JP6349602B2 - インバーター及び太陽光発電システム - Google Patents

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Description

本出願は、２０１４年５月８日に出願された発明名称は「インバーター及び太陽光発電システム」である中国特許出願２０１４１０１９３７２２.３号に基づくものであり、この開示をここに参照により援用する。
本発明は、太陽光発電技術分野に関し、特にインバーター及び太陽光発電システムに関する。
現在の太陽光発電システムについて、グリッド容量制限或いはいくつかのポリシー制約によって、発電電力が制限され、即ち、太陽光発電システムは最大電力発電ができない。この場合では、現在の多くの太陽光発電システムは電力を制限する方式を採用し、こうして太陽光エネルギーが削減され、太陽光発電システムは最大電力で発電することができなくなり、太陽光発電の収益を低減する。
そこで、本発明は、以往技術において太陽光発電システムが最大電力で発電することができないという問題を解決するインバーター及び太陽光発電システムを提供する。
太陽光発電システムに適応され、電池パネルと交流グリッドの間に接続されるインバーターであって、前記インバーターは、エネルギー貯蔵インターフェイスを含む。
好ましくは、前記インバーターはコントローラを含み、前記コントローラは、前記エネルギー貯蔵インターフェイスに制御信号を送信して貯蔵インターフェイスを制御し、太陽光発電が制限されている時には余剰の直流電気エネルギーを出力させるとともに、太陽光発電電力が低い時には貯蔵された直流電気エネルギーを受けて転送するように前記エネルギー貯蔵インターフェイスを制御する。
好ましくは、前記インバーターは、直流電流センサーとインバータブリッジを含んでいてもよい。前記直流電流センサーは、前記電池パネルの出力端と接続され、前記電池パネルが出力する直流電流を検出し、前記直流電流によって直流電流検出信号を生成するように構成される。前記インバータブリッジは、前記交流グリッド、直流電流センサー及び電池パネルと接続され、前記直流電流センサーが出力する前記直流電流検出信号及び前記電池パネルが出力する直流電圧を受け、前記電池パネルが出力する総電力を算出して出力するように構成される。
前記コントローラは前記インバータブリッジと接続され、前記インバータブリッジが送信する総電力を受信し、前記交流グリッドの制限発出電力の情報を受信し、前記総電力と制限発出電力との差の値を算出し、前記差の値によって制御信号を生成して前記エネルギー貯蔵インターフェイスに出力する。これにより、前記エネルギー貯蔵インターフェイスは、前記制御信号によって、太陽光発電が制限されている時には前記電池パネルの余剰の直流電気エネルギーを出力し、太陽光発電電力が低い時には貯蔵された直流電気エネルギーを受けとって転送し、ひいては前記インバータブリッジは、太陽光発電が制限されている時に前記電池パネルが制限的に発出する直流電気エネルギーを受信し、太陽光発電電力が低い時に前記エネルギー貯蔵インターフェイスが転送した前記貯蔵された直流電気エネルギーを受けとり、受けとった直流電気エネルギーを交流電気エネルギーに変換して前記交流グリッドに出力する。前記エネルギー貯蔵インターフェイスは前記直流電流センサーとインバータブリッジの間に設置される。
好ましくは、前記インバーターは、さらに、前記交流グリッド及びコントローラの間に接続された通信ユニットを含み、前記通信ユニットは、前記交流グリッドの所要する発電電力の情報を受信して、前記コントローラに転送する。
前記通信ユニットは、光ファイバ或いは無線方式によって前記交流グリッドと接続されていることが好ましい。
太陽光発電システムは、電池パネル及び上記のいずれかに記載のインバーターを含む。
好ましくは、前記太陽光発電システムは、エネルギー貯蔵装置をさらに含み、前記エネルギー貯蔵装置は、前記エネルギー貯蔵インターフェイス及びコントローラと接続され、前記制御信号を受信し、太陽光発電が制限されている時に前記電池パネルが出力する余剰の直流電気エネルギーを貯蔵し、太陽光発電電力が低い時に前記貯蔵する直流電気エネルギーを出力する。
前記エネルギー貯蔵装置は、バッテリーと、前記バッテリーとエネルギー貯蔵インターフェイスの間に接続されるとともに、前記コントローラと接続され、前記制御信号を受信し、太陽光発電が制限されている時に前記電池パネルが出力する余剰の直流電気エネルギーを貯蔵し、太陽光発電電力が低い時に前記貯蔵する直流電気エネルギーを出力するように前記バッテリーを制御する双方向ＤＣＤＣコントローラとを含むことが好ましい。
前記インバーターは、前記交流グリッド及びコントローラの間に接続され、前記交流グリッドの制限発出電力の情報を受信して、前記コントローラに転送する通信ユニットをさらに含むことが好ましい。
前記通信ユニットは、光ファイバ或いは無線方式によって前記交流グリッドと接続することが好ましい。
好ましくは、前記インバーターは電圧電流検出回路を含み、電圧電流検出回路は、前記インバータブリッジとエネルギー貯蔵インターフェイスの間に接続され、前記インバータブリッジに入力する直流電流及び電圧を検出し、前記インバータブリッジに検出信号を出力することにより、前記インバーターに前記交流グリッドの制限発出電力を算出し出力して前記コントローラに送信させる。
上記の技術方案から見て分かるように、本発明に開示されたインバーターは、エネルギー貯蔵インターフェイスを設置することで、電池パネルが出力する電気エネルギーについては、太陽光発電が制限されている時に余剰の直流電気エネルギーを、エネルギー貯蔵インターフェイスを通じて出力することができ、太陽光発電電力が低い時に前記エネルギー貯蔵インターフェイスを介して貯蔵する直流電気エネルギーを受けとることができ、ひいては前記電池パネルが出力する電気エネルギーが浪費されず、太陽光発電システムがその最大の電力で発電することができ、太陽光発電収益の低減を招くことがない。
図１は、本発明の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。 図２は、本発明の実施例に開示される太陽光発電システムの出力電気エネルギーと制限発出電気エネルギーの関係の概略図である。 図３は、本発明の別の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。 図４は、本発明の別の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。 図５は、本発明の別の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。 図６は、本発明の別の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。 図７は、本発明の別の実施例に開示される太陽光発電システムの構造概略図である。
本発明をさらに理解するために、以下では、実施例を結合して本発明の好ましい実施方案を描写する。ただし、これらの描写は単に本発明の特徴と利点を更に説明するためのものであり、本発明の請求項に対する制限ではないと理解するべきである。
本発明は、従来技術において太陽光発電システムが最大電力で発電することができないという問題を解決するインバーターを提供する
具体的には、前記インバーターは、エネルギー貯蔵インターフェイスを含む。
具体的な作業原理は以下のようになる。
エネルギー貯蔵インターフェイスを設置することで、電池パネルが出力する電気エネルギーについて、太陽光発電が制限されている時に、貯蔵インターフェイスを通じて余剰の直流電気エネルギーをエネルギー出力することができ、太陽光発電電力が低い時には前記エネルギー貯蔵インターフェイスを介して、貯蔵された直流電気エネルギーを受けとることができ、ひいては前記電池パネルが出力する電気エネルギーの浪費を防ぐ。
本実施例に開示される前記インバーターは、太陽光発電システムをその最大の電力で発電することを可能にし、太陽光発電収益の低減を招くことがない。
図１に示すように、電池パネル２００と交流グリッド３００の間にインバーター１００が接続され、インバーター１００は、電池パネル２００の出力端と接続する直流電流センサー１０１と、直流電流センサー１０１及び電池パネル２００と接続するインバータブリッジ１０２と、直流電流センサー１０１とインバータブリッジ１０２の間に設置されるエネルギー貯蔵インターフェイス１０３と、インバータブリッジ１０２と接続するコントローラ１０４とを含むことが好ましい。
具体的な作業原理は以下のようになる。
直流電流センサー１０１は、電池パネル２００が出力する直流電流を検出する。インバータブリッジ１０２は、直流電流センサー１０１が出力する直流電流検出信号及び電池パネル２００が出力する直流電圧を受けとり、電池パネル２００が出力する総電力P１を算出して出力し、インバータブリッジ１０２に、その最大電力点での追跡制御機能を保留させる。図２に示すようにコントローラ１０４は、電池パネル２００が出力する総電力P１及び交流グリッド３００の制限発出電力P２の情報を受信し、両者の差の値を算出することで、この時に前記太陽光発電システムがどのような状態にあるかを知ることができる。、コントローラ１０４は、エネルギー貯蔵インターフェイス１０３に、太陽光発電が制限されている時には電池パネル２００の余剰の直流電気エネルギーを出力させ、太陽光発電電力が低い時には貯蔵した直流電気エネルギーを受けとって転送させるように、制御信号を出力する。インバータブリッジ１０２は、太陽光発電が制限されている時に電池パネル２００が制限発出直流電気エネルギーを受け、太陽光発電電力が低い時にエネルギー貯蔵インターフェイス１０３が転送する前記貯蔵された直流電気エネルギーを受けとり、受けとった直流電気エネルギーを交流電気エネルギーに変換して交流グリッド３００に出力させる。
本実施例が提供するインバーター１００は、上記過程によって、電池パネル２００が出力する電気エネルギーについては、太陽光発電が制限されている時にエネルギー貯蔵インターフェイス１０３を通じて余剰の直流電気エネルギーを出力することができ、太陽光発電電力が低い時にインバーター１０２がエネルギー貯蔵インターフェイス１０３により転送される直流電気エネルギーを受けとることができ、ひいては電池パネル２００が出力する電気エネルギーを浪費せず、前記太陽光発電システムがその最大の電力で発電することができ、太陽光発電収益の低減を招くことがない。同時に、エネルギー貯蔵インターフェイス１０３を直流電流センサー１０１とインバータブリッジ１０２の間に設置することにより、インバータブリッジ１０２を、その最大電力点追跡制御機能を保留させ、その制御アルゴリズムを変えることが必要ない。
図３に示すように、インバーター１００は、交流グリッド３００及びコントローラ１０４と接続する通信ユニット１０５をさらに含むことが好ましい。
通信ユニット１０５は交流グリッド３００の制限発出電力の情報を受信し、コントローラ１０４に転送することができる。
通信ユニット１０５は光ファイバ或いは無線方式によって交流グリッド３００と接続することが好ましい。
具体的な実施環境において、通信ユニット１０５と交流グリッド３００の間の通信方式は、光ファイバ等の有線方式を採用して通信してもよいし、無線方式で通信してもよく、具体的な適応シーンに応じて選択すればよい。ここでは限定しない。
本発明の別の実施例は、図１に示すように、電池パネル２００及び電池パネル２００と交流グリッド３００の間に接続されるインバーター１００とを含む太陽光発電システムをさらに提供し、なお、インバーター１００は、電池パネル２００の出力端と接続する直流電流センサー１０１と、直流電流センサー１０１及び電池パネル２００と接続するインバータブリッジ１０２と、直流電流センサー１０１とインバータブリッジ１０２の間に設置されるエネルギー貯蔵インターフェイス１０３と、インバータブリッジ１０２と接続するコントローラ１０４とを含む。
具体的な作業原理は上記実施例と同じであり、ここでは贅言しない。
図４に示すように、前記太陽光発電システムは、エネルギー貯蔵インターフェイス１０３及びコントローラ１０４と接続するエネルギー貯蔵装置４００をさらに含むことが好ましい。
エネルギー貯蔵装置４００が前記制御信号を受信し、コントローラ１０４の制御に従って、太陽光発電が制限されている時に電池パネル２００が出力する余剰の直流電気エネルギーを受けとり、太陽光発電電力が低い時に前記貯蔵する直流電気エネルギーを出力する。
図５に示すように、エネルギー貯蔵装置４００は、バッテリー４０１と、バッテリー４０１とエネルギー貯蔵インターフェイス１０３の間に接続され、コントローラ１０４と接続する双方向ＤＣＤＣコントローラ４０２とを含むことが好ましい。
双方向ＤＣＤＣコントローラ４０２は前記制御信号を受信し、太陽光発電が制限されている時に電池パネル２００が出力する余剰の直流電気エネルギーを貯蔵し、太陽光発電電力が低い時に前記貯蔵する直流電気エネルギーを出力するようにバッテリー４０１を制御する。
図６に示すように、インバーター１００は、交流グリッド３００及びコントローラ１０４と接続する通信ユニット１０５をさらに含むことが好ましい。
通信ユニット１０５は、交流グリッド３００の制限発出電力の情報を受信し、コントローラ１０４に転送することができる。
通信ユニット１０５は光ファイバ或いは無線方式によって交流グリッド３００と接続することが好ましい。
具体的な実施環境において、通信ユニット１０５と交流グリッド３００の間の通信方式は、光ファイバ等の有線方式を採用して通信してもよいし、無線方式で通信してもよく、具体的な適応シーンに応じて選択すればよい。ここでは限定されない。
或いは、図７に示すように、インバーター１００は、インバータブリッジ１０２とエネルギー貯蔵インターフェイス１０３の間に接続される電圧電流検出回路１０６をさらに含む。
電圧電流検出回路１０６は、インバータブリッジ１０２に入力される直流電流及び電圧を検出し、検出信号をインバータブリッジ１０２に出力し、インバータブリッジ１０２に交流グリッド３００の制限発出電力を算出して出力させて、コントローラ１０４に送信させ、そしてコントローラ１０４によって、電池パネル２００が出力する総電力との差の値を算出し、前記差の値によってエネルギー貯蔵装置４００の作動状態を制御する。
具体的な実際な適応環境において、インバーター１００は、図６に示すように、通信ユニット１０５によって交流グリッド３００の制限発出電力の情報を取得してもよく、図７に示すように、電圧電流検出回路１０６の検出及びインバータブリッジ１０２の算出によって交流グリッド３００の制限発出電力の情報を取得してもよい。その具体的な実現形式は、多様な方式で実現することができ、ここでは具体的に限定しない。実際の具体的な状況によって選択することができる。
本明細書では、各実施例はプログレッシブの方式を採用して描写し、各実施例はともに、他の実施例との異なる点について重点的に説明しており、各実施例の間の同じ又は類似する部分については互いに参照すればよい。
開示された実施例に対する上記説明によって、当業者は本発明を実現或いは使用することができる。これらの実施例に対する多様な変形が、当業者にとっては明らかなものであり、本文で定義される一般的な原理は、本発明の精神或いは範囲を逸脱しない限り、他の実施例で実現されることができる。従って、本発明は本文に示すこれらの実施例に制限されることはなく、本文に開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲に及ぶ。

Claims (8)

  1. 太陽光発電システムに用いられるインバーターであって、
    電池パネルと交流グリッドの間に接続され、
    エネルギー貯蔵インターフェイス、コントローラ、直流電流センサー及びインバータブリッジを含み、
    前記エネルギー貯蔵インターフェイスは、前記インバータブリッジと前記直流電流センサーの間に設置され、エネルギー貯蔵装置と直接接続するように構成され、
    前記直流電流センサーは、前記電池パネルの出力端と接続され、前記電池パネルが出力する直流電流を検出し、前記直流電流によって直流電流検出信号を生成するように構成され、
    前記インバータブリッジは、前記交流グリッド、前記直流電流センサー及び前記電池パネルと接続され、前記直流電流センサーが出力する前記直流電流検出信号及び前記電池パネルが出力する直流電圧を受けとり、前記電池パネルが出力する総電力を算出し、前記電池パネルが出力する前記総電力を前記コントローラに送信するように構成され、
    前記コントローラは、前記インバータブリッジ及び前記エネルギー貯蔵装置と接続され、前記インバータブリッジが送信する前記総電力を受信し、前記交流グリッドの制限発出電力の情報を受信し、前記総電力と前記制限発出電力との差の値を前記電池パネルの余剰の直流電気エネルギーとして算出し、前記差の値によって制御信号を生成し、前記制御信号を前記エネルギー貯蔵装置に送信するように構成され、
    前記エネルギー貯蔵装置は、前記制御信号によって前記コントローラにより制御され、前記制御信号を受信し、太陽光発電が制限されている時には前記電池パネルの前記余剰の直流電気エネルギーを貯蔵し、太陽光発電電力が低い時には前記電池パネルの前記余剰の直流電気エネルギーを前記エネルギー貯蔵インターフェイスを介して前記インバータブリッジに出力するように構成され、
    前記インバータブリッジは、太陽光発電電力が制限されている時には前記電池パネルが制限的に発出する直流電気エネルギーを受けとり、太陽光発電電力が低い時には、前記エネルギー貯蔵装置が転送する前記電池パネルの前記貯蔵された余剰の直流電気エネルギーを受けとり、受けとった前記電池パネルの余剰の直流電気エネルギーを交流電気エネルギーに変換し、前記交流電気エネルギーを前記交流グリッドに出力するようにさらに構成されることを特徴とする、インバーター。
  2. 前記交流グリッド及びコントローラの間に接続され、前記交流グリッドの所要する発電電力の情報を受信して、前記コントローラに転送する通信ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインバーター。
  3. 前記通信ユニットが、光ファイバ或いは無線方式によって前記交流グリッドと接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のインバーター。
  4. 電池パネル及び請求項１〜３のいずれか一項に記載されたインバーターを含むことを特徴とする、太陽光発電システム。
  5. 前記エネルギー貯蔵装置が、
    バッテリーと、
    前記バッテリーとエネルギー貯蔵インターフェイスの間に接続されるとともに、前記コントローラと接続され、前記制御信号を受信し、太陽光発電が制限されている時には前記電池パネルの余剰の直流電気エネルギーを貯蔵し、太陽光発電電力が低い時には前記貯蔵された前記電池パネルの余剰の直流電気エネルギーを出力するように前記バッテリーを制御する双方向ＤＣＤＣコントローラとを含むことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム。
  6. 前記インバーターが、前記交流グリッド及びコントローラの間に接続され前記交流グリッドの前記制限発出電力の情報を受信して、前記コントローラに転送する通信ユニットをさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の太陽光発電システム。
  7. 前記通信ユニットが光ファイバ或いは無線方式によって前記交流グリッドと接続されていることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システム。
  8. 前記インバーターが、前記インバータブリッジとエネルギー貯蔵インターフェイスの間に接続された電圧電流検出回路を含み、前記電圧電流検出回路は、前記インバータブリッジに入力される直流電流及び電圧を検出し、前記インバータブリッジに検出信号を出力し、前記インバータブリッジは、前記交流グリッドの制限発出電力を算出し出力して前記コントローラに送信する、請求項４に記載の太陽光発電システム。
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