CN105556832A - 用于光伏能量产生源的微转换器装置及其控制方法 - Google Patents

用于光伏能量产生源的微转换器装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使插入损耗最小化且电感上流着过电流时也能应对的用于光伏模块的微转换器装置及其控制方法，所述微转换器装置包括：微转换器，所述微转换器根据光伏模块的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏模块之间的电流偏差；模块串控制器，所述模块串控制器基于输出自所述微转换器的光伏模块的生产电力来控制所述微转换器的占空比以调整光伏模块的电压，并将两个以上的微转换器设置在一个微转换器盒内，每两个以上的模块上设置微转换器盒，从而可以最大限度的减少调整光伏模块电压的微转换器盒的数量，而且电感上流着过电流时能够实时应对。

Description

用于光伏能量产生源的微转换器装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于光伏能量(photovoltaicenergy)产生源的微转换器(microconverter)装置及其控制方法。
背景技术
通常，太阳能光伏发电系统是将无公害且无限的太阳能直接转换为电能的系统，近来作为新的再生能源受到关注。
这种太阳能光伏发电系统必须具有光伏模块(PhotoVoltaicModule；PV模块)，为了提高太阳能光伏发电效率在中央的逆变器进行最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking；以下称为“MPPT”)。一个逆变器上会接入数千个光伏模块，而一个光伏模块的输出电压及电流小，因此作为逆变器的输入提供从多个光伏模块串联而成的模块串(string)输出的电压(上升的输出电压)和从并联的多个模块串输出的电流(上升的输出电流)。
以模块串为单位来看，由于内部串联有多个光伏模块，当某一模块的特性降低而输出小于周围其他模块的电流时，将发生特性降低的光伏模块电流值即为模块串整体电流值的问题。另外，在多个模块串并联的结构中，模块串的电压不一致时也会发生整体降至最低电压的问题。
模块串内部的某一模块的特性降低的理由缘于阴影、灰尘、落叶、模块间的劣化所导致的特性变化等。
例如，光伏模块随着太阳光日照量的改变电流-电压及功率(power)-电压特性曲线会发生变化，在模块串内部形成局部阴影时，形成阴影的光伏模块会按照该特性曲线电流值降低，因此模块串整体的电流以最低电流值为准。
此外，近来通过安装以模块为单位进行最大功率点跟踪的微转换器，在一定程度上弥补了某一模块特性降低的问题。
关于采用微转换器的太阳能光伏发电装置的现有技术揭露于韩国授权专利第10-1245827号。根据该在先技术文献，为了提高对太阳能光伏发电系统领域的能效以及降低成本，各光伏模块(PV模块)具备微转换器，在所述微转换器中实时应对单位模块的环境/状况因素并进行功率/环境监视。
图1是串联结构(Cascade方式)中光伏模块上设置最大功率点跟踪装置及直流/直流转换器的微转换器系统的构造图。
在图1中，附图标记10表示一个光伏模块，附图标记11表示接线盒(Junctionbox，J/B)，附图标记12表示与接线盒11一一对应的微转换器。
微转换器12的作用是调整光伏模块的电压以百分之百接收光伏模块10的输出功率成为MPP(MaximumPowerPoint)状态，再将功率输出到模块串。此时，微转换器12本身会消耗2～3％左右的能量。因此，当日照量高无云且模块间没有劣化的情况下，反而比未安装微转换器时生产电力降低，这称为插入损耗(Insertionloss)。
另外，如上所述的现有技术为了防止某一模块特性降低的问题，需要将微转换器设置在每个模块上，因此存在系统价格上升的问题。例如，1MW级大型太阳能光伏发电厂使用4000个左右的250W级光伏模块，这样就会造成微转换器对系统成本产生极大影响。
发明内容
技术问题
为了解决如上所述的诸多问题，本发明提供一种使插入损耗最小化且电感上流着过电流时也能应对的用于光伏模块的微转换器装置及其控制方法。
本发明的另一个目的在于提供一种可最大限度地减少为提高输出效率而安装的微转换器的设置数量以降低太阳能光伏发电系统设置成本的用于光伏模块的微转换器装置及其控制方法。
本发明的又一目的在于提供一种可使微转换器的核心功能SOC(systemonchip)化且一个SOC内部中重复配置微转换器专用电路以减少太阳能光伏发电系统所需的微转换器盒(microconverterbox)的用于光伏模块的微转换器装置。
技术方案
根据本发明一个特征的用于光伏能量产生源的微转换器装置包括：微转换器，所述微转换器连接在串联的多个光伏能量产生源上，用于根据所述多个光伏能量产生源的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏能量产生源之间的电流偏差；以及模块串控制器(stringcontroller)，所述模块串控制器基于从所述微转换器输出的光伏能量产生源的生产电力来控制所述微转换器的占空比(dutycycle)以调整光伏能量产生源的电压。
所述微转换器可与所述光伏能量产生源并联。
而且，所述微转换器还可包括接线盒，所述接线盒与对应的光伏能量产生源结合而起到将对应的光伏能量产生源的输出向其他光伏能量产生源输出的接口作用。
另外，所述微转换器可包括用于补偿电流偏差的电感、以及设于所述电感的一端上并设定电流路径的开关。
此外，所述微转换器还可包括模块控制器，所述模块控制器将所述光伏能量产生源的电压及电流检测值传送到所述模块串控制器，接收从所述模块串控制器传送的占空比控制数据及运行数据，并基于所述接收的占空比控制数据及所述运行数据来控制所述开关的占空比或者以截止模式(dutyoffmode)运行。
所述模块串控制器可包括：通信模块，所述通信模块与所述微转换器进行通信，以接收光伏能量产生源的电压及电流检测值并传送到所述微转换器；最大功率点计算单元，所述最大功率点计算单元以通过所述通信模块接收的各光伏能量产生源的电压及电流值为准计算出最大功率点；以及占空比控制器，所述占空比控制器根据所述最大功率点计算单元计算出的最大功率点向所述微转换器传送占空比控制信号，用以调整光伏能量产生源的电压(dutycontroller)。此时，所述占空比控制器通过对比所述各光伏模块的电压及电流值与参考值判断是否为截止(dutyoff)及过电流，是截止模式时向所述微转换器传送截止数据(dutyoffdata)以消除插入损耗。
此外，根据本发明另一个特征的用于光伏能量产生源的微转换器装置包括基于跟踪到的最大功率点控制占空比以使光伏能量产生源的输出保持一定的功率控制器，所述功率控制器包括：数字处理单元，所述数字处理单元根据基于由直接检测自所述光伏能量产生源的电压跟踪到的最大功率点的第一占空比控制信号或传送自外部模块串控制器的第二占空比控制信号来产生功率控制信号；以及模拟处理单元，所述模拟处理单元向所述数字处理单元提供检测自光伏能量产生源的电压，并根据产生自所述数字处理单元的功率控制信号来生成用于驱动外部的开关的控制信号。
此时，所述功率控制器能够以SOC形式实现。
另外，所述微转换器装置可并联排列有至少两个以上的所述功率控制器。此时，所述两个以上的功率控制器电源和接地(ground)各自分离而可以独立运行。
而且，所述数字处理单元可包括：滤波器(filter)，所述滤波器对传送自所述模拟处理单元的光伏能量产生源的检测电压及电流进行滤波而平均化；主接口器，所述主接口器接收从所述模块串控制器传送的所述第二占空比控制信号；最大功率点跟踪单元，所述最大功率点跟踪单元由输出自所述滤波器的光伏能量产生源的电压及电流计算出功率，基于计算出的功率跟踪最大功率点以产生光伏能量产生源电压参考值；占空比控制器，所述占空比控制器输出所述第一占空比控制信号以使产生自所述最大功率点跟踪单元的光伏能量产生源电压参考值与实际光伏能量产生源电压相同；多路复用器(multiplexer)，所述多路复用器根据光伏能量产生源的模式选择并输出所述第一占空比控制信号和所述第二占空比控制信号中的任何一个；以及PWM信号发生器，所述PWM信号发生器根据从所述多路复用器输出的占空比控制信号产生脉宽调制(PWM)信号。
此时，所述微转换器还可包括：多个通信模块，所述多个通信模块接收从所述模块串控制器传送的所述第二占空比控制信号并传送到所述功率控制器；以及多个电流调整单元，所述多个电流调整单元补偿电流偏差并设定电流路径。
另外，所述微转换器还可包括：通信模块，所述通信模块接收从所述模块串控制器传送的占空比数据；主控制器，所述主控制器根据从所述通信模块接收的所述占空比数据产生占空比控制信号；多个电平位移器，所述多个电平位移器调整产生自所述主控制器的占空比控制信号的电平以输出到所述功率控制器；以及多个电流调整单元，所述多个电流调整单元按照所述功率控制器的控制补偿电流偏差并设定电流路径。
此外，根据本发明又一个特征的用于光伏能量产生源的微转换器装置的控制方法，包括以下步骤：
(a)所述模块串控制器基于传送自所述微转换器的光伏能量产生源的电压跟踪最大功率点，根据跟踪到的最大功率点生成占空比并传送到所述微转换器(b)所述模块串控制器在所述微转换器内部的电感电流为过电流时，以提升整体电压来降低所述电感的电流或者降低输出功率下降的所述光伏能量产生源的电压而提高其他光伏能量产生源的电压的方向重新计算占空比后，将占空比传送到所述微转换器；以及(c)所述模块串控制器检索所述光伏能量产生源的电压及电流是截止模式时，向所述微转换器传送截止数据以使所述微转换器截止。
有益效果
根据本发明实施例，具有可使插入损耗最小化且电感上流着过电流时也能应对的优点。
根据本发明实施例，还具有可最大限度地减少为提高输出效率而安装的微转换器的设置数量以降低太阳能光伏发电系统设置成本的优点。
另外，根据本发明实施例，具有可使微转换器的核心功能SOC化且一个SOC内部中重复配置微转换器专用电路以减少太阳能光伏发电系统所需的微转换器盒的优点。
此外，具有可最大限度地减少太阳能光伏发电系统所需的微转换器盒以降低太阳能光伏发电系统构建成本的优点。
附图说明
图1是现有微转换器系统的构造图。
图2是本发明实施例中说明的电池、子模块及模块的构造图。
图3是示出电池、子模块、模块的I-V特性例的视图。
图4是本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的构造图。
图5是图3所示微转换器装置的电缆接线图。
图6是详细示出本发明第一实施例的微转换器的构造图。
图7是示出本发明第一实施例的模块串控制器的视图。
图8至图10是示出本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置变形例的视图。
图11是示出本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置模拟结果的视图。
图12是示出本发明第一实施例的设于微转换器的模块控制器中进行控制的过程的视图。
图13是示出本发明第一实施例的模块串控制器中对微转换器进行控制的过程的流程图。
图14示出电感上流着过电流时光伏模块电流的模式。
图15是本发明第二实施例的用于光伏能量产生源的微转换器所具备的功率控制单元的构造图。
图16是详细示出本发明第二实施例的功率控制单元的数字处理单元和模拟处理单元的视图。
图17是本发明第二实施例的功率控制单元适用于串联结构型微转换器装置时的构造图。
图18是本发明第二实施例的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器装置的构造图。
图19是本发明第二实施例的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器装置的变形例的构造图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例，以使所属领域的技术人员可易于实施。但是，本发明能够以各种不同的方式实施，不限于下文中说明的实施例。为了清楚地说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，对于相同或相似的构件，在通篇说明书中采用了相同的附图标记。
下面，参照附图对本发明实施例的用于光伏能量产生源的微转换器装置及其及控制方法进行详细说明。
图2是本发明实施例中说明的电池、子模块及模块的构造图，图3是示出电池、子模块、模块的I-V特性例的视图。
根据本发明实施例，一个光伏模块60上串联有多个光伏电池(例如，60个或72个)40。串联的多个光伏电池上形成局部阴影时，由于串联特性所有电池都会在输出电流上受到限制。因此，以预定数量(例如，20个或24个)电池为一组的每个子模块50上并联旁路二极管70。结果，在形成局部阴影的情况下也不会放弃光伏模块整体的发电，只是绕开形成有阴影的子模块，因此可有效地生产电力。
根据图2所示的本发明实施例，20个或24个电池串联组成一个子模块，且具有并联的旁路二极管的三个子模块组成一个单一模块，但是本发明不限于此，可根据需要改变组成子模块的电池数量。例如，为了减少旁路二极管的数量，也可以将60个电池确定为一个子模块且一个模块具有一个子模块，或者每一个电池上并联一个旁路二极管以60个子模块作为一个模块。
如图3所示，由于子模块是一个以上的电池(将此称为“单元电池”)串联而成的，因此子模块的电流大小与单元电池的电流相同，而子模块的电压大小与多个单元电池的电压之和相同。同样，一个模块的电压大小与多个子模块的电压之和相同，而模块的电流大小与一个子模块的电流相同。
本发明实施例中说明的电池、子模块、模块均为光伏能量产生源。为了方便起见，下文中作为光伏能量产生源以模块或子模块为例进行说明，但本发明不限于此，当然也可以直接适用于电池。
图4是本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的构造图，图5是图3所示微转换器装置的电缆接线图。
如图4及图5所示，本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置包括接线盒120、微转换器130及模块串控制器140。
接线盒120与光伏模块110结合而起到将光伏模块110的输出向其他光伏模块或其他器件输出的接口(interface)作用。
微转换器130的作用是根据光伏模块110的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏模块之间的电流偏差。这样的微转换器130与所述光伏模块110并联且管控多个光伏模块。根据本发明第一实施例，微转换器130和所述接线盒120是分别组成的。
微转换器130包括电感L3、L4和设于电感的一端上且用于设定电流路径的开关d4、/d4、d3、/d3及用于控制开关占空比的模块控制器131。
模块串控制器140的作用是基于从所述微转换器130输出的光伏模块的生产电力来控制所述微转换器130的占空比以调整光伏模块的电压。其中，模块串控制器140以模块串为单位进行控制。
图6是详细示出本发明第一实施例的微转换器130的构造图。
如图6所示，本发明第一实施例的微转换器130包括电感L3、L4和开关d4、/d4、d3、/d3及模块控制器131和驱动器(driver)132、133。
电感L3、L4的作用是提供用于补偿电流偏差的迂回路径，开关d4、/d4、d3、/d3设置在所述电感L3、L4的一端上并设定电流路径(即，通过电感的迂回路径或光伏模块之间直接连接的路径)。
模块控制器131将光伏模块的电压及电流检测值传送到所述模块串控制器140，并基于从所述模块串控制器140接收的占空比控制数据和运行控制数据对所述开关d4、/d3、d3、/d3的占空比进行控制。另外，模块控制器131连接于两模块之间，并以将两模块的功率偏差通过模块控制器内部的路径输出的方式运行。
具体地，模块控制器131确定连接于模块控制器的两模块的电压比，在发生模块之间失配(mismatch)的情况下，将无法送到已连接的模块间串联路径的功率偏差通过电感路径迂回加入到模块串的输出中。
驱动器132、133按照所述模块控制器131的控制将所述开关d4、/d3、d3、/d3驱动为导通(on)或断开(off)状态。此时，设于电感的一端左侧的开关d4、d3和设于所述电感的一端右侧的开关/d4、/d3彼此反向运行。
图7是示出本发明第一实施例的模块串控制器140的视图。
如图7所示，根据本发明第一实施例的模块串控制器140包括通信模块141、最大功率点跟踪单元142、占空比控制器143及DC/DC转换器144。
通信模块141与所述微转换器130进行通信以接收光伏模块的电压及电流检测值，并向所述微转换器130传送控制数据。
最大功率点跟踪单元142以通过所述通信模块141接收各光伏模块的电压及电流值为准计算出最大功率点(MPP)。
此时，根据本发明第一实施例，最大功率点跟踪单元142基于被输入的电压及电流来计算功率，利用通常采用的P&O(Perturbation&observation)算法等最大功率点跟踪算法计算出最大功率点。然而，本发明不限于采用P&O算法，可以采用除此之外的各种最大功率点跟踪算法。
占空比控制器143根据所述最大功率点跟踪单元142计算出的最大功率点向所述微转换器130传送占空比控制信号以调整光伏模块的电压。
根据本发明第一实施例，所述占空比控制器143通过对比所述各光伏模块的电压及电流值与参考值来判断是否为截止模式及过电流，是截止模式时向所述微转换器130传送截止数据以消除插入损耗。具体如下所述，占空比控制器143通过对比所述各光伏模块的电压及电流值与参考值判断为过电流时，在保持微转换器130的占空比的情况下，提升整个模块串电压以减小电感的电流或者降低形成有阴影的模块的电压而提高其他模块的电压以降低电感的电流。
DC/DC转换器144的作用是调整电压以使光伏模块可进行最大功率点跟踪。即，为了最大功率点跟踪，模块串整体电压得变成由最大功率点算法选择的值，而DC/DC转换器144将模块串整体电压改变成由最大功率点算法选择的值。
模块串控制器140与模块串单元的所有微转换器进行通信以收集信息(电压、电流)，并基于收集的信息控制所有微转换器。为了方便起见，下文中仅说明对一个微转换器130的控制。
根据如此构成的本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置，光伏模块110的输出与现有的一样是串联的，而微转换器130与光伏模块110并联连接。对于这种结构，当模块之间没有电流之差时，光伏模块110就像没有微转换器130一样运行，而微转换器130只有在光伏模块之间生产电力出现差异时改变光伏模块输出的路径以迂回电感，从而补偿电流偏差(MismatchedCurrent)，进而改善了现有串联结构(cascade)型微转换器的问题。
例如，模块串内所有光伏模块在相同条件下输出最高功率而电流相同时，微转换器不进行功率处理会进入截止模式，以最大限度地减少插入损耗。当模块串内光伏模块之间的输出功率出现差异时，微转换器建立新的电流路径进行处理。
这种本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的运行具体说明如下。
首先，如图5所示本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置为每两个光伏模块(例如，PV5、PV4)上结合一个微转换器130的形式。由此，与现有的串联方式相比能够减少微转换器的数量。
微转换器130所具备的模块控制器131检测各光伏模块的电压及电流，将此通过内部通信模块(未图示)传送到模块串控制器140。此时，根据本发明第一实施例，模块控制器131的通信模块由无线通信模块实现，但本发明不限于此，也可由有线通信模块实现。另外，模块控制器131将光伏模块的电压及电流检测值传送到模块串控制器140时，一并传送与检测值对应的光伏模块的识别号(ID)以区分光伏模块。如此，根据本发明第一实施例，通过对每个光伏模块分别赋予识别号(ID)，在模块串控制器140容易知道接收的电压及电流检测值为哪个光伏模块的电压、电流。
模块串控制器140的通信模块141接收从多个微转换器130输出的各光伏模块的电压、电流检测值并传送到占空比控制器143。占空比控制器143将被输入的电压、电流检测值转换为与其相应的数字电压、电流值而储存到内存(未图示)，同时传送到最大功率点跟踪单元142。
最大功率点跟踪单元142计算出数字检测电压的变化量后，基于计算出的变化量跟踪最大功率点。最大功率点跟踪可以直接采用太阳能光伏发电设备中通常进行的最大功率点跟踪方式。如此跟踪到的最大功率点传送到占空比控制器143。
占空比控制器143被输入对各光伏模块的电压、电流检测值后，为了判断光伏模块的截止模式，对比各模块的电流值以提取差异，基于此判断光伏模块是否为截止模式。截止模式的条件是所有光伏模块因相同环境条件而具有相同的电流值，此时使所有微转换器的直流-直流转换部截止，并持续观察各模块的电压、电流值，当出现电流变动时回到正常模式。
上述判断结果为截止模式时，占空比控制器143生成运行控制数据(截止数据)并通过通信模块141传送到微转换器130。此时，运行控制数据实际上会传送到所有微转换器。
微转换器130内的模块控制器131接收运行控制数据并进行分析。分析结果，运行控制数据为截止数据时，停止驱动器132、133的驱动，只运行用于与模块串控制器140进行通信的通信模块及电压、电流传感器模块，直流-直流转换装置以截止状态运行。所述驱动器132、133的驱动停止时，与其连接的开关d4、/d4、d3、/d3也都成为断开状态而停止运行。即，光伏模块为正常状态时，使微转换器成为截止模式，以最大限度地减少插入损耗。
另外，模块串控制器140的占空比控制器143检索从各光伏模块检测到的电压、电流值，当出现光伏模块之间的功率输出差异时，为了补偿该差异，基于由最大功率点跟踪单元142计算出的最大功率点生成用于调整各光伏模块电压的占空比。
用于生成占空比的关系式如以下数学式1。
[数学式1]
L N - 1 di L ( N - 1 ) d t L N - 2 di L ( N - 2 ) d t . L 2 di L 2 d t L 1 di L 1 d t - d N - 1 ( 1 - d N - 1 ) 0 ... 0 0 - d N - 2 ( 1 - d N - 1 ) 0 ... 0 0 ... 0 - d 2 ( 1 - d 2 ) 0 0 ... 0 - d 1 ( 1 - d 1 ) 0 v N v N - 1 ... v 2 v 1 - d N - 1 v N + ( 1 - d N - 1 ) v N - 1 = 0 ⇒ d N - 1 = v N - 1 v N + v N - 1 - d 2 v 3 + ( 1 - d 2 ) v 2 = 0 ⇒ d 2 = v 2 v 3 + v 2 - d 1 v 2 + ( 1 - d 1 ) v 1 = 0 ⇒ d 1 = v 1 v 2 + v 1 ⇒ d n = v n v n + 1 + v n ( N - 1 ) ≥ n ≥ 1
其中，L表示电感，d表示占空比，v表示从光伏模块检测到的检测电压。
通过所述数学式1生成基于光伏模块之间输出功率差异的占空比，将此通过通信模块141传送到微转换器130。
所述微转换器130内的模块控制器131接收占空比，并根据接收的占空比使驱动器132、133驱动，以使电感L3、L4一端的开关运行。此时，电感一端的两个开关在正常运行时彼此反向运行。即，若开关d4为导通状态则开关/d4断开，相反地开关d4断开则开关/d4为导通状态。
通过这种开关运行和电感来变更各光伏模块的输出功率线路的输出路径。根据这样的输出功率路径的变更，光伏模块的电压被调整为最佳，从而实现基于光伏模块的输出功率偏差的补偿。具体地，在光伏模块之间失配的情况下，原电流路径(即，模块间串联路径)上流着日照量最少的电流，而重新形成的电流补偿路径(即，通过电感迂回的路径)上会流着个别模块的最大功率输出电流减去原模块串电流的电流。
图5及图6所示的本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置是将微转换器和接线盒分别组成的。这样可适用于已设光伏模块上加装微转换器来实现太阳能光伏发电系统的情形。
另外，一开始就设有太阳能光伏发电系统时，作为本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置的变形例，可以将微转换器和接线盒组成为一体。
例如，如图8所示，将微转换器内置在与光伏模块PV1、PV2、PVN联动的接线盒160的内部，以一体形式实现微转换器和接线盒。此时，整体运行如同图4及图5中实现的微转换器装置。
根据图8所示的变形例，模块串的第一个接线盒170中内置模块串控制器171，其他接线盒160中内置与所述模块串控制器171进行通信的模块控制器161。模块控制器161在截止模式以截止状态运行，当出现光伏模块之间的输出功率差异时，会以根据占空比调整光伏模块的电压的状态运行。而且，因光伏模块之间出现严重的输出功率差异而在特定电感上流着过电流时，模块控制器161会以减少过电流的模式运行。
此外，作为本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置另一变形例，如图9所示也可以通过将内置于一个光伏模块310的多个子模块311、312、313和微转换器320以串并联状态连接(即，子模块与微转换器并联，而微转换器之间串联)来实现太阳能光伏发电装置。在图9中，一个光伏模块上以串联结构结合三个子模块，输出端为四个且结合在接线盒一体型微转换器320上。为了结合四个输出端，微转换器320包括三个电感L20、L21、L22和所述三个电感L20、L21、L22的两端上分别连接有两个的开关d20、/d22、d21、/d21、d22、/d22。
图9中附图标记321表示模块控制器，附图标记330表示模块串控制器。图9所示的模块控制器321和模块串控制器330的功能及运行与图5所示的模块控制器131和模块串控制器140的功能及运行几乎相同，因此不再赘述。
图9所示的用于光伏模块的微装置的开关控制方式与图4及图5所示的本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置的开关控制方式相同。如此实现以子模块为一个单位的微转换器时，与光伏模块为一个单位的微转换器相比可以提高效率。此时，与光伏模块为一个单位的相比微转换器的数量增加，也可能会导致成本增加的问题。因此，光伏模块发电设备的设计人在设计太阳能光伏发电设备时要顾及上述问题。
此外，作为本发明第一实施例的用于光伏模块的微装置的又一变形例，如图10所示也可实现以子模块为单位的独立型微转换器。其中，附图标记411、412、413表示子模块，附图标记420表示微转换器。根据这种结构，微转换器420只在光伏模块内部的子模块411、412、413之间运行。因此，从外部来看就和常规的串联微转换器具有相同的结构。这种结构与以光伏模块为单位的串联结构相比，因为以子模块为单位运行，所以性能更为提高，而且如同串联结构也可以将电缆简单地结合。
图11是示出本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的模拟结果的视图，计算出了模块串内局部光伏模块上形成阴影时流经各光伏模块的电流值。具体地，图11图示出正常光伏模块中生产8A且形成阴影的模块中生产6A的情形下两个相邻光伏模块上形成阴影时的结果。
如图11所示，未使用本发明第一实施例的微转换器装置时，所有模块的电流为Impshade(6A)的电流，但使用本发明第一实施例的微转换器装置就可以补偿电流偏差，因此各模块会在最大功率点运行，进而模块串的电流值为各模块电流的平均值Isys(7.33A)。由这种模拟结果可知，本发明第一实施例的微转换器装置在太阳能光伏发电设备中可以提高效率。
图12示出了本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的控制方法中在设于微转换器上的模块控制器进行控制的过程。
首先，在步骤S11中，微转换器内的模块控制器检测光伏模块电压vk及电流ik并上报给模块串控制器。
在步骤S12中，将检测到的各电感电流iLk和预设最大值max进行比较，所述各电感电流大于或等于所述最大值时，进入步骤S13向所述模块串控制器请求变更占空比dk。此时，作为变形例，微转换器可以不检测电感电流iLk，而是模块串控制器计算电感电流iLk，以此判断特定电感上是否流着过电流，在需要占空比变更命令时，再向各微逆变器传送命令。
然后，在步骤S14中，确认是否由所述模块串控制器接收了变更的占空比，当接收了占空比时，进入步骤S15基于占空比来改变开关的占空比。
另外，以接收的占空比使开关运行或者在没有接收到新占空比的状态下，如步骤S16由模块串控制器接收到新的命令时，进入步骤S17按照该命令进行运行。新的命令可以有多种，作为一个例子可以是微转换器截止命令。
图13是示出本发明第一实施例的用于光伏模块的微转换器装置的控制方法中在模块串控制器对微转换器进行控制的过程的流程图。
首先，在步骤S21中，对用于调整光伏模块的输出路径的微转换器进行控制的模块串控制器中唤醒(wakeup)特定微转换器，并接收从所述被唤醒的微转换器传送的光伏模块的电压vk和电流ik。
对所有光伏模块执行如上所述的过程(S22)之后，在步骤S23中基于接收的电压跟踪最大功率点(MPPT)，并基于跟踪到的最大功率点生成占空比dk后传送到所述微转换器。
另外，模块串中部分相邻光伏模块上形成阴影时，与其相邻的微转换器内部的电感上可能会流着过电流。因此，需要准备特定电感上流着额定电流以上过电流时的应对方案。
为此，在步骤S24中通过以下数学式2计算出各电感的电流。
[数学式2]
iL1(1-d1)＝i1-ibus
iL2(1-d2)＝iL1+i2-i1
iL3(1-d3)＝iL2+i3-i2-iL1d1
iLn(1-dn)＝iL(n-1)+in-i(n-1)-iL(n-2)d(n-2)，(N-1)≥n≥3
对于如上所述的电感电流，可在模块串控制器中计算出，但也可以采用各微转换器中直接检测并通过通信模块传送到模块串控制器的方式。
接着，在步骤S25中，确认所述计算出的电感电流是否大于或等于预设最大值max，当所述电感电流大于或等于所述最大值时，进入步骤S26执行控制操作以减少电感的电流。
当特定电感上流着过电流时，模块串控制器可制定各种对策予以应对。最简单的方法是关闭(shutdown)所有微转换器，其他方法是仅关闭包含检测出过电流的电感的微转换器。
另外，还可以通过下述方法减少电感的电流。
从所述数学式2可知，电感iLn的电流取决于dL(n-1)、in、in-1、iL(n-2)、dn-1。由于模块串控制器知道这些值，通过计算可以预测流过电感的电流是否大于或等于额定电流，当大于或等于额定电流时，不改动各模块控制器的占空比，稍微调高整体电压使各光伏模块的电压沿Voc方向稍微升高，相应地电流会减少，因此可以减少电感的电流。
另外，作为其他方法，还可以通过降低模块电流低的模块的电压让更多的电流流过，而其他模块的电压如前述方法调高以使流过的电流减少。此时，根据新计算的电压值各模块的占空比会改变，因此要将其传送给微转换器。
图14图示出了电感上流着过电流时光伏模块电流的模式，即示出了特定电感上流着过电流时哪个光伏模块阴影加重而电流减少。由此可以知道导致电感上流着过电流的光伏模块。
接着，在步骤S27中，确认是否为所有光伏模块的电流相同的截止模式，当所有光伏模块为截止模式时，进入步骤S28向所述微转换器传送截止数据以使微转换器截止。通过这种截止数据微转换器会以截止模式运行，由此可以最大限度地减少插入损耗。
根据以上说明的本发明第一实施例，模块串控制器基于从微转换器输出的光伏模块的生产电力将用于控制微转换器的占空比的占空比控制数据传送到模块控制器，模块控制器基于从模块串控制器接收的占空比数据(dutycycledata)控制占空比，但是也可以采用固定占空比的方式，即不使用模块串控制器，模块控制器自行将占空比固定为某一设定值(例如0.5)的状态下，补偿各模块生产的电流的偏差。
固定占空比的方式是指不使用模块串控制器而是模块控制器自行设定固定的占空比(例如0.5)的方式。模块控制器的占空比决定连接的两模块的电压比率，当占空比固定为0.5时，两模块的电压也会被固定。因此，固定占空比使得在最大功率点附近的固定的电压下运行而无需跟踪最大功率点，所以相对于使用模块串控制器跟踪最大功率点的方式性能降低。然而，采用固定占空比时，不需要模块串控制器且技术上容易实现，因此具有可以低成本实现的优点。
采用这种固定占空比方式的构成，例如从图5所示的结构中除去模块串控制器140就可以容易实现。对于采用固定占空比方式的，通过开关的运行和电感，在光伏模块之间失配的情况下，通过新形成的电流补偿路径(即，通过电感迂回的路径)可以补偿功率偏差。
下面，参照图15至图19对本发明第二实施例的用于光伏模块的微转换器装置进行说明。
图15是本发明第二实施例的用于光伏模块的微转换器所具备的功率控制单元的构造图。
如图15所示，本发明第二实施例的微转换器所具备的功率控制单元200包括第一至第三功率控制器201、202、203。第一至第三功率控制器201、202、203是在适用于普通太阳能光伏发电系统的微转换器构成中将跟踪最大功率点并基于跟踪到的最大功率点控制占空比使光伏模块的输出保持一定的部分SOC(Systemonchip)化的。
第一至第三功率控制器201、202、203的内部结构均相同且运行也相同，因此为了方便起见，下文中仅对第一功率控制器201进行说明。
本发明第二实施例的功率控制单元200由三个功率控制器组成，但本发明不限于此，可综合考虑太阳能光伏发电系统的设计或太阳能光伏发电时系统的成本(cost)等后决定功率控制器的数量。而且，所决定的功率控制器的数量为多个时可并联排列。
此时，各功率控制器其电源和接地(G)各自分离而独立运行。如此，每个功率控制器通过分离电源和接地而独立运行，就可以在用于实际产品时自由调整光伏模块的连接数量。例如，最大限度利用功率控制器时，可与三个光伏模块结合，利用两个功率控制器时可与两个光伏模块结合。
所述第一功率控制器201包括第一数字处理单元210和第一模拟处理单元240。
第一数字处理单元210根据基于最大功率点的占空比控制信号或从模块串控制器(未图示)接收的占空比控制信号来生成功率控制信号，其中最大功率点是由检测自光伏模块的电压跟踪到的。
第一模拟处理单元240向所述第一数字处理单元210提供检测自光伏模块的电压，并根据生成自所述第一数字处理单元210的功率控制信号来生成用于驱动外部的场效应晶体管(FET)的栅极控制信号。
图15中附图标记220表示第二数字处理单元，附图标记230表示第三数字处理单元，附图标记250表示第二模拟处理单元，附图标记260表示第三模拟处理单元。
图16是详细示出图15所示功率控制单元200的数字处理单元210和模拟处理单元220的视图。
如图16所示，第一数字处理单元210包括滤波器211、计时器212、主接口器213、多路复用器216、占空比控制器215、最大功率点跟踪单元214及PWM信号发生器217。
滤波器211对从所述第一模拟处理单元240接收的光伏模块的检测电压v1及电流i1进行滤波而平均化。
计时器212定期输出在所述滤波器211被平均化的电压及电流数据。
主接口器213将从所述计时器212定期接收的光伏模块的电压及电流数据传送到模块串控制器(未图示)，并接收从所述模块串控制器传送的占空比控制信号。
最大功率点跟踪单元214基于从所述滤波器211输出的光伏模块的电压及电流计算出功率，并基于算出的功率跟踪最大功率点(MPP)而生成光伏模块电压参考值(PV电压参考值)。
占空比控制器215输出占空比控制信号，以使产生自所述最大功率点跟踪单元214的光伏模块的电压参考值与实际光伏模块的电压相同。
多路复用器216根据光伏模块的模式(Mode)选择并输出从所述主接口器213输出的占空比控制信号Duty1和从所述占空比控制器215输出的占空比控制信号Duty2中的任何一个。
PWM信号发生器217根据从所述多路复用器216输出的占空比控制信号生成脉宽调制(PWM)信号。
另外，所述第一模拟处理单元240包括模拟/数字转换器241和FET驱动器242。
模拟/数字转换器241将检测自光伏模块的模拟电压及电流转换为数字电压及电流数据，FET驱动器242根据所述第一数字处理单元210的PWM信号发生器217生成的PWM信号来生成用于驱动外部场效应晶体管(FET)的栅极控制信号D、/D。
如此构成的本发明第二实施例的功率控制单元的运行详细说明如下。
首先，本发明第二实施例的功率控制单元200在图1所示的现有串联型的光伏模块型微转换器装置(以下称为“串联结构型微转换器装置”)和图4所示本发明第一实施例的光伏模块型微转换器装置(以下称为“功率偏差处理型微转换器装置”)中均可使用。
因此，需要向功率控制单元200通报光伏模块型微转换器装置为何种模式。为此，在本发明第二实施例中利用称为模式(Mode)的信号。例如，适用于图4所示的功率偏差处理型的微转换器装置时设定模式信号为“1”，适用于图1所的串联结构型的微转换器装置时模式信号设定为“0”。
所述模式为串联结构型时，作为占空比控制信号利用内部生成的占空比控制信号而不是取自外部的值(即，接收自模块串控制器的值)。所述模式为串联结构型时的运行说明如下。
第一模拟处理单元240的模拟/数字转换器241将检测自光伏模块的模拟电压Vpv及电流Ipv转换成相对应的数字电压数据及电流数据并传送到第一数字处理单元210。
所述第一数字处理单元210的滤波器211对接收的电压数据及电流数据进行滤波而平均化，将平均化的电压数据及电流数据传送到计时器212、最大功率点跟踪单元214及占空比控制器215。
计时器212将被输入的电压数据及电流数据视为相应光伏模块的电压及电流检测值定期传送给主接口器213。主接口器213将定期接收的电压及电流数据以通信方式传送到模块串控制器(未图示)。
最大功率点跟踪单元214基于被输入的电压及电流计算出功率，而且为了最大功率点跟踪利用常规P&O(Perturbation&observation)算法等最大功率点跟踪算法跟踪最大功率点。然后，基于跟踪到的最大功率点变更光伏模块的电压参考值并传送到占空比控制器215。
占空比控制器215将传送自所述最大功率点跟踪单元214的电压参考值和光伏模块的电压值进行对比，计算出占空比以使光伏模块的电压参考值和实际光伏模块的电压相同。然后，作为基于占空比的占空比控制信号Duty2传送到多路复用器216。
此时，多路复用器216中作为模式信号被输入串联结构型模式选择信号，因此选择从所述占空比控制器215输出的占空比控制信号Duty2并传送到PWM信号发生器217。PWM信号发生器217生成对应于所接收的占空比控制信号的PWM信号并传送到第一模拟处理单元240的FET驱动器242。由此，FET驱动器242生成用于控制外部FET开关栅极的栅极驱动信号来控制所述外部FET开关，藉以调整光伏模块的电压。光伏模块的调整与适用于现有太阳能光伏发电系统的微转换器中所进行的操作相同，因此不再赘述。
另外，所述模式为功率偏差处理型时，不在内部生成占空比控制信号而直接利用接收自外部的模块串控制器的占空比控制值。即，从主接口器213接收的占空比传送到多路复用器216。
此时，多路复用器216中作为模式信号被输入功率偏差处理型模式选择信号，因此选择从所述主接口器213传送的的占空比控制信号Duty1并传送到PWM信号发生器217。PWM信号发生器217生成对应于所接收的占空比控制信号的PWM信号并传送到第一模拟处理单元240的FET驱动器242。由此，FET驱动器242生成用于控制外部FET开关栅极的栅极驱动信号来控制所述外部FET开关，藉以调整光伏模块的电压。
图17是本发明第二实施例的功率控制单元适用于串联结构型微转换器装置时的构造图。
根据图17的微转换器600包括用于控制生产电力的多个光伏模块PV1、PV2、PV2的输出功率的功率控制单元200。
功率控制单元200并联排列有至少两个以上由数字处理单元和模拟处理单元组成的功率控制器201、202、203。而且，所述两个以上的功率控制器设置在一个微转换器盒内。此时，两个以上的功率控制器电源和接地各自分离而独立运行。
在图17中，附图标记210表示第一数字处理单元，220表示第二数字处理单元，230表示第三数字处理单元，240表示第一模拟处理单元，250表示第二模拟处理单元，260表示第三模拟处理单元。第一数字处理单元210至第三数字处理单元230和第一模拟处理单元240至第三模拟处理单元260的构成及运行与附图16的构成及运行相同，因此不再赘述。
此外，附图标记671、672、673分别表示电流调整单元。电流调整单元671、672、673由一个电感和两个开关组成，两个开关分别轮流导通、断开，由此改变施加于电感的电压和电流的移动路径。
这种图17所示的微转换器装置是一个微转换器600上具有起到微转换器作用的三个功率控制器201、202、203的形式，可以管控三个光伏模块PV1、PV2、PV3。因此，组成太阳能光伏发电系统时可以将微转换器盒数量减少到1/3，进而可以降低太阳能光伏发电系统的总体价格。
图18是本发明第二实施例的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器装置的构造图。
将图15所示的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器装置时，用于光伏模块的微转换器装置包括根据多个光伏模块PM1、PM2、PM3的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏模块之间的电流偏差的微转换器700。
此时，微转换器700包括用于控制所述多个光伏模块PM1、PM2、PM3的输出功率的功率控制单元200和用于接收传送自模块串控制器(未图示)的占空比控制信号并传送到所述功率控制单元200的多个通信模块710、720、730及用于补偿电流偏差并设定电流路径的多个电流调整单元740、750、760。
功率控制单元200并联排列有至少两个以上由数字处理单元和模拟处理单元组成的功率控制器201、202、203。而且，所述两个以上的功率控制器设置在一个微转换器盒内，各功率控制器电源和接地各自分离而独立运行。
将如此构成的微转换器适用于功率偏差处理型微转换器装置时的运行说明如下。
第一至第三通信模块710、720、730从模块串控制器(未图示)接收用于调整光伏模块电压的占空比控制值并传送到功率控制单元200。功率控制单元200利用通过所述第一至第三通信模块710、720、730接收的占空比控制值或基于检测自内部光伏模块的电压、电流值生成的占空比控制值来调整光伏模块的电压。
第一至第三电流调整单元740、750、760按照所述功率控制单元200的控制补偿电流偏差并设定电流路径以调整电流。即，一个电流调整单元740具有用于补偿电流偏差的电感L和设于所述电感L的一端上并设定电流路径的开关d1、/d1，并且与被输入的控制数据对应地控制所述开关d1、/d1以调整光伏模块的电流。
如图18所示的构成是一个微转换器盒管控四个光伏模块(PV1至PV4)的结构。因此，组成太阳能光伏发电系统时可以将微转换器盒数量减少到1/4，可进一步降低太阳能光伏发电系统的总体价格。
图19是本发明第二实施例的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器装置的另一变形例的构造图。
将图15所示的功率控制单元适用于功率偏差处理型微转换器时，用于光伏模块的微转换器装置包括根据多个光伏模块PV1、PV2、PV3的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏模块之间的电流偏差的微转换器800。
此时，微转换器800包括：通信模块810，用于接收传送自模块串控制器(未图示)的占空比数据；主控制器820，用于根据接收自所述通信模块810的占空比数据生成占空比控制信号；多个电平位移器870、880，用于调整所述主控制器820所产生的占空比控制信号的电平；功率控制单元200，用于根据所述主控制器820及电平位移器870、880所产生的占空比控制信号控制多个光伏模块PM1、PM2、PM3的输出功率；多个电流调整单元840、850、860，用于按照所述功率控制单元200的控制补偿电流偏差并设定电流路径。
功率控制单元200并联排列有至少两个由数字处理单元和模拟处理单元组成的功率控制器201、202、203。而且，所述两个以上的功率控制器201、202、203设置在一个微转换器盒内，各功率控制器电源和接地各自分离而独立运行。
将如此构成的微转换器适用于功率偏差处理型微转换器装置时的运行说明如下。
通信模块810从模块串控制器(未图示)接收用于调整光伏模块电压的占空比控制值并传送到主控制器820。
主控制器820根据从所述通信模块810接收的占空比控制值向所述功率控制单元200传送占空比控制信号。此时，由于功率控制单元200由三个功率控制器201、202、203组成，一个功率控制器203利用从所述主控制器820输出的占空比控制信号Cd3、v3、i3，其他功率控制器202、203利用从第一电平位移器870输出的控制信号Cd2、v2、i2和从第二电平位移器880输出的控制信号Cd1、v1、i1。
此时，控制信号Cd2、v2、i2和控制信号Cd1、v1、i1分别是第一电平位移器870和第二电平位移器880将输出自所述主控制器520的占空比控制信号和电平同步化而生成的信号。
此后，第一至第三电流调整单元840、850、860按照所述功率控制单元200的控制补偿电流偏差并设定电流路径以调整电流。即，一个电流调整单元840具有用于补偿电流偏差的电感L和设于所述电感L的一端上并设定电流路径的开关d1、/d1，并且与被输入的控制数据对应地控制所述开关d1、/d1以调整光伏模块的电流。
如图19所示的构成与图18所示的构成相同，是一个微转换器盒管控四个光伏模块的结构。因此，组成太阳能光伏发电系统时可以将微转换器盒数量减少到1/4，可进一步降低太阳能光伏发电系统的总体价格。
如上所述，通过本发明的实施例或变形例说明了本发明的原理，但本发明并不局限于此，在权利要求书和说明书及附图范围内能够以多种方式变形实施，这些理所当然也属于本发明的范围内。
也就是说，本发明的原理可包括通过适合于装置或系统且合理的变形能够实现的所有方式。例如，在本发明的实施例中主要说明的光伏模块是光伏能量产生源的典型示例，因此根据情况，可将光伏模块的范围扩大到其他光伏能量产生源即光伏子模块或电池单元适用相同的发明原理。
工业实用性
本发明适用于太阳能光伏发电装置。尤其，可有效地适用于将调整光伏模块电压的微转换器盒的数量最少化且电感上流着过电流时予以应对的太阳能光伏发电装置。

Claims (24)

1.一种用于光伏能量产生源的微转换器装置，包括：
微转换器，所述微转换器连接在串联的多个光伏能量产生源上，用于根据所述多个光伏能量产生源的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏能量产生源之间的电流偏差；以及
模块串控制器，所述模块串控制器基于从所述微转换器输出的光伏能量产生源的生产电力来控制所述微转换器的占空比以调整能量产生源的电压。
2.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器与所述光伏能量产生源并联。
3.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
还包括接线盒，所述接线盒与对应的光伏能量产生源结合而起到将对应的光伏能量产生源的输出向其他光伏能量产生源输出的接口作用。
4.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述光伏能量产生源为光伏模块。
5.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述光伏能量产生源为光伏子模块或光伏电池。
6.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器包括：
电感，所述电感提供用于补偿电流偏差的迂回路径；
开关，所述开关设于所述电感的一端上并设定电流路径；
模块控制器，所述模块控制器将所述光伏能量产生源的电压及电流检测值传送到所述模块串控制器，接收从所述模块串控制器传送的占空比控制数据及运行数据，并基于所述接收的占空比控制数据及所述运行数据来控制所述开关的占空比或者以截止模式运行。
7.根据权利要求6所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器还包括驱动器，所述驱动器用于按照所述模块控制器的控制将开关驱动为导通或断开状态。
8.根据权利要求7所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述模块控制器通过控制使得在所述光伏能量产生源之间不存在生产电力的失配时让电流流经所述光伏能量源之间的串联路径且在所述光伏能量产生源之间存在生产电力的失配时让电流流经通过所述电感的迂回路径。
9.根据权利要求1所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述模块串控制器包括：
通信模块，所述通信模块与所述微转换器进行通信，以接收光伏能量产生源的电压及电流检测值并传送到所述微转换器；
最大功率点计算单元，所述最大功率点计算单元以通过所述通信模块接收的各光伏能量产生源的电压及电流值为准计算出最大功率点；以及
占空比控制器，所述占空比控制器根据所述最大功率点计算单元计算出的最大功率点向所述微转换器传送占空比控制信号，用以调整光伏能量产生源的电压。
10.根据权利要求9所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述模块串控制器包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器调整电压以使光伏能量产生源保持最大功率点跟踪。
11.根据权利要求9所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述占空比控制器通过对比所述各光伏能量产生源的电压及电流值与参考值来判断是否为截止及过电流，是截止模式时向所述微转换器传送截止数据以消除插入损耗。
12.根据权利要求9所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述占空比控制器通过对比所述各光伏能量产生源的电压及电流值与参考值判断为过电流时，保持所述微转换器的占空比并提升整体电压以减小电感的电流。
13.根据权利要求9所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述占空比控制器通过对比所述各光伏能量产生源的电压及电流值与参考值判断为过电流时，调整占空比使第一光伏能量产生源的电压降低而提高其他光伏能量产生源的电压以减小电感的电流。
14.一种根据权利要求1至13所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置的控制方法，包括以下步骤：
(a)所述模块串控制器基于传送自所述微转换器的光伏能量产生源的电压跟踪最大功率点，根据跟踪到的最大功率点生成占空比并传送到所述微转换器；
(b)所述模块串控制器在所述微转换器内部的电感电流为过电流时，以提升整体电压来降低所述电感的电流或者降低输出功率下降的所述光伏能量产生源的电压而提高其他光伏能量产生源的电压的方向重新计算占空比后，将占空比传送到所述微转换器；以及
(c)所述模块串控制器检索所述光伏能量产生源的电压及电流是截止模式时，向所述微转换器传送截止数据以使所述微转换器截止。
15.一种用于光伏能量产生源的微转换器装置，所述微转换器装置控制多个光伏能量产生源的功率，其特征在于：
所述微转换器装置包括微转换器，所述微转换器连接在串联的多个光伏能量产生源上，用于根据所述多个光伏能量产生源的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏能量产生源之间的电流偏差，
所述微转换器包括：
电感，所述电感提供用于补偿电流偏差的迂回路径；
开关，所述开关设于所述电感的一端上并设定电流路径；
驱动器，所述驱动器用于将所述开关驱动为导通或断开状态；以及
模块控制器，所述模块控制器基于所述光伏能量产生源的电压及电流检测值判断所述光伏能量产生源之间是否存在生产电力的失配后，基于所述判断结果向所述驱动器传送控制信号。
16.根据权利要求15所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述模块控制器占空比被固定，
在所述光伏能量产生源之间不存在生产电力的失配时让电流流经所述光伏能量源之间的串联路径，而且在所述光伏能量产生源之间存在生产电力的失配时让电流流经通过所述电感的迂回路径。
17.一种用于光伏能量产生源的微转换器装置，所述微转换器装置控制多个光伏能量产生源的功率，其特征在于：
所述微转换器装置包括功率控制器，所述功率控制器基于跟踪到的最大功率点控制占空比以使所述光伏模块的输出保持一定，
所述功率控制器包括：
数字处理单元，所述数字处理单元根据基于由直接检测自所述光伏能量产生源的电压跟踪到的最大功率点的第一占空比控制信号或传送自外部模块串控制器的第二占空比控制信号来产生功率控制信号；以及
模拟处理单元，所述模拟处理单元向所述数字处理单元提供检测自光伏能量产生源的电压，并根据产生自所述数字处理单元的功率控制信号来生成用于驱动外部的开关的控制信号。
18.根据权利要求17所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述功率控制器以SOC形式实现。
19.根据权利要求17所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器装置并联排列有至少两个以上的所述功率控制器。
20.根据权利要求19所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述两个以上的功率控制器电源和接地各自分离而独立运行。
21.根据权利要求17所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述数字处理单元包括：
滤波器，所述滤波器对传送自所述模拟处理单元的光伏能量产生源的检测电压及电流进行滤波而平均化；
主接口器，所述主接口器接收从所述模块串控制器传送的所述第二占空比控制信号；
最大功率点跟踪单元，所述最大功率点跟踪单元由输出自所述滤波器的光伏能量产生源的电压及电流计算出功率，基于计算出的功率跟踪最大功率点以产生光伏能量产生源电压参考值；
占空比控制器，所述占空比控制器输出所述第一占空比控制信号以使产生自所述最大功率点跟踪单元的光伏能量产生源电压参考值与实际光伏能量产生源电压相同；
多路复用器，所述多路复用器根据光伏能量产生源的模式选择并输出所述第一占空比控制信号和所述第二占空比控制信号中的任何一个；以及
PWM信号发生器，所述PWM信号发生器根据从所述多路复用器输出的占空比控制信号产生脉宽调制信号。
22.根据权利要求17至21中任何一项所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器连接在串联的多个光伏能量产生源上，并根据所述多个光伏能量产生源的生产电力之差改变电流路径以补偿光伏能量产生源之间的电流偏差。
23.根据权利要求22所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器还包括：
多个通信模块，所述多个通信模块接收从所述模块串控制器传送的所述第二占空比控制信号并传送到所述功率控制器；以及
多个电流调整单元，所述多个电流调整单元补偿电流偏差并设定电流路径。
24.根据权利要求22所述的用于光伏能量产生源的微转换器装置，其特征在于：
所述微转换器还包括：
通信模块，所述通信模块接收从所述模块串控制器传送的占空比数据；
主控制器，所述主控制器根据从所述通信模块接收的所述占空比数据产生占空比控制信号；
多个电平位移器，所述多个电平位移器调整产生自所述主控制器的占空比控制信号的电平以输出到所述功率控制器；以及
多个电流调整单元，所述多个电流调整单元按照所述功率控制器的控制补偿电流偏差并设定电流路径。
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