CN103403641A - 太阳功率转换部的控制装置、其控制方法以及太阳光发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳功率转换部的控制装置，包括检测太阳电池(20)的输出功率的功率检测部(41、42)、输入表示日照量的指标的日照量输入部(46)、根据已输入日照量输入部(46)的表示日照量的指标对在所述功率检测部(41、42)检测出的输出功率进行修正的功率修正部(47)、以及根据已在该功率修正部(47)修正过的输出功率让该太阳电池(20)的输出电压变化以便太阳电池(20)的输出功率接近最大功率点的电压控制部(45)。

Description

太阳功率转换部的控制装置、其控制方法以及太阳光发电装置
技术领域
本发明涉及一种太阳功率转换部的控制装置、该太阳功率转换部的控制方法以及太阳光发电装置，特别涉及一种使太阳电池的输出功率增大的措施。
背景技术
现有技术中的利用太阳能光发电的太阳光发电装置已为众人所知。该太阳光发电装置包括进行使太阳电池的输出功率(工作点)接近最大功率点的最大功率点跟踪控制(MPPT控制:maximum power point tracking control)的。
专利文献1中公开有进行该MPPT控制的太阳光发电装置。在进行MPPT控制的过程中,让太阳电池的输出电压在不同的工作点发生微小的变化,检测伴随着该变化所产生的太阳电池的输出功率的变化。在已检测出的输出功率增大了的情况下,就让输出电压朝着与上一次输出电压的变化方向(亦即增大方向或减少方向)相同的方向进一步发生微小的变化。在输出功率减少了的情况下,就让输出电压朝着与上一次输出电压的变化方向相反的方向发生微小的变化。如上所述,在MPPT控制下,为使太阳电池的输出功率接近最大功率点,分阶段地对输出电压进行控制。这样一来就能够谋求太阳光发电装置的发电效率提高。
专利文献1：日本公开特许公报特开平8-179840号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
在像上述MPPT控制那样,一边检测太阳电池的输出功率一边调节输出电压的太阳能发电装置中,会出现已检测出的输出功率和实际的输出功率之间存在误差的情况。具体而言,例如当太阳电池从被遮住的状态变成太阳光突然射进来的状态时,照射太阳电池的日照量会急剧增大。如果日照量急剧增大,太阳电池的输出电压也就会伴随于此而急剧增大。如果在这样的状况下进行上述MPPT控制,就无法分辨输出功率是由于输出电压的变化引起的,还是因日照量急剧增大引起的。因此,例如所存在的问题就是,尽管本来为了使太阳电池的输出功率接近最大功率点而必须增大输出电压,但是却进行了使输出电压减少的控制,结果导致输出功率反而离最大功率点更远。
本发明正是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于：减少因日照量急剧变化所引起的太阳电池的发电量的损失。
－用以解决技术问题的技术方案－
第一方面的发明以一种将从太阳电池20输出的直流功率转换为交流功率的太阳功率转换部的控制装置为对象。该太阳功率转换部的控制装置包括检测所述太阳电池20的输出功率的功率检测部41、42、输入表示日照量的指标的日照量输入部46、根据输入该日照量输入部46的表示日照量的指标对在所述功率检测部41、42检测出的输出功率进行修正的功率修正部47、以及根据已在该功率修正部47修正过的输出功率让该太阳电池20的输出电压变化以便所述太阳电池20的输出功率接近最大功率点的电压控制部45。
在第一方面的发明中，由功率检测部41、42检测太阳电池的输出功率。表示日照量的指标输入日照量输入部46。功率修正部47根据该表示日照量的指标对在功率检测部41、42检测出的输出功率进行修正。电压控制部45根据该修正后的输出功率让太阳电池20的输出电压发生变化以便太阳电池20的输出功率接近最大功率点。这样做以后，就是在伴随着日照量的急剧变化而在已检测出的输出功率和实际的输出功率之间产生了误差的情况下，也能够将该误差考虑在内让太阳电池20的输出功率接近最大功率点。
第二方面的发明是，在第一方面的发明中，包括输入许多太阳电池20的发电量的发电量输入部61和根据已输入该发电量输入部61的许多发电量推定日照量的日照量推定部63。在该日照量推定部63推定出的日照量输入所述日照量输入部46。
在第二方面的发明中，设置在规定区域的许多太阳电池20的发电量输入发电量输入部61。日照量推定部63根据这些发电量推定该区域的日照量。亦即，因太阳电池20的发电量和日照量大致成正比例关系，故用许多太阳电池20的发电量就能够求出设置有这些太阳电池20的区域的日照量。该日照量输入日照量输入部46，用于对太阳电池20的输出功率进行修正。
第三方面的发明是，在第二方面的发明中，所述功率修正部47通过用所述日照量的变化率乘以在所述功率检测部41、42检测出的输出功率，来对该输出功率进行修正。
第三方面的发明中，用日照量的变化率乘以在功率检测部41、42检测出的输出功率。这样一来，修正后的输出功率就是将日照量的急剧变化考虑在内的值。
第四方面的发明以将从太阳电池20输出的直流功率转换为交流功率的太阳功率转换部的控制方法为对象。在该太阳功率转换部的控制方法下，根据表示日照量的指标对已检测出的太阳电池20的输出功率进行修正，根据修正后的输出功率让该太阳电池20的输出电压发生变化，以便所述太阳电池20的输出功率接近最大功率点。
在第四方面的发明的控制方法中，根据表示日照量的指标对检测出的输出功率进行修正。根据修正后的输出功率让输出电压发生变化，以便太阳电池20的输出功率接近最大功率点。这样做以后，就是在伴随着日照量的急剧变化而在已检测出的输出功率和实际的输出功率之间产生了误差的情况下，也能够将该误差考虑在内让太阳电池20的输出功率接近最大功率点。
第五方面的发明是，在第四方面的发明中，根据许多太阳电池20的发电量推定日照量，根据已推定的所述日照量对已检测出的太阳电池20的输出功率进行修正。
在第五方面的发明中，根据许多太阳电池20的发电量推定设置了该许多太阳电池20的区域的日照量。这样推定出来的日照量用于对太阳电池20的输出功率进行修正。
第六方面的发明是，在第五方面的发明中，通过用所述日照量的变化率乘以已检测出的太阳电池20的输出功率来对该输出功率进行修正。
第六方面的发明中，用日照量的变化率乘以已检测出的输出功率。这样一来，修正后的输出功率就是将日照量的急剧变化考虑在内的值。
第七方面的发明以太阳光发电装置为对象。该太阳光发电装置包括许多太阳电池20、将从各个太阳电池20输出的直流功率分别转换成交流功率的许多太阳功率转换部30以及第二或第三方面发明的太阳功率转换部的控制装置40、60。
在第七方面的发明的太阳光发电装置中，由控制装置40、60的日照量推定部63根据许多太阳电池20的发电量推定日照量。控制装置40、60的功率修正部47根据已推定出的日照量对太阳电池20的输出功率进行修正。控制装置40、60的电压控制部45根据修正后的输出功率让太阳电池20的输出电压发生变化，以便太阳电池20的输出功率接近最大功率点。
－发明的效果－
在第一、第四方面的发明中，即使已检测出的输出功率和实际的输出功率之间由于日照量的急剧变化而产生了误差，也能够根据该误差对太阳电池20的输出电压进行调节。因此，在这样的状况下，能够使太阳电池20的输出功率可靠地接近最大功率点，从而能够提高太阳电池20的发电效率。
在第二、第五方面的发明中，即使不测量设置有许多太阳电池20的区域的日照量，也能够由发电量求出该区域的平均日照量。因此，例如就不需要测量日照量的设备了，从而能够谋求低成本化。还可以将各太阳电池20的发电量这一信息用在其它用途上。
在第三、第六方面的发明中，通过用日照量的变化率乘以已检测出的输出功率，就能够考虑着日照量的急剧变化来对太阳电池20的输出电压进行修正。
在第七方面的发明中，能够提供可降低太阳电池20的因日照量急剧变化造成的损失的太阳光发电装置。
附图简单说明
图1是实施方式所涉及的太阳光发电装置的结构简图。
图2是表示太阳电池的日照量和发电量之间的关系的曲线图。
图3是实施方式所涉及的太阳光发电装置的MPPT控制的流程图。
图4是曲线图，示出实施方式所涉及的太阳光发电装置的MPPT控制下的太阳电池工作点变化的一个例子。
图5是曲线图，示出现有技术例所涉及的太阳光发电装置的MPPT控制下的太阳电池工作点变化的一个例子。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的实施方式做详细的说明。
(发明的实施方式)
如图1所示，实施方式所涉及的太阳光发电装置1包括：许多太阳光发电单元10和与太阳光发电单元10通过网络连接的服务器60。各太阳光发电单元10分别设置在规定范围内(例如1～5km2内的地域)的每家每户里。也就是说，在太阳光发电装置1中，各太阳光发电单元10的周围环境条件(日射条件、温度条件等)大致相同。
〈太阳光发电单元的结构〉
参照图1对太阳光发电单元10的结构做说明。太阳光发电单元10将根据太阳光产生的直流功率转换为交流功率，再使该交流功率与商用功率系统3连动并供给负荷5。
太阳光发电单元10包括构成太阳电池的光伏矩阵(PV：photovoltaics)20和功率调节器30。光伏矩阵20安装在一般房屋等的房顶上。光伏矩阵20接受太阳光照射而产生直流功率。
功率调节器30构成将从光伏矩阵20输出的直流功率转换为交流功率的太阳功率转换部。功率调节器30具有交直流转换部31、直交流转换部32以及控制单元40。由控制单元40和上述服务器60构成功率调节器30的控制装置。此外，图1中，仅对许多太阳光发电单元10之一示出了功率调节器30的详细结构，对其它的太阳光发电单元10都省略图示功率调节器30。
交直流转换部31构成使从光伏矩阵20输出的直流电压升高的升压电路。在交直流转换部31中连接有开关元件(省略图示)。直交流转换部32构成将从交直流转换部31输出的直流功率转换为交流功率的直流交流转换电路。在直交流转换部32中多个开关元件(省略图示)桥状连接。在直交流转换部32中，根据来自控制单元40的驱动信号G控制各个开关元件接通／切断的时刻。这样一来，在直交流转换部32中输入的直流功率就被转换成规定频率的交流功率。从直交流转换部32输出的交流功率供向与商用功率系统3连接的负荷5一侧。
控制单元40包括直流电压检测部41、直流电流检测部42、运算部43、存储部44以及电压控制部45。
直流电压检测部41对从光伏矩阵20向交直流转换部31输出的直流电压Vc进行检测。直流电流检测部42对从光伏矩阵20向交直流转换部31输出的直流电流Ic进行检测。直流电压检测部41和直流电流检测部42构成用以检测光伏矩阵20的输出功率的功率检测部。
直流电压Vc和直流电流Ic以规定的周期输入控制单元40。运算部43根据检测出的直流电压Vc和直流功率Ic将光伏矩阵20的输出功率计算出来。在运算部43计算出来的输出功率P一个接一个地存储到例如RAM(随机存取存储器)等存储部44中。直流电压Vc(亦即光伏矩阵20的输出电压V)也一个接一个地存储到存储部44。
电压控制部45进行MPPT(maximum power point tracing control)控制(所谓的“登山法”)。也就是说，电压控制部45对光伏矩阵20的输出电压进行调节以便光伏矩阵20的输出功率(工作点)接近最大功率点。电压控制部45是通过例如向交直流转换部31输出驱动信号G，控制开关元件接通／切断的时刻，来对光伏矩阵20的输出电压进行调节的。电压控制部45让光伏矩阵20的输出电压每隔规定周期T1(例如0.5秒)发生一次变化。MPPT控制的详情后述。
控制单元40包括通信部46和功率修正部47。
控制单元40的通信部46经传输部7与服务器60的通信部61相连接。传输部7在两通信部46、61之间双向传输信号，有线无线兼可。表示太阳光发电单元10的发电量的信号从控制单元40的通信部46输出。表示该发电量的信号经传输部7输入服务器60的通信部61。从服务器60的通信部61输出的表示日照量的指标(详情后述)输入通信部46。也就是说，通信部46构成表示日照量的指标输入的日照量输入部。输入通信部46的表示日照量的指标一个接一个地存储到存储部44。
在上述MPPT控制下，功率修正部47根据已输入的表示日照量的指标对光伏矩阵20的输出功率进行修正。具体而言，功率修正部47将各个规定周期T2前后的日照量的变化率α(α＝S／Sold，这里，S是变化后的日照量，Sold是变化以前的日照量)计算出来，用该α乘以输出功率P。上述电压控制部45根据修正后的输出功率Ppre对光伏矩阵20的输出电压进行调节。
〈服务器的结构〉
服务器60包括上述通信部61、存储部62以及运算部63。通信部61经各传输部7与许多太阳光发电单元10的各通信部46相连接。也就是说，服务器60构成汇集许多太阳光发电单元10的信息的集中管理部。各太阳光发电单元10的发电量输入服务器60的通信部61。也就是说，通信部61构成许多光伏矩阵20的发电量输入的发电量输入部。已输入通信部61的发电量一个接一个地存储到存储部62。
运算部63构成根据存储在存储部62的发电量推定日照量的日照量推定部。具体而言，运算部63一个接一个地计算出同一时间点各太阳光发电单元10的发电量的平均值。这里，太阳光发电单元10的发电量与照射光伏矩阵20的日照量大致成正比例关系(参照图2)。因此，通过求出规定时间点各太阳光发电单元10的发电量的平均值，就能够推定出设置有各个太阳光发电单元10的地域在同一时间点的日照量。运算部63通过用规定的比例常数乘以许多太阳光发电单元10的发电量的平均值来将该地域的日照量计算出来。在运算部63计算出来的日照量经各传输部7输入各太阳光发电单元10的通信部46，用来由功率修正部47对输出功率进行修正。
〈MPPT控制的基本动作〉
参照图1和图3，说明MPPT控制的基本动作。
在MPPT控制下，已检测出的光伏矩阵20的输出功率和输出电压不断地存储到存储部44。当开始进行MPPT控制时，在步骤ST1，对光伏矩阵20的输出功率进行修正。MPPT控制刚刚开始后不久，因光伏矩阵20的工作点变动前的输出功率Pold是零，故修正后的输出功率Ppre(将日照量的变化考虑在内的推定输出功率)也是零。
在步骤ST2中对存储在存储部44的最新的输出功率P和推定输出功率Ppre进行比较。因MPPT控制刚刚开始后不久推定输出功率Ppre是零，故输出功率P比推定输出功率Ppre大，进入步骤ST3。
在步骤ST3中，对存储在存储部44的最新的输出电压V和光伏矩阵20的工作点变动前的输出电压Vold进行比较。因MPPT控制刚刚开始后不久Vold是零，故进入步骤ST4。其结果是,电压控制部45使光伏矩阵20的输出电压V发生微小的变化，变化量为+ΔV。也就是说，在步骤ST4中，输出电压朝着稍微增大的方向变化。
接着，如果返回步骤ST1，就对输出电压V即将发生变化以前的输出功率Pold进行修正。具体而言，在步骤ST1中，功率修正部47根据存储在存储部44的日照量将日照量的变化率计算出来。这里，S是存储在存储部44的最新的日照量，Sold是在上一次循环中光伏矩阵20的工作点变动以前的日照量。也就是说，S／Sold表示输出电压V变化前、后日照量的变化率。在步骤ST1中，用S／Sold(＝α)乘以输出功率Pold，计算出将日照量的变化考虑在内的推定输出功率Ppre。
之后，如果在步骤ST2中比较出最新的输出功率P比推定输出功率Ppre大，就再次进入步骤ST3。在上一次循环中，在步骤ST4让输出电压V朝着增大的方向变化。因此，在这次的步骤ST3中，最新的输出电压V比上一次的输出电压Vold大。因此，再次进入步骤ST4，输出电压再次朝着增大的方向变化。重复进行以上循环，输出电压V就会分阶段地增大，输出功率P也会伴随于此而增大并不断地接近最大功率点。
另一方面，如上所述，如果输出功率V过度增大，那么在步骤ST2中就会判断出最新的输出功率P比推定输出功率Ppre低。在该情况下，进入步骤ST6。在步骤ST6中判断出最新的输出电压V比上一次的输出电压Vold大，因此进入步骤ST7。其结果是，电压控制部45让光伏矩阵20的输出电压发生微小的变化，变化量为-ΔV。也就是说，在步骤ST7中，输出电压朝着减少的方向发生微小的变化。
之后，如果在步骤ST2中比较出最新的输出功率P比上一次的推定输出功率Ppre大，则进入步骤ST3。此时，因最新的输出电压V比上一次的输出电压Vold小，故进入步骤ST5，光伏矩阵20的输出电压进一步朝着减少的方向变化。
另一方面，如果在步骤ST2中比较出最新的输出功率P比上一次的推定输出功率Ppre小，则进入步骤S6。此时，因最新的输出电压V比上一次的输出电压Vold小，故进入步骤ST8，光伏矩阵20的输出电压就朝着增大的方向变化。
如上所述，在MPPT控制下，通过重复进行上述循环，光伏矩阵20的输出功率就会分阶段地变化并逐渐地接近最大功率点。
〈对输出功率的基于日照量的修正>
如上所述，在本实施方式的MPPT控制下，在步骤ST1中根据日照量的变化率对上一次的输出功率Pold进行修正。这样一来，当光伏矩阵20的日照量急剧变化时，就能够减少光伏矩阵20的输出功率的损失(所谓的MPPT损失)。参照图3～图5对这一点做说明。图4是在本实施方式的MPPT控制下光伏矩阵20的工作点变化之一例的I-V特性曲线图；图5是在现有技术的MPPT控制下光伏矩阵的工作点变化之一例的I-V特性曲线图。
在图5所示的现有技术中的MPPT控制下，例如让输出电压V1朝着减少的方向变化为输出电压V2。假定当输出电压V这样变化时，工作点变动前的日照量Sold朝着日照量S急剧增大。在例如光伏矩阵从被遮住的状态迁移到太阳光直接照射着它的状态等时日照量就会产生这样的变化。就这样，如果日照量急剧变化，输出功率P2就会因日照量增大而增大。此时MPPT控制进行的是以下控制，即，因判断出伴随着输出电压从V1朝着减少的方向变化到V2，输出功率便从P1朝着增大的方向变化到P2，故让输出电压V2进一步朝着V3减少。其结果是，在与日照量S相对应的I-V特性曲线上，光伏矩阵的输出功率从P2朝着P3减少，远离最大功率点。
相对于此，在本实施方式的MPPT控制中，根据日照量对输出功率进行修正，由此来抑制工作点伴随着这样的日照量的急剧变化而朝着错误的方向迁移。具体而言，在图4所示的本实施方式的MPPT控制中，例如假定让输出电压V1朝着减少的方向变化到输出电压V2，并假定在该时刻与图4所示的例子一样日照量Sold急剧地增大到日照量S。在该情况下，在本实施方式的步骤ST1中，用日照量的变化率(亦即S／Sold)乘以上一次的输出功率Pold(亦即图5的P1)，计算出将日照量的变化率考虑在内的输出功率(图4的推定输出功率Ppre1)。这样做以后，因在步骤ST2中已比较出最新的输出功率P(图4的P2)比推定输出功率Ppre1小，故进入步骤ST6、步骤ST8，进行让输出电压朝着增大的方向变化的控制。亦即，在该例中，输出电压V2朝着增大的方向变化到输出电压V3，输出功率P2由此朝着输出功率P3增大。其结果是，在与日照量S相对应的I-V特性曲线上，光伏矩阵20的输出功率不断地接近最大功率点。
－实施方式的效果－
在上述实施方式中，是根据日照量对光伏矩阵20的输出功率Pold进行修正的。这样一来，在MPPT控制下就能够如图5所示避免输出功率伴随着日照量的急剧变化而远离最大功率点。这样一来，就能够减少所谓的MPPT损失，提高太阳光发电单元10的发电效率。
在上述实施方式中，是从多个太阳光发电单元10的各个光伏矩阵20的发电量的平均值推定出日照量的。因此，无需对许多太阳光发电单元10中的每一个太阳光发电单元都设置日照量测量部，因此能够谋求太阳光发电装置1的低成本化。
在上述实施方式中，是利用网络上的服务器60接收各个太阳光发电单元10的发电量，将已推定出的日照量发送给各太阳光发电单元10的。因此，很简单地就能够将信息提供给设置在规定范围内的地域里的各个太阳光发电单元10。
(其它实施方式)
在上述实施方式中，是根据许多太阳光发电单元10的发电量推定日照量的。但是还可以利用日照量测量部、照度计等检测表示日照量的指标。而且，还可以通过网络将设置在规定范围内的多个照度计的检测值送给服务器，来将该规定范围内的平均日照量计算出来。
除了能够推定许多太阳光发电单元10的发电量的平均值以外，还能够利用各发电量的合计(总发电量)推定日照量。
在上述实施方式中，本发明所涉及的控制装置和控制方法对于具有许多太阳光发电单元10的太阳光发电装置适用，但本发明所涉及的控制装置、控制方法对于一个太阳光发电单元10也是适用的。具体而言，还可以是这样的，将日照量检测部(日照量计、照度计)设置在太阳光发电单元10的太阳电池20附近，根据在日照量检测部检测出的表示日照量的指标对太阳电池20的输出功率进行修正，然后根据修正后的输出功率让输出电压发生变化，以便太阳电池20的输出功率接近最大功率点。
此外，以上实施方式仅仅是本质上的优选示例而已，并无限制本发明、本发明的使用对象或本发明的用途等意图。
－产业实用性－
综上所述，本发明对于太阳功率转换部的控制装置、其控制方法以及太阳光发电装置有用。
－符号说明－
20     太阳电池
30     太阳功率转换部(功率调节器)
40     控制单元(控制装置)
41     直流电压检测部(功率检测部)
42     直流电流检测部(功率检测部)
45     电压控制部
46     日照量输入部(通信部)
47     功率修正部
60     服务器(控制装置)
61     发电量输入部(通信部)
63     日照量推定部(运算部)

Claims (7)

1.一种太阳功率转换部的控制装置，该太阳功率转换部将从太阳电池(20)输出的直流功率转换为交流功率，其特征在于：
该太阳功率转换部的控制装置包括：
检测所述太阳电池(20)的输出功率的功率检测部(41、42)、
输入表示日照量的指标的日照量输入部(46)、
根据输入所述日照量输入部(46)的表示日照量的指标对在所述功率检测部(41、42)检测出的输出功率进行修正的功率修正部(47)、以及
根据已在所述功率修正部(47)修正过的输出功率让该太阳电池(20)的输出电压变化以便所述太阳电池(20)的输出功率接近最大功率点的电压控制部(45)。
2.根据权利要求1所述的太阳功率转换部的控制装置，其特征在于：
包括输入许多太阳电池(20)的发电量的发电量输入部(61)和根据已输入所述发电量输入部(61)的许多发电量推定日照量的日照量推定部(63)，
在所述日照量推定部(63)推定出的日照量输入所述日照量输入部(46)。
3.根据权利要求2所述的太阳功率转换部的控制装置，其特征在于：
所述功率修正部(47)通过用所述日照量的变化率乘以在所述功率检测部(41、42)检测出的输出功率，来对该输出功率进行修正。
4.一种太阳功率转换部的控制方法，该太阳功率转换部将从太阳电池(20)输出的直流功率转换为交流功率，其特征在于：
在该太阳功率转换部的控制方法下，根据表示日照量的指标对已检测出的太阳电池(20)的输出功率进行修正，根据修正后的输出功率让该太阳电池(20)的输出电压发生变化以便所述太阳电池(20)的输出功率接近最大功率点。
5.根据权利要求4所述的太阳功率转换部的控制方法，其特征在于：
根据许多太阳电池(20)的发电量推定日照量，根据已推定出的所述日照量对已检测出的太阳电池(20)的输出功率进行修正。
6.根据权利要求5所述的太阳功率转换部的控制方法，其特征在于：
通过用所述日照量的变化率乘以已检测出的太阳电池(20)的输出功率来对该输出功率进行修正。
7.一种太阳光发电装置，其特征在于：
该太阳光发电装置包括许多太阳电池(20)、将从各个太阳电池(20)输出的直流功率分别转换成交流功率的许多太阳功率转换部(30)、以及权利要求2或3所述的太阳功率转换部的控制装置(40、60)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105359051A (zh) * 2013-07-30 2016-02-24 株式会社日立产机系统 太阳能发电系统的控制系统和控制方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150349692A1 (en) * 2013-02-04 2015-12-03 Sharp Kabushiki Kaisha Solar energy utilization system, and cool box, air conditioner or pump included therein
US20140266763A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Ross A. Abbey Alternative energy production indicator
CN103197718B (zh) * 2013-03-18 2015-08-12 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 太阳能光伏阵列的最大功率输出控制方法和系统
CN105141242A (zh) * 2013-05-23 2015-12-09 吴正明 一种光伏发电装置及其工作方法
KR101458363B1 (ko) * 2013-10-22 2014-11-06 공주대학교 산학협력단 일사량의 변동에 대응하여 최대전력을 추종하기 위한 태양광 발전시스템의 최대전력 추종방법
JP6252149B2 (ja) * 2013-12-09 2017-12-27 オムロン株式会社 太陽電池の評価装置、評価方法及び、太陽光発電システム
TWI501066B (zh) * 2014-01-10 2015-09-21 Ind Tech Res Inst 太陽光電系統及其控制方法
CN104091435A (zh) * 2014-06-23 2014-10-08 航天科工深圳（集团）有限公司 光伏设备与主站数据通信的方法及光伏发电系统
US9436201B1 (en) 2015-06-12 2016-09-06 KarmSolar System and method for maintaining a photovoltaic power source at a maximum power point
US10439401B2 (en) * 2015-11-23 2019-10-08 Doosan Gridtech, Inc. Managing the outflow of a solar inverter
US11249502B2 (en) * 2016-10-03 2022-02-15 Iks Co., Ltd. Power control device and control method employed therein
US11264948B2 (en) * 2018-09-20 2022-03-01 Itron, Inc. Techniques for forecasting solar power generation
US11651311B2 (en) 2018-09-20 2023-05-16 Itron Inc. Techniques for forecasting solar power generation
CN112925377B (zh) * 2021-02-01 2022-07-29 浙江晶科能源有限公司 光伏系统及光伏系统的最大功率跟踪方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5682305A (en) * 1993-11-16 1997-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling the power of a battery power source
JP2002272017A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Sanyo Electric Co Ltd データ処理方法及びデータ処理システム
CN101236446A (zh) * 2008-02-28 2008-08-06 上海交通大学 适应天气状况的变电压光伏系统最大功率跟踪控制方法
US20090078300A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-26 Efficient Solar Power System, Inc. Distributed maximum power point tracking converter
CN101743685A (zh) * 2007-06-06 2010-06-16 宝威电源意大利股份公司 通过多个并联逆变器的电功率传送以及基于最大功率点追踪的控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3499941B2 (ja) 1994-12-21 2004-02-23 三洋電機株式会社 太陽光発電装置
JP3516101B2 (ja) * 1995-02-20 2004-04-05 オムロン株式会社 太陽光発電装置
EP1986306B1 (en) * 2006-01-27 2014-05-14 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply system
ITVA20080002A1 (it) * 2008-01-10 2009-07-11 St Microelectronics Srl Sistema fotovoltaico a pannelli multicellulari con conversione dc-dc multiplata per gruppi di celle in serie di ciascun pannello e struttura di pannello fotovoltaico
JP4784652B2 (ja) * 2008-02-26 2011-10-05 パナソニック電工株式会社 電源供給装置
US8872381B2 (en) * 2008-09-18 2014-10-28 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Utility interconnection and inverter device
GB0900082D0 (en) * 2009-01-06 2009-02-11 Fulvens Ltd Method and apparatus for secure energy delivery
US20130241298A1 (en) * 2010-05-12 2013-09-19 Omron Corporation Voltage converter, voltage converting method, power adjuster, power adjusting method, photovoltaic system, and management device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5682305A (en) * 1993-11-16 1997-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling the power of a battery power source
JP2002272017A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Sanyo Electric Co Ltd データ処理方法及びデータ処理システム
CN101743685A (zh) * 2007-06-06 2010-06-16 宝威电源意大利股份公司 通过多个并联逆变器的电功率传送以及基于最大功率点追踪的控制方法
US20090078300A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-26 Efficient Solar Power System, Inc. Distributed maximum power point tracking converter
CN101236446A (zh) * 2008-02-28 2008-08-06 上海交通大学 适应天气状况的变电压光伏系统最大功率跟踪控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105359051A (zh) * 2013-07-30 2016-02-24 株式会社日立产机系统 太阳能发电系统的控制系统和控制方法

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US20130328406A1 (en) 2013-12-12
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