CN103378756A - 电力转换设备、其操作方法以及太阳能产生系统 - Google Patents

电力转换设备、其操作方法以及太阳能产生系统 Download PDF

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宋斗咏
姜周锡
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金俊龟
金荣浩
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Abstract

本发明提供了电力转换设备及其操作方法以及太阳能产生系统。用于太阳能产生系统的电力转换设备包括：电力转换单元，将由太阳能电池模块产生的输入信号转换成输出信号；控制电路单元，控制电力转换单元的操作，其中，电力转换单元包括至少一个变压器、以及电流传感器和连接到至少一个变压器的初级绕组的开关电路，控制电路单元使用由电流传感器感测的至少一个变压器的初级绕组的电流计算输入信号的电压和电流并且执行最大功率点跟踪(MPPT)控制，从而使得电力转换单元运行在最大功率点。

Description

电力转换设备、其操作方法以及太阳能产生系统
本申请要求于2012年4月27日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0044832号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及能够使用最大功率点跟踪(MPPT)控制方案而不用输入终端的电压传感器和电流传感器进行操作的电力转换设备、其操作方法以及太阳能产生系统。
背景技术
近来，随着绿色技术已经浮现为工业领域中的重要问题，已经积极地进行了对不使用基于碳的能量的环境友好能量的产生的研究。作为环境友好能量产生的领域中的前沿技术，太阳能产生已经是卓越的。具体地讲，已经积极地开展了对用于提高太阳能产生电池的从太阳光产生能量的效率的方法和用于提高当由太阳能产生电池产生的能量转换成适于家用或工业目的的能量时所需的电路的效率的方法的研究。
连接到太阳能产生电池的电路包括对来自太阳能电池模块的高电平直流(DC)输入信号进行转换以产生DC输出信号的电力转换设备。在太阳能电池模块中，被输出的最大功率的幅度和用于产生最大功率的条件(最大功率点)根据太阳辐射量和环境温度发生变化。因此，即使在诸如太阳辐射量、环境温度等等的条件发生变化的情况下，连接到太阳能电池模块的电力转换设备需要被操作以输出最大功率。
为了通过跟踪根据操作条件变化的最大功率点来控制电力转换设备，需要检测在太阳能电池模块中产生并且输入到电力转换设备的输入信号的电流和电压。因此，在普通的电力转换设备的向其施加在太阳能电池模块中产生的输入信号的输入终端中包括电流传感器和电压传感器。然而，当如上所述用于检测电压和电流的传感器被设置在输入终端内时，会导致诸如成本上升、遍及整个系统的设计限制增加等等的问题。
下面的现有技术文献(专利文献1和2)已经公开了一种通过MPPT方法控制电力转换设备从而跟踪在太阳能电池模块中产生的电力的最大功率点的结构。然而，在专利文献1和2中，仅仅公开了在太阳能电池模块与电力转换设备之间设置用于检测电压和电流的传感器的构造。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国专利公布公开号10-2007-0033395
(专利文献2)日本专利公布公开号JP 2004-280220
发明内容
本发明的一个方面提供了一种电力转换设备及其操作方法以及一种太阳能产生系统，所述电力转换设备在没有通常设置在太阳能电池模块与其输入终端之间的电压传感器和电流传感器的情况下就能够计算来自太阳能电池模块的输入信号的电压和电流并且基于计算的电压值和电流值控制电力转换电路运行在最大功率点。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于太阳能产生系统的电力转换设备，所述电力转换设备包括：电力转换单元，将由太阳能电池模块产生的输入信号转换成输出信号；控制电路单元，控制电力转换单元的操作，其中，电力转换单元包括至少一个变压器、电流传感器和连接到所述至少一个变压器的初级绕组的开关电路，控制电路单元使用由电流传感器感测的所述至少一个变压器的初级绕组的电流计算输入信号的电压和电流，并且执行最大功率点跟踪(MPPT)控制，从而使得电力转换单元在最大功率点进行操作。
电力转换单元可以包括至少一个反激变换器(回扫转换器)，并且将直流(DC)输入信号转换成交流(AC)输出信号。
控制电路单元可以使用由连接到初级绕组的至少两个电流传感器感测的初级绕组的电流来控制在至少两个变压器的初级绕组中流动的电流的平衡。
控制电路单元可以从由连接到初级绕组的至少两个电流传感器感测的至少两个变压器的初级绕组的电流的和来计算输入信号的电流。
控制电路单元可以基于变压器的初级电感和包括在电力转换单元中的开关装置的操作特性来计算输入信号的电流。
开关装置的操作特性可以包括开关装置的导通时间、最大占空比和开关周期中的至少一个。
电力转换设备还可以包括设置在太阳能电池模块与电力转换单元之间的至少一个输入电容器，并且控制电路单元可以基于在包括在电力转换单元中的开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量以及在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量来计算输入信号的电压。
在开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量可与在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量相同。
控制电路单元可以包括：相位检测器，从电力转换单元的输出信号检测连接到电力转换单元的输出终端的电力系统的相位信息；正弦波产生器，从相位信息产生整流的正弦波；MPPT控制器，基于输入信号的电流和电压产生用于MPPT控制的电流命令值；副开关控制器，使用电流命令值和正弦波产生副开关控制信号；以及主开关控制器，基于在变压器的初级绕组中流动的电流产生用于控制电流平衡的主开关控制信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电力转换设备的操作方法，所述操作方法包括：从太阳能电池模块接收输入信号；使用由连接到初级绕组的电流传感器检测的至少一个变压器的初级绕组的电流来计算输入信号的电流；使用计算的电流计算输入信号的电压；使用计算的电流和计算的电压确定是否实现最大功率点跟踪(MPPT)；以及根据是否实现MPPT来控制连接到所述至少一个变压器的开关装置的操作。
开关装置的操作的控制可以包括确定开关装置的占空比。
操作方法还可以包括：通过连接到至少两个变压器的初级绕组的电流传感器检测所述至少两个变压器的初级绕组的电流；调节所述至少两个变压器的初级绕组的电流的平衡。
在电流的计算中，可以基于变压器的初级电感以及开关装置的开关周期、最大占空比和导通时间计算输入信号的电流。
在电压的计算中，可以基于在开关装置的导通时间内在设置在太阳能电池模块的输出终端处的至少一个输入电容器中充入的电荷量以及在开关装置的截止时间内从所述至少一个输入电容器释放的电荷量来计算输入信号的电压。
在开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量可与在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量相同。
开关装置的操作的控制可以包括：基于由电力转换单元接收的输入信号的电流和电压产生用于最大功率点跟踪的电流命令值；使用基于由电力转换单元输出的输出信号的电压相位产生的正弦波和电流命令值产生副开关控制信号；以及从分别在包括在电力转换单元中的至少两个变压器的初级绕组中流动的电流产生主开关控制信号。
在主开关控制信号的产生中，可以控制分别在所述至少两个变压器的初级绕组中流动的电流的平衡。
根据本发明的另一个方面，提供了一种太阳能产生系统，所述系统包括：电力转换单元，对从包括至少一个太阳能电池的太阳能电池阵列传送的输入信号进行转换以产生输出信号；控制单元，使用输入信号的电流和电压控制电力转换单元在最大功率点进行操作；以及供电单元，向控制单元供电，其中，控制单元从在包括在电力转换单元中的至少一个变压器的初级绕组中流动的电流计算输入信号的电压和电流并且基于计算的电流和电压控制电力转换单元在最大功率点进行操作。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其它方面、特征和其它优点将被更清晰地理解，附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的包括电力转换设备的电力产生系统；
图2是示意性示出了包括在图1所示的电力产生系统中的电力转换设备的框图；
图3是示出根据本发明的实施例的电力转换设备的电路图；
图4是示出根据本发明的实施例的包括在电力转换设备中的控制电路单元的框图；
图5是示出根据本发明的实施例的根据包括电力转换设备的开关装置的操作的变压器的初级电流的曲线图；
图6是根据本发明的实施例的电力转换设备的示意性等效电路图；
图7是示出图6所示的等效电路中的开关装置的操作的曲线图；以及
图8是示出根据本发明的实施例的电力转换设备的操作方法的流程图。
具体实施方式
将参照附图详细描述本发明的实施例。这些实施例将被详细描述以使得本领域技术人员实践本发明。应该明白，本发明的各个实施例是不同的但不是必须唯一的。例如，在本发明的一个实施例中描述的特定形状、构造和特征可以在另一个实施例中实现，而不脱离本发明的精神和范围。此外，应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以改变在每个公开的实施例中的各个部件的位置和布置。因此，下面提供的详细描述不应该被解释为是限制性的。此外，如果适当的话，本发明的范围仅仅由权利要求以及其等同物限定。在附图中，相似的标号将始终用于描述相同或相似功能。
在下文中将参照附图详细描述本发明的实施例，从而本领域技术人员可以容易地实践本发明。
图1是示出根据本发明的实施例的包括电力转换设备的电力产生系统的示图。
参照图1，太阳能电池模块100可以连接到电力转换单元200的输入终端，电力系统300可以连接到电力转换单元200的输出终端。太阳能电池模块100可以包括单个太阳能电池或多个太阳能电池，并且在其内部产生的电力可以由电力转换单元200进行转换。例如，电力转换单元200可以将具有高直流(DC)电平的输入信号转换成与商用交流(AC)电力对应的信号并且然后输出转换的信号。为此，电力转换单元200可以包括DC到DC转换器电路、DC到AC转换器电路、等等。
在图1所示的太阳能产生系统中，可以根据太阳辐射量、环境温度等等确定由太阳能电池模块100产生的最大功率的幅度(最大功率点)和太阳能电池模块100可以产生最大功率的条件。例如，当太阳辐射量增加时，太阳能电池模块100的最大功率点可以增大，并且当环境温度上升时，太阳能电池模块100的最大功率点可以下降。因此，连接到太阳能电池模块100的电力转换单元200需要被操作从而产生并输出满足从太阳能电池模块100传送的输入信号的各种条件的最大功率。
图2是示意性示出包括在图1所示的电力产生系统中的电力转换设备的框图。
参照图2，根据本实施例的电力转换设备200可以包括输入电容器201、至少一个或多个DC到DC电力转换单元202和203、DC链接电容器204、DC到AC电力转换单元205、第一和第二控制电路单元206和207以及输出滤波器208。输入电容器201(即，去除电压脉动来对输入信号进行平滑处理以接近DC信号的电容器)可以包括并联的多个电容器。
DC到DC电力转换单元202和203可以调节通过输入电容器201传送的DC信号的电平。作为一个例子，DC到DC电力转换单元202和203可以包括回扫转换器(flyback converter，反激变换器)电路并且将具有几百伏的高压电平的输入DC信号转换成具有低电压电平的DC信号。DC到DC电力转换单元202和203的操作可由第一控制电路单元206进行控制。
DC到DC电力转换单元202和203的输出信号可以经由DC链接电容器204输入到DC到AC电力转换单元205。DC到AC电力转换单元205可以将具有由DC到DC电力转换单元202和203调节的电平的DC信号转换成与商用电力系统同步的AC信号。DC到AC电力转换单元205的操作可由第二控制电路单元207进行控制。
同时，DC到AC电力转换单元205可具有连接到其输出终端的预定输出滤波器208。输出滤波器208可以包括电容器209和电感器210并且用于将传送到包括在DC到DC电力转换单元202和203中的回扫转换器电路的变压器的次级侧的高频电流平滑成与商用电力系统的频率对应的低频(50到60Hz)电流。
如上所述，DC到DC电力转换单元202和203可以将经由输入电容器201从太阳能电池模块传送的DC输入信号转换成具有相对低电平的DC输出信号。这里，由太阳能电池模块产生的信号的最大功率的幅度(最大功率点)和用于产生最大功率的条件可以根据诸如包围太阳能电池模块的环境温度、太阳辐射量等等的环境因素发生变化。因此，第一控制电路单元206需要控制DC到DC电力转换单元202和203的操作以跟踪根据围绕太阳能电池模块的环境的变化的最大功率点。为了跟踪太阳能电池模块的最大功率点，需要检测从太阳能电池模块传送的DC输入信号的电流和电压。接下来，将参照图3对其进行描述。
图3是示出根据本发明的实施例的电力转换设备的电路图。
由太阳能电池模块100产生的DC输入信号可以经由输入电容器201输入到DC到DC电力转换单元202和203。DC到DC电力转换单元202和203可以被实现为回扫转换器电路。在图3中，假设多个DC到DC电力转换单元202和203与输入电容器201并联。在下文中，为了便于解释，将主要描述第一DC到DC电力转换单元202的操作。第二DC到DC电力转换单元203可以与第一DC到DC电力转换单元202相似地进行操作。
第一DC到DC电力转换单元202可以包括主开关214、副开关215、变压器216、输出二极管217和电流传感器223。主开关214可以连接到变压器216的初级绕组，在主开关214的导通时间内可以在变压器216的初级绕组中充入能量，并且在变压器216的初级绕组中充入的能量在主开关214的截止时间(断开时间)内可以被传送到变压器216的二级绕组。结果，恰当地调节主开关214的导通时间和截止时间以控制电流的占空比，从而第一DC到DC电力转换单元202可以以太阳能电池模块100的最大功率点进行操作。副开关215可由缓冲器开关实现并且限制当与副开关215串联的电容器放电时的电流。
变压器216可具有与其初级绕组串联的电流传感器223和主开关214以及与变压器216的二级绕组连接的输出二极管217。电流传感器223可以感测在变压器216的初级绕组中流动的电流，并且第一控制电路单元206可以使用由电流传感器223检测的变压器216的初级绕组的电流计算从太阳能电池模块100传送的输入信号的电流和电压并且控制第一DC到DC电力转换单元202与第二DC到DC电力转换单元203的电流平衡。
可以从在包括在第一DC到DC电力转换单元202中的第一电流传感器223中检测的电流与在包括在第二DC到DC电力转换单元203中的第二电流传感器224中检测的电流的和计算输入信号的电流。在下文中，将参照图5到图7描述计算输入信号的电流和电压的方法。
图5是示出根据本发明的实施例的根据包括在电力转换设备中的开关装置的操作的变压器的初级电流的曲线图。
图5(即，示出在主开关214和218的每一个的导通时间内的电流的曲线图)示出了在包括在第一DC到DC电力转换单元202中的变压器216的初级绕组中流动的第一电流iSP1和在包括在第二DC到DC电力转换单元203中的变压器220的初级绕组中流动的第二电流iSP2。水平轴表示电气角度，垂直轴表示在主开关214和218中流动的电流值。
在下文中，为了便于解释，将描述第一主开关214。第一主开关214的这个描述可以原样应用到第二主开关218。首先，在第一主开关214的导通时间内流动的电流可由下面的方程1进行表示。
[方程1]
i Sp 1 ( t ) = V dc L 1 t i
在方程1中，iSpl(t)是在时间ti在第一主开关214中流动的电流，Vdc是输入电压，L1是变压器216的初级电感。其间，可以通过下面的方程2计算从太阳能电池模块100传送的输入信号的平均电流。
[方程2]
I avg = 1 4 V dc T sw d p 2 L 1
在方程2中，TSW表示第一主开关214的开关周期，dp表示第一主开关214的最大占空比。可以从如上所述地计算的第一主开关214的电流与第二主开关218的电流的和计算输入信号的电流。
图6是根据本发明的实施例的电力转换设备的示意性等效电路图。
在图6的电路图中，Ipv和Vpv分别表示从太阳能电池模块100传送的光伏电流(PV电流)和光伏电压(PV电压)，并且IC表示在输入电容器256中流动的电流。其间，ISW表示在开关257中流动的电流。这里，假设开关257在TSW周期内进行操作。施加到开关257的栅极终端的控制信号可以是脉宽调制(PWM)信号。因此，控制电路单元206可以包括用于产生PWM信号的电路(例如，比较电路和载波产生电路)。
在图6的电路图中，在开关257的截止时间内在输入电容器256中充入的电荷量可以与在开关257的导通时间内从输入电容器256释放的电荷量相同。因此，可以导出下面的方程3。
[方程3]
Δq(ton)＝Ipvtchg
在方程3中，Δq(ton)表示在开关257的导通时间内改变的充入的电荷量，Ipv表示输入电流，tchg表示充电时间。表示充电时间的tchg可由开关257的截止时间与停留时间(dwell time)的和进行表示。下面，将参照图7描述控制开关257的操作的PWM信号。
图7是示出图6所示的等效电路图中的开关装置的操作的曲线图。
参照图7，该曲线图示出了参考波258、载波259以及从参考波258和载波259产生的PWM信号260。可以操作控制开关257的导通/截止的PWM信号260，以在载波259具有大于参考值258的值时断开开关257以及在载波259具有小于参考波258的值时接通开关257。因此，可以如下计算输入电容器256的充电和放电时间。
[方程4]
tchg＝TSW-ton＝toff+tdwell
[方程5]
t on = T SW d p sin π n i
如在图7的曲线图中所示，输入电容器256的充电时间tchg可以被定义为通过从开关257的操作周期TSW减去开关257的导通时间ton获得的值或者通过将开关257的停延时间(dwell time)tdwell加到开关257的截止时间toff获得的值。在方程5中，i表示开关257的开关操作的数目，n被定义为ux/TSW，即参考波258的周期ux与开关257的操作周期TSW的比率。
参照图6的等效电路图，可以由通过开关257的操作在输入电容器256中充入的电荷量或者从其释放的电荷量计算从太阳能电池模块100产生并传送的输入电压Vpv。假设在参考波258的一个周期内开关257重复总共m个周期，则在输入电容器256中充入的电荷量可以被计算为由下面方程6进行表示。
[方程6]
Σ i = 1 m q ( t on ) = Σ i = 1 m I pv t chg
在方程6的右侧中，可以从在电流传感器223和电流传感器224中检测的电流值计算表示输入电流的Ipv的值，电流传感器223和电流传感器224分别包括在第一DC到DC电力转换单元202和第二DC到DC电力转换单元203中，并且可以从开关257的开关周期与导通时间之间的差计算tchg。因此，可以由从方程6计算的在输入电容器256中充入或者从其释放的电荷量来检测输入信号的电压。
图4是示出包括在根据本发明的实施例的电力转换设备中的控制电路单元的框图。
参照图4，根据本实施例的控制电路单元206可以包括电流比较检测器235、输入电流计算器262、输入电压计算器263、最大功率点跟踪(MPPT)控制器227、电流控制器228、副开关控制器239、主开关控制器232、等等。此外，根据本实施例的控制电路单元206还可以包括电流平衡控制器236、相位检测器231、正弦波产生器242、DC到AC开关控制器243、等等。
电流比较检测器235可以接收从包括在DC到DC电力转换单元202和203中的电流传感器223和224流向变压器216和220的初级绕组的电流Ipri1和Ipri2。此外，输入电流计算器262可以使用由电流传感器223和224检测的电流Ipri1和Ipri2来计算输入电流。如上所述，可以从由与输入电容器201并联的DC到DC电力转换单元202和203的电流传感器223和224检测的电流Ipri1和Ipri2的和来计算输入电流。
由输入电流计算器262计算的输入电流可以被传送到输入电压计算器263。输入电压计算器263可以通过在方程1到6中描述的过程从输入信号的电流计算输入信号的电压。输入信号的电流和电压可以被传送到MPPT控制器227并且然后可以用于控制电力转换设备200以在太阳能电池模块100的最大功率点运行。
电流控制器228可以从MPPT控制器227产生用于控制MPPT的控制信号。可以通过将电流控制器228的输出乘以正弦波产生器242的输出而产生电流控制信号。正弦波产生器242可以连接到输出电力系统的相位信息的相位检测器231，以从相位信息产生频率为电力系统的频率的整数倍的整流正弦波。乘法器229可以将整流正弦波乘以开关控制信号以产生输出电流的相位和幅度命令值。
当输出电流的相位和幅度命令值小于占空比限制值时，主开关控制器232可以产生具有预设的固定频率和幅度的载波，当输出电流的相位和幅度命令值大于占空比限制值时，可以产生具有变化的频率和幅度的载波。产生的载波可与输出电流的相位和幅度命令值进行比较以产生用于控制主开关的PWM控制信号SMain_F和SMain_S，这个过程与参照图6和图7描述的过程相同。
其间，电流比较检测器235的输出可以被传送到电流平衡控制器236。电流平衡控制器236可以控制在DC到DC电力转换单元202和203的变压器216和220的初级绕组中流动的电流的平衡。电流平衡控制器236的输出信号可与在最大功率点跟踪控制以后计算的占空比一起进行计算并且可以然后用于产生用于控制主开关的PWM控制信号SMain_F和SMain_S。
图8是示出根据本发明的实施例的电力转换设备的操作方法的流程图。
参照图8，根据本实施例的电力转换设备200的操作方法从太阳能电池模块100接收输入信号开始(S800)。可以通过设置在太阳能电池模块100与电力转换设备200之间的输入电容器201施加输入信号，并且可以为了从输入信号去除脉动成分设置输入电容器201。
控制电路单元206首先计算输入信号的电流(S810)。电力转换设备200可以包括被实现为回扫转换器电路的DC到DC电力转换单元202和203，并且该回扫转换器电路具有分别连接到其变压器216和220的初级绕组的电流传感器223和224。因此，控制电路单元206可以计算由电流传感器223检测的电流的和与电流传感器224检测的电流的和，以计算输入信号的电流。
在计算了输入信号的电流以后，控制电路单元206基于输入信号的电流和在输入电容器201中充入和释放的电荷量计算输入信号的电压(S820)。可以从主开关214和218的导通时间和截止时间、输入电流等等来估计在输入电容器201中充入或者从其释放的电荷量，并且可以基于在输入电容器201中充入的电荷量与从输入电容器201释放的电荷量之间的变化计算输入信号的电压。
在计算输入信号的电压和电流以后，控制电路单元206将旧电力POLD的幅度与新电力PNEW的幅度进行比较以控制最大功率点跟踪(S830)。在控制电路单元206将新电力PNEW的幅度和旧电力POLD的幅度进行比较以后，它将旧占空比DOLD与新占空比DNEW进行比较(S840和S850)。
在新电力PNEW大于旧电力POLD的条件之下，当新占空比DNEW大于旧占空比DOLD时，控制电路单元206增加主开关214和218的占空比(S860)。相反，在新电力PNEW大于旧电力POLD的条件之下，当新占空比DNEW小于旧占空比DOLD时，控制电路单元206减小主开关214和218的占空比(S870)。
另一方面，在新电力PNEW小于旧电力POLD的条件之下，当新占空比DNEW大于旧占空比DOLD时，控制电路单元206减小主开关214和218的占空比(S880)，并且在新电力PNEW小于旧电力POLD的条件之下，当新占空比DNEW小于旧占空比DOLD时，控制电路单元206增加主开关214和218的占空比(S890)。通过上述的操作，电力转换设备200可以被控制为跟踪最大功率点而不用在它的输入终端中设置电压传感器和电流传感器。
同时，在控制用于控制最大功率点跟踪的主开关214和218的操作的操作S860到S890以后，还可以执行控制在第一变压器216的初级绕组中流动的电流和在第二变压器220的初级绕组中流动的电流的平衡的操作。在这种情况下，可以调节主开关214和218的最终占空比，以实现最大功率点跟踪控制和电流平衡控制。
如上所述，根据本发明的实施例，不需要通常在从太阳能电池模块接收输入信号的输入终端中设置的电流传感器和电压传感器，基于在电力转换单元的变压器的初级绕组中流动的电流就可以计算输入信号的电流和电压。因此，去除了输入终端的电压传感器和电流传感器，从而可以降低整体成本，并且可以去除用于驱动传感器的若干个其它外围电路，从而可以降低电路设计的复杂度。
虽然已经结合实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行变形和改动。

Claims (18)

1.一种用于太阳能产生系统的电力转换设备，所述电力转换设备包括：
电力转换单元，将由太阳能电池模块产生的输入信号转换成输出信号；
控制电路单元，控制电力转换单元的操作，
其中，电力转换单元包括至少一个变压器、和电流传感器以及连接到所述至少一个变压器的初级绕组的开关电路，
控制电路单元使用由电流传感器感测的至少一个变压器的初级绕组的电流计算输入信号的电压和电流，并且执行最大功率点跟踪控制，从而使得电力转换单元在最大功率点运行。
2.根据权利要求1所述的电力转换设备，其中，电力转换单元包括至少一个回扫转换器并且将直流输入信号转换成交流输出信号。
3.根据权利要求1所述的电力转换设备，其中，控制电路单元使用由连接到至少两个变压器的初级绕组的至少两个电流传感器感测的初级绕组的电流来控制在所述至少两个变压器的初级绕组中流动的电流的平衡。
4.根据权利要求1所述的电力转换设备，其中，控制电路单元从由连接到初级绕组的至少两个电流传感器感测的至少两个变压器的初级绕组的电流的和来计算输入信号的电流。
5.根据权利要求1所述的电力转换设备，其中，控制电路单元基于变压器的初级电感和包括在电力转换单元中的开关装置的操作特性来计算输入信号的电流。
6.根据权利要求5所述的电力转换设备，其中，开关装置的操作特性包括开关装置的导通时间、最大占空比和开关周期中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的电力转换设备，还包括设置在太阳能电池模块与电力转换单元之间的至少一个输入电容器，
其中，控制电路单元基于在包括在电力转换单元中的开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量以及在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量来计算输入信号的电压。
8.根据权利要求7所述的电力转换设备，其中，在开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量与在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量相同。
9.根据权利要求1所述的电力转换设备，其中，控制电路单元包括：
相位检测器，从电力转换单元的输出信号检测连接到电力转换单元的输出端子的电力系统的相位信息；
正弦波产生器，从相位信息产生整流的正弦波；
最大功率点跟踪控制器，基于输入信号的电流和电压产生用于最大功率点跟踪控制的电流命令值；
副开关控制器，使用电流命令值和所述正弦波来产生副开关控制信号；
主开关控制器，基于在变压器的初级绕组中流动的电流产生用于控制电流平衡的主开关控制信号。
10.一种电力转换设备的操作方法，所述操作方法包括：
从太阳能电池模块接收输入信号；
使用由连接到初级绕组的电流传感器检测的至少一个变压器的初级绕组的电流来计算输入信号的电流；
使用计算的输入信号的电流计算输入信号的电压；
使用计算的输入信号的电流和计算的输入信号的电压确定是否实现最大功率点跟踪；
根据是否实现最大功率点跟踪来控制连接到所述至少一个变压器的开关装置的操作。
11.根据权利要求10所述的操作方法，其中，开关装置的操作的控制包括确定开关装置的占空比。
12.根据权利要求10所述的操作方法，还包括：
通过连接到至少两个变压器的初级绕组的电流传感器检测所述至少两个变压器的初级绕组的电流；以及
调整所述至少两个变压器的初级绕组的电流的平衡。
13.根据权利要求10所述的操作方法，其中，在电流的计算中，基于变压器的初级电感以及开关装置的开关周期、最大占空比和导通时间来计算输入信号的电流。
14.根据权利要求10所述的操作方法，其中，在电压的计算中，基于在开关装置的导通时间内在设置在太阳能电池模块的输出端子处的至少一个输入电容器中充入的电荷量以及在开关装置的截止时间内从所述至少一个输入电容器释放的电荷量来计算输入信号的电压。
15.根据权利要求14所述的操作方法，其中，在开关装置的导通时间内在输入电容器中充入的电荷量与在开关装置的截止时间内从输入电容器释放的电荷量相同。
16.根据权利要求10所述的操作方法，其中，开关装置的操作的控制包括：
基于由电力转换单元接收的输入信号的电流和电压产生用于最大功率点跟踪的电流命令值；
使用电流命令值和基于由电力转换单元输出的输出信号的电压相位产生的正弦波来产生副开关控制信号；
从分别在包括在电力转换单元中的至少两个变压器的初级绕组中流动的电流产生主开关控制信号。
17.根据权利要求16所述的操作方法，其中，在主开关控制信号的产生中，控制分别在所述至少两个变压器的初级绕组中流动的电流的平衡。
18.一种太阳能产生系统，包括：
电力转换单元，对从包括至少一个太阳能电池的太阳能电池阵列传送的输入信号进行转换以产生输出信号；
控制单元，使用输入信号的电流和电压来控制电力转换单元运行在最大功率点；
供电单元，向控制单元供电，
其中，控制单元从在包括在电力转换单元中的至少一个变压器的初级绕组中流动的电流计算输入信号的电压和电流并且基于计算的电流和电压控制电力转换单元运行在最大功率点。
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