ES2853174T3 - Sistema de generación de potencia - Google Patents

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ES2853174T3 ES10846546T ES10846546T ES2853174T3 ES 2853174 T3 ES2853174 T3 ES 2853174T3 ES 10846546 T ES10846546 T ES 10846546T ES 10846546 T ES10846546 T ES 10846546T ES 2853174 T3 ES2853174 T3 ES 2853174T3
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Eiichi Ikawa
Naoki Fujiwara
Takashi Oozeki
Kyungsoo Lee
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

Un sistema de generación de potencia que incluye una pluralidad de sistemas (101) de generación de potencia fotovoltaica y un aparato (1) de control remoto de supervisión que supervisa y controla un estado de los sistemas (101 ... 10N) de generación de potencia fotovoltaica, en el que cada uno de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica comprende una matriz (41 ... 4N) fotovoltaica; un acondicionador (21 ... 2N) de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente continua deseada, la convierte además en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna, o convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna; y un aparato (31 ... 3N) de medición que mide las condiciones de generación de potencia de la matriz fotovoltaica; un aparato (213 ... 2N3) de conmutación de control que conmuta el control MPPT, mediante el cual el acondicionador (21 ... 2N) de potencia recibe un comando de tensión de corriente continua o un comando de corriente continua y un comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión a través de un sistema de comunicación y una salida del aparato (211 ... 21N) de conversión de potencia incluido en el acondicionador (21 ... 2N) de potencia se vuelve máxima, al control de tensión o control de corriente usando el comando de tensión de corriente continua (Vref) o el comando de corriente continua (Iref); un detector (311... 3N1, 312...3N2) de condición de generación de potencia como detector de intensidad de radiación solar que incluye actinómetros (311 ... 3N1) que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices (41 ... 4N) fotovoltaicas; un detector (214...2N4) de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica; un detector (215 ... 2N5) de corriente continua que detecta una corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica, comprendiendo el sistema de generación de potencia además: el sistema de comunicación que tiene aparatos (12, 212 ... 2N2, 313... 3N3) de comunicación instalados en el aparato (1) de control remoto de supervisión, el acondicionador (21 ... 2N) de potencia y el aparato (31 ... 3N) de medición, respectivamente, y comprende una ruta (911...9N1, 912...9N2, 913...9N3) de transmisión de señales que permite la comunicación entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (313...3N3) de comunicación en el aparato (31...3N) de medición y entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (212...2N2) de comunicación en el acondicionador (21...2N) de potencia, en el que el aparato (1) de control remoto de supervisión comprende un aparato (11) de rastreo de curvas que está instalado en el aparato (1) de control remoto de supervisión, obtiene un valor de detección de corriente continua (I) detectado por el detector (215... 2N5) de corriente continua y un valor de detección de tensión de corriente continua (V) detectado por el detector (214... 2N4) de tensión de corriente continua, rastrea un diagrama de características I-V de la matriz fotovoltaica, y también rastrea las condiciones de generación de potencia detectadas por el detector (311... 3N1, 312... 3N2) de condiciones de generación de potencia, en el diagrama de características I-V, y caracterizado porque el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia se rastrean en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua y el comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión al aparato (213...2N3) de conmutación de control, y se visualizan el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de generación de potencia
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de generación de potencia capaz de obtener sincrónicamente las características de curva de salida de una matriz fotovoltaica (una matriz PV) y las condiciones de generación de potencia utilizando, por ejemplo, un aparato de control remoto de supervisión en un estado en el que un sistema de generación de potencia fotovoltaica a gran escala o un sistema de generación de potencia fotovoltaica agrupado conectado a la red está instalado en el lugar.
Antecedentes de la técnica
La literatura de patente 1 (Solicitud de patente japonesa, Publicación KOKAI N.° 2006-201827) desvela una configuración en la que un acondicionador de potencia tiene un rastreador de curvas incorporado para juzgar la anormalidad de salida de un sistema de generación de potencia fotovoltaica en un estado en el que el sistema de generación de potencia fotovoltaica está instalado en el campo.
Este rastreador de curvas mide una corriente continua (I) asociada con una tensión de corriente continua (V) de una celda fotovoltaica, rastrea una curva de corriente continua (I)-tensión de corriente continua (V) a partir de los valores de medición, y representa este resultado de rastreo en una unidad de representación, por lo que la confirmación visual de esta unidad de representación permite juzgar si el sistema de generación de potencia fotovoltaica es normal o anormal.
En la invención desvelada en la literatura de patente 1, la intensidad de radiación solar o la temperatura del aire como condiciones de generación de potencia para evaluar una salida del sistema de generación de potencia fotovoltaica no se rastrea, y la evaluación basada en la comparación con el valor estimado característico de las condiciones de referencia (1 KW/m2, 25 °C) de la celda fotovoltaica es difícil.
Adicionalmente, en un sistema a gran escala que incluye sistemas de generación de potencia fotovoltaica, dado que cada acondicionador de potencia tiene el rastreador de curvas incorporado, muchos rastreadores de curvas no se pueden gestionar y controlar en sincronización entre sí, y la evaluación basada en la comparación con las salidas de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica en las mismas condiciones de generación de potencia es difícil. Además, la literatura de patente (WO 2006/078685) ilustra la evaluación de información de fallas y datos de rendimiento de una pluralidad de paneles fotovoltaicos en un ordenador remoto, pero no describe el rastreo y visualización de las condiciones de generación de potencia fotovoltaica. La literatura de patente 2 (EP 2019433 A1) tiene como objetivo realizar un diagnóstico de fallas más detallado de un dispositivo fotovoltaico. Se proporciona en el mismo un aparato de caracterización de dispositivos fotovoltaicos que incluye una unidad de medición para medir la característica de corriente-tensión de un dispositivo fotovoltaico, una unidad de conversión para convertir la característica de corriente-tensión medida con la unidad de medición en una condición de referencia prescrita, una memoria para almacenar una pluralidad de características de referencia, y una unidad de determinación para comparar la característica de corriente-tensión convertida en la condición de referencia y las características de referencia leídas de la memoria, y determinar a cuál de las características de referencia es más cercana la característica de corriente-tensión. El diagnóstico de fallas no se considera suficiente, sin embargo.
Divulgación de la invención
La presente invención proporciona un sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 3. De acuerdo con la invención, un sistema de generación de potencia que incluye una pluralidad de sistemas de generación de potencia fotovoltaica y un aparato de control remoto de supervisión que supervisa y controla un estado de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica, se provee, caracterizado porque cada uno de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica comprende una matriz fotovoltaica, un acondicionador de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente continua deseada, la convierte además en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna, o convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna, y un aparato de medición que mide las condiciones de generación de potencia de la matriz fotovoltaica, un aparato de conmutación de control que conmuta el control MPPT, mediante el cual el acondicionador de potencia recibe un comando de tensión de corriente continua o un comando de corriente continua y un comando de conmutación de control del aparato de control remoto de supervisión a través de un sistema de comunicación y una salida del aparato de conversión de potencia incluido en el acondicionador de potencia se vuelve máxima, al control de tensión o control de corriente usando el comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref, un detector de condiciones de generación de potencia como detector de intensidad de radiación solar que incluye actinómetros que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices fotovoltaicas, un detector de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica, un detector de corriente continua que detecta una corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica, en que el sistema de generación de potencia comprende además el sistema de comunicación que tiene aparatos de comunicación instalados en el aparato de control remoto de supervisión, el acondicionador de potencia y el aparato de medición, respectivamente, y comprende una ruta de transmisión de señales que permite la comunicación entre el aparato de comunicación en el aparato de control remoto de supervisión y el aparato de comunicación en el aparato de medición y entre el aparato de comunicación en el aparato de control remoto de supervisión y el aparato de comunicación en el acondicionador de potencia, en el que el aparato de control remoto de supervisión comprende un aparato de rastreo de curvas que está instalado en el aparato de control remoto de supervisión, obtiene un valor de detección de corriente continua detectado por el detector de corriente continua y un valor de detección de tensión de corriente continua detectado por el detector de tensión de corriente continua, rastrea un diagrama de características I-V de la matriz fotovoltaica, y también rastrea las condiciones de generación de potencia detectadas por el detector de condiciones de generación de potencia en el diagrama de características I­ V, rastreando el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua y el comando de conmutación de control desde el aparato de control remoto de supervisión al aparato de conmutación de control, y mostrando el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia.
Además, la presente invención proporciona un sistema de generación de potencia, caracterizado por comprender una pluralidad de matrices fotovoltaicas, una pluralidad de acondicionadores de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por cada una de las matrices fotovoltaicas en la potencia de corriente continua deseada, la convierte además en potencia de corriente alterna y la suministra a un sistema de potencia de corriente alterna, o convierte la potencia de corriente continua generada por cada una de las matrices fotovoltaicas en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna; un aparato de control remoto de supervisión que supervisa y controla un estado de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica, y un aparato de medición que mide las condiciones de generación de potencia de cada una de las matrices fotovoltaicas, en el que el sistema de generación de potencia comprende además un sistema de comunicación que tiene comunicación respectivamente, y comprende una ruta de transmisión de señal que permite la comunicación entre el aparato de comunicación en el aparato de control remoto de supervisión y el aparato de comunicación en el aparato de medición y entre el aparato de comunicación en el aparato de control remoto de supervisión y el aparato de comunicación en cada acondicionador de potencia, un aparato de conmutación de control que conmuta el control MPPT, mediante el cual cada acondicionador de potencia recibe un comando de tensión de corriente continua o un comando de corriente continua y un comando de conmutación de control desde el aparato de control remoto de supervisión a través del sistema de comunicación y una salida del aparato de conversión de potencia incluido en cada acondicionador de potencia se vuelve máxima, al control de tensión o control de corriente usando el comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref, al menos un detector de condiciones de generación de potencia como detector de intensidad de radiación solar que incluye actinómetros que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices fotovoltaicas, un detector de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua que es una salida de cada matriz fotovoltaica, un detector de corriente continua que detecta una corriente continua que es una salida de cada matriz fotovoltaica, y un aparato de rastreo de curvas que está instalado en el aparato de control remoto de supervisión, obtiene un valor de detección de corriente continua detectado por cada detector de corriente continua y un valor de detección de tensión de corriente continua detectado por el detector de tensión de corriente continua, rastrea un diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica, y también rastrea las condiciones de generación de potencia detectadas por el detector de condiciones de generación de potencia en el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica, rastreando el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica y el valor de detección de condiciones de generación de potencia en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua y el comando de conmutación de control desde el aparato de control remoto de supervisión al aparato de conmutación de control, y mostrando el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica y el valor de detección de condiciones de generación de potencia. En las reivindicaciones dependientes se exponen otros desarrollos ventajosos de acuerdo con la invención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una primera realización de un sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una segunda realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una tercera realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 4 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una cuarta realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 5 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una quinta realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 6 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una sexta realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 7 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una séptima realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 8 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una octava realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 9 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una novena realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 10 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una décima realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 11 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una undécima realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 12 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una duodécima realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 13 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una decimotercera realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 14 es un diagrama de flujo para explicar una operación de la primera realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 15 es un diagrama de flujo para explicar la operación de la primera realización del sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 16 es una vista explicativa de operación para explicar una operación de cada unidad de la primera realización en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 17 es una vista explicativa de operación para explicar la operación de cada unidad de la primera realización en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 18 es una vista explicativa de operación para explicar la operación de cada unidad de la primera realización en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 19A es una vista para explicar un procedimiento de representación de un aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 19B es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 19C es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 20A es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 20B es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 21 es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 22A es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 22B es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 22C es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 23A es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención;
la figura 23B es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención; y
la figura 24 es una vista para explicar el procedimiento de representación del aparato de representación que representa una salida de un aparato de rastreo de curvas en el sistema de generación de potencia fotovoltaica de acuerdo con la presente invención.
Descripción de realizaciones
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una primera realización de la presente invención; esta realización comprende sistemas 101 ... 10N de generación de potencia fotovoltaica y un aparato 1 de control remoto de supervisión, y la potencia de corriente continua generada por los respectivos sistemas 101 ... 10n de generación fotovoltaica se convierte en potencia de corriente alterna mediante los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia y se suministra a una fuente 5 de alimentación comercial (un sistema de alimentación de corriente alterna). El aparato 1 de control remoto de supervisión supervisa y controla los estados de los sistemas 101 ... 10N de generación de potencia fotovoltaica.
El sistema 101 de generación de potencia fotovoltaica comprende una matriz 41 fotovoltaica, el acondicionador 21 de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz 41 fotovoltaica en la potencia de corriente alterna y suministra esta potencia al sistema 5 de potencia de corriente alterna, una caja 81 de recolección de potencia y un tendido 71 de cables que están dispuestos entre la matriz 41 fotovoltaica y el acondicionador 21 de potencia, y un aparato 31 de medición que mide las condiciones de generación de potencia de la matriz 41 fotovoltaica.
Como el sistema 101 de generación de potencia fotovoltaica, el sistema 10N de generación de potencia fotovoltaica comprende una matriz 4N fotovoltaica, el acondicionador 2N de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz 4N fotovoltaica en la potencia de corriente alterna y suministra esta potencia al sistema 5 de potencia de corriente alterna, una caja 8N de recolección de potencia y un tendido 7N de cables que están dispuestos entre la matriz 4N fotovoltaica y el acondicionador 2N de potencia, y un aparato 3N de medición que mide las condiciones de generación de potencia de la matriz 4N fotovoltaica.
En este caso, la matriz fotovoltaica significa una obtenida combinando celdas fotovoltaicas como unidad mínima de una batería fotovoltaica para constituir cada módulo fotovoltaico (un panel fotovoltaico) y conectando estos módulos fotovoltaicos en serie, en paralelo, o en serie-paralelo, una matriz fotovoltaica se denominará un grupo o una unidad, y una pluralidad de matrices fotovoltaicas se denominará grupos o unidades.
Unos aparatos 12, 212 ... 2N2/313 ... 3N3 de comunicación están instalados en el aparato 1 de control remoto de supervisión, y las condiciones 21 ... 2N de potencia y los aparatos 31 ... 3N de medición en los respectivos grupos, proporcionando así un sistema de comunicación que comprende rutas 911 ... 9N1, 912 ... 9N2 y 913 ... 93N de transmisión de señales que permiten la comunicación entre el aparato 12 de comunicación del aparato 1 de control remoto de supervisión y los aparatos 313 ...3N3 de comunicación de los aparatos 31 ... 3N de medición y entre el aparato 12 de comunicación del aparato 1 de control remoto de supervisión y los aparatos 212 ... 2N2 de comunicación de los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia.
El acondicionador 21 de potencia comprende un aparato 211 de conversión de potencia, un aparato 213 de conmutación de control, el aparato 212 de comunicación, un detector 214 de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua como una entrada al aparato 211 de conversión de potencia y una salida de la matriz 41 fotovoltaica y suministra este valor de detección de tensión de corriente continua Vdc al aparato 213 de conmutación de control y al aparato 212 de comunicación, y un detector 215 de corriente continua que detecta una corriente continua como una entrada al aparato 211 de conversión de potencia y una salida de la matriz 41 fotovoltaica y suministra este valor de detección de corriente continua Idc al aparato 213 de conmutación de control y al aparato 212 de comunicación.
El aparato 213 de conmutación de control conmuta el control de seguidor de punto de máxima potencia (MPPT) para controlar de tal manera que el acondicionador 21 de potencia pueda recibir un comando de tensión de corriente continua Vref o un comando de corriente continua Iref y un comando de conmutación de control ESCANEAR desde el aparato 1 de control remoto de supervisión a través del sistema de comunicación y una salida del aparato 211 de conversión de potencia incluido en el acondicionador 21 de potencia puede llegar a ser máxima para el control de tensión o el control de corriente basado en el comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref.
Además, como el acondicionador 21 de potencia, el acondicionador 2N de potencia comprende un aparato 2N1 de conversión de potencia, un aparato 2N3 de conmutación de control, el aparato 2N2 de comunicación, un detector 2N4 de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua como una entrada al aparato 2N1 de conversión de potencia y una salida de la matriz 4N fotovoltaica y suministra este valor de detección de tensión de corriente continua Vdc al aparato 2N3 de conmutación de control y al aparato 2N2 de comunicación, y un detector 215 de corriente continua que detecta una corriente continua como una entrada al aparato 2N1 de conversión de potencia y una salida de la matriz 4N fotovoltaica y suministra este valor de detección de corriente continua Idc al aparato 2N3 de conmutación de control y al aparato 2N2 de comunicación.
El aparato 2N3 de conmutación de control conmuta el control de MPPT para controlar de tal manera que el acondicionador 2N de potencia pueda recibir un comando de tensión de corriente continua Vref o un comando de corriente continua Iref y un comando de conmutación de control ESCANEAR desde el aparato 1 de control remoto de supervisión a través del sistema de comunicación y una salida del aparato 2N1 de conversión de potencia incluido en el acondicionador 2N de potencia puede llegar a ser máxima para el control de tensión o el control de corriente basado en el comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref.
Los aparatos 31 ... 3N de medición tienen al menos un detector (provisto de acuerdo con cada una de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas en este ejemplo) de intensidad de radiación solar y los aparatos 313 ... 3N de comunicación, incluyendo el detector de intensidad de radiación solar actinómetros 311 ... 3N1 que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y medidores 312 ... 3N2 de temperatura del aire que detectan y miden la temperatura del aire en lugares en que se encuentran instaladas las matrices 41 ...4N fotovoltaicas.
El aparato 1 de control remoto de supervisión comprende un aparato 11 de rastreo de curvas descrito más adelante y el aparato 12 de comunicación. El aparato 11 de rastreo de curvas está instalado en el aparato 1 de control remoto de supervisión, obtiene los valores de detección de corriente continua (I) detectados por los respectivos detectores 215 ... 2N5 de corriente continua incluidos en los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia y los valores de tensión de corriente continua (V) detectados por los respectivos detectores 214 ... 2N4 de tensión de corriente continua incluidos en los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia, de este modo rastrea diagramas de características I-V para las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y rastrea los valores de detección de la intensidad de radiación solar y los valores de detección de temperatura del aire detectados por los aparatos 31 ... 3N de medición en los diagramas de características I-V para las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas; rastrear los diagramas de características I-V para las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas, los valores de detección de intensidad de radiación solar y los valores de detección de temperatura del aire se realiza en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref dado a los aparatos 213 ...2N3 de conmutación de control incluidos en los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia y el comando de conmutación de control ESCANEAR a los aparatos de conmutación 213 ... 2N3 de control incluidos en los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia desde el aparato 1 de control remoto de supervisión a través del sistema de comunicación, es decir, el aparato 12 de comunicación, las rutas 912 ... 9N2 de transmisión de señales y los aparatos 212 ... 2N2 de comunicación.
Las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia acomodan diodos que evitan que las salidas de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas fluyan de regreso a una pluralidad de (tres en esta realización) módulos fotovoltaicos que constituyen las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas, conmutadores utilizados para realizar el mantenimiento e inspección del sistema de generación de potencia fotovoltaica, y otros.
Aunque un flujo de señales entre el aparato 1 de control remoto de supervisión y los acondicionadores 21 ... 2N de potencia (21 de estos acondicionadores de potencia) se describirá ahora con referencia a la figura 16 y la figura 17, la caja 81 de recolección de potencia en la figura 1 se omite en ambos dibujos.
La figura 16 muestra que los datos de comando de escaneo de la curva I-V se ejecutan en función de un sistema de muestreo. El aparato 11 de rastreo de curvas incluido en el aparato 1 de control remoto de supervisión comprende un aparato 111 de creación de datos de comando y un aparato 112 de creación de gráfico de características I-V.
El aparato 111 de creación de datos de comando crea datos de comando de acuerdo con un comando ENCENDIDO/APAGADO del modo de escaneo, el comando de tensión de corriente continua Vref o el comando de corriente continua Iref, y un ciclo AT, por ejemplo, cada 1 segundo en respuesta al comando de conmutación de control ESCANEAR y, por lo tanto, establece un valor de comando de tensión de corriente continua (un valor de comando de corriente continua).
El aparato 12 de comunicación transmite el valor de comando de tensión de corriente continua o el valor de comando de corriente continua establecido por el aparato 111 de creación de datos de comando al aparato 212 de comunicación del acondicionador 21 de potencia a través de una ruta de transmisión de señales. El valor de comando de tensión de corriente continua (el valor de comando de corriente continua) se suministra al acondicionador 21 de potencia de acuerdo con el ciclo recibido por el aparato 212 de comunicación. Cuando el modo de escaneo se cambia a ENCENDIDO, el aparato 213 de conmutación de control del acondicionador 21 de potencia introduce el valor de comando de tensión de corriente continua o el valor de comando de corriente continua como un comando externo al acondicionador 21 de potencia de acuerdo con el ciclo recibido a través de la comunicación y realiza el escaneo de curva I-V. Adicionalmente, el aparato 212 de comunicación transmite (devuelve) el comando de tensión de corriente continua (el comando de tensión de corriente continua) desde el aparato 213 de conmutación de control, el valor de detección de tensión de corriente continua y el valor de detección de corriente continua detectado por el detector, y la potencia de corriente continua calculada en función de estos valores al aparato 212 de comunicación, y el aparato 11 de creación de gráfico de características I-V crea un gráfico de características I-V.
La figura 17 muestra que los datos de comando de escaneo de la curva I-V se ejecutan en función de un sistema colectivo. Aunque el aparato 11 de rastreo de curvas incluido en el aparato 1 de control remoto de supervisión comprende el aparato 112 de creación de gráfico de características I-V, no comprende un aparato de creación de datos de comando, y está configurado para realizar la salida de acuerdo con el comando ENCENDIDO/APAGADO del modo de escaneo, el valor de comando de tensión de corriente continua o el valor de comando de corriente continua, y el ciclo A, por ejemplo, 1 segundo. El acondicionador 21 de potencia comprende una unidad 2137 de ajuste de modo que se puede ajustar una expresión computacional de comando de tensión de corriente continua o una expresión computacional de comando de corriente continua. El aparato 213 de conmutación de control en el acondicionador 21 de potencia realiza el escaneo de curva I-V basándose en la comunicación cuando el modo de escaneo se cambia a ENCENDIDO, introduce el comando de tensión, el comando de corriente y el comando de ciclo a la expresión computacional de comando, calculando así un comando externo basado en la expresión computacional de comando. El comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua obtenido de este modo es devuelto al aparato 1 de control remoto de supervisión por el aparato de comunicación, y el aparato 11 de creación de gráfico de características I-V crea un gráfico de características I-V.
La operación descrita anteriormente del aparato 1 de rastreo de curvas se lleva a cabo como se muestra en la figura 14 o la figura 15, y el escaneo de la curva I-V se detiene si la radiación solar fluctúa durante el escaneo de la curva I­ V en cualquier caso. Concretamente, en la figura 14, por ejemplo, cuando se envía un comando de modo de escaneo Vref_escaneo o Iref_escaneo al acondicionador 21 de potencia desde el aparato 111 de creación de datos de comando de tensión en la figura 1 y la figura 16 (S1), se estima si la intensidad de radiación solar medida por los actinómetros 311 ... 3N1 ha fluctuado (S2), y el escaneo de la curva I-V finaliza cuando la radiación solar ha fluctuado (S6). Cuando no hay fluctuación en la radiación solar en S2, se estima si se observa una anomalía del sistema (S3), y el escaneo de la curva I-V se termina cuando se observa la anomalía del sistema (S6). Si no se observa la anomalía del sistema en S3, se ejecuta el escaneo de la curva I-V (S4), y se estima si este valor de escaneo no es menor que un límite (S5). Si este valor no es menor que el límite en S5, el escaneo de la curva I-V se termina (S6). Cuando este valor no es menor que el límite en S6, el control vuelve a S2 y se estima si la radiación solar ha fluctuado. Cabe señalar que, en s6, el escaneo de la curva I-V continúa si la tensión de escaneo Vref_escaneo o la corriente de escaneo Iref_escaneo11 no es igual o mayor que un límite establecido Vdclímite o Idc_límite, y el escaneo de la curva I-V se termina si la misma tensión o corriente es igual o superior a un límite Vdclímite o Idc_límite.
Como la figura 14, el escaneo de la curva I-V se lleva a cabo como se muestra en la figura 15. Cuando la radiación solar fluctúa durante el escaneo de la curva I-V, el escaneo de la curva IV se detiene. La figura 15 muestra un ejemplo de cómo mover el escaneo de la curva I-V de acuerdo con cada grupo, y una etapa de hacer una selección de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia se añade entre S1 y S2 en la figura 14. Como esta selección, un número impar, un número par, un convertidor de cadena en el lado del módulo fotovoltaico (PV), o similar, se selecciona libremente. Las etapas distintas de las descritas anteriormente son iguales a las de la figura 14 y, por lo tanto, los números de referencia similares indican partes similares para omitir una descripción de las mismas.
La figura 18 ilustra los tiempos de operación para ejecutar el escaneo de la curva I-V en un día. En la figura 18, un tiempo de operación de pCs significa un tiempo durante el cual el PCS opera en un día. Un tiempo periódico de escaneo de curva I-V significa un tiempo durante el cual el escaneo de la curva I-V se ejecuta periódicamente en el tiempo de operación del PCS. Con respecto a radiación solar>radiación solar establecida y un accionador de ejecución de escaneo de la curva I-V, el accionador de ejecución de escaneo de la curva I-V se emite cuando la radiación solar es mayor que la radiación solar establecida en el tiempo periódico, pero el accionador de ejecución de escaneo de la curva I-V no se emite cuando la radiación solar es menor que la radiación solar establecida. Cuando este concepto mostrado en la figura 18 se expande y se agrega una función para hacer referencia a datos externos, por ejemplo, una función para obtener información, como un pronóstico del tiempo, se habilita el rastreo de curvas que es eficiente para determinar un programa de medición.
De acuerdo con la primera realización, dado que la intensidad de radiación solar o una temperatura del aire como condiciones de medición para evaluar una salida del sistema de generación de potencia fotovoltaica se dibuja en el diagrama característico rastreado por el aparato 11 de rastreo de curvas, la evaluación basada en la comparación con un valor estimado característico en las condiciones de referencia (1 KW/m2, 25 °C) de la celda fotovoltaica se puede realizar fácilmente.
Adicionalmente, de acuerdo con la primera realización, en el sistema a gran escala, incluidos los sistemas de generación de potencia fotovoltaica, las curvas I-V y/o curvas P-V en las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas pueden gestionarse y controlarse en sincronización entre sí mediante el aparato 1 de control remoto de supervisión, y la evaluación basada en la comparación de salidas de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica en las mismas condiciones de generación de potencia puede llevarse a cabo fácilmente.
Además, dado que las características de la curva de salida de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y las condiciones de generación de potencia se obtienen en sincronización entre sí por el aparato 1 de control remoto de supervisión en un estado en el que el sistema de generación de potencia fotovoltaica está instalado en el lugar, las matrices 41 ...4N fotovoltaicas se pueden evaluar fácilmente.
Además, es posible realizar un análisis de deterioro de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas, un análisis característico de las operaciones a largo plazo de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia (PCS) y determinación de un punto preciso de potencia máxima.
Asimismo, se puede realizar un diagnóstico de impacto de un entorno de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas, radiación solar en función de las condiciones de instalación, una temperatura del aire y sombra solar, y el deterioro de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas o incrustaciones debidas al polvo o las manchas también se pueden analizar. Adicionalmente, es posible realizar un diagnóstico de impacto de una caída de tensión debido a una impedancia de cableado entre las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y los respectivos acondicionadores 21 ... 2N de potencia o un análisis característico de las operaciones de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia; concretamente, el rendimiento de control de un aparato de seguidor de punto de máxima potencia (MPPT), evaluación de pérdidas y análisis de deterioro por edad.
Los siguientes puntos, que son problemas en la literatura de patente 1, se pueden mejorar. Es decir, es posible realizar un diagnóstico de impacto de un entorno de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y radiación solar, una temperatura del aire y una sombra solar que satisfagan las condiciones de instalación. Además, los datos de los sistemas 101 ... 10N de generación de potencia fotovoltaica se pueden obtener sincrónicamente y la comparación y evaluación de características se pueden realizar fácilmente. Además, las características de la curva de salida de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y las condiciones de generación de potencia se pueden obtener sincrónicamente mediante el aparato 1 de control remoto de supervisión.
La figura 2 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una segunda realización de la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que un aparato 30 de medición que tiene un actinómetro 301 y un medidor 302 de temperatura del aire se proporciona a una específica de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas o una posición diferente a este lugar, mientras que cada uno de los aparatos 31 ... 3N de medición con actinómetros 311 ... 3N1 y los medidores 312 ... 3N2 de temperatura del aire como una de las condiciones de generación de potencia se proporciona de acuerdo con cada una de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas en la realización representada en la figura 1. Un valor de detección de intensidad de radiación solar Irr obtenido por el actinómetro 301 y un valor de detección de temperatura del aire Tmp obtenido por el medidor 302 de temperatura del aire medido por el aparato 30 de medición se transmiten a un aparato 11 de rastreo de curvas a través de un aparato 303 de comunicación incluido en el aparato 30 de medición, un aparato 12 de comunicación incluido en un aparato 1 de control remoto de supervisión, y una ruta de transmisión de señales que conecta estos aparatos.
La figura 3 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una tercera realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia que comprenden cajas 81 ... 8N de recolección de potencia y detectores 911, 912... 91M, ...
9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan nuevamente en lugar de las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, y los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, los detectores 911, 912 ... 91M, ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan en los puntos de conexión de los módulos 411, 412 ... 41M, ... 4N1, 4N2 ... 4NM fotovoltaicos que constituyen las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas y las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, los detectores 910 ... 9M0 de tensión de corriente continua se proporcionan nuevamente en un punto de conexión de la caja 81 de recolección de potencia y un acondicionador 21 de potencia y un punto de conexión de la caja 8N de recolección de potencia y el acondicionador 2N de potencia, y los valores de detección obtenidos por los detectores 911, 912 ... 91M, ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua y los valores de detección de los detectores 910 ... 9M0 de tensión en corriente continua se introducen en un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 313 y 12 de comunicación. De acuerdo con la tercera realización, el escaneo de la curva I-V para cada módulo fotovoltaico y cada matriz fotovoltaica puede realizarse mediante el aparato 11 de rastreo de curvas.
La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una cuarta realización de la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 porque los aparatos 31 ... 3N de medición no se proporcionan y los valores de detección de intensidad de radiación solar y los valores de detección de temperatura del aire medidos con los actinómetros 311 ... 3N1 y medidores 312 ... 3N2 de temperatura del aire se introducen en un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 212 ...2N2 de comunicación y un aparato 12 de comunicación. Esta realización se puede aplicar a un sistema fotovoltaico agrupado conectado a la red, por ejemplo, un sistema fotovoltaico residencial.
La figura 5 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una quinta realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que las cámaras 3161 ... 316N industriales que permiten confirmar visualmente un entorno de radiación solar de posiciones de instalación de matriz o módulo y unos anemómetros 3151 ... 315N que miden las velocidades del viento se han agregado nuevamente como aparatos 31 ... 3N de medición que detectan condiciones de generación de potencia, respectivamente.
Cuando las cámaras 3161 ... 316N industriales y los anemómetros 3151 ... 315N se proporcionan nuevamente de esta manera, se puede mejorar la precisión para la evaluación de escaneo de las condiciones de medición de las características fotovoltaicas.
La figura 6 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una sexta realización de la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que los detectores 216 ... 2N6 de tensión en corriente alterna y los detectores 217 ... 2N7 de corriente alterna se proporcionan nuevamente en los lados de salida de los respectivos aparatos 211 ... 2N1 de conversión de potencia, se proporcionan unas unidades 218 ... 2N8 aritméticas de potencia de corriente alterna que calculan la potencia de corriente alterna basándose en estos valores de detección de corriente alterna, y los valores calculados de las unidades 218 ... 2N8 aritméticas de potencia de corriente alterna se llevan a un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 212 ... 2N2 y 12 de comunicación. Como resultado, en el aparato 11 de rastreo de curvas, dado que un diagrama característico de la potencia de corriente continua y un diagrama característico de la potencia de corriente alterna se pueden mostrar simultáneamente, pueden evaluarse las características del sistema de generación de potencia fotovoltaica, incluidos los acondicionadores 21 ... 2N de potencia.
La figura 7 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una séptima realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia no se proporcionan, pero unos nuevos aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se proporcionan en los acondicionadores 21 ... 2N de potencia, y los aparatos 91 ... 9n de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, para detectar una corriente continua de cada módulo que constituye la matriz, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan a las líneas 711, 712, ... 71M ... 7N1, 7N2, ... 7NM de bus de corriente continua conectando los respectivos módulos a las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, y los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9n2 ... 9NM de corriente continua y las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia se proporcionan en los acondicionadores 21 ... 21N de potencia, respectivamente.
La figura 8 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una octava realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia no se proporcionan, pero unos nuevos aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se proporcionan, y los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, se suministran a las líneas 71 ... 7N de bus de corriente continua de los respectivos módulos que constituyen una matriz y acondicionadores 21 ... 2N de potencia, y los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, para detectar una corriente continua para cada uno de los módulos 411, 412, ... 41M ... 4N1, 4N2, ... 4NM que constituyen la matriz, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan a las líneas 71 ... 7N de bus de corriente continua conectando los respectivos módulos a las cajas 8N de recolección de potencia, unos conmutadores 811, 812 ... 81M, 8N1, 8N2 ... y 8NM están conectados a los detectores 911, 912, ... 91M ... 9N1, 9N2, ... 9NM de corriente continua en serie en las cajas 81 ...
8N de recolección de potencia, y un aparato 11 de rastreo de curvas de un aparato 1 de control remoto de supervisión está configurado para permitir la selección de operaciones de los conmutadores 811, 812 ... 81M, 8N1, 8N2 ... 8NM a través de aparatos 31 ... 3N y 12 de comunicación.
La figura 9 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una novena realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización mostrada en la figura 1 en que las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia no se proporcionan, pero unos nuevos aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se proporcionan en los acondicionadores 21 ... 2N de potencia, y los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, para detectar una corriente continua de cada módulo que constituye una matriz, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan a las líneas 711, 712, ... 71M ... 7N1, 7N2, ... 7NM de bus de corriente continua conectando los respectivos módulos a las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2, ... 9NM de corriente continua y las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia se proporcionan en los acondicionadores 21 ... 2N de potencia, los conmutadores 811, 812 ... 81M, 8N1, 8N2 ... 8NM están conectados a los detectores 911, 912, ... 91M ... 9N1, 9N2, ... 9NM de corriente continua en serie en las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, y un aparato 11 de rastreo de curvas de un aparato 1 de control remoto de supervisión está configurado para permitir la selección de operaciones de los conmutadores 811, 812 ... 81M, 8N1, 8N2 ... 8NM a través de aparatos 212 ... 2N2 y 12 de comunicación.
La figura 10 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una décima realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que los acondicionadores 21 ... 2N de potencia proporcionados a las líneas 71 ... 7N de bus de corriente continua de las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia y el sistema 5 de potencia (la fuente de alimentación comercial) en la figura 1 no se proporcionan, y se proporcionan para tendidos de cable de corriente continua entre matrices o módulos 41'... 4N7' y las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, teniendo un aparato 30 de medición un actinómetro 301 y un medidor 302 de temperatura del aire está dispuesto en una específica de las matrices 41 ... 4N fotovoltaicas o una posición distinta a esta, mientras que los aparatos 31 ... 3N de medición que tienen los actinómetros 311 y los medidores 312 ... 3N2 de temperatura del aire como una de las condiciones de generación de potencia se proporcionan de acuerdo con las respectivas matrices 41 ... 4N fotovoltaicas en la realización mostrada en la figura 1.
La figura 11 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una undécima realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que se adopta la siguiente configuración para que la carga inicial de los condensadores 217 ... 2N7 de alisado, generalmente proporcionados en los lados de entrada de los aparatos 211 ... 2N1 de conversión de potencia de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia en la figura 1, se pueda realizar en sincronización. Es decir, los conmutadores 216 ... 2N6 y 218 ... 2N8 se proporcionan en los lados de entrada y salida de los aparatos 211 ... 2N1 de conversión de potencia y los conmutadores 216 ... 2N6 y 218 ... 2N8 se controlan para que se abran o cierren mediante un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 212 ... 2N2 y 12 de comunicación, realizando así la carga inicial de los condensadores 217 ... 2N7 de alisado en sincronización.
La figura 12 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una duodécima realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que se adopta la siguiente configuración para que la carga inicial de los condensadores 217 ... 2N7 de alisado, generalmente proporcionados en los lados de entrada de los aparatos 211 ... 2N1 de conversión de potencia de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia en la figura 1, se pueda realizar en sincronización. Es decir, los aparatos 219 ... 2N9 de registro que registran temporalmente los valores de detección detectados por los detectores 214 ... 2N4 de tensión de corriente continua y los detectores 215 ...2N5 de corriente continua necesarios para escanear una curva I-V se proporcionan a, por ejemplo, los aparatos 212 ... 2N2 de comunicación de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia, los valores de detección de tensión de corriente continua y valores de detección de corriente continua registrados por los aparatos 219 ... 2N9 de registro se leen por un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 212 ... 2N2 y 12 de comunicación, y la curva I-V se escanea basándose en estos valores. La adopción de tal configuración permite escanear la curva I-V incluso si las operaciones de los conmutadores 216 ... 2N6 se ralentizan.
La figura 13 es un diagrama de bloques esquemático para explicar una decimotercera realización de acuerdo con la presente invención, y es diferente de la realización representada en la figura 1 en que las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia en la figura 1 no se proporcionan, pero unos nuevos aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se proporcionan en los acondicionadores 21 ... 2N de potencia, y se adopta la siguiente configuración para que la carga inicial de los condensadores 217 ... 2N7 de alisado generalmente proporcionados en los lados de entrada de los aparatos 211 ...2N1 de conversión de potencia de los acondicionadores 21 ... 2N de potencia en la figura 1, se pueda realizar en sincronización. Es decir, los aparatos 91 ... 9N de caja de recolección de potencia se configuran de la siguiente manera. Es decir, para detectar una corriente continua de cada módulo que constituye una matriz, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2 ... 9NM de corriente continua se proporcionan a las líneas 711, 712, ... 71M ... 7N1, 7N2, ... 7NM de bus de corriente continua conectando los respectivos módulos a las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, los detectores 911, 912 ... 91M ... 9N1, 9N2, ... 9NM de corriente continua y las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia se proporcionan en los respectivos acondicionadores 21 ...
2N de potencia, los conmutadores 811, 812 ... 81m y 8N1, 8N2 ... 8NM
están conectados a los detectores 911, 912, ... 91M ... 9N1,9N2, ... 9NM de corriente continua en serie en las cajas 81 ... 8N de recolección de potencia, y un aparato 11 de rastreo de curvas de un aparato 1 de control remoto de supervisión está configurado para permitir la selección de operaciones de los conmutadores 811, 812 ... 81M y 8N1, 8N2 ... 8NM a través de aparatos 212 ... 2N2, 12 de comunicación.
Adicionalmente, los conmutadores 216 ... 2N6 y 218 ... 2N8 se proporcionan en los lados de entrada y salida de los aparatos 211 ... 2N1 de conversión de potencia y los conmutadores 216 ... 2N6 y 218 ... 2N8 se controlan para que se abran o cierren mediante un aparato 11 de rastreo de curvas a través de los aparatos 212 ... 2N2 y 12 de comunicación, realizando así la carga inicial de los condensadores 217 ... 2N7 de alisado en sincronización.
A continuación se dará una descripción de un procedimiento de representación de un aparato de representación no ilustrado incluido en el aparato 11 de rastreo de curvas proporcionado en el aparato 1 de control remoto de supervisión o un aparato de representación no ilustrado incluido en el aparato 11 de rastreo de curvas y aparatos de representación no ilustrados proporcionados en los acondicionadores 21 ... 2N de potencia con referencia a la figura 19A a la figura 24. Cada una de la figura 19A a la figura 21 muestra un ejemplo de representación cuando el número de la matriz fotovoltaica es uno. La figura 19A muestra una curva P-V a y un punto de potencia máxima b obtenido por el control MPPT cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una corriente continua V. La figura 19B muestra una curva I-V c y una cantidad de radiación solar d cuando una ordenada representa una cantidad de radiación solar y una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V. La figura 19C muestra las corrientes e1, e2 y e3 para cada uno de los módulos fotovoltaicos de acuerdo con, por ejemplo, la realización mostrada en la figura 5 cuando una ordenada representa una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 20A es una vista que muestra la potencia de corriente continua Pdc y la potencia de corriente alterna Vac en, por ejemplo, la realización mostrada en la figura 5 cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 20B muestra una curva P-V f y un punto de máxima potencia g cuando una ordenada representa una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 21 muestra un ejemplo de representación que muestra una curva P-V h y un punto de potencia máxima i en una región de tensión de corriente continua completa obtenida por los conmutadores 811, 812, ... 81M en, por ejemplo, la realización representada en la figura 8 cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
Cada una de la figura 22A a la figura 24 muestra un ejemplo de representación cuando el número de matrices fotovoltaicas es más de uno. La figura 22A muestra una curva P-V j y un punto de potencia máxima k obtenido por el control MPPT cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una tensión de corriente continua V. La figura 22B muestra una curva I-V 1 y una cantidad de radiación solar m cuando una ordenada representa una cantidad de radiación solar y una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V. La figura 22C muestra las corrientes n1, n2, n3, n4, n5 y n6 para los respectivos módulos fotovoltaicos en, por ejemplo, la realización representada en la figura 5 cuando una ordenada representa una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 23A es una vista que muestra la potencia de corriente continua Pdc y una corriente alterna Vac en, por ejemplo, la realización representada en la figura 5 cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 23B muestra una curva P-V o y puntos de máxima potencia p y q cuando una ordenada representa una corriente continua I y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.
La figura 24 muestra un ejemplo de representación de una curva P-V r y un punto de potencia máxima s y t en una región de tensión de corriente continua completa obtenida por los conmutadores 811, 812, ... 81M en, por ejemplo, la realización representada en la figura 8 cuando una ordenada representa la potencia de corriente continua P y una abscisa representa una tensión de corriente continua V.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de generación de potencia que incluye una pluralidad de sistemas (101) de generación de potencia fotovoltaica y un aparato (1) de control remoto de supervisión que supervisa y controla un estado de los sistemas (101 ... 10N) de generación de potencia fotovoltaica, en el que cada uno de los sistemas de generación de potencia fotovoltaica comprende
una matriz (41 ... 4N) fotovoltaica; un acondicionador (21 ... 2N) de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente continua deseada, la convierte además en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna, o convierte la potencia de corriente continua generada por la matriz fotovoltaica en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna; y un aparato (31 ... 3N) de medición que mide las condiciones de generación de potencia de la matriz fotovoltaica;
un aparato (213 ... 2N3) de conmutación de control que conmuta el control MPPT, mediante el cual el acondicionador (21 ... 2N) de potencia recibe un comando de tensión de corriente continua o un comando de corriente continua y un comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión a través de un sistema de comunicación y una salida del aparato (211 ...21N) de conversión de potencia incluido en el acondicionador (21 ... 2N) de potencia se vuelve máxima, al control de tensión o control de corriente usando el comando de tensión de corriente continua (Vref) o el comando de corriente continua (Iref);
un detector (311... 3N1, 312...3N2) de condición de generación de potencia como detector de intensidad de radiación solar que incluye actinómetros (311 ... 3N1) que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices (41 ... 4N) fotovoltaicas;
un detector (214...2N4) de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica;
un detector (215 ... 2N5) de corriente continua que detecta una corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica,
comprendiendo el sistema de generación de potencia además:
el sistema de comunicación que tiene aparatos (12, 212 ... 2N2, 313... 3N3) de comunicación instalados en el aparato (1) de control remoto de supervisión, el acondicionador (21 ... 2N) de potencia y el aparato (31 ... 3N) de medición, respectivamente, y comprende una ruta (911...9N1, 912...9N2, 913...9N3) de transmisión de señales que permite la comunicación entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (313...3N3) de comunicación en el aparato (31...3N) de medición y entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (212...2N2) de comunicación en el acondicionador (21...2N) de potencia,
en el que el aparato (1) de control remoto de supervisión comprende
un aparato (11) de rastreo de curvas que está instalado en el aparato (1) de control remoto de supervisión, obtiene un valor de detección de corriente continua (I) detectado por el detector (215... 2N5) de corriente continua y un valor de detección de tensión de corriente continua (V) detectado por el detector (214... 2N4) de tensión de corriente continua, rastrea un diagrama de características I-V de la matriz fotovoltaica, y también rastrea las condiciones de generación de potencia detectadas por el detector (311... 3N1, 312... 3N2) de condiciones de generación de potencia, en el diagrama de características I-V, y caracterizado porque el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia se rastrean en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua y el comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión al aparato (213...2N3) de conmutación de control, y se visualizan el diagrama de características I-V y el valor de detección de condiciones de generación de potencia.
2. El sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque
la matriz (41...4N) fotovoltaica se divide en módulos (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaicos y un condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua se proporciona en un lado de entrada de un aparato de conversión de potencia incluido en el acondicionador (21...2N) de potencia, y
un conmutador (811...8N1, 812...8N2, ...,81M...8NM) se proporciona a un tendido de cables conectado con cada módulo (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaico para permitir la selección de uno de los módulos (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaicos y un conmutador (216...2N6) de tendido de cables que permite realizar la carga inicial del condensador (217...2N7) de alisado simultáneamente con una operación de rastreo del aparato (11) de rastreo de curvas se proporciona en un lado de entrada del condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua.
3. Un sistema (101) de generación de potencia, que comprende:
una pluralidad de matrices (41...4N) fotovoltaicas; una pluralidad de acondicionadores (21...2N) de potencia que convierte la potencia de corriente continua generada por cada una de las matrices fotovoltaicas en potencia de corriente continua deseada, la convierte además en potencia de corriente alterna y la suministra a un sistema de potencia de corriente alterna, o convierte la potencia de corriente continua generada por cada una de las matrices fotovoltaicas en potencia de corriente alterna y la suministra al sistema de potencia de corriente alterna; un aparato (1) de control remoto de supervisión que supervisa y controla un estado de los sistemas (101...10N) de generación de potencia fotovoltaica; y un aparato (31...3N) de medición que mide las condiciones de generación de potencia de cada una de las matrices fotovoltaicas,
comprendiendo el sistema (101) de generación de potencia además:
un sistema de comunicación que tiene comunicación respectivamente, y comprende una ruta (911...91N, 912...9N2, 913...9N3) de transmisión de señales que permite la comunicación entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (313...3N3) de comunicación en el aparato (31...3N) de medición y entre el aparato (12) de comunicación en el aparato (1) de control remoto de supervisión y el aparato (212...2N2) de comunicación en cada acondicionador (21...2N) de potencia; un aparato (213...2N3) de conmutación de control que conmuta el control MPPT, por el que cada acondicionador (21...2N) de potencia recibe un comando de tensión de corriente continua o un comando de corriente continua y un comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión a través del sistema de comunicación y una salida del aparato (211...2N1) de conversión de potencia incluido en cada acondicionador (21..2N) de potencia se vuelve máxima, al control de tensión o control de corriente usando el comando de tensión de corriente continua (Vref) o el comando de corriente continua (Iref);
al menos un detector (311...3N1, 312...3N2) de condiciones de generación de potencia como detector de intensidad de radiación solar incluyendo actinómetros (311 ... 3N1) que miden la intensidad de radiación solar como condiciones de generación de potencia de las respectivas matrices (41 ... 4N) fotovoltaicas;
un detector (214...2N4) de tensión de corriente continua que detecta una tensión de corriente continua que es una salida de cada matriz fotovoltaica;
un detector (215...2N5) de corriente continua que detecta una corriente continua que es una salida de la matriz fotovoltaica; y
un aparato (11) de rastreo de curvas que está instalado en el aparato (1) de control remoto de supervisión, obtiene un valor de detección de corriente continua (I) detectado por cada detector (215...2N5) de corriente continua y un valor de detección de tensión de corriente continua (V) detectado por el detector (214... 2N4) de tensión de corriente continua, rastrea un diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica, y también rastrea las condiciones de generación de potencia detectadas por el detector (311...3N1, 312...3N2) de condiciones de generación de potencia en el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica, y caracterizado porque el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica y el valor de detección de condiciones de generación de potencia se rastrean en sincronización con la transmisión del comando de tensión de corriente continua o el comando de corriente continua y el comando de conmutación de control desde el aparato (1) de control remoto de supervisión al aparato (213...2N3) de conmutación de control, y se visualizan el diagrama de características I-V de cada matriz fotovoltaica y el valor de detección de condiciones de generación de potencia.
4. El sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua en un lado de entrada de un aparato (211...2N1) de conversión de potencia incluido en el acondicionador (21...2N) de potencia,
en el que un conmutador (216...2N6) de tendido de cables que permite realizar la carga inicial del condensador (217...2N7) de alisado simultáneamente con una operación de rastreo del aparato (11) de rastreo de curvas se proporciona en el lado de entrada del condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua.
5. El sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque
la matriz fotovoltaica se divide en módulos (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaicos o las matrices (41...4N) fotovoltaicas se proporcionan, y un condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua se proporciona en un lado de entrada de un aparato (211...2N1) de conversión de potencia incluido en el acondicionador (21...2N) de potencia, y
un conmutador (811...8N1, 812...8N2, ...,81M...8NM) se proporciona a un tendido de cables conectado con cada módulo (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaico o cada matriz (41...4N) fotovoltaica para permitir seleccionar uno de cada módulo (411...4N1, 412...4N2,...,41M...4NM) fotovoltaico y cada matriz (41...4N) fotovoltaica, y un conmutador (216...2N6) de tendido de cables que permite realizar la carga inicial del condensador (217...2N7) de alisado simultáneamente con una operación de rastreo del aparato (11) de rastreo de curvas se proporciona en un lado de entrada del condensador (217...2N7) de alisado de corriente continua.
6. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, en el que
el detector de condición de generación de potencia incluye además uno de un anemómetro (3151...315N) que mide la velocidad del viento, y un medidor (312...3N2) de temperatura del aire que mide la temperatura del aire en una posición de instalación de la matriz fotovoltaica o el módulo fotovoltaico, o un medidor de temperatura que mide la temperatura de la matriz fotovoltaica o el módulo fotovoltaico, o una cámara (3161...316N) configurada para confirmar visualmente un entorno de radiación solar en la posición de instalación de la matriz fotovoltaica o el módulo fotovoltaico.
7. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque se instala un aparato de representación que permite confirmar visualmente el diagrama característico rastreado por el aparato (11) de rastreo de curvas de acuerdo con el aparato (1) de control remoto de supervisión o el aparato (1) de control remoto de supervisión y cada acondicionador (21...2N) de potencia.
8. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, en el que el aparato de representación representa los valores de detección de tiempo del detector (311... 3N1, 312... 3N2) de condiciones de generación de potencia, el detector (214... 2N4) de tensión de corriente continua, el detector (215...
2N5) de corriente continua, el detector (218... 2N8) de potencia de corriente alterna y una unidad aritmética de potencia de corriente continua que calcula la potencia de corriente continua a partir de los valores detectados por el detector (214...2N4) de tensión de corriente continua y el detector (215...2N5) de corriente continua.
9. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, en el que
el aparato de representación representa las características P-V de un valor de detección (P) de la unidad aritmética de corriente continua y un valor de detección (V) del detector (214...2N4) de tensión de corriente continua, un punto de máxima potencia y un valor de detección del detector de condiciones de generación de potencia simultáneamente con características de la matriz fotovoltaica o las matrices fotovoltaicas.
10. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, en el que
el aparato de representación representa simultáneamente las características I-V de un valor de detección (I) del detector (215...2N5) de corriente continua y un valor de detección (V) del detector (214...2N4) de tensión de corriente continua y un valor de detección del detector de condiciones de generación de potencia.
11. El sistema de generación de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, en el que
el aparato de representación representa un valor de detección (I) del detector (215...2N5) de corriente continua simultáneamente con características de la matriz fotovoltaica o de cada una de las matrices fotovoltaicas.
12. El sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 8, en el que
el aparato de representación representa los valores de detección de tiempo del detector (218...2N8) de potencia de corriente alterna y una unidad aritmética de potencia de corriente continua que calcula la potencia de corriente continua a partir de los valores detectados por el detector (214...2N4) de tensión de corriente continua y el detector (215...2N5) de corriente continua.
13. El sistema de generación de potencia de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, en el que el aparato de representación representa simultáneamente características P-V en una región de tensión de corriente continua completa obtenida por un conmutador (811, 812,... 81M) provisto en un lado de salida de corriente continua y un punto de máxima potencia.
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