TW201535932A - 隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法 - Google Patents

隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種隔離混合型太陽光發電系統以及其電力切換控制方法，其讓電網型與獨立型模式運作完全隔離，並在電網型與獨立型供電模式間做適當切換控制，以延長蓄電池壽命、確保系統可靠度。本發明的隔離混合型太陽光發電系統可對一用戶供電也可對多用戶供電，形成小區互助式供電系統，可以使負載較為平衡，降低蓄電池設置成本。

Description

隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法
本發明係關於一種隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其讓電網型與獨立型運作模式完全隔離，並在電網型與獨立型供電模式間做適當切換控制，以延長蓄電池壽命、確保系統可靠度。本發明的隔離混合型太陽光發電系統也可對多用戶供電，形成小區互助式供電系統，可以使負載較為平衡，降低蓄電池設置成本。
習知的利用太陽電池的太陽光發電系統可分為獨立型、併網型、與混合防災型三大類。如第1圖示，獨立型不與電網相連，必須裝設蓄電池(2)與充放電控制器(3)利用太陽電池(1)充電，在沒太陽時也可以利用蓄電池(2)經由獨立型換流器(41)供應給交流負載(5)。
併網型係將太陽光發電系統與電網併聯，又可分為電力完全回賣型與併網自用型。電力完全回賣型係將所有太陽光發電全部饋入電網，由電網營運者收購，這類技術已很成熟。併網自用型則是將太陽電池輸出直流電力，經由併網型換流器轉為交流電供給負載使用，有餘電時經由併網型換流器回售電網(逆潮流)，太陽電力不足時由電網輸入部分交流電力，與併網型換流器的輸出交流電一起供給負載用電，此種雙向(或稱逆潮 流型)併網自用型的技術也是成熟的。
如第2圖示，雙向併網自用型也可裝設蓄電池(2)與充放電控制器(3)，利用太陽電池(1)充電。蓄電池(2)可直接放電經過併網型換流器(42)供給交流負載(5)用電，不足的電力由電網輸入交流市電(6)。此種系統較為複雜，往往結合智能控制技術，進行太陽能發電、蓄電、負載用電的能量管理。
不論那種併網型，其併網型換流器(42)的輸出交流電必須與電網電力同步才能併網，通常必須由電網經營者核可才能併網。
將習知的併網型與獨立型兩套系統結合即為混合型，通常用於防災，其中的一種設計可在平時併網、停電時獨立供電，故又稱為複合防災型，如第3圖示。其使用同一組太陽電池(1)，以繼電器來選擇併網或獨立模式運作。在平時市電正常供電時將繼電器A(71)置於併網型，另一繼電器B(72)切至併網型換流器(42)線路上，由太陽電池(1)發電經併網型換流器(42)供給緊急負載(50)用電(如逃生門照明)，如太陽電力不足，則由交流市電(6)輸入不足之電力；當市電停電時，併網型偵測到孤島現象時停止運轉，緊急負載繼電器B(72)切換至獨立型繼續供電，再將繼電器A(71)切換至獨立型位置，讓太陽電池(1)經由充放電控制器(3)對蓄電池(2)進行充電或放電，因此緊急負載(50)在發生天災而停電時尚有電源可用。這種複合防災型在平時並不由蓄電池(2)供給緊急負載(50)用電，只有當市電停電時，才由蓄電池(2)供電，系統切換至由太陽電池(1)對蓄電池(2)充電。另外，平時也可定期將繼電器A(71)切換至獨立型位置，讓太陽電池(1)經由充放電控制器(3)對蓄電池(2)進行充電，隨時充飽蓄電池以備不時之需。
複合防災型在平時採併網型運作時也可回售電力給電網(逆潮流)，變流器輸出的交流電需與電網電力同步，必須由電網經營者核可才能併網，增加安裝複雜度與成本。
基於上述之缺失，經本發明者加以精進研究設計，企圖設計一種可完全隔離切換市電電網與獨立太陽光發電之供電系統，並可對一用戶供電也可對多用戶供電，形成小區互助式供電系統，可以使負載較為平衡，降低安裝複雜度與系統建置成本及延長蓄電池壽命，將習用者之缺失加以改善。
本發明提出一種將市電(電網型)與太陽電力(獨立型)供電完全隔離的混合型太陽光發電系統，如第4圖示，係採用繼電器C(73)來選擇電網型或獨立型模式運作，讓電網型與獨立型運作完全隔離，可稱之為「隔離混合型太陽光發電系統」。其分兩種模式供電：電網型與獨立型模式。太陽能發電足夠時，切入獨立型，全由太陽能供電(結合蓄電池)，不回售電力至電網；太陽電池發電與蓄電池供電不足時，切入電網型，全由交流市電(6)直接供電。這種系統不回售多餘太陽能電力給電網，於供電不足時也不將換流器與電網併聯，一起供電給負載，而係完全由電網供電，讓電網型與獨立型運作完全隔離。因此，沒有與電網電力同步的問題，通常不需電網經營者核可。但其電網型與獨立型運作模式的切換控制 會影響系統運轉效能、可靠度、與蓄電池壽命。
一般蓄電池可循環次數(由最低電壓充電至最高電壓，然後放電至最低電壓稱為循環一次)均有限，如鋰電池約3,000次、鉛酸電池約700次。隔離混合型太陽光發電系統的切換控制會影響蓄電池的充放電循環次數、電網型與獨立型運作模式的切換頻率、以及太陽能利用效率。若能減少蓄電池的充放電循環次數，可提高蓄電池壽命降低系統成本；若能降低繼電器C(73)的切換次數，可提高繼電器C(73)的壽命，提升系統可靠度。
本發明係一種隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換的控制方法，以提高蓄電池(2)與繼電器C(73)的壽命，降低系統成本、提升系統可靠度。
隔離混合型太陽光發電系統中的蓄電池，可視為一個能量緩衝器，蓄電池不停地進行充放電動作，當太陽電池發電量與蓄電池電量不足時，切入電網型由市電供電給負載，此時太陽電池仍繼續對蓄電池充電，當達到某一條件後，再切回獨立型供電。
本發明係利用切入電網型模式運作後的蓄電池累積充電量(EB)，作為控制參數，當EB達到某一特定量時(稱「臨界充電量」，符號SB)，代表存入蓄電池的太陽光發電量已夠多，因此切入獨立型模式。SB的設定影響繼電器C(73)的切換次數與蓄電池(2)充放電循環次數，以及太陽能利用效率。
理論上，較低的臨界充電量設定值SB，可使電網型模式(利用電網電力供電)的運作時間縮短，迅速切回獨立型模式(利用太陽電力供電)，可以提升太陽能利用效率。但是在太陽輻射量低或負載量大時，會使蓄電池又迅速放電至最低電壓點，增加其充放電循環次數與降低壽命。依實際經驗顯示，蓄電池(2)充放電循環次數與繼電器C(73)的開關次數受太陽電池發電量、負載用電量、蓄電池容量、蓄電池放電深度影響，可用公式〔1〕來計算臨界充電量SB：SB=DOD x Cbat x Af 公式〔1〕DOD代表蓄電池放電深度；Cbat代表蓄電池容量；Af代表調整函數(0至1)，其可採固定值或隨操作狀態改變。本發明定義一個太陽發電餘量變數eB，如公式〔2〕，來做為調整函數Af的變數：eB=(Epv-EL)/Epvmax 公式〔2〕Epv代表太陽電池實際發電功率；EL代表交流負載耗電功率；Epvmax代表裝設的太陽電池峰瓦值(peak power)。eB代表系統操作狀態，eB正值代表太陽光發電充足或負載耗電較低；eB負值代表太陽光發電不足或負載耗電較高。
公式〔1〕中的調整函數值Af與代表操作狀態的eB有關，亦即臨界充電量SB可隨eB改變。發電餘量變數值eB較小代表太陽電池發電量較小，或負載用電量較高，意味著太陽發電不足，因此，SB應設定較高值，讓系統在電網型運 作的時間較長，好讓蓄電池多充電，避免太快切入獨立型運作時蓄電池會很快放空；發電餘量變數值eB較大，代表太陽電池實際發電量較大，或負載用電量較低，意味著太陽發電足夠，因此，SB應設定較低值，讓系統盡快切入獨立型運作以盡量利用太陽能。因此，Af與eB的關係可定義為公式〔3〕多項函數：Af=Ko+K1 eB+K2 eB 2+K3 eB 3+......公式〔3〕Ko、K1、K2、K3等常數可由系統分析或操作經驗來求得。第5圖示包含公式〔3〕的Af與eB之間的三種函數關係，其中(函數1)代表Af是常數，亦即K1=K2=K3=...=0。(函數2)代表Af隨eB呈線性變化關係，亦即K2=K3=...=0；(函數3)代表Af隨eB呈曲線變化關係。另外，Af隨eB變化關係也可設定為梯形函數(函數4)。
本發明的隔離混合型太陽光發電系統因採隔離供電設計，既不回售太陽能餘電給電網，也不將市電與換流器併聯，一起供電給交流負載。因此，當太陽輻射很大、負載很小，蓄電池又充飽時，太陽電池便無法全力發電，造成太陽能發電損失。Af的函數關係也會影響太陽能發電損失。
依據上述第5圖示的Af函數來求取臨界充電量SB，可以使本發明的隔離混合型太陽光發電系統中的蓄電池充放電循環次數以及繼電器的開關次數明顯降低，並減少太陽能發電損失(太陽輻射量大、蓄電池滿載、負載用電又很小 時，太陽電池無法全力發電的損失)。
本發明人利用長期電腦模擬，分析隔離混合型太陽光發電系統採用第五圖示的不同Af與eB函數關係的系統運作效能。模擬時，假設太陽電池(1)裝設量為1,500峰瓦(kWp)，交流負載(5)是一部變頻冷暖氣機(耗電200~900W)，每天操作11小時(上午8：00至下午19：00)，夏季(五月至九月)每天耗電9.8度(kWh)，非夏季(十月至四月)每天耗電6.5度(kWh)；利用能量平衡原理，針對兩種蓄電池容量(720Wh與1,440Wh)，輸入全年的逐時台北氣象資料，便可計算逐時運轉性能。第6圖是Af採梯形函數(函數4)，其中Afmin取0.05、Afmax取0.95，並假設梯形的e1與e2值係與零點對稱(即e1=e2=eo)，在不同斜率(不同eo值)下，所計算的結果。第6圖顯示，eo值設在0.05~0.70之間，蓄電池容量為720Wh時，每年的蓄電池充放電循環次數均少於110次，每年繼電器C(73)的切換次數均少於2,110次；如蓄電池容量為1,440Wh，每年的蓄電池充放電循環次數均少於90次；每年繼電器C(73)的切換次數均少於1,100次。
第7圖是Af採梯形(函數4)，且其eo值設在0.05~0.70之間時的太陽能發電損失[此項損失也包含線損2%與換流器損失10%]，結果顯示，蓄電池容量為720Wh時，太陽能發電損失均小於5.4%；如蓄電池容量為1,440Wh，太陽能發電損失均小於3.6%。
第6圖與第7圖分析結果顯示，繼電器的切換次 數、蓄電池充放電循環次數、及太陽能發電損失隨eo值的變化都很平緩，且系統操作狀態良好，確可提升蓄電池壽命、確保系統的可靠度與高效能。
上述電腦模擬分析雖針對Af採梯形函數(函數4)，然而如果將eo值設定得很大，也就接近線性函數(函數2)；實際上，梯形函數(函數4)也接近曲線函數(函數3)。
如果Af採固定值(函數1)，電腦模擬分析結果如第8圖示與第9圖示，其中第8圖示結果顯示，Af值設在0.05~0.60之間，蓄電池容量為720Wh時，每年的蓄電池充放電循環次數均少於115次，每年繼電器C(73)的切換次數在低Af值時可高達近13,000次；如蓄電池容量為1,440Wh，每年的蓄電池充放電循環次數均少於94次；每年繼電器C(73)的切換次數在低Af值時可高達近9,000次。因此，理想的Af值在0.3至0.6之間。
第9圖示結果顯示，Af值設在0.05~0.60之間時，蓄電池容量為720Wh時，太陽能發電損失均小於5.7%；如蓄電池容量為1,440Wh，太陽能發電損失均小於5.4%；兩者皆發生於高Af值時。
上述第6至第9圖示有關長期電腦模擬分析的結果，係針對特定負載以及台北地區的太陽輻射量，如果改變裝設地點以及負載變化，會影響分析結果。本發明旨在揭示採用第5圖示不同調整函數Af的電力切換控制方法，其可以針 對不同系統設計(太陽電池設置量、蓄電池容量、負載種類與大小)、不同負載變化、以及不同地區的太陽輻射，進行長期電腦模擬分析或依據實際操作經驗，獲得最適切換控制。
由於負載用電變動不定，且不一定與太陽光發電同步，因此經常需要加大蓄電池容量，以降低太陽能發電損失，但也增加成本。參考第10圖示，本發明的隔離混合型太陽光發電系統也可增設多個獨立型變流器(411、412、413)以及繼電器C1(731)、繼電器C2(732)、繼電器C3(733)，對多用戶同時供電，如此便形成小區互助式供電系統，可以平衡系統的負載變動，降低蓄電池設置成本。將所有用戶的交流負載用電加總，便可運用上述相同的切換控制技術來操作，其所有用戶的運轉模式均採同步切換。
為進一步系統優化，第10圖示的多用戶隔離混合型太陽光發電系統也可對個別用戶進行負載管理，所有用戶的運轉模式不必同步切換。在獨立型模式運作時，監測太陽電池發電功率(Epv)及各用戶的交流負載功率，依其值大小並根據預設的負載優先管理策略，例如，將所有用戶的交流負載分成高、中、低負載三類或第一、第二、第三優先供電三類，當太陽電池發電較低時(由eB大小判斷)，依序將高、中、低或第三優先、第二優先、第一優先的負載用戶逐一切入電網型模式，所有用戶並非同步切入。如此可以降低蓄電池放電量，延長獨立型模式運作時間，提升系統效率。
1‧‧‧太陽電池
2‧‧‧蓄電池
3‧‧‧充放電控制器
41‧‧‧獨立型換流器
411‧‧‧獨立型換流器
412‧‧‧獨立型換流器
413‧‧‧獨立型換流器
42‧‧‧併網型換流器
5‧‧‧交流負載
50‧‧‧緊急負載
51‧‧‧交流負載
52‧‧‧交流負載
53‧‧‧交流負載
6‧‧‧交流市電
71‧‧‧繼電器A
72‧‧‧繼電器B
73‧‧‧繼電器C
731‧‧‧繼電器C1
732‧‧‧繼電器C2
733‧‧‧繼電器C3
81‧‧‧太陽電池發電功率量測元件
82‧‧‧直流蓄電池充放電功率量測元件
83‧‧‧交流負載功率量測元件
831‧‧‧交流負載功率量測元件
832‧‧‧交流負載功率量測元件
833‧‧‧交流負載功率量測元件
9‧‧‧微處理控制器
90‧‧‧電力傳輸線
901‧‧‧電力傳輸線
902‧‧‧電力傳輸線
903‧‧‧電力傳輸線
91‧‧‧太陽電池發電功率量測信號傳輸線
92‧‧‧蓄電池充放電功率量測信號傳輸線
93‧‧‧交流負載功率量測信號傳輸線
931‧‧‧交流負載功率量測信號傳輸線
932‧‧‧交流負載功率量測信號傳輸線
933‧‧‧交流負載功率量測信號傳輸線
101‧‧‧主控制單元MCU
第1圖係獨立型太陽光發電習知技術。
第2圖係併網型太陽光發電習知技術。
第3圖係防災混合型太陽光發電習知技術。
第4圖係本發明隔離混合型太陽光發電系統之流程圖。
第5圖係本發明切換控制調整函數Af的函數變化關係圖。
第6圖係本發明採梯形調整函數Af(函數4)的系統效能分析結果。
第7圖係本發明採梯形調整函數Af(函數4)的太陽能發電損失分析結果。
第8圖係本發明採固定調整函數Af(函數1)的系統效能分析結果。
第9圖係本發明採固定調整函數Af(函數1)的太陽能發電損失分析結果。
第10圖係本發明之多用戶供電狀態之示意圖。
第11圖係本發明之單用戶實施方法。
第12圖係本發明之多用戶實施方法。
根據第4圖所示本發明的隔離混合型太陽光發電系統，該繼電器C(73)的控制，係配合太陽電池發電功率、蓄電池充電量、與負載用電 量的電力量測，由微處理控制器來執行切換動作，其實施方式如第11圖示。其繼電器C(73)屬於雙擲型(double throw)，其共接點與交流負載(5)電連接；繼電器C(73)另兩個接點係與交流市電(6)以及獨立型換流器(41)的交流輸出端電連接；繼電器C(73)的驅動端接點則經由電力傳輸線(90)與微處理控制器(9)輸出端電連接；微處理控制器(9)做控制決策並經由電力傳輸線(90)輸出驅動電力至繼電器C(73)執行切換動作。
在電網模式運作時負載由電網供電，此時太陽電池仍然對蓄電池充電，太陽電池發電量信號係由直流太陽電池發電功率量測元件(81)透過太陽電池發電功率量測信號傳輸線(91)，傳送至微處理控制器(9)；蓄電池充電功率信號係由直流蓄電池充放電功率量測元件(82)透過蓄電池充放電功率量測信號傳輸線(92)，傳送至微處理控制器(9)；交流負載功率信號係由交流負載功率量測元件(83)透過交流負載功率量測信號傳輸線(93)，傳送至微處理控制器(9)。微處理控制器(9)接收太陽電池發電功率、蓄電池充電量、與負載用電量信號後，利用公式〔2〕計算出發電餘量變數eB，再經由公式〔3〕或第5圖示的(函數1)、(函數2)、(函數3)、(函數4)計算出調整函數Af值，然後套入公式〔1〕求得蓄電池臨界充電量(SB)，再由微處理控制器(9)做控制決策；當系統切入電網型模式運作時，開始量測蓄電池累積充電量(EB)，當其達到蓄電池臨界充電量SB時，微處理控制器(9)輸出一個驅動電力經由電力傳輸線(90)給繼電器C(73)，進行切換以切入獨立型模式。
第11圖示揭示的實施方式中，微處理器(9)、充放電控制器(3)、繼電器C(73)、太陽電池發電功率量測元件(81)、直流蓄電池充放電功率量測元件(82)、交流負載功率量測元件(83)、及量測元件的太陽電池發電 功率量測信號傳輸線(91)、蓄電池充放電功率量測信號傳輸線(92)、交流負載功率量測信號傳輸線(93)，可以組合為一體，形成一個主控制單元MCU(101)，其與太陽電池(1)、蓄電池(2)、獨立型換流器(41)、交流市電(6)、與交流負載(5)電連接一起構成一個系統。亦即，本發明的隔離混合型太陽光發電系統可採模組化設計，由四個組件構成：太陽電池(1)、蓄電池(2)、獨立型換流器(41)、與主控制單元MCU(101)，使得系統可由不同規格的組件組合而成，應用時具有彈性。
本發明根據第10圖所示的多用戶隔離混合型太陽光發電系統，該多個繼電器C1(731)、繼電器C2(732)、繼電器C3(733)的控制，係配合太陽電池發電功率、蓄電池充放電功率、與總負載用電量的電力量測，由微處理控制器來指揮繼電器的切換動作。其實施方式如第12圖示，太陽電池發電功率係由直流太陽電池發電功率量測元件(81)透過太陽電池發電功率量測信號傳輸線(91)，傳送至微處理控制器(9)；蓄電池充放電功率係由直流蓄電池充放電功率量測元件(82)透過蓄電池充放電功率量測信號傳輸線(92)，傳送至微處理控制器(9)；總交流負載功率係由多組交流負載功率量測元件(831、832、833)透過交流負載功率量測信號傳輸線(931)、交流負載功率量測信號傳輸線(932)、交流負載功率量測信號傳輸線(933)，傳送至微處理控制器(9)。
本發明根據第10圖與第12圖示所示的多用戶隔離混合型太陽光發電系統，在電網型模式運作時，微處理控制器(9)接收太陽電池發電功率、蓄電池充放電功率、與各用戶負載用電量後，先加總各用戶負載用電量後，利用公式〔2〕計算出發電餘量變數eB，再經由公式〔3〕或第5圖 示的(函數1)、(函數2)、(函數3)，(函數4)計算出調整係數值Af，然後套入公式〔1〕求得蓄電池臨界充電量(SB)，再由微處理控制器(9)做控制決策；當系統切入電網型模式運作時，開始量測蓄電池的累積充電量(EB)，當EB達到臨界充電量SB時，微處理控制器(9)輸出一個驅動電力經由三條電力傳輸線(901、902、903)傳給三個繼電器C1(731)、繼電器C2(732)、繼電器C3(733)，進行同步切換，以進入獨立型模式。
在獨立型模式運作時，第10圖示與第12圖示的多用戶隔離混合型太陽光發電系統也可進行負載管理，其所有用戶的運轉模式不必同步切換，以進行系統優化。各用戶的交流負載都裝設有交流負載功率量測元件(831、832、833)，在獨立型模式運作時，監測太陽電池發電功率(Epv)、各用戶的交流負載功率，依其值大小並根據預設的負載優先管理策略，例如，將所有用戶的交流負載分成高、中、低負載三類或第一、第二、第三優先供電三類，當太陽電池發電較低時(由eB大小判斷)，依序將高、中、低或第三優先、第二優先、第一優先的負載用戶逐一切入電網型模式，所有用戶並非同步切入。如此可以降低蓄電池放電量，延長獨立型模式運作時間，提升系統效率。
第12圖示揭示的實施方式中，微處理控制器(9)、充放電控制器(3)、多個繼電器C1(731)、繼電器C2(732)、繼電器C3(733)、太陽電池發電功率量測元件(81)、蓄電池充放電功率量測元件(82)、負載用電量交流負載功率量測元件(83、831、832、833)及量測元件的太陽電池發電功率量測信號傳輸線(91)、蓄電池充放電功率量測信號傳輸線(92)、交流負載功率量測信號傳輸線(93、931、932、933)，可以組合為一體形成一個 主控制單元MCU(101)，其與太陽電池(1)、蓄電池(2)、多個獨立型換流器(411、412、413)、交流市電(6)、與交流負載(5)電連接一起構成一個系統。亦即，本發明的隔離混合型太陽光發電系統可採模組化設計，由四個組件構成：太陽電池(1)、蓄電池(2)、多個獨立型換流器(411、412、413)、與主控制單元MCU(101)，使得系統可由不同規格的組件組合而成，應用時具有彈性。
以上依據圖式所示的實施例詳細說明本發明的構造、特徵及作用效果，由於符合新穎及進步性要件，遂爰依法提出發明專利申請；惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，但本發明不以圖面所示限定實施範圍，因此舉凡與本發明意旨相符的修飾性變化，只要在均等的範圍內都應涵屬於本發明。
1‧‧‧太陽電池
2‧‧‧蓄電池
3‧‧‧充放電控制器
41‧‧‧獨立型換流器
5‧‧‧交流負載
6‧‧‧交流市電
73‧‧‧繼電器C
81‧‧‧太陽電池發電功率量測元件
82‧‧‧直流蓄電池充放電功率量測元件
83‧‧‧交流負載功率量測元件
9‧‧‧微處理控制器
90‧‧‧電力傳輸線
91‧‧‧太陽電池發電功率量測信號傳輸線
92‧‧‧蓄電池充放電功率量測信號傳輸線
93‧‧‧交流負載功率量測信號傳輸線
101‧‧‧主控制單元MCU

Claims (9)

  1. 一種隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，包括：一太陽電池(1)，其峰谷發電功率為Epvmax；一蓄電池(2)，其容量為Cbat，放電深度為DOD；一蓄電池充放電控制器(3)；至少一獨立型換流器(41、411、412、413)；至少一繼電器(73、731、732、733)；至少一交流負載(5、51、52、53)；至少一交流負載功率量測元件(83、831、832、833)；至少一交流負載功率量測信號傳輸線(93、931、932、933)；一交流市電(6)；一微處理控制器(9)；該蓄電池充放電控制器(3)與該太陽電池(1)、該蓄電池(2)、該微處理控制器(9)、及至少一獨立型換流器(41、411、412、413)的直流輸入端電連接，以進行該蓄電池(2)的充放電控制；至少一繼電器(73、731、732、733)的共接點係分別與至少一交流負載(5、51、52、53)電連接，該繼電器另兩個接點與交流市電(6)以及至少一獨立型換流器(41、411、412、413)的交流輸出端電連接；至少一繼電器(73、731、732、733)的驅動端接點與微處理控制器(9)電連接，接受由微處理控 制器(9)輸出的驅動電力，使該繼電器進行切換動作，使系統可以在電網型或獨立型模式運作，並可對一用戶供電，也可對多用戶供電形成小區互助式供電系統。
  2. 根據申請專利範圍第1項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：設有一太陽電池發電功率量測元件(81)用以量測太陽電池發電功率，以及另一直流蓄電池充放電功率量測元件(82)用以量測蓄電池充放電功率；其設有一交流負載功率量測元件(83)用以量測交流負載電功率；當系統在電網型模式運作時，太陽電池發電功率(Epv)、蓄電池充放電功率(Ebat)、以及交流負載功率(EL)量測信號輸入微處理控制器(9)，用以計算發電餘量變數eB(=Epv-EL)/Epvmax)，再利用線性或曲線變化關係計算調整函數Af，然後經由公式SB=DOD x Cbat x Af計算出蓄電池臨界充電量(SB)，其用以執行繼電器(73)的切換控制；當系統切入電網型模式運作後，開始量測蓄電池累積充電量，當其達到SB值時，系統切入獨立型運作。
  3. 根據申請專利範圍第2項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：用以計算蓄電池臨界充電量(SB)的調整函數Af可設為固定值。
  4. 根據申請專利範圍第2項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：用以計算蓄電池臨界 充電量(SB)的調整函數Af可設為與發電餘量變數eB呈梯形變化關係。
  5. 根據申請專利範圍第1項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：多用戶系統設有一太陽電池發電功率量測元件(81)用以量測太陽電池發電功率，以及另一直流蓄電池充放電功率量測元件(82)用以量測蓄電池充放電功率；其設有一總交流負載功率量測元件(83)用以量測總交流負載電功率；當系統在電網型模式運作時，太陽電池發電功率(Epv)、蓄電池充放電功率(Ebat)、以及交流負載功率(EL)量測信號輸入微處理控制器(9)，用以計算發電餘量變數eB(=Epv-EL)/Epvmax)，再利用線性或曲線變化關係計算出調整函數Af，然後經由公式SB=DOD x Cbat x Af計算出蓄電池臨界充電量(SB)，用以執行繼電器C1(731)、繼電器C2(732)、繼電器C3(733)的切換控制；當系統切入電網型模式運作後，開始量測蓄電池(2)累積充電量，當其達到SB值時，將所有用戶同步切入獨立型運作。
  6. 根據申請專利範圍第5項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：多用戶系統用以計算蓄電池臨界充電量(SB)的調整函數Af可設為固定值。
  7. 根據申請專利範圍第5項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：多用戶系統用以計算 蓄電池臨界充電量(SB)的調整函數Af可設為與發電餘量變數eB呈梯形變化關係。
  8. 根據申請專利範圍第1項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：多用戶系統設有一太陽電池發電功率量測元件(81)用以量測太陽電池發電功率，以及另一直流蓄電池充放電功率量測元件(82)用以量測蓄電池充放電功率；其對每一個別用戶設有交流負載功率量測元件(831、832、833)用以量測每一個別用戶的交流負載電功率；在獨立型模式運作時，監測各用戶的交流負載功率，依其值大小並根據預設的用戶負載優先管理策略，依序將負載用戶切入電網型模式，並非同步切入，以延長獨立型模式運作時間，提升系統效率。
  9. 根據申請專利範圍第1項之隔離混合型太陽光發電系統及其電力切換控制方法，其特徵在於：微處理控制器(9)、充放電控制器(3)、至少一繼電器(73、731、732、733)、太陽電池發電功率量測元件(81)、直流蓄電池充放電功率量測元件(82)、至少一交流負載功率量測元件(83、831、832、833)、及太陽電池發電功率量測信號傳輸線(91)、蓄電池充放電功率量測信號傳輸線(92)、至少一交流負載功率量測信號傳輸線(93、931、932、933)等組合為一體形成一個主控制單元MCU(101)，其與太陽電池(1)、蓄電池(2)、至少一獨立型換流器(41、411、412、413)，構成一個模組化系統， 由以下組件構成：太陽電池(1)、蓄電池(2)、至少一獨立型換流器(41、411、412、413)、與主控制單元MCU(101)，使得系統可由不同規格的組件組合而成，使應用時具有彈性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI572107B (zh) * 2015-11-27 2017-02-21 中華電信股份有限公司 多微電網供電系統與控制方法

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