CN103828171A - 功率调节器系统和蓄电功率调节器 - Google Patents

Abstract

功率调节器系统包括：发电功率调节器（30）和蓄电功率调节器（50），发电功率调节器（30）用于将发电设备（11）连接至电网（12），蓄电功率调节器（50）用于将蓄电设备（13）连接至电网（12），其中发电功率调节器（30）包括独立发电输出单元（34），该独立发电输出单元（34）被配置为独立于对电网（12）的供电基于发电设备（11）所发出的电力进行电力输出，蓄电功率调节器（50）包括独立蓄电输出单元（54），该独立蓄电输出单元（54）独立于对电网（12）的供电基于蓄电设备中所存储的电力进行电力输出。蓄电功率调节器（50）将基于独立发电输出单元（34）的输出电力的交流电、基于独立蓄电输出单元（54）的输出电力的交流电以及电网（12）的系统电力中的至少一个供给连接有预定负载的独立输出系统（62）。

Description

功率调节器系统和蓄电功率调节器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年9月28日提交的第2011-213081号日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及功率调节器系统，更具体地涉及一种新颖的功率调节器系统，该新颖的功率调节器系统包括发电系统的发电功率调节器和蓄电系统的蓄电功率调节器的组合，还涉及蓄电功率调节器。

背景技术

作为包括发电设备（例如太阳能电池板等）的发电系统的发电功率调节器，这样的功率调节器是已知的，其允许用于通过与商用供电电网系统（下文适当地简称为电网）的互连来输出交流电的系统互连操作和用于在不涉及电网的情况下输出交流电的独立操作（例如，见专利文献1）。

而且，以类似于上述发电功率调节器的方式允许用于通过与电网的互连来输出交流电的电网互连操作和用于在不涉及电网的情况下输出交流电的独立操作的、具有由来自电网的电力充电的储存设施（例如蓄电电池等）的蓄电系统的蓄电功率调节器是已知的（例如，见专利文献2）。

引用文献列表

专利文献1：公开号为2007-049770的日本未经审查的专利申请

专利文献2：公开号为2008-253033的日本未经审查的专利申请

发明内容

顺便地，为了安全地处理电网的电力故障等，希望安装上面描述的发电系统和蓄电系统。然而，在这种情况下，假设发电功率调节器和蓄电功率调节器独立于彼此的简单安装会导致以下缺点。

例如，当关注发电功率调节器时，在电网电力故障的情况下，主要负载需要与连接至电网的系统出口断开连接并且连接至与发电功率调节器的独立输出端连接的独立出口，即，主要负载需要进行麻烦的连接改变。而且，当太阳能电池板被用作发电设备时，由于其输出取决于太阳辐射量，所以不管主要负载与独立出口的连接的改变，主要负载可能会没有被稳定地加电。特别地，当电网电力故障发生在夜间时，在日间发电的电力是不可用的，因此主要负载可能未被加电。而且，即使当没有发生电网电力故障时，在因系统电压增加、由日历功能指定的时间/日期、或PCS（功率调节器子系统）通信的断开连接指令所引起的输出抑制的情况下，所发出的电力必然被丢弃，浪费了所产生的电能。

而且，当关注蓄电功率调节器时，输出可稳定地从蓄电设备供给与蓄电功率调节器的独立输出端连接的独立出口。然而，在电网电力故障的情况下，以与发电功率调节器相同的方式，存在将主要负载的连接从电网出口改变至蓄电功率调节器的独立出口的问题。此外，在电网电力故障的情况下，由于发电设备与电网断开连接，因此由发电设备所发出的电力可能未被存储在蓄电设备中，浪费了所产生的电能。

基于上面的问题，本发明主要提供功率调节器系统和蓄电功率调节器，它们允许在电网电力故障的情况下对主要负载供电而无需改变主要负载连接。

为了实现上面的主题，根据本发明的功率调节器系统包括发电功率调节器和蓄电功率调节器，发电功率调节器被配置为将发电设备连接至电网，蓄电功率调节器被配置为将蓄电设备连接至电网，使得发电功率调节器包括独立发电输出单元，独立发电输出单元被配置为独立于对电网的供电基于发电设备所发出的电力进行电力输出，

蓄电功率调节器包括独立蓄电输出单元，独立蓄电输出单元被配置为独立于对电网的供电基于蓄电设备中所存储的电力进行电力输出，以及

蓄电功率调节器将基于独立发电输出单元的输出电力的交流电、基于独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及电网的系统电力中的至少一个供给连接有预定负载的独立输出系统。

根据本发明的一个实施方式，蓄电功率调节器还包括独立发电输入单元，独立发电输入单元被配置为输入从独立发电输出单元供给的电力，并且蓄电功率调节器利用从独立发电输入单元供给的电力用于蓄电功率调节器的电力存储或用于对独立蓄电输出单元的电力供给。

根据本发明的一个实施方式，发电功率调节器和蓄电功率调节器包括各自的用于发送和接收包括操作状态的信息的通信单元。

根据本发明的一个实施方式，蓄电功率调节器基于独立发电输出单元的输出电力，对蓄电设备充电。

根据本发明的一个实施方式，当将基于独立发电输出单元的输出电力的交流电供给独立输出系统并且该交流电小于独立输出系统的电力消耗时，蓄电功率调节器用基于独立蓄电输出单元的输出电力的交流电来弥补短缺。

根据本发明的一个实施方式，当将基于独立发电输出单元的输出电力的交流电供给独立输出系统并且该交流电超出独立输出系统的电力消耗时，蓄电功率调节器将多余电力储存在蓄电设备中。

根据本发明的一个实施方式，在抑制对电网的输出时，发电功率调节器与电网断开连接、基于发电设备所发出的电力从独立发电输出单元输出电力并且从发电功率调节器的通信单元将与输出抑制有关的信息发送至蓄电功率调节器。

根据本发明的一个实施方式，当蓄电功率调节器的通信单元从发电功率调节器接收与输出抑制有关的信息时，蓄电功率调节器与电网断开连接并且将独立发电输出单元的输出电力存储在蓄电设备中。

根据本发明的一个实施方式，发电功率调节器在电网的系统电压增加的情况下、在输入由日历功能指定的日期/时间的情况下、或在发电功率调节器自身的通信单元接收到断开连接指令的情况下受到输出抑制。

根据本发明的一个实施方式，发电功率调节器在与电网断开连接时将包括操作状态的信息从发电功率调节器的通信单元发送至蓄电功率调节器，并且基于发电设备所发出的电力从独立发电输出单元输出电力。

根据本发明的一个实施方式，发电功率调节器将与基于发电设备所发电力的电力有关的信息从发电功率调节器的通信单元发送至蓄电功率调节器，以及

当蓄电功率调节器的通信单元从发电功率调节器接收与基于发电设备所发电力的电力有关的信息时，蓄电功率调节器基于接收到的信息控制蓄电设备的充电量。

根据本发明的一个实施方式，当检测到独立发电输出单元与蓄电功率调节器的连接时，蓄电功率调节器将基于独立发电输出单元的输出电力的交流电、基于独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及电网的系统电力中的至少一个供给预定的独立输出系统。

此外，为了实现以上目的，根据本发明的蓄电功率调节器被配置为将蓄电设备连接至电网，该蓄电功率调节器包括：

独立蓄电输出单元，被配置为独立于对电网的供电基于蓄电设备中所存储的电力进行电力输出，其中

蓄电功率调节器将发电功率调节器的交流电、基于独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及电网的系统电力中的至少一个供给连接有预定负载的独立输出系统。

发明效果

根据本发明，可提供功率调节器系统和蓄电功率调节器，它们可在电网电力故障的情况下无需改变主要负载的连接就可对主要负载供电。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施方式的功率调节器系统的示意性配置的框图；

图2是示出了图1中的功率调节器系统在正常操作中执行的示例性操作的图；

图3是示出了在电网电力故障的情况下为了将发电功率调节器的交流环节输出供给独立输出系统而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图4是示出了在电网电力故障的情况下为了将蓄电功率调节器的独立输出供给独立输出系统而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图5是示出了在电网电力故障的情况下为了将蓄电设备充有发电功率调节器的交流环节输出而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图6是示出了在电网电力故障的情况下为了通过将发电功率调节器的交流环节输出和蓄电功率调节器的独立操作进行组合来向独立输出系统供电而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图7是示出了在电网电力故障的情况下为了将发电功率调节器的交流环节输出供给独立输出系统并将蓄电设备充有交流环节输出的多余电力而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图8是示出了为了抑制发电功率调节器至电网的输出而由图1中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；

图9是示出了根据本发明的第二实施方式的功率调节器系统的一部分的图；

图10是示出了在电网电力故障的情况下由图9中的功率调节器系统执行的示例性控制的图；以及

图11是示出了为了抑制发电功率调节器至商用供电系统的输出而由图9中的功率调节器系统执行的示例性控制的图。

具体实施方式

下面是参考附图对本发明的实施方式的描述。

（第一实施方式）

图1是示出了根据本发明的第一实施方式的功率调节器系统的示意性配置的框图。根据本实施方式的功率调节器系统包括发电功率调节器30和蓄电功率调节器50，其中发电功率调节器30用于将发电设备11连接至商用供电系统（电网）12，蓄电功率调节器50用于将蓄电设备13连接至电网12。应该注意，根据本实施方式，发电设备11通过使用太阳能电池板进行配置，并且发电功率调节器30通过使用太阳能功率调节器进行配置。而且，蓄电设备13通过使用蓄电池（例如，锂离子电池、镍金属氢电池等）进行配置。

发电功率调节器30包括单向变换器31、单向逆变器32、系统互连开关33、独立输出开关34、通信单元35和发电控制单元36。单向变换器31使从发电设备11生成的直流输出电压升压并且将升压后的直流输出电压供给单向逆变器32。单向变换器31的输出电压被发电控制单元36检测作为与基于发电设备11的发电的电力有关的信息（中间环节信息）。

单向逆变器32将由单向变换器31升压的直流电压变换成交流电流并且将该交流电流供给电网互连开关33和独立输出开关34。电网互连开关33选择性地将来自单向逆变器32的交流电输出流逆向至电网12。独立输出开关34充当独立发电输出单元并且选择性地将来自单向逆变器32的交流电输出作为交流环节输出而输出至蓄电功率调节器50。应该注意，与单相三线200V互连（电网互连开关33闭合，并且独立输出开关34断开）的阳光发电和蓄电功率调节器的输出电压的中心值为202V。而且，独立发电输出时（电网互连开关33断开，并且独立输出开关34闭合）的输出电压的中心值为101V。

控制单元35如下所述通过有线或无线的方式、以直接方式或经由网络与蓄电功率调节器50的通信单元60通信。通信单元35将与包括发电功率调节器30等内的电压状态的操作状态有关的信息发送至通信单元60，而且从通信单元60接收包括蓄电功率调节器50内的电压状态的操作状态的信息。应该注意，通信单元35接收到的信息包括PCS通信等的断开连接指令。

发电控制单元36通过使用例如微型计算机进行配置。发电控制单元36基于例如电网12的系统电压增加或电力故障的状态、以及由通信单元35接收到的信息等，来控制单向变换器31、单向逆变器32、电网互连开关33、独立输出开关34和通信单元35中的每个的操作。应该注意，电网互连开关33和独立输出开关34分别由各自的继电器控制为闭合/断开。

蓄电功率调节器50包括双向变换器51、双向逆变器52、系统互连开关53、独立输出开关54、交流环节开关55、负载功率输出单元56、同步检测单元57、电压检测单元58、电流检测单元59、通信单元60和蓄电控制单元61。双向变换器51使来自蓄电设备的直流输出电压升压并且将升压后的直流输出电压供给双向逆变器52。而且，双向变换器51使由双向逆变器52变换的直流电压降压并且将降压后的直流电压供给蓄电设备13。由此，蓄电设备13被充电。

双向逆变器52将由双向变换器51升压的直流电压变换成交流电压并且将该交流电压供给独立输出开关54。电网互连开关53地将来自双向逆变器52的交流电输出选择性输出至普通负载。而且，双向逆变器52将经由电网互连开关53输入的来自电网12的电网电压变换成直流电流并且将该直流电流供给双向变换器51。

电网互连开关53连接/断开电网12与双向逆变器52。独立输出开关54充当独立蓄电输出单元并且选择性地将来自双向逆变器52的交流电输出供给负载功率输出单元56。而且，独立输出开关54选择性地将来自发电功率调节器30的交流环节输出供给双向逆变器52。

交流环节开关55对应于独立发电输入单元并且选择性地将来自发电功率调节器30的交流环节输出供给负载功率输出单元56。电网12的系统电力、经由交流环节开关55输出的来自发电功率调节器30的交流环节输出、以及经由独立输出开关54输出的双向逆变器52的交流输出电力被输入至负载功率输出单元56。然后，负载功率输出单元56选择上述三种输入电力中的至少一种并且将所选择的交流电力供给独立输出系统62，该独立输出系统62的独立出口具有与其连接的主要负载。

同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元59分别检测来自发电功率调节器30的交流环节输出的同步、电压和电流。检测结果被供给蓄电控制单元61。通信单元60通过与上述发电功率调节器30的通信单元35通信，发送包括蓄电功率调节器50内的电压状态的操作状态并且接收从通信单元35发送的信息。

蓄电控制单元61通过使用例如微型计算机进行配置。蓄电控制单元61基于例如电网12的电网电压增加或电力故障的状态、以及由同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元59检测到的交流环节输出的检测结果、以及由通信单元60接收到的信息等，来控制双向变换器51、双向逆变器52、电网互连开关53、独立输出开关54、交流环节开关55、负载功率输出单元56和通信单元60中的每个的操作。应该注意，电网互连开关53、独立输出开关54和交流环节开关55被各自的单独继电器控制以闭合/断开。

接下来参考图2至图8描述根据本实施方式的功率调节器系统的控制的具体实施例。应该注意，下面描述的示例性控制是基于检测到发电功率调节器30的连接，即基于发电功率调节器30的独立输出开关34与蓄电功率调节器50的交流环节开关55之间的连接，由例如图1中的蓄电控制单元61执行的。

在图2至图8中，电网12由单相三线200V表示。在这种情况下，发电功率调节器30的电网互连开关33和蓄电功率调节器50的电网互连开关53中的每个连接至电压线。单相三线的电网12连接有普通家庭负载。而且，在实施例中，独立输出系统62输出100V的交流电，并且独立输出系统62的独立出口63和64连接有TV（电视接收器）65和冰箱66作为主要负载。

此外，在图2至图8中，图1中所示的发电功率调节器30的通信单元35和发电控制单元36被省略，蓄电功率调节器50的同步检测单元57、电压检测单元58、电流检测单元59、通信单元60和蓄电控制单元61也被省略。而且，在图2至图8中，蓄电功率调节器50的负载功率输出单元56被配置为使得独立输出开关54和交流环节开关55串联连接，开关71连接在独立输出开关54和交流环节开关55的串联连接线与独立输出系统62之间，并且开关72连接在电网12与独立输出系统62之间。应该注意，开关71、72以类似于其它开关的方式被各自的继电器闭合/断开。

图2是示出了在正常操作中执行的示例性控制的图。这里，正常操作表示电网12没有电力故障且发电功率调节器30没有输出抑制的状态下的操作。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33闭合并且独立输出开关34断开。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53闭合并且独立输出开关54和交流环节开关55断开，而且使得负载功率输出单元56的开关71断开并且开关72闭合。

由此，对于独立输出系统62，如粗线箭头所示，100V的交流电经由电网12和负载功率输出单元56的开关72被供给主要负载、TV65和冰箱66。在发电功率调节器30中，当发电设备11的、基于由发电控制单元36检测到的中间环节电压的发电量满足预定的发电量时，来自单向逆变器32的交流输出反向流过电网互连开关33至电网12，由此多余的电力被售卖。而且，在蓄电功率调节器50中，当储存在蓄电设备13中的电量低于预定的蓄电量时或当预定的时间到达时，蓄电设备13经由电网互连开关53、双向逆变器52和双向变换器51被充有电网12的交流电。

图3是示出了在电网电力故障的情况下为了将发电功率调节器30的交流环节输出供给独立输出系统62而执行的示例性控制的图。在电网12的电力故障的情况下，例如当发电设备11的发电量满足预定的发电量时执行此示例性控制。在此情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关34闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53和独立输出开关54断开并且交流环节开关55闭合，而且使得负载功率输出单元56的开关闭合并且开关72断开。

由此，如粗线箭头所示，经由独立输出开关34的来自发电功率调节器30的单向逆变器32的交流环节输出，经过蓄电功率调节器50的交流环节开关55和负载功率输出单元56被供给独立输出系统62。

图4是示出了在电网电力故障情况下为了将蓄电功率调节器50的独立输出供给独立输出系统62而执行的示例性控制的图。在电网12的电力故障的情况下，例如当发电设备11的发电量不满足预定的发电量且储存在蓄电设备13中的电量满足预定的蓄电量时执行此示例性控制。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33和独立输出开关34断开。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53和交流环节开关55断开并且独立输出开关54闭合，而且使得负载功率输出单元56的开关71闭合并且开关72断开。

由此，如粗线箭头所示，经由独立输出开关54的来自蓄电功率调节器50的双向逆变器52的独立输出经过负载功率输出单元56的开关71被供给独立输出系统62。

图5是示出了在电网电力故障的情况下为了将蓄电设备13充有发电功率调节器30的交流环节输出而执行的示例性控制的图。在电网12的电力故障的情况下，例如当发电设备11处于发电状态但其发电量不满足预定的发电量并且储存在蓄电设备13中的电量不满足预定的蓄电量时执行此示例性控制。在此情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关34闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53断开并且独立输出开关54和交流环节开关55闭合，而且使得负载功率输出单元56的开关71、72都断开。

由此，如粗线箭头所示，经由独立输出开关34的来自发电功率调节器30的单向逆变器32的交流环节输出经过蓄电功率调节器50的交流环节开关55、独立输出开关54、双向逆变器52和双向变换器51被供给蓄电设备13。在这种情况下，由此，100V的交流电没有被供给独立输出系统62。应该注意，在这种情况下，通过蓄电控制单元61基于图1中所示的同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元59对交流环节输出的检测结果，来控制蓄电功率调节器50的双向逆变器52和双向变换器51。由此，蓄电设备13的充电量被控制。

图6是示出了在电网电力故障的情况下为了通过将发电功率调节器30的交流环节输出和蓄电功率调节器50的独立输出进行组合将电力供给独立输出系统62而执行的示例性控制的图。在电网12的电力故障的情况下，当例如仅发电功率调节器30的交流环节输出不满足与独立输出系统62连接的主要负载的耗电量且蓄电功率调节器50的独立输出可帮助此短缺时执行此示例性控制。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关34闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53断开并且独立输出开关54和交流环节开关55闭合，而且还使得负载功率输出单元56的开关71闭合并且开关72断开。

由此，如粗线箭头所示，经由独立输出开关34的来自发电功率调节器30的单向逆变器32的交流环节输出经过蓄电功率调节器50的交流环节开关55和负载功率输出单元56的开关71被供给独立输出系统62。而且，经由独立输出开关54的来自蓄电功率调节器50的双向逆变器52的独立输出经过开关71被供给独立输出系统62。

应该注意，在这种情况下，通过蓄电控制单元61基于图1中所示的同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元59的对交流环节输出的检测结果，来控制蓄电功率调节器50的双向变换器51和双向逆变器52。由此，蓄电功率调节器50的独立输出与来自发电功率调节器30的交流环节输出同步，并且被控制为对交流环节的输出电力的短缺进行弥补的电力。

图7是示出了在电网电力故障的情况下为了将发电功率调节器30的交流环节输出供给独立输出系统62且用其多余的输出对蓄电设备13充电而执行的示例性输出的图。在电网12的电力故障的情况下，当例如发电设备11的发电量超过连接至独立输出系统62的主要负载的耗电量且蓄电设备13可被充电时执行此示例性控制。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关34闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53断开并且独立输出开关54和交流环节开关55闭合，而且还使得负载功率输出单元56的开关71闭合并且开关72断开。

由此，如粗线箭头所示，经由独立输出开关34的来自发电功率调节器30的单向逆变器32的交流环节输出经过蓄电功率调节器50的交流环节开关55和负载功率输出单元56的开关71被供给独立输出系统62。然后，交流环节输出的超出独立输出系统62的耗电量的多余电量经由独立输出开关54、双向逆变器52和双向变换器51被供给蓄电设备13，因此蓄电设备13被充电。应该注意，在这种情况下以类似于图5的方式，通过蓄电控制单元61基于图1中所示的同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元59对交流环节输出的检测结果，来控制蓄电功率调节器50的双向逆变器52和双向变换器51。由此，蓄电设备13的充电被控制。

图8是示出了为了抑制发电功率调节器30至电网12的输出而执行的示例性控制的图。这里，输出抑制是在电网电压增加的情况下、在输入由日历功能指定的日期/时间的情况下、或基于来自PCS通信的断开连接指令执行的。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关34闭合。而且，与发电功率调节器30的输出抑制有关的信息从通信单元35被发送至蓄电功率调节器50。当蓄电功率调节器50的通信单元60接收上述与输出抑制有关的信息时，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53断开并且独立输出开关54和交流环节开关55闭合，而且还使得负载功率输出单元56的开关71断开并且开关72闭合。

由此，如粗线箭头所示，100V交流的电网电力通过电网12和负载功率输出单元56的开关72被供给独立输出系统62。而且，当发电设备11处于发电状态并且蓄电设备13可被充电时，以类似于图5的方式，来自发电功率调节器30的交流环节输出通过蓄电功率调节器50的交流环节开关55、独立输出开关54、双向逆变器52和双向变换器51被供给蓄电设备13，因此蓄电设备13的充电量被控制。

根据本实施方式，如上所述，除非电网12有电力故障，否则电网电力从电网12被供给独立输出系统62，并且在电网12的电力故障的情况下，交流电力从发电功率调节器30和/或蓄电功率调节器50被供给独立输出系统62。由此，通过将主要负载连接至独立输出系统62，主要负载可在电网电力故障的情况下被供给电力，从而消除了对主要负载的连接改变的需要。而且，由于在发电功率调节器30至电网12的输出抑制时或者在电网12的电力故障时蓄电设备13可被充有由发电设备11发出的电力，可消除电能的浪费。

（第二实施方式）

图9是示出了根据本发明的第二实施方式的功率调节器系统的一部分的示意性配置的框图。在下面的描述中，与图1至图8中所示的部件具有相同作用的部件将用相同的参考标号表示。根据本实施方式的功率调节器系统具有图1所示的配置，其中，从发电功率调节器30的单向变换器31供给到单向逆变器32的直流电力作为直流环节输出被选择性地从与独立发电输出单元对应的独立输出开关81输出至蓄电功率调节器50。应该注意，独立输出开关81还充当直流环节开关。独立输出开关81可由包括在电力被供给下面描述的单向变换器82的部分中的开关替换。

蓄电功率调节器50包括单向变换器82，单向变换器82用于将来自发电功率调节器30的直流环节输出变换成预定电压下的直流电流并且将该直流电流供给双向变换器51和双向逆变器52。应该注意，单向变换器82可被设置在发电功率调节器30中的独立输出开关81的后面。由此，独立发电输入单元可由单向变换器82的输入单元或输出单元组成。而且，独立发电输入单元将用于打开/关闭双向逆变器52的交流输出功率的独立输出开关54和用于打开/关闭电网电力的开关72（构成负载功率输出单元56）与独立输出系统62并联连接。尽管其它配置类似于图1的配置，但是图9省略了图1中所示的独立输出开关34、交流环节开关55、同步检测单元57、电压检测单元58、电流检测单元59等。

下面是对根据本实施方式的功率调节器系统的控制的更具体的实施例的描述。下面的示例性控制由图1中的蓄电控制单元61基于检测到例如发电功率调节器30的连接（即，发电功率调节器30的独立输出开关81和蓄电功率调节器50的单向变换器82的连接）来执行。

图9是示出了正常操作中的示例性控制的图。在此情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33闭合并且独立输出开关81断开。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53闭合并且独立输出开关54断开，而且使得负载功率输出单元56的开关72闭合。

由此，以类似于图2的方式，100V的交流电压经由开关12从电网12被供给独立输出系统62。在发电功率调节器30中，当发电设备11的发电量满足预定的发电量时，来自单向逆变器32的交流输出经由电网互连开关33反向流入电网12，由此变成可售电力。另一方面，在蓄电功率调节器50中，当储存在蓄电设备13中的电量不满足预定的蓄电量时，蓄电设备13经由电网互连开关53、双向逆变器52和双向变换器51被充有电网12的交流电。

图10是示出了在电网电力故障的情况下执行的示例性控制的图。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关81闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53断开并且独立输出开关54闭合，而且使得负载功率输出单元56的开关72断开。

然后，当存在充足的发电设备11的发电量时，来自发电功率调节器30的直流环节输出被单向变换器82升压，然后被供给双向逆变器52。然后来自双向逆变器52的交流电压经由独立输出开关54被供给独立输出系统12。此时，当蓄电设备13可被充电时，来自单向变换器82的多余直流电力经由双向变换器51被供给蓄电设备13，由此蓄电设备13被充电。此时，优选地，发电功率调节器30或蓄电功率调节器50检测直流环节输出，并且基于检测结果来控制蓄电设备13的充电量。

另一方面，当发电设备11的发电量不满足独立输出系统62的耗电量时，为了弥补短缺，来自蓄电设备13的储存的电力输出经由双向变换器51被供给双向逆变器52。由此，满足耗电量的交流电力被供给独立输出系统62。而且，当发电设备11不处于发电状态时，基于蓄电设备13的储存的电力输出而输出的、来自双向逆变器52的直流独立输出经由独立输出开关54被供给独立输出系统62。

图11是示出了为了抑制发电功率调节器30至电网12的输出而执行的示例性控制的图。在这种情况下，在发电功率调节器30中进行控制使得电网互连开关33断开并且独立输出开关81闭合。而且，在蓄电功率调节器50中进行控制使得电网互连开关53和独立输出开关54断开，而且使得负载功率输出单元56的开关72闭合。

由此，交流的100V电网电力经由负载功率输出单元56的开关72从电网12被供给独立输出系统62。而且，当发电设备11处于发电状态并且蓄电设备13可被充电时，来自发电功率调节器30的直流环节输出通过独立输出开关81、蓄电功率调节器50的单向变换器82和双向变换器51被供给蓄电设备13，因此蓄电设备13被充电。而且在这种情况下，优选地，发电功率调节器30或蓄电功率调节器50检测直流环节输出，并且基于检测结果控制蓄电设备13的充电量。

因此，还根据本实施方式，以类似于第一实施方式的方式，通过将主要负载连接至独立输出系统62，主要负载可与电网电力故障无关地被加电，这消除了主要负载的连接改变的必要性。而且，当发电功率调节器30至电网12的输出被抑制时或者当电网12具有电力故障时，由发电设备11发出的电力可储存在蓄电设备13中，由此消除了电能的浪费。

应该注意，本发明不限于上面的实施方式，可进行各种修改和改变。例如，当例如输出抑制互连功能被消除时，可省略图1中所示的通信单元35、60的一些功能。而且，在第一实施方式中，当使用了一些控制算法或系统配置时，用于检测交流环节输出的、蓄电功率调节器50的同步检测单元57、电压检测单元58和电流检测单元可省略。此外，在第一实施方式中，发电功率调节器30的独立输出开关34可省略，而交流环节输出的输出端可用作独立发电输出单元。

而且，在第二实施方式中，发电功率调节器30的独立输出开关81可设置在蓄电功率调节器50中以用作直流环节开关，而发电功率调节器30使用直流环节输出的输出端作为独立发电输出单元。此外，在第二实施方式中，当来自发电功率调节器30的单向变换器31的输出电压超过从蓄电功率调节器50的双向变换器51至双向逆变器52的输出电压时，蓄电功率调节器50的单向变换器82可省略。而且，本发明不限于太阳能电池板，还在发电设备11为另一发电设备（例如，风力发电设备等）时适用。类似地，本发明还在蓄电设备13不是蓄电池但为另一蓄电设备（例如，双电层电容器等）时适用。

参考标记列表

11     发电设备

12     电网

13     蓄电设备

30     发电功率调节器

31     单向变换器

32     单向逆变器

33     系统互连开关

34     独立输出开关

35     通信单元

36     发电控制单元

50     蓄电功率调节器

51     双向变换器

52     双向逆变器

53     系统互连开关

54     独立输出开关

55     交流环节开关

56     负载功率输出单元

57     同步检测单元

58     电压检测单元

59     电流检测单元

60     通信单元

61     蓄电控制单元

62     独立输出系统

71、72 开关

81     独立输出开关

82     单向变换器

Claims (13)

1.一种功率调节器系统，包括：

发电功率调节器，被配置为将发电设备连接至电网；以及

蓄电功率调节器，被配置为将蓄电设备连接至所述电网，其中

所述发电功率调节器包括独立发电输出单元，所述独立发电输出单元被配置为独立于对所述电网的供电基于所述发电设备所发出的电力进行电力输出，

所述蓄电功率调节器包括独立蓄电输出单元，所述独立蓄电输出单元被配置为独立于对所述电网的供电基于所述蓄电设备中所存储的电力进行电力输出，以及

所述蓄电功率调节器将基于所述独立发电输出单元的输出电力的交流电、基于所述独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及所述电网的系统电力中的至少一个供给连接有预定负载的独立输出系统。

2.根据权利要求1所述的功率调节器系统，其中，所述蓄电功率调节器还包括独立发电输入单元，所述独立发电输入单元被配置为输入从所述独立发电输出单元所供给的电力，并且所述蓄电功率调节器利用从所述独立发电输入单元所供给的电力以用于所述蓄电功率调节器的电力存储或用于对所述独立蓄电输出单元的电力供给。

3.根据权利要求1或2所述的功率调节器系统，其中，所述发电功率调节器和所述蓄电功率调节器包括各自的用于发送和接收包括操作状态的信息的通信单元。

4.根据权利要求1或2所述的功率调节器系统，其中，所述蓄电功率调节器基于所述独立发电输出单元的输出电力，对所述蓄电设备充电。

5.根据权利要求1或2所述的功率调节器系统，其中，当将基于所述独立发电输出单元的输出电力的交流电供给所述独立输出系统并且该交流电小于所述独立输出系统的电力消耗时，所述蓄电功率调节器用基于所述独立蓄电输出单元的输出电力的交流电来弥补短缺。

6.根据权利要求1或2所述的功率调节器系统，其中，当将基于所述独立发电输出单元的输出电力的交流电供给所述独立输出系统并且该交流电超出所述独立输出系统的电力消耗时，所述蓄电功率调节器将多余电力储存在所述蓄电设备中。

7.根据权利要求3所述的功率调节器系统，其中，在抑制对所述电网的输出时，所述发电功率调节器与所述电网断开连接、基于所述发电设备所发出的电力从所述独立发电输出单元输出电力并且从所述发电功率调节器的通信单元将与输出抑制有关的信息发送至所述蓄电功率调节器。

8.根据权利要求7所述的功率调节器系统，其中，当所述蓄电功率调节器的通信单元从所述发电功率调节器接收与所述输出抑制有关的信息时，所述蓄电功率调节器与所述电网断开连接并且将所述独立发电输出单元的输出电力存储在所述蓄电设备中。

9.根据权利要求7或8所述的功率调节器系统，其中，所述发电功率调节器在所述电网的系统电压增加的情况下、在输入由日历功能指定的日期/时间的情况下、或在所述发电功率调节器自身的通信单元接收到断开连接指令的情况下受到输出抑制。

10.根据权利要求3所述的功率调节器系统，其中，所述发电功率调节器在与所述电网断开连接时将包括所述操作状态的信息从所述发电功率调节器的通信单元发送至所述蓄电功率调节器，并且基于所述发电设备所发出的电力从所述独立发电输出单元输出电力。

11.根据权利要求3所述的功率调节器系统，其中，所述发电功率调节器将与基于所述发电设备所发电力的电力有关的信息从所述发电功率调节器的通信单元发送至所述蓄电功率调节器，以及

当所述蓄电功率调节器的通信单元从所述发电功率调节器接收与基于所述发电设备所发电力的电力有关的信息时，所述蓄电功率调节器基于接收到的信息控制所述蓄电设备的充电量。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的功率调节器系统，其中，当检测到所述独立发电输出单元与所述蓄电功率调节器的连接时，所述蓄电功率调节器将基于所述独立发电输出单元的输出电力的交流电、基于所述独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及所述电网的系统电力中的至少一个供给预定的独立输出系统。

13.一种蓄电功率调节器，被配置为将蓄电设备连接至电网，所述蓄电功率调节器包括：

独立蓄电输出单元，被配置为独立于对所述电网的供电基于所述蓄电设备中所存储的电力进行电力输出，其中

所述蓄电功率调节器将发电功率调节器的交流电、基于所述独立蓄电输出单元的输出电力的交流电以及所述电网的系统电力中的至少一个供给连接有预定负载的独立输出系统。

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