JP6997280B1 - Ｍｌｐｅ機器の制御方法、運転制御方法、及び光起電力システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ＭＬＰＥ機器の制御方法、運転制御方法及び光起電力システムを提供する。【解決手段】運転方法は、ＭＬＰＥ機器が位置するストリングのストリング電流を検出し、ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ、光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を、第１所定時間帯持続して受信していないと判定した後、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧又は出力電力を制御し、低コストで前段の遮断回路に対する制御するとともに、インバータ装置に電圧擾乱が出現した際に後段の変換器が受信した電力が、インバータ装置が待機する際に消費できる電力を超えるか又はインバータ装置の電力制限運転閾値を超えることを避け、さらに、チョッピングによるコーディングが失敗することと、遮断回路がコードを受信できないためにオフモードに入ること、及び光起電力システムがパワーダウンしてロックアップされることと、を避ける。【選択図】図２

Description

本発明は光起電力発電という技術分野に関わり、特に、ＭＬＰＥ機器の制御方法、運転制御方法及び光起電力システムに関わる。
光起電力システムの直流側には、複数の光起電力ユニットが直列／並列接続されることで形成された光起電力アレイがあり、その出力電圧は数百、さらに数千ボルトに達することができ、したがって、光起電力システムのメンテナンス人員、または他の人員は光起電力アレイに接近する場合、ひどい安全事故が出現する恐れがある。
従来技術において、メンテナンス人員の人身安全を保証するために、光起電力ユニットのそれぞれには１つの遮断回路が装着され、システムには１つのホスト装置が設けられ、該ホスト装置は通信技術を介して遮断回路のオン／オフを制御することで、必要な場合、光起電力アレイ全体が安全な電圧（例えば、３０Ｖ）以内にあるように制御する。ただし、該技術案は専門に通信ホストと通信回路を配置する必要があるから、システムのコストが高くなる。
したがって、従来技術はさらに、インバータ装置における変換器に基づき、チョッピングするように電圧電流コード信号を形成する改良の他の技術案を提出し、該技術案は光起電力システムの直流側の電圧または電流に特定のコード信号を形成する方式で、相応的な動作（例えばオフまたはオン）を実行するように直流側機器に通知することで、専用の通信回路を省くことができ、システムコストを節約する。ただし、該技術案はインバータ装置が待機または電力制限運転状態にある場合、光起電力ユニットが開路に近く、図１に示すように、遮断回路の運転区間が最大電力点（即ち、図において、Ｐｍａｘに対応する点）の右側にあり、開路電圧が高い場合、インバータ装置の電圧に小さい擾乱が生じても、例えば、ＶｏｃからＶ１に変化されると、１つの大きい電力（例えば、図におけるＰ１）が生じる恐れがあり、該電力はインバータ装置が待機する際、消費できる電力を超え、または、インバータ装置の電力制限運転閾値を超える恐れがあり、さらに、チョッピングによるコーディングの失敗を招き、遮断回路はコードを受信できずにオフモードに入って、光起電力システムはパワーダウンしてロックアップされる。
これに鑑みると、本発明の実施例は、低コストで前段の遮断回路に対する制御を実現するとともに、インバータ装置電圧の擾乱による、チョッピングによるコーディングの失敗の発生を避けるための、ＭＬＰＥ機器の制御方法、運転制御方法及び光起電力システムを提供する。
前記目的を実現するために、本発明の実施例は、以下の技術案を提供する。
本発明の第１態様は、ＭＬＰＥ機器に適用されるＭＬＰＥ機器の運転制御方法を提供し、
前記ＭＬＰＥ機器は、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、
前記制御方法は、
前記ＭＬＰＥ機器自身が位置するストリングのストリング電流を検出するステップと、
前記ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ光起電力システムにおける相応的な変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定するステップと、
判定結果がイエスであれば、相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップと、
を有する。
好ましくは、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップは、固定周期と固定デューティ比でスイッチング動作をするように前記スイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧と出力電力を低減させるステップを有する。
好ましくは、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップは、スイッチング動作をするように前記スイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧が第１所定電圧閾値より小さくなるステップを有する。
好ましくは、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御する前に、さらに、
自身の入力電圧を検出して、前記入力電圧が第２所定電圧閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
前記入力電圧が前記第２所定電圧閾値より大きいと、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップと、
を有する。
好ましくは、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御した後、さらに、
前記コード情報を第２所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定するステップであって、前記第２所定時間帯が前記第１所定時間帯より長いステップと、
前記コード情報を前記第２所定時間帯持続して受信していないと、第３所定電圧閾値より小さくするように自身の出力電圧を制御するステップと、
を有する。
好ましくは、前記第３所定電圧閾値より小さくするように自身の出力電圧を制御するステップは、前記スイッチトランジスタをオフになるように制御するステップを有する。
好ましくは、前記コード情報は前記変換器の入力側での電圧／電流波動である。
本発明の第２態様は、さらに、光起電力システムにおける変換器に適用されるＭＬＰＥ機器の制御方法を提供し、前記変換器の前段には少なくとも１つのストリングが接続され、個々のストリングはいずれも複数の光起電力ユニットがそれぞれ相応的なＭＬＰＥ機器を介して直列接続されることで形成され、
前記制御方法は、
前記ＭＬＰＥ機器自身の入力電圧が第４所定電圧閾値より小さいかどうかを周期的に判定するステップと、
前記入力電圧が前記第４所定電圧閾値より小さいと、前段の各ＭＬＰＥ機器へコード情報を引き続いて生成し且つ出力することで、各ＭＬＰＥ機器が正常な運転状態に入るステップと、
前記入力電圧が前記第４所定電圧閾値以上であると、前記コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力が相応的な閾値より小さくなるステップと、
を有する。
好ましくは、いずれかのステップの前後で、さらに、
光起電力オフ命令を受信した場合、前記コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧が第３所定電圧閾値より小さくなっており、光起電力接続命令を受信した時、自身の入力電圧が前記第４所定電圧閾値より小さいかどうかを周期的に判定するステップを改めて実行するステップを有する。
好ましくは、前記コード情報は前記変換器の入力側での電圧／電流波動である。
本発明の第３態様は、さらに、変換器と、前記変換器の前段にある光起電力アレイとを備える光起電力システムを提供し、
前記光起電力アレイは、少なくとも１つのストリングを有し、
前記ストリングは、ＭＬＰＥ機器を介して直列接続を実現する複数の光起電力ユニットを有し、
前記ＭＬＰＥ機器は、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、
前記ＭＬＰＥ機器は、前記のＭＬＰＥ機器の運転制御方法を実行するために用いられ、
前記変換器は、前記のＭＬＰＥ機器の制御方法を実行するために用いられる。
好ましくは、前記ＭＬＰＥ機器は、パワーオプティマイザまたは遮断器である。
好ましくは、前記変換器は、コントローラと、主回路とを有し、
前記主回路の入力端は、前記変換器の入力側を介して前記光起電力アレイに接続され、
前記コントローラは、前記主回路に接続される。
好ましくは、前記主回路は、ＤＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＡＣ変換回路であり、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の直流側またはＤＣ／ＡＣ変換回路の直流側を前記主回路の入力端とする。
前記本発明の実施例が提供したＭＬＰＥ機器の運転制御方法に基づき、各光起電力ユニットの出力端に設けられる各ＭＬＰＥ機器により、自身が位置するストリングのストリング電流をそれぞれ検出し、該ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないと判定した場合、後段の変換器が現在、待機状態、または電力制限運転状態にある可能性があると見なし、この場合、光起電力ストリングが開路に近い状態にある可能性があるから、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御し、遮断回路を最大電力点の左側の作業状況に調整し、さらに、インバータ装置に電圧擾乱が出現した際に後段の変換器が受信した電力が、インバータ装置が待機する際に消費できる電力を超えまたはインバータ装置の電力制限運転閾値を超えることを避け、さらに、チョッピングによるコーディングの失敗、遮断回路がコードを受信できないためにオフモードに入ること、及び光起電力システムがパワーダウンしてロックアップされることを避けるとともに、完全にオフされることで後段の変換器が電気エネルギーの供給を失うことがなく、本技術案も変換器から送信されたコード情報により、ＭＬＰＥ機器に対する制御を実現するから、低コストを保留したまま、前段のＭＬＰＥ機器に対する制御機能を実現する。
本発明の実施例または従来技術における技術案をより明らかに説明するために、以下は実施例又は従来技術の記載にとって必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下の図面は本発明の実施例のみであり、当業者にとって、進歩性に値する労働をしない前提で、提供した図面に応じて他の図面を取得できる。
従来技術が提供した技術案における、遮断回路のＰＶ曲線図である。 本発明の実施例が提供した、ＭＬＰＥ機器の運転制御方法のフローチャートである。 本発明の実施例が提供した、ＭＬＰＥ機器の運転制御方法において、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御する場合のＰＶ曲線図である。 本発明の実施例が提供した、他のＭＬＰＥ機器の運転制御方法のフローチャートである。 本発明の他の実施例が提供した、他のＭＬＰＥ機器の運転制御方法のフローチャートである。 本発明の他の実施例が提供した、他のＭＬＰＥ機器の運転制御方法において、光起電力ユニットの、異なる光照射でのＩＶ曲線図である。 本発明の他の実施例が提供した、他のＭＬＰＥ機器の制御方法のフローチャートである。 本発明の他の実施例が提供した、光起電力システムの構成模式図である。 本発明の他の実施例が提供した、光起電力システムにおける変換器の構成模式図である。 本発明の他の実施例が提供した、光起電力システムにおいて、ＭＬＰＥ機器がパワーオプティマイザである構成模式図である。 本発明の他の実施例が提供した、光起電力システムにおいて、ＭＬＰＥ機器が遮断器である場合の構成模式図である。 本発明の他の実施例が提供した、光起電力システムにおいて、ＭＬＰＥ機器が遮断器である場合、後段回路とともに、等価Ｂｕｃｋ回路を形成する構成模式図である。
以下は本発明の実施例における図面を結合して、本発明の実施例における技術案を明らか且つ完全に記載し、明らかに、記載の実施例は全ての実施例ではなく、本発明の一部の実施例のみである。本発明の実施例に基づき、当業者が進歩性に値する労働をしない前提で取得した他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
本出願において、用語である「含む」、「包含」またはそのいずれの他の変体は、非排他的な包含をカバーすることで、一連の要素を含む過程、方法、物品または機器はそれらの要素だけではなく、さらに明らかに挙げられていない他の要素を含み、このような過程、方法、物品または機器の固有の要素を含む。より多い限定がない場合、「１つ……を含む」という語句により限定された要素は、 前記要素が含まれた過程、方法、物品または機器にはさらに他の同じ要素が存在することを排除しない。
従来技術において、遮断回路は最大電力点の右側の曲線作業状況にある場合、変換器は高圧起動または電力制限モードで、コード情報を生成できないという問題を解決するために、本発明の実施例はＭＬＰＥ機器の運転制御方法を提供し、低コストで前段の遮断回路に対する制御を実現するとともに、インバータ装置の電圧の擾乱による、チョッピングによるコーディングの失敗の発生を避ける。
該制御方法はＭＬＰＥ機器に適用され、ＭＬＰＥ機器は、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、そのフローチャートは図２に示すように、該制御方法は、以下のステップを有する。
Ｓ１０１：自身が位置するストリングのストリング電流を検出する。
該ＭＬＰＥ（Module level power electronics、モジュールレベルのパワーエレクトロニクス）機器は、光起電力ユニットに対して最大電力点追従（Maximum power point tracking、ＭＰＰＴ）を行うためのパワーオプティマイザであってもよいし、光起電力ユニットに対してオフ操作を行うための遮断器であってもよいが、これに限定されていない。該ＭＬＰＥ機器の内部は、例えば電流センサのような相応的な検出機器を有することで、自身が位置するストリングのストリング電流を検出する。
Ｓ１０２：ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定する。
実際応用において、該電流閾値の具体的な値の範囲について、いずれも当業者が実際の応用状況に応じて設定してもよく、例えば、電流閾値を０.５Ａにする。変換器が待機状態または電力制限運転状態にあり、ストリング電流が電流閾値より小さいことに対応すればよく、いずれも本出願の保護範囲に該当する。
該コード情報は光起電力システムにおける変換器の直流母線での電圧／電流波動であり、さらに、変換器のＭＬＰＥ機器に対する制御を実現し、専用の通信回路を採用することを避け、システムコストを節約する。正常な場合、変換器は該コード情報を引き続いて出力することで、前段の各ＭＬＰＥ機器がオン状態に維持される。光起電力オフ命令を受信した場合、変換器は該コード情報の出力を停止することで、前段の各ＭＬＰＥ機器がオフ状態になり、安全モードに入る。変換器は待機状態または電力制限運転状態にある場合、前段の各ＭＬＰＥ機器が正常なオン状態に維持されると変換器の主回路内の各チョッパスイッチトランジスタのストレスが大きくなるから、この場合、変換器は該コード情報の出力を停止し第１所定時間帯を維持することで、ＭＬＰＥ機器は光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信できず、さらに、変換器が待機状態または電力制限運転状態にあることを知る。該第１所定時間帯の具体的な値の範囲について、いずれも当業者が実際の応用状況に応じて設定すればよい。
ステップＳ１０２の判定結果がイエスであれば、ステップＳ１０３を実行する。
Ｓ１０３：相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御する。つまり、出力電圧閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧を制御し、又は、出力電力閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電力を制御する。
ストリング電流が所定の閾値（例えば、０.５Ａ）を超える場合、光起電力システムが正常な運転状態にあると見なし、この場合、ＭＬＰＥ機器内で光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタがオンになり、光起電力ユニットは外部に対して正常に出力するが、ストリング電流が電流閾値より小さく且つ光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないと判定すれば、現在、後段の変換器が待機状態または電力制限運転状態にあるかもしれないことを示し、この場合、光起電力ユニットは開路に近い状態にあるかもしれず、後段の変換器内のチョッパスイッチトランジスタのストレスが大きくなるから、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御し、節約モードに入って、複数のＭＬＰＥ機器の直列接続後のストリング電圧も低減され、さらに、後段の変換器内のチョッパスイッチトランジスタの電圧ストレスを小さくして、そのうち、かかる２つの閾値について、いずれも当業者が実際の応用状況に応じて調整すればよく、ここで具体的に限定していない。
具体的に、該ＭＬＰＥ機器が相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御することを実現するための過程は２つの好適な態様があり、第１の好適な態様は、固定周期と固定デューティ比でスイッチング動作をするように、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧と出力電力を低減させ、第２の好適な態様は、スイッチング動作をするようにスイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧が第１所定電圧閾値より小さくなる。
第１の好適な態様にとって、例えば、２ｓを周期とし、１ｓでオン、１ｓでオフする方式で、スイッチトランジスタの動作を制御することで、光起電力ユニット電圧の半分近くになるように、自身の出力電圧を低減させるが、これに限定されず、他の周期とデューティ比であってもよく、ＭＬＰＥ機器の自身の出力電圧と出力電力に対する低減を実現すればよく、いずれも本発明の保護範囲に該当する。
第２の好適な態様にとって、例えばＭＬＰＥ機器の出力端の電圧を検出し、さらにスイッチング動作をするようにスイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧が第１所定電圧閾値より小さくなり、例えば２０Ｖである。ただし、説明しようとするのは、該ＭＬＰＥ機器がパワーオプティマイザであれば、ある値に安定するようにその出力電圧を正確に制御でき、該ＭＬＰＥ機器が遮断器であれば、その出力端には大きいサポートコンデンサがなく、そのスイッチング周波数も高くできないから、その出力電圧をある値に安定するように制御することができないが、その出力ケーブルの誘導リアクタンス、後段の変換器のインダクタ、コンデンサなどを十分に利用することで、等価の変換器を構築し、変換器端に出力される出力電圧を相対的に安定にして、その最終の効果は同様である。
第１の好適な態様を例として説明し、図３に示すように、曲線ａは従来技術における遮断回路のＰＶ曲線であり、曲線ｂは本実施例が提供したＭＬＰＥ機器のＰＶ曲線であり、このように、同じように電力制限（Ｐｍａｘに対応する最大電力点の右側）運転状態にある場合、本実施例は１つのストリングにおいて、複数のＭＬＰＥ機器がいずれも該方式（２ｓを周期とし、１ｓでオンし、１ｓでオフする方式でスイッチトランジスタの動作を制御するもの）で運転する場合、ストリングの等価開路電圧はＶｏｃ’に低下し、後段の変換器の電圧ストレスも減少し、そして、同じ大きさの電圧擾乱（Ｖｏｃ’からＶ２に擾乱する）が発生する場合、処理される電力Ｐ２も従来技術のＰ１より低いから、電力ストレスも低減する。
最大電力点の右側曲線のスロープが大きいことについて、従来技術における技術案は、遮断回路制御という問題を実現できず、本実施例が提供した該ＭＬＰＥ機器の運転制御方法において、後段の変換器が待機状態または電力制限運転状態にある可能性があると判定した後、該ＭＬＰＥ機器における相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタのスイッチング動作を制御し、入節約モードに入って、自身の出力電圧または出力電力が相応的な閾値より小さくなり、遮断回路を最大電力点の左側の作業状況に調整し、さらに、インバータ装置に電圧擾乱が出現した際、後段の変換器が受信した電力が、インバータ装置が待機する際に消費できる電力を超えまたはインバータ装置の電力制限運転閾値を超えることを避け、さらに、チョッピングによるコーディングの失敗、遮断回路がコードを受信できないためにオフモードに入って、及び光起電力システムがパワーダウンしてロックアップされることを避けるとともに、完全にオフされることで、後段の変換器が電気エネルギーの供給を失うことがない。
且つ、本技術案も変換器から送信されたコード情報により、ＭＬＰＥ機器に対する制御を実現するから、低コストを保留し、前段のＭＬＰＥ機器に対する制御機能を実現する。その同時、出力電圧の対応する閾値に対する設定によって、光起電力ユニットが開路に近い状態にある場合、後段の変換器内のチョッパスイッチトランジスタの電圧応力を低減させ、変換器の確実性を向上させる。
本発明の他の実施例はさらにＭＬＰＥ機器の運転制御方法を提供し、該運転制御方法のフローチャートは図４に示すように、前記実施例がステップＳ１０３を実行した後、さらに、
Ｓ２０１：コード情報を第２所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定する。判定結果がイエスであれば、ステップＳ２０２を実行する。
Ｓ２０２：第３所定電圧閾値より小さくするように、自身の出力電圧を制御する。
第２所定時間帯が第１所定時間帯より長いから、前記コード情報を第２所定時間帯だけ受信していないと、後段の変換器が光起電力オフ命令を受信した後、コード情報の生成を停止したと見なし、この場合、ＭＬＰＥ機器内の光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタをオフにするように制御し、さらに、第３所定電圧値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の自身の出力電圧を制御し、第３所定電圧値について、その値の範囲がゼロであり、またはゼロ付近にある小さい値であってもよく、いずれも本発明の保護範囲に該当する。
他の原理は前記実施例と同様であるから、ここで一々贅言していない。
本発明の他の実施例はさらにＭＬＰＥ機器の運転制御方法を提供し、前記実施例において、ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ光起電力システムにおける変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないと判定する場合、光起電力システムが待機状態または電力制限運転状態にないかもしれず、正常のストリングから出力された電流が小さい状況が発生し、例えば、朝晩の光が弱い状態で、ストリング電流が小さく、この時、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御することは、発電量の損失を招く恐れがある。したがって、前記実施例に基づき、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御する前に、該制御方法はさらに以下のステップを有し、そのフローチャートは図５に示される。
Ｓ５０１：自身の入力電圧を検出する。
ＭＬＰＥ機器の入力電圧を検出することで、入力電圧とストリング電流を利用して、ＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を低減させるかどうかを総合的に判定する。
Ｓ５０２：入力電圧が第２所定電圧閾値より大きいかどうかを判定する。
実際応用において、該第２所定電圧閾値について、当業者が実際状況に応じて設定すればよく、ここで具体的に限定していない。入力電圧が第２所定電圧閾値より大きいと判定すれば、ステップＳ１０３を実行する。
図６は光起電力ユニットの、異なる光照射でのＩＶ曲線であり、このように、ストリング電流が電流閾値Ｉｔｈより小さいと検出した時、ＭＬＰＥ機器の入力電圧、即ち光起電力ユニットの出力電圧が第２所定電圧閾値Ｖｔｈを超えるかどうかを判定し、第２所定電圧閾値Ｖｔｈを超え、例えばＶ３である場合、光起電力ユニットが強い光照射にあることを示し、後段の変換器の待機状態または電力制限運転状態により、光起電力ストリング電流が低くなることが分かっているから、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御できる。
さもなければ、ＭＬＰＥ機器の入力電圧が第２所定電圧閾値Ｖｔｈより低く、例えばＶ４にある場合、光起電力ユニットは今、弱い光にあるから、ストリング電流が低くなることを示すため、光起電力ユニットが後段の変換器に出力する電圧が低く、電力も低くて、即ち、変換器におけるチョッパスイッチトランジスタの電圧ストレスが大きくなることがなく、相応的な閾値より小さいようにその出力電圧または出力電力を制御する必要がなく、オンに維持されるようにＭＬＰＥ機器を制御すればよい。
本実施例が提供したＭＬＰＥ機器の運転制御方法において、相応的な閾値より小さくするようにＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御する前に、その入力電圧とストリング電流とを総合的に判定することで、誤判定による発電量の損失を避ける。
他の原理は前記実施例と同様であるから、ここで一々贅言していない。
本発明の他の実施例はさらに、光起電力システムにおける変換器に適用されるＭＬＰＥ機器の制御方法を提供し、該変換器の前段には少なくとも１つのストリングが接続され、個々のストリングはいずれも複数の光起電力ユニットがそれぞれ相応的なＭＬＰＥ機器を介して直列接続されることで形成され、該制御方法のフローチャートは図７に示すように、以下のステップを有する。
Ｓ７０１：自身の入力電圧が第４所定電圧閾値より小さいかどうかを周期的に判定する。
変換器は光起電力オフ命令を受信していない場合、自身の入力電圧を周期的に検出及び判定し、且つ、検出と判定とのそれぞれの周期は当業者が実際状況に応じて設定すればよく、リアルタイム検出、リアルタイム判定を行ってもよく、いずれも本発明の保護範囲に該当し、第４所定電圧閾値は当業者が実際状況に応じて設定すればよく、例えば５５０Ｖであり、これに限定されていない。
該変換器の入力電圧が第４所定電圧閾値より小さいと、ステップＳ７０２を実行し、さもなければ、ステップＳ７０３を実行する。
Ｓ７０２：前段の各ＭＬＰＥ機器へコード情報を引き続いて生成し且つ出力し、各ＭＬＰＥ機器が正常な運転状態に入る。
変換器の入力電圧が第４所定電圧閾値より低く、例えば５５０Ｖである場合、チョッピング運転を行って、即ち、正常な運転状態になるから、コード情報を引き続いて生成し及び出力できる。
Ｓ７０３：コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力が相応的な閾値より小さくなる。
該変換器の入力電圧が第４所定電圧閾値以上であれば、待機モードに入るように変換器を直接的に制御し、コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧が第３所定電圧閾値より小さくなり、即ち、安全モードに入るように各ＭＬＰＥ機器を制御し、したがって、該第３所定電圧閾値はゼロ、または１つの極めて低い電圧であってもよく、これに限定されず、さらに、安全値より小さくするように、光起電力ストリングの電圧を制御し、例えば３０Ｖである。
相応的な閾値より小さくするように、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力を制御した後、変換器の入力電圧が第４所定電圧閾値より低くなる場合、コード情報の生成を続けることができ、さらに、各ＭＬＰＥ機器の正常運転を回復させる。
説明しようとするのは、前記Ｓ７０１～Ｓ７０３のいずれかのステップを実行する前後で、変換器は光起電力オフ命令を受信した場合、コード情報の生成をすぐに停止し、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧が第３所定電圧閾値より小さくなり、光起電力接続命令を受信した時、ステップＳ７０１を改めて実行する。
他の原理は前記実施例と同様であるから、ここで一々贅言していない。
本発明の他の実施例はさらに光起電力システムを提供し、その構成模式図は図８に示すように、変換器１１０と、変換器１１０の前段にある光起電力アレイ１２０とを備え、光起電力アレイ１２０は少なくとも１つのストリングを有し、例えば並列接続される複数のストリングを有し、ストリングはＭＬＰＥ機器を介して直列接続を実現する複数の光起電力ユニットを有し、ＭＬＰＥ機器は相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、ＭＬＰＥ機器は前記実施例が提供したＭＬＰＥ機器の運転制御方法を実行し、変換器１１０は前記実施例が提供した他のＭＬＰＥ機器の制御方法を実行する。
該変換器１１０の構成模式図は図９に示すように、コントローラ９１０と主回路９２０とを備え、主回路９２０の入力端は直流母線を介して光起電力アレイに接続され、コントローラ９１０は主回路９２０に接続される。実際応用において、主回路９２０により電圧／電流波動を直流母線に生成することで、ＭＬＰＥ機器がコード情報を受信しており、別の起動装置を利用して電圧／電流波動を直流母線に生成することで、ＭＬＰＥ機器がコード情報を受信してもよく、同じように、通信装置の配置コストを避け、いずれも本出願の保護範囲に該当する。
実際応用において、該主回路９２０は電力変換を行うＤＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＡＣ変換回路であってもよく、この場合、ＤＣ/ＤＣ変換回路の直流側、またはＤＣ／ＡＣ変換回路の直流側を主回路９２０の入力端とし、光起電力インバータ装置に対して、ＤＣ／ＤＣ変換回路は一般的にＢｏｏｓｔ変換回路であり、エネルギー貯蔵コンバータに対して、ＤＣ／ＤＣ変換回路は一般的に双方向充電／放電ＤＣ／ＤＣ変換回路である。
したがって、該変換器１１０は前記実施例が提供したＭＬＰＥ機器の制御方法を実行する場合、具体的に、コントローラ９１０によりステップＳ７０１を実行し、ステップＳ７０２とステップＳ７０３とは主回路９２０により実現される。コントローラ９１０がステップＳ７０１を実行した後、変換器１１０が待機または電力制限運転状態にある場合、ユニットの電圧が高いと、主回路９２０の運転が停止しまたは電力低減運転し、この場合、直流母線の電圧が上昇し、ステップＳ７０１の判定結果がノーで、主回路９２０がステップＳ７０３を実行する。
光起電力アレイ１２０におけるＭＬＰＥ機器、即ちＭＬＰＥ機器は、光起電力ユニットに対して最大電力点追従を行うためのパワーオプティマイザであってもよいし、または光起電力ユニットに対してオフ操作を行うための遮断器であってもよく、これに限定されず、具体的に、ＭＬＰＥ機器がパワーオプティマイザである場合、その構成模式図が図１０に示され、ＭＬＰＥ機器が遮断器である場合、その構成模式図が図１１に示される。ただし、パワーオプティマイザでも、遮断器でも、該ＭＬＰＥ機器はいずれも光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタＳを備える。
説明に値するのは、該ＭＬＰＥ機器が前記実施例が提供したＭＬＰＥ機器の制御方法を実行する場合、ＭＬＰＥ機器がパワーオプティマイザであれば、相応的な閾値より小さくするように、その出力電圧または出力電力を正確に制御でき、例えば、２０Ｖであり、ただし、ＭＬＰＥ機器が遮断器であれば、出力端には大きいサポートコンデンサがなく、スイッチング周波数も高くできないから、出力電圧をある値に安定させることができない。したがって、出力ケーブルの誘導リアクタンス、後段の変換器のインダクタ、コンデンサなどを十分に利用することで、等価の変換器を構築し、変換器に出力された電圧を安定させる。図１２に示すように、遮断器におけるスイッチトランジスタＳ及びダイオードＤ１は、出力ケーブル等価誘導リアクタンスＬｒ及び変換器の入力側のコンデンサである変換器の入力コンデンサＣ１とともに、１つのＢｕｃｋ回路を構成することで、変換器の入力コンデンサＣ１での電圧を相対的に安定させ、且つ低くする。また、遮断器におけるスイッチトランジスタＳ及びダイオードＤ１はさらに、変換器におけるインダクタＬ及び母線コンデンサＣｂｕｓとともに、１つのＢｕｃｋ回路を構成でき、該Ｂｕｃｋ回路におけるインダクタ及びコンデンサは、より大きいから、変換器の母線コンデンサＣｂｕｓでの電圧がより安定する。
本実施例が提供した光起電力システムは、ソフトウエアアルゴリズムを介して前記実施例が提供した制御方法を実現するから、ハードウェアコストが増えることがない。
他の原理は前記実施例と同様であるから、ここで一々贅言していない。
本明細書における各実施例に対して、いずれも順を追った説明で記載し、各実施例の間の同じまたは類似の部分は互いに参照すればよく、各々実施例が主に、他の実施例との相違点を説明する。特に、システムまたはシステムの実施例にとって、基本的に方法の実施例に類似するから、簡単に記載され、関するところについて、方法の実施例の一部の説明を参照すればよい。以上の記載のシステム及びシステムの実施例はただ模式的であり、前記別体部品として説明された手段は、物理的に別体としてもよく、そうではなくてもよく、手段として表示された部材は、物理的手段であってもよく、そうではなくてもよく、即ち、１つの箇所に位置してもよく、または複数のネットワーク手段に分布されてもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部または全てのモジュールを選択して、本実施例の技術案の目的を実現できる。当業者が進歩性に値する労働をしない場合でも、理解し且つ実施できる。
当業者がさらに意識できるように、本明細書に開示された実施例に記載の各例示の手段及びアルゴリズムステップを結合して、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両者の結合を介して実現でき、ハードウェアとソフトウェアとの互換可能性を明らかに説明するために、前記説明において、既に機能に応じて、一般的に各例示の組み合わせ及びステップを記載した。これらの機能は、ハードウェア、それともソフトウェアという方式で実行されることは、技術案の特定応用及び設計制限条件に依存する。当業者は各々特定の応用に対して、異なる方法を利用することで、記載の機能を実現できるが、このような実現は、本発明の範囲を超えたと見なすべきではない。
開示された実施例に対する前記説明により、当業者は本発明を実現しまたは利用できる。これらの実施例に対する種々の修正は、当業者にとって自明であり、本明細書に定義された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱しない場合、他の実施例においても実現可能である。したがって、本発明は本明細書に開示されたこれらの実施例に限定されず、本明細書に開示された原理及び新規な特徴と一致する、最も広い範囲に合う。

Claims (14)

  1. ＭＬＰＥ機器に適用されるＭＬＰＥ機器の運転制御方法であって、
    前記ＭＬＰＥ機器は、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、
    前記運転制御方法は、
    前記ＭＬＰＥ機器自身が位置するストリングのストリング電流を検出するステップと、
    前記ストリング電流が電流閾値より小さく、且つ光起電力システムにおける相応的な変換器から送信されるコード情報を第１所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定するステップと、
    判定結果がイエスであれば、相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップと、
    を有する
    ことを特徴とするＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  2. 前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップは、固定周期と固定デューティ比でスイッチング動作をするように前記スイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧と出力電力を低減させるステップを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  3. 前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップは、スイッチング動作をするように前記スイッチトランジスタを制御することで、自身の出力電圧が第１所定電圧閾値より小さくなるステップを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  4. 前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御する前に、さらに、
    自身の入力電圧を検出して、前記入力電圧が第２所定電圧閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
    前記入力電圧が前記第２所定電圧閾値より大きいと、前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御するステップと、
    を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  5. 前記相応的な閾値より小さくするように自身の出力電圧または出力電力を制御した後、さらに、
    前記コード情報を第２所定時間帯持続して受信していないかどうかを判定するステップであって、前記第２所定時間帯が前記第１所定時間帯より長いステップと、
    前記コード情報を前記第２所定時間帯持続して受信していないと、第３所定電圧閾値より小さくするように自身の出力電圧を制御するステップと、
    を有する
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  6. 前記第３所定電圧閾値より小さくするように自身の出力電圧を制御するステップは、前記スイッチトランジスタをオフになるように制御するステップを有する
    ことを特徴とする請求項５に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  7. 前記コード情報は前記変換器の入力側での電圧／電流波動である
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法。
  8. 光起電力システムにおける変換器に適用されるＭＬＰＥ機器の制御方法であって、
    前記変換器の前段には少なくとも１つのストリングが接続され、
    個々のストリングはいずれも複数の光起電力ユニットがそれぞれ相応的なＭＬＰＥ機器を介して直列接続されることで形成され、
    前記制御方法は、
    前記ＭＬＰＥ機器自身の入力電圧が第４所定電圧閾値より小さいかどうかを周期的に判定するステップと、
    前記入力電圧が前記第４所定電圧閾値より小さいと、前段の各ＭＬＰＥ機器へコード情報を引き続いて生成し且つ出力することで、各ＭＬＰＥ機器が正常な運転状態に入るステップと、
    前記入力電圧が前記第４所定電圧閾値以上であると、前記コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧または出力電力が相応的な閾値より小さくなるステップと、
    を有する
    ことを特徴とするＭＬＰＥ機器の制御方法。
  9. いずれかのステップの前後で、さらに、
    光起電力オフ命令を受信した場合、前記コード情報の生成を停止することで、各ＭＬＰＥ機器の出力電圧が第３所定電圧閾値より小さくなっており、光起電力接続命令を受信した時、自身の入力電圧が前記第４所定電圧閾値より小さいかどうかを周期的に判定するステップを改めて実行するステップを有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のＭＬＰＥ機器の制御方法。
  10. 前記コード情報は前記変換器の入力側での電圧／電流波動である
    ことを特徴とする請求項８または９に記載のＭＬＰＥ機器の制御方法。
  11. 変換器と、前記変換器の前段にある光起電力アレイとを備える光起電力システムであって、
    前記光起電力アレイは、少なくとも１つのストリングを有し、
    前記ストリングは、ＭＬＰＥ機器を介して直列接続を実現する複数の光起電力ユニットを有し、
    前記ＭＬＰＥ機器は、相応的な光起電力ユニットに直列接続されるスイッチトランジスタを有し、
    前記ＭＬＰＥ機器は、請求項１～７のいずれか１項に記載のＭＬＰＥ機器の運転制御方法を実行するために用いられ、
    前記変換器は、請求項８～１０のいずれか１項に記載のＭＬＰＥ機器の制御方法を実行するために用いられる
    ことを特徴とする光起電力システム。
  12. 前記ＭＬＰＥ機器は、パワーオプティマイザまたは遮断器である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光起電力システム。
  13. 前記変換器は、コントローラと、主回路とを有し、
    前記主回路の入力端は、前記変換器の入力側を介して前記光起電力アレイに接続され、
    前記コントローラは、前記主回路に接続される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光起電力システム。
  14. 前記主回路は、ＤＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＡＣ変換回路であり、
    前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の直流側またはＤＣ／ＡＣ変換回路の直流側を前記主回路の入力端とする
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光起電力システム。
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