TWI449295B - 離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法 - Google Patents

離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法 Download PDF

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Description

離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法
本發明係有關於一種離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法，尤指一種利用控制器控制第一換流器與第二換流器分別輸出脈衝，以決定哪一換流器係為主換流器的離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法。
在先前技術中，離網型主從式太陽能換流器系統係固定離網型主從式太陽能換流器系統內的一換流器為主換流器，其中主換流器輸出交流電壓的頻率為參考頻率。因此，離網型主從式太陽能換流器系統內的其餘換流器皆根據主換流器輸出交流電壓的頻率輸出具有主換流器輸出交流電壓的頻率的交流電壓。如此，離網型主從式太陽能換流器系統內的每一換流器才能輸出頻率一致的交流電壓。但當主換流器無法運作(亦即主換流器無法提供參考頻率)時，離網型主從式太陽能換流器系統內的每一換流器可能無法輸出頻率一致的交流電壓，導致離網型主從式太陽能換流器系統失去作用。
另外，離網型主從式太陽能換流器系統亦可利用一控制器透過每一換流器的通訊埠和每一換流器溝通，以決定離網型主從式太陽能換流器系統內的一換流器為主換流器。但是此種方式較複雜，且仍然會面臨主換流器無法運作的問題。
本發明的一實施例提供一種離網型主從式太陽能換流器系統的控制方法，該離網型主從式太陽能換流器系統包含一第一換流器、一第二換流器及一控制器。該控制方法包含將該離網型主從式太陽能換流器系統開機；該控制器控制該第一換流器與該第二換流器預備分別輸出對應於一第一序號的脈衝與對應於一第二序號的脈衝；該第一換流器及該第二換流器中僅該第一換流器輸出對應於該第一序號中的一第一號碼的脈衝；該控制器在一第一預定時間之後控制該第一換流器輸出一第一交流電壓，以及控制該第二換流器輸出具有該第一交流電壓的頻率的第二交流電壓。
本發明的另一實施例提供一種離網型主從式太陽能換流器系統。該離網型主從式太陽能換流器系統包含一第一換流器、一第二換流器及一控制器。該第一換流器具有一第一輸入端，用以耦接於一太陽能板，及一第一輸出端，用以耦接於一負載，其中該第一換流器係用以輸出對應於一第一序號的脈衝，以及轉換該太陽能板產生的一直流電壓成為一第一交流電壓；該第二換流器具有一第二輸入端，用以耦接於該太陽能板，及一第二輸出端，用以耦接於該負載，其中該第二換流器係用以輸出對應於一第二序號的脈衝，以及轉換該太陽能板產生的該直流電壓成為一第二交流電壓；該控制器係耦接於該第一換流器及該第二換流器，用以控制該第一換流器與該第二換流器分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝，與控制該第一換流器與該第二換流器分別輸出該第一交流電壓與該第二交流電壓。
本發明提供一種離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法。該離網型主從式太陽能換流器系統及該控制方法係利用一控制器控制一第一換流器與一第二換流器分別輸出對應於一第一序號的脈衝與對應於一第二序號的脈衝。然後，該控制器可藉由該第一換流器與該第二換流器分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝的情況，決定哪一換流器係為一主換流器，因此，相較於先前技術，該控制方法較簡單。另外，當該主換流器失去作用時，因為該控制方法仍可被利用，以決定哪一換流器係為新的主換流器，所以本發明不會面臨該離網型主從式太陽能換流器系統失去作用的問題。
請參照第1圖，第1圖係為本發明的一實施例說明一種離網型主從式太陽能換流器系統100的示意圖。離網型主從式太陽能換流器系統100包含一第一換流器102、一第二換流器104及一控制器106。第一換流器102具有一第一輸入端，用以耦接於一太陽能板108，及一第一輸出端，用以耦接於一負載110，其中第一換流器102係用以輸出對應於一第一序號的脈衝，以及轉換太陽能板108產生的一直流電壓VDC成為一第一交流電壓FAC；第二換流器104具有一第二輸入端，用以耦接於太陽能板108，及一第二輸出端，用以耦接於負載110，其中第二換流器104係用以輸出對應於一第二序號的脈衝，以及轉換太陽能板108產生的直流電壓VDC成為一第二交流電壓SAC；控制器106係耦接於第一換流器102及第二換流器104，用以控制第一換流器102及第二換流器104分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝，與控制第一換流器102及第二換流器104分別輸出第一交流電壓FAC與第二交流電壓SAC。請參照第2圖，第2圖係為說明對應不同號碼的脈衝的示意圖。如第2圖所示，在控制器106的同一個操作時脈C1中，對應於“1”的脈衝P1係落後於對應於“0”的脈衝P0，對應於“2”的脈衝P2係落後於對應於“1”的脈衝P1。另外，對應於其他號碼的脈衝(P3-P9)的原理和上述原理相同，在此不再贅述。因此，在控制器106的操作時脈C1中，脈衝P9對應於操作時脈C1的位置係落後於脈衝P0對應於操作時脈C1的位置。
當離網型主從式太陽能換流器系統開機時，控制器106控制第一換流器102及第二換流器104預備分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝。請參照第3圖，第3圖係為說明在操作時脈C1中第一換流器102先輸出對應於第一序號的脈衝PF1的示意圖。如第3圖所示，在操作時脈C1中，因為第一換流器102先輸出對應於第一序號的脈衝PF1(亦即第一序號的第一個號碼係小於第二序號的第一個號碼，所以第一換流器102會先輸出對應於第一序號的脈衝PF1，且控制器106會控制第二換流器104不輸出對應於第二序號的脈衝)，所以控制器106會決定第一換流器102為主換流器(master inverter)以及第二換流器104係為副換流器(slave inverter)。然後，在決定第一換流器102為主換流器的一第一預定時間之後，控制器106會控制第一換流器102輸出第一交流電壓FAC，以及控制第二換流器104輸出具有第一交流電壓FAC的頻率的第二交流電壓SAC，其中第一預定時間係為第一交流電壓FAC的三個週期。但本發明並不受限於第一預定時間係為第一交流電壓FAC的三個週期。另外，第二換流器104先輸出對應於第二序號的脈衝的操作原理和第一換流器102會先輸出對應於第一序號的脈衝的操作原理相同，在此不再贅述。
請參照第4圖，第4圖係為說明在操作時脈C1中第一換流器102和第二換流器104同時分別輸出對應於第一序號的脈衝PF1與對應於第二序號的脈衝PS1的示意圖。如第4圖所示，在操作時脈C1中，因為第一換流器102和第二換流器104同時分別輸出對應於第一序號的脈衝PF1與對應於第二序號的脈衝PS1(亦即第一序號的第一個號碼係等於第二序號的第一個號碼，所以第一換流器102和第二換流器104同時分別輸出對應於第一序號的脈衝PF1與對應於第二序號的脈衝PS1)，所以控制器106無法決定哪一換流器係為主換流器。然後，控制器106會控制第一換流器102和第二換流器104在操作時脈C2中，再次預備分別輸出對應於第一序號的脈衝(對應於第一序號的第二個號碼)與對應於第二序號的脈衝(對應於第二序號的第二個號碼)。如此，控制器106會重複上述步驟直到控制器106可決定哪一換流器係為主換流器。
請參照第3圖、第4圖和第5圖，第5圖係為本發明的另一實施例說明一種離網型主從式太陽能換流器系統的控制方法的流程圖。第5圖的控制方法係利用第1圖的離網型主從式太陽能換流器系統100說明，詳細步驟如下：
步驟500：開始；
步驟502：將離網型主從式太陽能換流器系統100開機；
步驟504：控制器106控制第一換流器102與第二換流器104預備分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝；
步驟506：如果第一換流器102先輸出對應於第一序號的脈衝，則進行步驟508；如果第二換流器104先輸出對應於第二序號的脈衝，則進行步驟510；如果第一換流器102和第二換流器104同時輸出對應於第一序號的脈衝和對應於第二序號的脈衝，則跳回步驟504；
步驟508：控制器106在一第一預定時間之後控制第一換流器102輸出第一交流電壓FAC，以及控制第二換流器104輸出具有第一交流電壓FAC的頻率的第二交流電壓SAC；
步驟510：控制器106在一第二預定時間之後控制第二換流器104輸出第二交流電壓SAC，以及控制第一換流器102輸出具有第二交流電壓SAC的頻率的第一交流電壓FAC。
在步驟506中，如第4圖所示，在操作時脈C1中，當第一換流器102和第二換流器104同時分別輸出對應於第一序號的脈衝PF1與對應於第二序號的脈衝PS1時，控制器106無法決定哪一換流器係為主換流器。因此，控制器106會控制第一換流器102和第二換流器104在操作時脈C2中，再次預備分別輸出對應於第一序號的脈衝(對應於第一序號的第二個號碼)與對應於第二序號的脈衝(對應於第二序號的第二個號碼)。在步驟508中，如第3圖所示，在操作時脈C1中，因為第一換流器102先輸出對應於第一序號的脈衝PF1，所以控制器106會決定第一換流器102為主換流器以及第二換流器104係為副換流器。然後，在決定第一換流器102為主換流器的一第一預定時間之後，控制器106會控制第一換流器102輸出第一交流電壓FAC，以及控制第二換流器104輸出具有第一交流電壓FAC的頻率的第二交流電壓SAC，其中第一預定時間係為第一交流電壓FAC的三個週期。但本發明並不受限於第一預定時間係為第一交流電壓FAC的三個週期。另外，在步驟510中，第二換流器104先輸出對應於第二序號的脈衝的操作原理和第一換流器102會先輸出對應於第一序號的脈衝的操作原理相同，在此不再贅述。
綜上所述，本發明所提供的離網型主從式太陽能換流器系統及其控制方法，係利用控制器控制第一換流器與第二換流器分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝。然後，控制器可藉由第一換流器與第二換流器分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝的情況，決定哪一換流器係為主換流器。因此，相較於先前技術，本發明的控制方法較簡單。另外，當主換流器失去作用時，因為本發明所提供的控制方法仍可被利用，以決定哪一換流器係為新的主換流器，所以本發明不會面臨離網型主從式太陽能換流器系統失去作用的問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．離網型主從式太陽能換流器系統
102．．．第一換流器
104．．．第二換流器
106．．．控制器
108．．．太陽能板
110．．．負載
C1．．．操作時脈
FAC．．．第一交流電壓
SAC．．．第二交流電壓
VDC．．．直流電壓
P0-P9、PF1、PS1．．．脈衝
500-510．．．步驟
第1圖係為本發明的一實施例說明一種離網型主從式太陽能換流器系統的示意圖。
第2圖係為說明對應不同號碼的脈衝的示意圖。
第3圖係為說明在操作時脈中第一換流器先輸出對應於第一序號的脈衝的示意圖。
第4圖係為說明在操作時脈中第一換流器和第二換流器同時分別輸出對應於第一序號的脈衝與對應於第二序號的脈衝的示意圖。
第5圖係為本發明的另一實施例說明一種離網型主從式太陽能換流器系統的控制方法的流程圖。
100．．．離網型主從式太陽能換流器系統
102．．．第一換流器
104．．．第二換流器
106．．．控制器
108．．．太陽能板
110．．．負載
FAC．．．第一交流電壓
SAC．．．第二交流電壓
VDC．．．直流電壓

Claims (9)

  1. 一種離網型主從式太陽能換流器系統的控制方法，該離網型主從式太陽能換流器系統包含一第一換流器、一第二換流器及一控制器，該控制方法包含：將該離網型主從式太陽能換流器系統開機；該控制器控制該第一換流器與該第二換流器預備分別輸出對應於一第一序號的脈衝與對應於一第二序號的脈衝；及該控制器根據該第一換流器輸出對應於該第一序號的脈衝及該第二換流器輸出對應於該第二序號的脈衝的情況，決定該第一換流器與該第二換流器的主從關係。
  2. 如請求項1所述之控制方法，其中該第一換流器係轉換一太陽能板的直流電壓，以產生該第一交流電壓，以及該第二換流器係轉換該直流電壓，以產生該第二交流電壓。
  3. 如請求項1所述之控制方法，另包含：該第一換流器及該第二換流器同時分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝；及該控制器控制該第一換流器與該第二換流器再次預備分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝。
  4. 如請求項1所述之控制方法，其中該控制器根據該第一換流器 輸出對應於該第一序號的脈衝及該第二換流器輸出對應於該第二序號的脈衝的情況，決定該第一換流器與該第二換流器的主從關係包含：該第一換流器及該第二換流器中僅該第一換流器輸出對應於該第一序號的脈衝；及該控制器決定該第一換流器為一主換流器與該第二換流器為一副換流器，以及在一第一預定時間之後控制該第一換流器輸出一第一交流電壓，以及控制該第二換流器輸出具有該第一交流電壓的頻率的第二交流電壓。
  5. 如請求項4所述之控制方法，其中該第一預定時間係為該第一交流電壓的三個週期。
  6. 一種離網型主從式太陽能換流器系統，包含：一第一換流器，具有一第一輸入端，用以耦接於一太陽能板，及一第一輸出端，用以耦接於一負載，其中該第一換流器係用以輸出對應於一第一序號的脈衝，以及轉換該太陽能板產生的一直流電壓成為一第一交流電壓；一第二換流器，具有一第二輸入端，用以耦接於該太陽能板，及一第二輸出端，用以耦接於該負載，其中該第二換流器係用以輸出對應於一第二序號的脈衝，以及轉換該太陽能板產生的該直流電壓成為一第二交流電壓；及一控制器，耦接於該第一換流器及該第二換流器，用以控制該 第一換流器與該第二換流器分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝，控制該第一換流器與該第二換流器分別輸出該第一交流電壓與該第二交流電壓，以及根據該第一換流器輸出對應於第一序號的脈衝及該第二換流器輸出對應於第二序號的脈衝的情況，決定該第一換流器與該第二換流器的主從關係。
  7. 如請求項6所述之離網型主從式太陽能換流器系統，其中當該第一換流器及該第二換流器中僅有該第一換流器輸出對應於該第一序號的脈衝時，該控制器決定該第一換流器為一主換流器與該第二換流器為一副換流器，以及在一第一預定時間之後控制該第一換流器輸出該第一交流電壓，以及控制該第二換流器輸出具有該第一交流電壓的頻率的該第二交流電壓。
  8. 如請求項7所述之離網型主從式太陽能換流器系統，其中該第一預定時間係為該第一交流電壓的三個週期。
  9. 如請求項6所述之離網型主從式太陽能換流器系統，其中當該第一換流器及該第二換流器同時分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝時，該控制器控制該第一換流器與該第二換流器再次預備分別輸出對應於該第一序號的脈衝與對應於該第二序號的脈衝。
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