,并将作为所获取的运行状况的输出电量与作为该转换处理单元的运行状况的输出电量进行比较,以确定是否在电压转换器中固定电压的转换比率,从而可以将输出最大的转换处理装置的转换比率固定,以获得更高的输出。
本发明的一种电力调整器包括:转换单元,配置成将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及电压控制单元,配置成执行控制使得输入到转换单元中的直流电具有预定的给定电压。
本发明的一种电力调整方法包括以下步骤:将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及执行控制使得直流电具有预定的给定电压。
在这种配置中,在将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电时,执行控制使得所输入的直流电具有预定的给定电压,从而稳定了发电,因此可以执行具有高输出的发电。
而且,本发明的电力调整器还能够包括:直流电压转换单元,配置成将多个太阳能电池模块的每一个所产生电力的电压进行转换;以及电压决定单元,配置成基于直流电压转换单元中的转换损耗和转换单元中的转换损耗来决定预定的给定电压。
在这种配置中,基于在多个太阳能电池模块中转换电压时的转换损耗以及基于在将直流电转换成交流电时的转换损耗来决定预定的给定电压,因此可以进一步提高发电量。
而且,本发明的太阳能发电系统包括:电压转换器,相对于每一个太阳能电池模块设置,用于将从太阳光产生的电力的电压进行转换,并且该电压转换器具有:转换处理单元,配置成执行用来将电压进行转换的处理;以及切换单元,配置成至少基于转换处理单元的运行状况将转换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
在这种配置中,用于将从太阳光产生的电力的电压进行转换的电压转换器相对于每一个太阳能电池模块而设置,并基于转换处理(该转换处理用于执行将电压进行转换的处理)的运行状况将转换处理的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
本发明的一种太阳能发电系统包括:多个太阳能电池模块;直流电压转换单元,相对于多个太阳能电池模块的每一个设置,并将产生的电力的电压进行转换;转换单元,配置成将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及电压控制单元,配置成执行控制使得输入到转换单元中的直流电具有预定的给定电压。
在这种配置中,在将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电时,执行控制使得所输入的直流电具有预定的给定电压,从而稳定了发电,因此可以执行具有高输出的发电。
而且,本发明的一种管理装置包括:运行状况获取单元,配置成与多个电压转换器通信以获取包括在所有电压转换器中的转换处理单元的运行状况,每个所述电压转换器均具有所述转换处理单元和一切换单元,所述转换处理单元配置成执行用来将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理,所述切换单元配置成至少基于所述转换处理单元的运行状况将所述转换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制;以及决定单元,配置成将作为由所述运行状况获取单元获取的所述运行状况的输出电量进行比较,以决定转换单元中的电压转换比率将被固定的电压转换器。
在这种配置中,与多个电压转换器进行通信,以获取包括在所有电压转换器中的转换处理单元的运行状况,并将作为所获取的运行状况的输出电量进行比较,以决定转换单元中的电压转换比率将被固定的电压转换器,从而可以获得更高的输出。
本发明的一种太阳能发电系统包括:多个太阳能电池模块;直流电压转换单元,相对于多个太阳能电池模块的每一个设置,并将产生的电力的电压进行转换;转换单元,配置成将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及电压控制单元,配置成执行控制使得输入到转换单元中的直流电具有预定的给定电压。
在这种配置中,在将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电时,执行控制使得所输入的直流电具有预定的给定电压,从而稳定了发电,因此可以执行具有高输出的发电。
发明效果
根据本发明的电压转换器、电压转换方法、电力调整器、电力调整方法、太阳能发电系统以及管理装置,可以获得更高的输出。
附图说明
图1为示出应用了本发明的太阳能发电系统一个实施例的配置示例的方框图。
图2为示出输出转换器的配置示例的方框图。
图3为示出控制部的配置示例的方框图。
图4为示出用于切换DC/DC转换部的运行的处理的流程图。
图5为示出控制部的另一个构成示例的方框图。
图6为示出控制部中的处理的流程图。
图7为示出电力调节器的配置示例的方框图。
图8为示出用于将由电力调节器接收的电压保持恒定的处理的流程图。
图9为示出应用了本发明的太阳能发电系统另一个实施例的配置示例的方框图。
图10为示出管理单元的配置示例的方框图。
图11为示出用于将运行中的变化指定给输出转换器的处理的流程图。
图12为示出管理单元的另一个构成示例的方框图。
图1 3为示出将占空比值(duty value)与转换效率相关联的表的示意图。
图14为示出将输入电压的电压值与转换效率相关联的表的示意图。
图15为示出用于在电力调节器中设定基准电压值的处理的流程图。
图16为示出太阳能发电系统的配置的视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述应用了本发明的具体实施例。
图1为示出应用了本发明的太阳能发电系统一个实施例的配置示例的方框图。应当注意,在本说明书中,该系统是表示包括多个装置的整个设备的系统。
在图1中,太阳能发电系统11通过电力调节器12与太阳能电池串13的连接配置,在太阳能电池串13中产生且在电力调节器12中转换成交流电的电力被供应到负载和电力系统(参见图16)。应当注意,虽然图1的太阳能发电系统11被配置成使一个太阳能电池串13连接至电力调节器12,然而,如参考图16所描述的,多个太阳能电池串可并联连接至电力调节器12,这里省略其说明。
电力调节器12是用来将从太阳能电池串13输出的电力进行调整以使得该电力能够被供应给负载(未示出)并输出该电力的电力调整器。
在太阳能电池串13中,八个输出转换器21-1至21-8串联连接,太阳能电池模块22-1至22-8分别连接至输出转换器21-1至21-8。另外,串联连接且位于两端的输出转换器21-1和输出转换器21-8连接至电力调节器12。应当注意,输出转换器21-1至21-8每一个均是以类似的方式配置的,当不需要区分输出转换器21-1至21-8时,在下文中视情况将其称为输出转换器21,并且如后文参考图2所描述的,这同样适用于输出转换器21-1至21-8的内部配置。另外,太阳能电池模块22-1至22-8将类似地被称为太阳能电池模块22。
以这种方式,太阳能发电系统11被配置为相对于每一个太阳能电池模块22设置输出转换器21。根据太阳光的照射从太阳能电池模块22输出的直流电通过作为电压转换器的输出转换器21被转换成具有预定电压的直流电,然后被供应到电力调节器12。
将参考图2描述输出转换器21的配置。图2示出太阳能电池串13的一部分(输出转换器21-1至21-3、太阳能电池模块22-1至22-3)。
如图2所示,输出转换器21包括DC/DC转换部31、电压检测部32、电流检测部33、电力线通信部34以及控制部35。
太阳能电池模块22连接至DC/DC转换部31(转换处理装置、直流电压转换装置)的输入侧端子,由太阳能电池模块22产生的直流电被供应到DC/DC转换部31,并且DC/DC转换部31根据控制部35的控制将从太阳能电池模块22输出的电力的电压转换成具有转换比率的电压。另外,直接或间接连接至电力调节器12的电力线连接至DC/DC转换部3 1的输出侧端子,并且DC/DC转换部3 1将具有转换后电压的电力输出到电力线。
电压检测部32检测从太阳能电池模块22供应到DC/DC转换部31的电力的电压(即,连接太阳能电池模块22与DC/DC转换部31的两条导线之间的电压),并将指示电压值的信号供应到控制部35。
电流检测部33检测从太阳能电池模块22供应到DC/DC转换部31的电力的电流,并将指示电流值的信号供应到控制部35。
例如,电流检测部33能够测量布置在连接太阳能电池模块22与DC/DC转换部31的导线上的电阻(未示出)的每一端处的电压,从而获得电流。
电力线通信部34是用于经由将电力供应到电力调节器12时用到的电力线来与另一个输出转换器21的控制部35通信的通信部。应当注意,虽然在本实施例中通过电力线通信的方式来执行通信,然而也可以通过除电力线通信之外的方式来执行通信。
指示被供应到DC/DC转换部31的电力的电压值和电流值的信号分别从电压检测部32和电流检测部33供应到控制部35。另外,控制部35与DC/DC转换部31的输出侧电力线连接,并且控制部35测量从DC/DC转换部31输出的电力的电压和电流。基于输入到DC/DC转换部3 1中的电力的电压和电流以及从DC/DC转换部31输出的电力的电压和电流,控制部35搜索使得DC/DC转换部31的输出最大的占空比值,以在DC/DC转换部31上执行控制(最大运行点控制),从而以该占空比值运行。即,控制部35是最大电力控制装置。另外,根据需要,控制部35经由电力线通信部34与另一个输出转换器21的控制部35通信。
如上所述来配置输出转换器21,并且在输出转换器21-1至21-8(参见图1)的每一个中,执行控制以获得最大输出。由于这个原因,从输出转换器21-1至21-8的每一个输出具有不同电压的电力,并且电力调节器12供应有具有通过将这些电压相加获得的电压值的电力。
在输出转换器21-1至21-8的每一个中执行最大运行点控制的这种配置中,当也在电力调节器12中执行最大运行点控制时,电力在太阳能发电系统中整体振荡,这使发电不稳定。
因此,在太阳能发电系统11中,输出转换器21-1至21-8的控制部35每一个彼此通信,并且在输出电量(发电量)最大的输出转换器21中,用于将该DC/DC转换部3 1的转换比率固定为给定比率(或将占空比值设定为100)的处理在太阳能电池串13的每一个中执行。从而,DC/DC转换部31的转换比率保持固定的输出转换器21的输出特性变成用于使另一个输出转换器21的输出特性收敛(converge)的基准,从而稳定输出转换器21-1至21-8和电力调节器12的运行。
图3为示出其中执行相互通信以允许切换DC/DC转换部31的运行的控制部35的配置示例的方框图。
在图3中,控制部35被配置成包括接收部41、传输部42、计时器43、检测部44、声明确定部45、比较部46以及命令部47。
接收部41经由电力线通信部34(图2)接收从另一个输出转换器21的控制部35传输的信号。例如,当另一个输出转换器21的控制部35传输用来声明该输出转换器21的输出电量的信号时,接收部41接收该信号,将其供应到比较部46,并将这一声明通知给声明确定部45。即,接收部41是用于获取从另一个输出转换器21的控制部35传输的且表示包含于该另一个输出转换器21中的DC/DC转换部31的运行状况之一的输出电量的运行状况获取装置。
传输部42经由电力线通信部34将信号传输到另一个输出转换器21的控制部35。例如,当从声明确定部45向传输部42供应了自身输出转换器21的输出电量时,传输部42将表示包括该输出电量和自身输出转换器21的标识号的信息的信号传输,以声明该输出电量。
计时器43执行记时,当到达声明输出电量的时间时,计时器43通知声明确定部45这一时间已到达。例如,在太阳能发电系统11中,用于声明输出转换器21-1至21-8的输出电量的时间被设定为每隔十秒钟,每隔一分钟等。
检测部44经由图2的电压检测部32和电流检测部33获取输入到DC/DC转换部31中的电力的电压值和电流值,并且还经由连接至DC/DC转换部31输出侧的电力线获取从DC/DC转换部31输出的电力的电压值和电流值。然后,检测部44将输入到DC/DC转换部31中的电力的电压值和电流值以及从DC/DC转换部31输出的电力的电压值和电流值供应给命令部47。
另外,当输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化(突然上升和突然下降)时,检测部44将输入到DC/DC转换部31中的电力的这一突然变化通知给声明确定部45。而且,检测部44根据来自声明确定部45的请求将DC/DC转换部31的输出电量通知给声明确定部45。
声明确定部45确定是否声明该输出转换器21的输出电量。例如,当被计时器43通知到达声明输出电量的时间时,声明确定部45确定声明输出电量。
另外,当被接收部41通知另一个输出转换器21已经声明了输出电量时,或者当被检测部44通知输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化时,声明确定部45也确定声明输出电量。
然后,当确定声明输出电量时,声明确定部45经由检测部44获取DC/DC转换部31的输出电量,将其供应到传输部42,并将用来声明DC/DC转换部31的输出电量的信号传输到另一个输出转换器21的控制部35。另外,声明确定部45将所获取的DC/DC转换部31的输出电量供应到比较部46。
从另一个输出转换器21的控制部35传输的输出转换器21的DC/DC转换部31的输出电量从接收部41被供应到比较部46。比较部46是用于将从声明确定部45供应的自身DC/DC转换部31的输出电量与从接收部41供应的另一个输出转换器21的DC/DC转换部31的输出电量进行比较的比较装置。当自身DC/DC转换部31的输出电量最大作为比较的结果时,比较部46通知命令部47将固定自身DC/DC转换部31中的转换比率,并切换运行。应当注意,当DC/DC转换部31的转换比率已经被固定时,比较部46不输出该命令,并且继续DC/DC转换部31的转换比率保持固定的情况下的运行。
另一方面,当自身DC/DC转换部31的输出电量不是最大作为比较的结果时,即,当另一个输出转换器21的DC/DC转换部31的输出电量大于自身DC/DC转换部3 1时,比较部46通知命令部47将在自身DC/DC转换部31中执行最大电力点追踪控制,并切换运行。应当注意,当已在DC/DC转换部31中执行了最大电力点追踪控制时,比较部46不输出该命令,并在DC/DC转换部31中继续最大电力点追踪控制。
命令部47输出用于为DC/DC转换部31指定合适的转换比率以根据最大电力点追踪控制执行输出的命令,或者输出用于固定DC/DC转换部31的转换比率的命令。即,命令部47是用于根据来自比较部46的通知将DC/DC转换部31的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制的切换装置。
例如,在DC/DC转换部31中执行最大电力点追踪控制的情况下,当比较部46通知将固定转换比率时,命令部47输出用于固定DC/DC转换部31的转换比率的命令。另一方面,在DC/DC转换部31中的转换比率被固定的情况下,当比较部46通知将执行最大电力点追踪控制时,命令部47基于由检测部44检测到的电压值和电流值开始向DC/DC转换部31输出用于为根据最大电力点追踪控制执行输出而指定合适的转换比率的命令。
图4为示出用于切换DC/DC转换部31的运行的控制部35的处理的流程图。
例如,当根据太阳光的照射从太阳能电池模块22输出发电量(不小于DC/DC转换部31的转换所需的电量)时,开始该处理,在步骤S11中,声明确定部45根据计时器43确定是否已经到达声明DC/DC转换部31的输出电量的时间。例如,计时器43对于从先前声明开始的时间进行计数,当经过了用来声明输出电量的时间时,计时器43将这一情况通知给声明确定部45。
当在步骤S11中确定未到达用来声明DC/DC转换部31的输出电量的时间时,该处理转到步骤S12,声明确定部45确定输入到DC/DC转换部31中的电力是否突然变化。例如,当被检测部44通知输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化时,声明确定部45确定输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化。
当在步骤S12中确定输入到DC/DC转换部31中的电力未突然变化时,该处理转到步骤S13,声明确定部45确定是否从另一个输出转换器21声明了输出电量。例如,在另一个输出转换器21中输入到DC/DC转换部31中的电力在突然变化的情况下,则从该输出转换器21声明了输出电量,并当接收部41将这一声明通知给声明确定部45时,声明确定部45确定已从另一个输出转换器21声明了输出电量。
在步骤S13中,当声明确定部45确定未从另一个输出转换器21声明输出电量时,该处理返回到步骤S11,之后,重复相同的处理。另一方面,当在步骤S11中确定已到达用来声明DC/DC转换部31的输出电量的时间时,或者当在步骤S12中确定输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化时,或者当在步骤S13中确定已从另一个输出转换器21声明了输出电量时,该处理转到步骤S14。
在步骤S14中,声明确定部45经由检测部44获取从DC/DC转换部31输出的电力的电压值和电流值,以获得DC/DC转换部31的输出电量,并将这一输出电量通知给比较部46。另外,声明确定部45将所获得的输出电量供应到传输部42,传输部42将指示包括输出电量和自身输出转换器21的标识号的信息的信号传输到构成太阳能电池串13的所有其它输出转换器21,以将这一输出电量通知给它们。
在步骤S15中,接收部41获取用来声明从另一个输出转换器21的控制部35传输的输出电量的信息,并将另一个输出转换器21的DC/DC转换部31的输出电量供应到比较部46,该处理转到步骤S16。
在步骤S16中,比较部46将在步骤S15中供应的另一个输出转换器21的DC/DC转换部31的输出电量与在步骤S14中由声明确定部45获得的自身DC/DC转换部31的输出电量进行比较。
在步骤S16的处理之后,该处理转到步骤S17,作为步骤S16的比较结果,比较部46确定自身DC/DC转换部31的输出电量是否最大。
当在步骤S17中确定自身DC/DC转换部31的输出电量最大时,该处理转到步骤S18,比较部46通知命令部47将固定DC/DC转换部31中的转换比率。因此,命令部47向DC/DC转换部31输出用于固定该转换比率的命令。
另一方面,当在步骤S17中确定自身DC/DC转换部31的输出电量不是最大时,该处理转到步骤S19,比较部46通知命令部47将执行最大电力点追踪控制。因此,命令部47输出用于为根据最大电力点追踪控制执行输出指定合适的转换比率的命令。
在步骤S18和S19的处理之后,该处理返回到步骤S11,之后,重复相同的处理。应当注意,例如,当太阳能电池模块22的太阳光的照射量降低并变得不高于由DC/DC转换部31可转换的电量时,完成该处理。
如此所描述的,由于在DC/DC转换部31的输出电量最大的输出转换器21中固定转换比率,因而该输出转换器21的输出特性变成收敛基准(convergence reference),进而整体稳定了输出转换器21-1至21-8中输出电力的电压和电流。这允许整体增加太阳能发电系统11的发电量。即,太阳能发电系统11能够产生具有更高输出的电力。
应当注意,在图4的流程图中,虽然只在DC/DC转换部31的输出电量最大的输出转换器21中固定转换比率,然而也可以不只在一个输出转换器21中固定转换比率,而是可以在具有类似的输出特性的多个输出转换器21中固定转换比率。例如,可以存在转换比率固定的高级组(high-level group)输出转换器21,其中每一个的DC/DC转换部31具有大的输出电量,即,其DC/DC转换部31具有最大输出电量的预定数量(例如,三个)的输出转换器21,或者可以存在每一个的DC/DC转换部31的输出电量是在最大值几个百分点以内的转换比率固定的输出转换器21。如此所描述的,通过在具有类似输出特性的多个输出转换器21中固定转换比率,可以进一步整体稳定输出转换器21-1至21-8,并减少达到稳定所花费的时间。
例如,图5为示出其中执行相互通信以允许切换DC/DC转换部31的运行的控制部的另一个构成示例的方框图。
在图5中,控制部35’被配置成包括接收部41、传输部42、检测部44、命令部47以及运行确定部48。控制部35’与图3中的控制部35的相同之处在于包括接收部41、传输部42、检测部44以及命令部47,其具体说明将省略。
运行确定部48基于从检测部44提供的从DC/DC转换部31输出的电力的电压值和电流值以及在设计时被设定的太阳能电池模块22的最大输出电量来不断地计算DC/DC转换部31的占空比值,并且当占空比值不小于基准值(例如,90)持续的时间段不短于给定基准时间时,运行确定部48执行用来固定DC/DC转换部31的转换比率的处理。这时,运行确定部48经由传输部42通知另一个输出转换器21将固定转换比率,并当接收部41接收到用于指示该通知被接收到的响应时,运行确定部48通知命令部47将固定DC/DC转换部31中的转换比率。即,运行确定部48是用于基于DC/DC转换部31的占空比值和给定基准时间来确定是否固定DC/DC转换部31的转换比率的确定装置,传输部42是用于将此情况通知给另一个输出转换器21的通知装置。另外,当DC/DC转换部31的占空比值不小于基准值时的时间段是输出转换器21中的DC/DC转换部31的运行状况之一。
另外,当接收部41在自身DC/DC转换部31的转换比率被固定的时候从另一个输出转换器21的控制部35接收到将固定转换比率的通知时,运行确定部48使指示接收到该通知的响应被传输,并且还通知命令部47将在自身DC/DC转换部31中执行最大电力点追踪控制。
图6为示出控制部35’中的处理的流程图。
例如,当太阳能电池模块22根据太阳光的照射输出数量上不小于预定最小发电量的电力时,开始该处理,在步骤S21中,运行确定部48确定是否固定自身DC/DC转换部31的转换比率。例如,当DC/DC转换部31的占空比值不小于基准值(例如,90)的时间段不短于给定基准时间时,运行确定部48确定固定自身DC/DC转换部31的转换比率。
在步骤S21中,保持该处理直到运行确定部48确定固定自身DC/DC转换部31的转换比率,并当运行确定部48确定固定自身DC/DC转换部31的转换比率时,该处理转到步骤S22。
在步骤S22中,运行确定部48通知传输部42将固定转换比率,传输部42将转换比率将被固定的通知(包括自身输出转换器21的标识号)传输到构成太阳能电池串13的所有其它输出转换器21。
在步骤S22的处理之后,该处理转到步骤S23,接收部41接收响应于在步骤S22中传输的通知而传输过来的响应,并将该响应供应给运行确定部48。然后,当将来自所有其它输出转换器21的响应供应给运行确定部48时,该处理转到步骤S24。
在步骤S24中,运行确定部48通知命令部47将固定DC/DC转换部31中的转换比率。因此,命令部47向DC/DC转换部31输出用于固定转换比率的命令,然后该处理转到步骤S25。
在步骤S25中,运行确定部48传输另一个输出转换器21的控制部35将固定转换比率的通知,以确定接收部41是否接收该通知,并且保持该处理直到确定接收部41接收到该通知。
在步骤S25中,当确定接收部41接收到了该通知时,该处理转到步骤S26,运行确定部48经由传输部42传输针对该通知的响应,该处理转到步骤S27。
在步骤S27中,运行确定部48通知命令部47将执行最大电力点追踪控制。因此,命令部47开始输出用于为根据最大电力点追踪控制执行输出指定合适的转换比率的命令,该处理返回到步骤S21,然后重复相同的处理。
通过如此描述的过程,在DC/DC转换部31的输出电量最大的输出转换器21中固定转换比率,并且将该输出转换器21的输出特性当作收敛基准,从而整体稳定了输出转换器21-1至21-8中输出电力的电压和电流,因此可以提高发电量。
另外,在接收到从所有其它输出转换器21传输的响应之后,执行该处理以固定该DC/DC转换部31中的转换比率,从而可以确认通信得以可靠执行,以便执行更加稳定的处理。
应当注意,用于固定转换比率的处理在多个DC/DC转换部31中基本上同时执行,当这些运行同时发生时,转换比率的固定和波动被重复。因此,例如,即使另一个输出转换器21通知转换比率将被固定时,仍然将自身DC/DC转换部31的转换比率在从固定DC/DC转换部31的转换比率开始的给定时间(例如,几秒钟的量级)内保持固定,从而可以避免上述重复。
另外,除了基于DC/DC转换部31的占空比值确定是否固定转换比率之外,例如,运行确定部48还可以基于DC/DC转换部31的输入/输出的电压比或电流比执行确定,或者可以基于DC/DC转换部31中的转换损耗是否不小于给定值来执行确定。而且,转换比率的固定例如包括将占空比值设定为不小于90的给定值。
顺便提及,在太阳能发电系统11中,电力调节器12能够被配置成接收处于预先被设定为基准的电压值(在下文中,在适当情况下称为基准电压值)的电力,以避免发电不稳定。从而,通过将从构成太阳能电池串13的各输出转换器21-1至21-8输出的电力的电压相加获得的电压值收敛成在电力调节器12中设定的基准电压值。
将参考图7描述电力调节器12的配置示例。
在图7中,电力调节器12被配置成包括DC/AC转换器51、电压检测部52、电流调整部53以及控制部54。
根据控制部54的控制,DC/AC转换器51是用于将从太阳能电池串13供应到电力调节器12的直流电转换成交流电并输出该电力的转换装置。电压检测部52检测供应到电力调节器12的电力的电压,并将指示该电压值的信号供应给控制部54。根据控制部54的控制,电流调整部53调整流经电流调整部53的电流,从而使得输入到DC/AC转换器51中的电力变为基准电压值。
控制部54是用于根据由电压检测部52检测到的电压值使电流调整部53调整电流从而使得输入到DC/AC转换器51中的电力维持基准电压值的电压控制装置。例如,当由电压检测部52检测到的电压值降落至低于基准电压值时,控制部54控制电流调整部53减小电流并将输入到DC/AC转换器51中的电力的电压提高至基准电压值。另一方面,当由电压检测部52检测到的电压值超过基准电压值时,控制部54控制电流调整部53提高电流并将输入到DC/AC转换器51中的电力的电压降低至基准电压值。
应当注意,例如,根据在设计太阳能发电系统11时的太阳能电池模块22的特性而在控制部54中设定基准电压值。另外,根据在太阳能发电系统11进行维护时的实际发电状况,经由连接至电力调节器12的端子等将其设定,或者经由通信部(未示出)以有线或无线方式将其设定。例如,基准电压值被设定为使转换在电力调节器12中有效的额定电压(如250V),或者被设定为与一系列太阳能电池模块22的数量成比例的电压值。例如,由于在图1的示例中,八个太阳能电池模块22串联连接,因而当一个太阳能电池模块22的(标称最大运行)电压值是25V时,将200V设定为基准电压值。
例如,在每一个预定时间段中通过控制部54周期性地执行用来将输入到DC/AC转换器51中的电力的电压保持恒定的控制。
图8为示出用于将由电力调节器12接收的电压保持恒定的控制部54的处理的流程图。
例如,当根据太阳光的照射由太阳能电池串13产生的电力的电压值变得不小于使电力调节器12能将电力转换成交流电的预定电压值时,开始该处理,在步骤S31中,控制部54获取由电压检测部52检测到的电压值。
在步骤S31的处理之后,该处理转到步骤S32,控制部54确定在步骤S31中从电压检测部52获取的电压值是否小于基准电压值的范围(以该基准电压值为中心,基准电压值几个百分点的范围)。
在步骤S32中,当确定从电压检测部52获取的电压值小于基准电压值的范围时,该处理转到步骤S33。在步骤S33中,控制部54控制电流调整部53,并减小输入到DC/AC转换器51中的电流,该处理转到步骤S36。应当注意,当流经电流调整部53的电流的值被设定为最小值时(如在开始该处理时),跳过步骤S33的处理,该处理转到步骤S36。
另一方面,当在步骤S32中确定从电压检测部52获取的电压值不小于基准电压值的范围(即,不小于基准电压值的范围的下限)时,该处理转到步骤S34。
在步骤S34中,控制部54确定在步骤S31中从电压检测部52获取的电压值是否不小于基准电压值的范围。
在步骤S34中,当确定从电压检测部52获取的电压值不小于基准电压值的范围(即,不小于基准电压值的范围的上限)时,该处理转到步骤S35。在步骤S35中,控制部54控制电流调整部53,并增大输入到DC/AC转换器51中的电流,该处理转到步骤S36。
另一方面,当在步骤S34中确定从电压检测部52获取的电压值不大于基准电压值的范围时,该处理转到步骤S36。即,这种情况下,步骤S32中的处理被包括进来,从电压检测部52获取的电压值在基准电压值的范围内。
在步骤S36中,在控制部54将该处理保持了预定时间段之后,该处理返回到步骤S31,之后,重复相同的处理。应当注意,例如,当太阳能电池模块22的太阳光照射量降低并变得不高于由电力调节器12可转换的电量时,结束该处理。
如此所描述的,控制部54执行控制使得输入到DC/AC转换器51中的电力的电压保持在基准电压值的范围内,并且使得由电力调节器12接收的电压保持在给定范围内。
用此方法,从串联连接的输出转换器21-1至21-8输出的电力的电压向作为基准的电力调节器12的基准电压收敛,因此整体稳定了太阳能发电系统11中的发电。如此所描述的,由于从输出转换器21-1至21-8的每一个稳定地输出了最大电量,因而可以整体提高太阳能发电系统11中的发电量。
应当注意,已在控制部54中预先设定了用于设定与时间和日期相关联的基准电压值的时间表(schedule),并根据该时间表,控制部54能够执行控制使得输入到DC/AC转换器51中的电力保持处于基准电压值。即,例如,在一天中的早晨、日间等时间使用各自合适的基准电压值,或者根据季节使用各自合适的基准电压,从而允许进一步提高发电量。
顺便提及,当执行这种控制以在电力调节器12中接收处于基准电压值的电力时,则假设在输出转换器21中以高转换比率将电压进行转换。在这种情况下,依赖于输出转换器21的不同,占空比值降低的结果是电力转换效率可能恶化。这种情况下,例如,为了在太阳能发电系统11中整体提高发电量,也能够在电力调节器12中执行用来在输出转换器21中也执行高输出运行的管理,从而避免发电量降低。
图9为示出应用了本发明的太阳能发电系统另一个实施例的配置示例的方框图。
在图9中,太阳能发电系统11’被配置成包括电力调节器12、太阳能电池串13以及管理单元14。应当注意,以与图1的太阳能发电系统11类似的方式配置太阳能发电系统11’,即通过电力调节器12与太阳能电池串13的连接配置,将省略其详细说明。另一方面,太阳能发电系统11’与太阳能发电系统11的不同之处在于包括管理单元14。
管理单元14与太阳能电池串13的输出转换器21-1至21-8通信,并且管理单元14考虑每一个的状态来指定将处理切换成用于执行最大电力点追踪控制的处理或者用于固定转换效率的处理。
例如,管理单元14经由信号线与输出转换器21-1至21-8各自的控制部35(图2)连接,并且控制部35将示出从DC/DC转换部31输出的电力的电流量的信号供应给管理单元14。应当注意,除了经由信号线在管理单元14与控制部35之间执行通信之外,例如,也可以经由将电力供应到电力调节器12的电力线来执行通信,或者可以执行无线通信。
将参考图10描述管理单元14的配置示例。
在图10中,管理单元14被配置成包括通信部61、计时器62、请求确定部63、比较部64以及命令部65。
通信部61与输出转换器21-1至21-8各自的控制部35通信。通信部61通过与控制部35的通信来获取输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部3 1的输出电量,并将它们供应到比较部64。即,通信部61是用于获取输出电量的运行状况获取装置,该输出电量表示包括在输出转换器中的DC/DC转换部31的运行状况之一。
计时器62执行记时,并当到达请求输出电量的时间时,计时器62通知请求确定部63这一时间已经到达。例如,在太阳能发电系统11’中,用于获取来自输出转换器21-1至21-8的输出电量的时间已经被设定为每隔十秒钟、每隔一分钟等。
请求确定部63确定是否向输出转换器21-1对21-8请求输出电量,并当请求输出电量时,请求确定部63向通信部61传输用于请求输出电量的通知。例如,当被计时器62通知已到达请求输出电量的时间时,请求确定部63确定向输出转换器21-1至21-8请求输出电量。另外,当从任意输出转换器21传输过来输出电量时,请求确定部63确定向除了已经传输了输出电量的输出转换器21之外的输出转换器21请求输出电量。
由通信部61接收到的所有输出转换器21的输出电量被供应到比较部64,比较部64将这些输出电量进行比较,并当输出电量最大的输出转换器21不是上次处理中的同一个输出转换器21时,比较部64将输出电量新近变得最大的输出转换器21的标识号(随同输出电量一起被传输的标识号)通知给命令部65。即,比较部64是用于将输出电量新近变得最大的输出转换器21决定为将固定电压转换比率的一个输出转换器的决定装置。
接下来,根据来自比较部64的通知,命令部65将用于改变运行以固定转换比率的命令传输到输出电量新近变得最大的输出转换器21,并且还将用于改变运行以执行最大电力点追踪控制的命令传输到在上次处理中输出电量最大的输出转换器21。
图11为示出用于通过管理单元14将运行中的变化指定给输出转换器21-1至21-8的处理的流程图。
在步骤S41中,根据来自计时器62的通知,请求确定部63确定是否到达请求输出电量的时间。
当在步骤S41中确定未到达请求输出电量的时间时,该处理转到步骤S42,并且请求确定部63确定是否已经从任意输出转换器21传输了输出电量。
当请求确定部63在步骤S42中确定还未传输过来输出电量时,该处理返回到步骤S41,之后,重复相同的处理。另一方面,当请求确定部63在步骤S41中确定已到达请求输出电量的时间时,或者当请求确定部63在步骤S42中确定已经传输过来输出电量时,该处理转到步骤S43。此处,除了响应于来自管理单元14的请求从输出转换器21传输的输出电量(之后提及的步骤S43)之外,例如,当感测到输入到DC/DC转换部31中的电力突然变化时,通过输出转换器21自身的确定传输输出电量。即,当输出转换器21根据电力的突然变化传输输出电量时,在步骤S42中确定已经传输了输出电量。
在步骤S43中,请求确定部63经由通信部61向输出转换器21传输用来请求输出电量的通知。应当注意,当在步骤S41中确定已到达请求输出电量的时间时,将用来请求输出电量的通知传输到所有的输出转换器21,并且当在步骤S42中确定已经传输了输出电量时,将用来请求输出电量的通知传输到除了已经传输了输出电量的输出转换器21之外的输出转换器21。根据该通知,通信部61接收指示从输出转换器21传输的输出电量的信息,并将其供应到比较部64,该处理转到步骤S44。
在步骤S44中,比较部64将在步骤S43中供应的输出电量进行比较,在步骤S45中,比较部64确定是否需要改变输出转换器21的运行。例如,当从上一次处理开始输出电量最大的输出转换器21已经发生改变时,比较部64确定需要改变输出转换器21的运行。
当在步骤S45中确定需要改变输出转换器21的运行时,该处理转到步骤S46,比较部64将输出电量新近变为最大的输出转换器21的标识号通知给命令部65。因此,命令部65经由通信部61将用于改变运行以固定转换比率的命令传输到通过该标识号标识的输出转换器21(即,输出电量新近变为最大的输出转换器21)。另外,命令部65将用于改变运行以运行最大电力点追踪控制的命令传输到在上次处理中输出电量最大的输出转换器21(即,具有固定的转换比率的输出转换器21)。
在步骤S46的处理之后,或者当在步骤S45中确定不需要改变输出转换器21的运行时,该处理返回到步骤S41,之后,重复相同的处理。
如此所描述的,与通过执行用于将输出转换器21-1至21-8的每一个中的输出电量进行比较的处理相比,通过将输出转换器21-1至21-8的DC/DC转换部31的每一个的输出电量进行比较并传输管理单元14中的用于切换处理的命令,更能减少整体处理量。从而,可以稳定地运行用于执行最大电力点追踪控制的处理与用于固定转换效率的处理之间的切换,以提高发电量。
另外,除了只在DC/DC转换部3 1的输出电量最大的输出转换器21中固定转换比率之外,管理单元14也可以固定高级组的输出转换器21(每一个的DC/DC转换部31具有大的输出电量)的转换比率。
另外,基于根据上述占空比值的转换效率以及电力调节器12中的转换效率,管理单元14可以决定使太阳能发电系统11’的输出整体变高的这样的基准电压值,并在电力调节器12中设定该值。
参考图12,将描述管理单元的另一个构成示例。
在图12中,管理单元14’被配置成包括通信部71、存储部72、损耗计算部73、电压决定部74、命令部75以及连接端子76。
通信部71与输出转换器21-1至21-8的各自的控制部35和电力调节器12的控制部54(图7)通信。通信部71通过与输出转换器21-1至21-8的各自的控制部35通信来获取输出转换器21-1至21-8的各自的DC/DC转换部31的占空比值。另外,通信部71通过与控制部54通信来获取电力调整器12的当前基准电压值。然后,通信部71将占空比值和基准电压值供应给损耗计算部73。
存储部72存储管理太阳能发电系统11’所需的各种表。例如,在存储部72中存储有如图13所示的将DC/DC转换部31的占空比值与转换效率关联起来的表、如图14所示的将电力调节器12的输入电压的电压值与转换效率关联起来的表等。
基于从通信部71提供的输出转换器21-1至21-8的各自的DC/DC转换部3 1的占空比值,损耗计算部73参考存储在存储部72中的表(图13)来计算关于DC/DC转换部31的每一个的转换损耗。另外,基于从通信部71提供的电力调节器12的当前基准电压值,损耗计算部73参考存储在存储部72中的表(图14)来计算电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗。如此所描述的,损耗计算部73是用于计算和获取DC/DC转换部31和DC/AC转换器51中的转换损耗的转换损耗获取装置。
电压决定部74是这样的电压决定装置:即基于输出转换器21-1至21-8的各自的DC/DC转换部31中的转换损耗以及电力调节器12中的转换损耗,来决定使太阳能发电系统11’的输出整体变高的基准电压值。例如,当电力调节器12中的转换损耗大于输出转换器21-1至21-8的各自的DC/DC转换部31中的总的转换损耗时,电压决定部74将电力调节器12的基准电压值改变为转换有效(conversion-efficient)电压值(比当前基准电压值大的值)。然后,电压决定部74重复用于基于改变后的转换损耗改变电压值的处理,从而使基准电压值收敛,并决定最佳基准电压值。
此处,基本上来说,在电力调节器12中唯一决定基准电压值,例如,当大约300V是转换最有效的电压值时,电压决定部74首先使基准电压值接近300V,以减少电力调节器12中的转换损耗。然后,在使基准电压值波动从而减少输出转换器21-1至21-8的各自的DC/DC转换部31中的转换损耗的同时,电压决定部74整体搜索并决定转换有效基准电压值。获得的理想基准电压值使得电力调节器12中的转换损耗与输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31中的转换损耗之和最小。
命令部75(命令装置)经由通信部71向电力调节器12的控制部54输出命令,以将在电压决定部74中决定的电压值设定为电力调节器12的基准值。应当注意,在命令部75中存储了在电力调节器12中设定的基准电压值的情况下,通信部71通过与控制部54通信不能获取电力调节器12的当前基准电压值,但是可以获取存储在命令部75中的基准电压值。
连接端子76例如与用于维护(未示出)等的终端连接,并且该终端经由通信部71与管理单元14’通信。例如,通过操作该终端,用户能够使电力调节器12的基准电压值显示在该终端的显示部中,并更新存储在存储部72中的表。
接下来,图1 5为示出管理单元14’设定电力调节器12中的基准电压值的处理的流程图。
例如,当在电力调节器12中开始电力转换时,开始该处理,在步骤S51中,通信部71与输出转换器21-1至21-8各自的控制部35通信。然后,通信部71获取输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31的占空比值,并将这些占空比值供应给损耗计算部73。损耗计算部73参考存储在存储部72中的表(图13)来计算输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31中的转换损耗,以将它们通知给电压决定部74。
在步骤S52中,通信部71与电力调节器12的控制部54通信,获取电力调节器12的当前基准电压值,并将该基准电压值供应给损耗计算部73。通过参考存储在存储部72中的表(图14),损耗计算部73基于该当前基准电压值计算电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗,以将其通知给决定部74。
在步骤S53中,电压决定部74确定在步骤S52中计算出的电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗是否大于在步骤S51中计算出的输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31中的转换损耗。
当在步骤S53中确定电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗较大时,该处理转到步骤S54,电压决定部74决定使太阳能发电系统11’的输出整体变高的基准电压值。即,这种情况下,由于电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗较大,因而决定用来提高电力调节器12的基准电压值的电压值,从而提高DC/AC转换器51中的转换效率。
另一方面,当在步骤S53中确定电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗不是较大(电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗不大于输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31中的转换损耗)时,该处理转到步骤S55。
在步骤S55中,电压决定部74决定使太阳能发电系统11’的输出整体变高的基准电压值。即,这种情况下,由于电力调节器12的DC/AC转换器51中的转换损耗不是较大,因而决定用来降低电力调节器12的基准电压值的电压值,从而提高输出转换器21-1至21-8各自的DC/DC转换部31中的转换效率。
在步骤S54或S55的处理之后,该处理转到步骤S56,电压决定部74将在步骤S54或S55中决定的基准电压值通知给命令部75。然后,命令部75经由通信部71将用于更新电力调节器12的基准电压值的命令传输到电力调节器12的控制部54,该处理返回到步骤S51,之后,重复相同的处理。
如此所描述的,管理单元14’考虑输出转换器21的DC/DC转换部31的占空比值来设定电力调节器12的基准电压值,从而在太阳能发电系统11’中允许以整体良好的平衡方式进行具有最佳转换效率的电力转换。因而,可以操作具有更高输出的太阳能发电系统11’。
应当注意,虽然在本实施例中管理单元14’具有独立的配置,然而电力调节器12的控制部54可以包括管理单元14’的功能。即,电力调节器12可以包括管理单元14’的通信部71、存储部72、损耗计算部73、电压决定部74、命令部75以及连接端子76。另外,任何输出转换器21-1至21-8的控制部35均可以包括管理单元14’的功能。
另外,尽管已经描述了在太阳能发电系统11’的管理单元14’中计算输出转换器21-1至21-8的转换损耗的示例,然而例如也可以在输出转换器21-1至21-8各自的控制部35中计算各自的转换损耗,并且可以将转换损耗通知给管理单元14’。另外,类似地,可以在电力调节器12的控制部54中计算转换损耗,并且可以将转换损耗通知给管理单元14’。
而且,除了基于占空比值通过参考表来计算输出转换器21-1至21-8各自的转换损耗之外,例如,控制部35也可以计算输入到DC/DC转换部31中的电力的电压值和电流值以及从DC/DC转换部31输出的电力的电压值和电流值,并可以计算输出功率/输入功率,以计算转换损耗。类似地,对于电力调节器12中的转换损耗,通过构建到电力调节器12中的传感器来检测输入功率和输出功率,以计算转换损耗。
而且,管理单元14’能够通过通信部71(通信装置)经由网络与外部服务器通信,以获取例如时间信息、日照信息(insolation information)、温度信息等,并将与该信息相关联的电力调整器12的基准电压值存储到存储部72(存储装置)中。然后,基于日照信息或温度信息,管理单元14’能够参考存储部72,从而通过使用与当前日照或温度接近的过去信息相关联的基准电压值来决定更优的电力调节器12的基准电压值。而且,使用该信息能够提高基准电压的决定准确性和决定速度。
而且,在每一个预定的给定时间段(如每隔一分钟、每隔十分钟或每一小时)重复管理单元14’设定电力调节器12中的基准电压值的处理。可替代地,当管理单元14’能够获取日照信息、温度信息等信息时,通过执行将日照或温度变化作为触发条件的处理,可以计算适合于那时的日照或温度的转换损耗,而且可以执行这种控制以使发电量更佳。例如,当天气晴转多云时,具体而言,当日射强度与之前计算转换损耗时候的日射强度相比变化了不少于500w/m2时,管理单元14’能够执行该处理。而且,当温度与之前计算转换损耗时候的温度相比改变了不少于10度时,管理单元14’能够执行该处理。
应当注意,参考前述流程图描述的处理中的每一个均不需要以流程图描述的顺序按照时间顺序来执行,并且这些处理包括并行执行或单独执行的处理(例如,并行处理或对象处理(process by an object))。
另外,每一个控制部被配置成包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、闪存存储器(例如,EEPROM(电子可拭除和可编程只读存储器))等,并且存储在ROM或闪存存储器中的程序被加载到RAM中并被执行,从而控制太阳能发电系统11的每一个部件。应当注意,至于待被CPU执行的程序,除了先前存储在ROM和闪存存储器中的程序之外,在适当的情况下也能够将程序下载到闪存存储器并进行更新。另外,程序可以是被传递到远程计算机并被执行的程序。
应当注意,本发明的实施例不局限于前述实施例,在不偏离本发明要旨的范围内,可以进行各种改变。
符号说明
11  太阳能发电系统
12  电力调节器
13  太阳能电池串
14  管理单元
21  输出转换器
22  太阳能电池模块
31  DC/DC转换部
32  电压检测部
33  电流检测部
34  电力线通信部
35  控制部

Claims (14)

1.一种电压转换器,包括:
转换处理单元,配置成执行将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理;以及
切换单元,配置成至少基于所述转换处理单元的运行状况,将所述转换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
2.根据权利要求1所述的电压转换器,还包括:
运行状况获取单元,配置成与另一个电压转换器通信以获取包括在所述另一个电压转换器中的转换处理单元的运行状况;以及
比较单元,配置成将作为由所述运行状况获取单元获取的所述运行状况的输出电量与作为所述转换处理单元的所述运行状况的输出电量进行比较,以决定是否在所述转换处理单元中固定所述电压的转换比率,并将确定结果通知给所述切换单元。
3.根据权利要求2所述的电压转换器,其中,
当作为所述转换处理单元的所述运行状况的所述输出电量最大时,所述比较单元确定在所述转换处理单元中固定所述电压的所述转换比率。
4.根据权利要求1所述的电压转换器,还包括:
确定单元,配置成当所述转换处理单元的占空比值不小于基准值的时间段不短于给定时间时,确定在所述转换处理单元中固定所述电压的所述转换比率,并配置成将这一确定通知给所述切换单元,所述时间段是所述转换处理单元的所述运行状况;以及
通知单元,配置成通知另一个电压转换器所述转换比率将被固定。
5.一种电压转换方法,包括以下步骤:
执行转换处理,所述转换处理用于执行将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理;以及
至少基于所述转换处理的运行状况,将所述转换处理的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
6.一种电力调整器,包括:
转换单元,配置成将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及
电压控制单元,配置成执行控制使得输入到所述转换单元中的所述直流电具有预定的给定电压。
7.根据权利要求6所述的电力调整器,还包括:
直流电压转换单元,配置成将所述多个太阳能电池模块的每一个所产生电力的电压进行转换;以及
电压决定单元,配置成基于所述直流电压转换单元中的转换损耗以及所述转换单元中的转换损耗来决定所述预定的给定电压。
8.根据权利要求6所述的电力调整器,其中,
所述电压控制单元根据预定的时间表来改变所述预定的给定电压,以控制输入到所述转换单元中的所述直流电。
9.根据权利要求6所述的电力调整器,还包括:
通信单元,配置成经由外部网络执行通信,以获取至少日照信息或温度信息;以及
存储单元,配置成存储与至少所述日照信息或所述温度信息相关联的所述预定的给定电压;其中,
基于由所述通信单元获取的所述日照信息或所述温度信息,并参考所述存储单元,所述电压控制单元控制输入到所述转换单元中的所述直流电。
10.一种电力调整方法,包括以下步骤:
将从被控制以获取最大电力的多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及
执行控制使得所述直流电具有预定的给定电压。
11.一种太阳能发电系统,包括:
电压转换器,相对于每一个太阳能电池模块设置,用于将从太阳光产生的电力的电压进行转换,其中,
所述电压转换器,包括:
转换处理单元,配置成执行用来将所述电压进行转换的处理,以及
切换单元,配置成至少基于所述转换处理单元的运行状况将所述转
换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制。
12.一种太阳能发电系统,包括:
多个太阳能电池模块;
直流电压转换单元,相对于所述多个太阳能电池模块的每一个设置,并将产生的电力的电压进行转换;
转换单元,配置成将从被控制以获取最大电力的所述多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及
电压控制单元,配置成执行控制使得输入到所述转换单元中的所述直流电具有预定的给定电压。
13.一种管理装置,包括:
运行状况获取单元,配置成与多个电压转换器通信以获取包括在所有电压转换器中的转换处理单元的运行状况,每个所述电压转换器均具有所述转换处理单元和一切换单元,所述转换处理单元配置成执行用来将从太阳光产生的电力的电压进行转换的处理,所述切换单元配置成至少基于所述转换处理单元的运行状况将所述转换处理单元的运行切换成转换比率固定或最大电力点追踪控制;以及
决定单元,配置成将作为由所述运行状况获取单元获取的多个运行状况的多个输出电量进行比较,以决定转换处理单元中的电压转换比率将被固定的电压转换器。
14.一种管理装置,包括:
电压决定单元,配置成基于直流电压转换单元中的转换损耗以及转换单元中的转换损耗来决定预定的给定电压,所述直流电压转换单元相对于多个太阳能电池模块的每一个设置且将产生的电力的电压进行转换,所述转换单元配置成将从被控制以获取最大电力的所述多个太阳能电池模块的每一个输出的直流电转换成交流电;以及
命令单元,配置成将用于设定所决定的预定的给定电压的命令给予电压控制单元,所述电压控制单元配置成执行控制以使得输入到所述转换单元中的所述直流电具有所述预定的给定电压。
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