TWI807488B - 太陽能案場之功因補償控制方法及其系統 - Google Patents

太陽能案場之功因補償控制方法及其系統 Download PDF

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Abstract

一種太陽能案場之功因補償控制方法包含：將一配電管理裝置連接一近端量測點，以便獲得一量測電力參數資料及一實際功率因數值；將該配電管理裝置連接一功因補償控制單元，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元；將該功因補償控制單元連接一電能轉換器；依該配電管理裝置之量測電力參數資料連接控制一太陽能電池模組串列；當該實際功率因數值超前或滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算一滯後虛功補償量或一超前虛功補償量；該功因補償控制單元在功率因數超前狀態下控制模式或功率因數滯後狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器將該滯後虛功補償量或超前虛功補償量補償於一電網。

Description

太陽能案場之功因補償控制方法及其系統
本發明係關於一種太陽能案場〔photovoltaic power plant〕之功因補償〔power-factor compensation〕控制方法及其系統；特別是關於一種太陽能案場之功因補償控制方法及其系統適用於近端量測點〔near-end measuring point〕進行操作執行一功因補償控制作業；更特別是關於一種太陽能案場之功因補償或調節控制方法及其系統適用於經由一配電管理裝置可進行智慧型操作一電能轉換器〔power converter〕或一變流器〔inverter〕，以執行一功因補償控制作業〔例如：日間之功因補償〕或一虛功調節控制作業〔例如：無效發電量、陰雨天或夜間之虛功調節〕。
習用混合式虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-6,876,178號〝Hybrid reactive power compensation device〞之發明專利，其對應於中華民國專利公告第TW-587358號〝混合式虛功補償裝置〔一〕〞之發明專利，其揭示一種混合式虛功補償裝置，而該混合式虛功補償裝置主要包含一被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器，且將該被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器串接組成。
承上，前述美國專利第US-6,876,178號之該被動式虛功補償器選擇為一交流電力電容器，且該被動式虛功補償器用以提供一超前虛功量，以便可降低該主動式虛 功補償器之容量。
承上，前述美國專利第US-6,876,178號之該主動式虛功補償器選擇由一電力轉換器、一直流儲能電容器、一高頻漣波濾波器組及一控制器組成，而該主動式虛功補償器可使該混合式虛功補償裝置補償虛功量在一特定範圍內進行無段調整，且該主動式虛功補償器具有提供串聯虛擬諧波阻尼之功能，如此可避免該被動式虛功補償器產生諧波破壞的問題。
另一習用混合式虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-6,982,546號〝Hybrid reactive power compensation device〞之發明專利，其對應於中華民國專利公告第TW-588231號〝混合式虛功補償裝置〔二〕〞之發明專利，其揭示一種混合式虛功補償裝置，而該混合式虛功補償裝置主要包含一被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器，且將該被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器串接組成。
承上，前述美國專利第US-6,982,546號之該被動式虛功補償器選擇為一交流電力電容器，且該被動式虛功補償器用以提供一超前虛功量，以便可降低該主動式虛功補償器之容量。
承上，前述美國專利第US-6,982,546號之該主動式虛功補償器選擇由一電力轉換器、一直流儲能電容器、一高頻漣波濾波器組及一控制器組成，而該主動式虛功補償器可使該混合式虛功補償裝置補償虛功量在一特定範圍內進行無段調整，且該主動式虛功補償器具有使該被動式虛功補償器之電流近乎正弦波之功能，如此可避免該混合式虛功補償裝置產生諧波破壞的問題。
另一習用混合式虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-6,876,179號〝Hybrid reactive power compensation device〞之發明專利，其對應於中華民國專利公告第TW-588230號〝混合式虛功補償裝置〔三〕〞之發明專利，其揭示一種混合式虛功補償裝置，而該混合式虛功補償裝置主要包含一被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器，且將該被動式虛功補償器及一主動式虛功補償器串接組成。
承上，前述美國專利第US-6,876,179號之該被動式虛功補償器選擇為一交流電力電容器，且該被動式虛功補償器用以提供一超前虛功量，以便可降低該主動式虛功補償器之容量。
承上，前述美國專利第US-6,876,179號之該主動式虛功補償器選擇由一電力轉換器、一直流儲能電容器、一高頻漣波濾波器組及一控制器組成，而該主動式虛功補償器可使該混合式虛功補償裝置補償虛功量在一特定範圍內進行無段調整，且該主動式虛功補償器具有使該混合式虛功補償裝置之電流近乎正弦波之功能，如此可避免該混合式虛功補償裝置產生諧波破壞的問題。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-7,183,751號〝Reactive power compensator device〞之發明專利，其對應於中華民國專利公告第TW-I239439號〝虛功補償裝置〞之發明專利，其揭示一種虛功補償裝置，並將該虛功補償裝置與一電源系統並聯連接。
承上，前述美國專利第US-7,183,751號之該虛功補償裝置應用於一配電系統，且該配電系統選自一三相三線式配電系統、一三相四線式配電系統或一單相兩線式配電系統。
承上，前述美國專利第US-7,183,751號之該虛功補償裝置包含一交流電力電容器組、一電能轉換器及一 直流電容器，而該電能轉換器包含一電力電子開關元件組，且該電能轉換器為一橋式架構，且該橋式架構視應用之電源系統由一到三臂之電力電子開關元件組成。
承上，前述美國專利第US-7,183,751號之該交流電力電容器組用以產生一基本之虛功，並可阻擋大部份電源基本波電壓，而該電能轉換器串聯連接於該交流電力電容器組，且該電能轉換器用以確保該虛功補償裝置產生一近似弦波之虛功補償電流。
承上，前述美國專利第US-7,183,751號之該直流電容器做為一能量緩衝器，並將該直流電容器用以提供一穩定直流電壓，以供應該橋式架構之電力電子開關元件組之直流電壓。該電源系統其中之一電力饋線可不經該電力電子開關元件組而直接連接至該直流電容器之一端，因此可節省橋式架構之電力電子開關元件組中一臂之電力電子開關。該虛功補償裝置並藉由該電能轉換器串聯該交流電力電容器組，以保護該交流電力電容器組免於諧振及避免鄰近諧波電流注入導致破壞，且該電能轉換器之容量因串聯該交流電力電容器而可以降低。
顯然，前述美國專利第US-6,876,178號、中華民國專利公告第TW-587358號、美國專利第US-6,982,546號、中華民國專利公告第TW-588231號、美國專利第US-6,876,179號、中華民國專利公告第TW-588230號之混合式虛功補償裝置與美國專利第US-7,183,751號及中華民國專利公告第TW-I239439號之虛功補償裝置僅提供一般電網之虛功補償功能而已，並不屬於在太陽能發電上電網之日間切換自主虛功補償作業及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節作業，因此其必然存在進一步提供日間自主虛功補償及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節之需求。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-5,969,509號〝Method and a device for control of a capacitor device for a shunt-connected compensator unit〞之發明專利，其揭示一種虛功補償控制裝置，而該虛功補償控制裝置採用一閘流體進行控制一交流電力電容器，且利用該閘流體進行控制切入至一配電系統之一電容量。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-6,462,519號〝Automatic power factor correction system〞之發明專利，其揭示一種虛功補償系統，而該虛功補償系統採用一閘流體進行控制一交流電力電容器，且利用該閘流體進行控制切入至一配電系統之一電容量。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-5,672,956號〝Static reactive power compensating equipment〞之發明專利，其揭示一種虛功補償裝置，並而該虛功補償裝置採用一交流電力電容器組及一閘控電抗器，且利用一閘流體串聯連接該閘控電抗器，並將該閘流體及閘控電抗器之串聯適當並聯至該交流電力電容器組，且藉由控制該閘流體之觸發角可線性調整一補償虛功量。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-5,187,427號〝Static reactive power compensator〞之發明專利，其揭示一種虛功補償裝置，並利用一單一電能轉換器產生一補償虛功量，且利用一橋式電力電子開關元件組經一濾波電感連接至一電源系統，且將一直流側連接至一直流電容器，且藉由該橋式電力電子開關元件組控制該電能轉換器，以便提供一超前虛功量或一落後虛功量。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-5,329,221號〝Advanced static var compensator control system〞之發明專利，其揭示一種虛功補償系統，並利用一單一電能轉換器產生一補償虛功量，且利用一橋式電力電子開關元件組經一濾波電感連接至一電源系統，且將一直流側連接至一直流電容器，且藉由該橋式電力電子開關元件組控制該電能轉換器，以便提供一超前虛功量或一落後虛功量。
顯然，前述美國專利第US-5,969,509號、第US-6,462,519號、第US-5,672,956號、第US-5,187,427號及第US-5,329,221號之虛功補償裝置或系統僅提供一般電網之虛功補償功能而已，並不屬於在太陽能發電上電網之日間切換自主虛功補償作業及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節作業，因此其必然存在進一步提供日間自主虛功補償及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節之需求。
另一習用抑制電站公共耦合點電壓波動方法、裝置及其相關技術，例如：中國專利公告第CN-108418229號〝一種抑制電站公共耦合點電壓波動的方法及裝置〞之發明專利，其揭示一種抑制電站公共耦合點電壓波動的方法及其裝置。
承上，前述中國專利公告第CN-108418229號之該抑制電站公共耦合點電壓波動的方法包含：在滿足一預設條件的情況下，獲取一有功功率變化前後的一電站公共耦合點的數個電壓及數個電流；根據該有功功率變化前後的該電站公共耦合點的電壓及電流，計算獲得一電網阻抗。
承上，前述中國專利公告第CN-108418229號之該抑制電站公共耦合點電壓波動的方法包含：根據該電 網阻抗及即時獲取的該電站公共耦合點的一電壓和有功功率的關係，進行計算獲得一無功補償因數；該無功補償因數為該電站公共耦合點的一無功功率與有功功率的比值；根據該無功補償因數，計算獲得電站需要輸出的一無功功率，並下發至該電站內數個逆變器。
承上，前述中國專利公告第CN-108418229號之該抑制電站公共耦合點電壓波動的裝置包含一獲取單元、一第一計算單元、一第二計算單元、一第三計算單元及一下發單元，而該獲取單元用於在滿足一預設條件的情況下，獲取一有功功率變化前後的一電站公共耦合點的數個電壓及數個電流。
承上，前述中國專利公告第CN-108418229號之該第一計算單元用於根據該有功功率變化前後的該電站公共耦合點的電壓及電流，計算獲得一電網阻抗，而該第二計算單元用於根據該電網阻抗和即時獲取的該電站公共耦合點的一電壓及有功功率的關係，進行計算獲得一無功補償因數。
承上，前述中國專利公告第CN-108418229號之該無功補償因數為該電站公共耦合點的一無功功率與有功功率的比值，而該第三計算單元用於根據該無功補償因數，計算得到電站需要輸出的一無功功率，且該下發單元用於將該電站需要輸出的無功功率下發至該電站內數個逆變器。
顯然，前述中國專利公告第CN-108418229號之抑制電站公共耦合點電壓波動的方法及其裝置僅提供一般抑制電站公共耦合點電壓波動功能而已，並不屬於在太陽能發電上電網之日間切換自主虛功補償作業及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節作業，因此其必然存在進一步提供日間自主虛功補償及無效發電量、陰雨天或夜 間之自主虛功調節之需求。
另一習用虛功補償裝置及其相關技術，例如：美國專利第US-5,642,275號〝Multilevel cascade voltage source inverter with separate DC sources〞之發明專利，其揭示一種疊接變流器之虛功補償裝置，且該疊接變流器之虛功補償裝置採用一多準位疊接變流器架構，因此其具有製造成本昂貴及操作複雜的技術缺點。
顯然，前述美國專利第US-5,642,275號之疊接變流器之虛功補償裝置僅提供一多準位疊接變流器架構之虛功補償功能而已，並不屬於在太陽能發電上電網之日間切換自主虛功補償作業及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節作業，因此其必然存在進一步提供日間自主虛功補償及無效發電量、陰雨天或夜間之自主虛功調節之需求。
簡言之，前述美國專利第US-6,876,178號、中華民國專利公告第TW-587358號、美國專利第US-6,982,546號、中華民國專利公告第TW-588231號、美國專利第US-6,876,179號、中華民國專利公告第TW-588230號、美國專利第US-7,183,751號、中華民國專利公告第TW-I239439號、美國專利第US-5,969,509號、第US-6,462,519號、第US-5,672,956號、第US-5,187,427號、第US-5,329,221號、第US-5,642,275號及中國專利公告第CN-108418229號之諸專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。
有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種太陽能案場之功因補償控制方法及其系統，其將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值，且 可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值，並將該配電管理裝置連接至少一功因補償控制單元，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元，且將該功因補償控制單元連接一電能轉換器或一變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列，而當該實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量，以便在功率因數超前狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該滯後虛功補償量補償於一電網，或當該實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量，以便在功率因數滯後狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該超前虛功補償量補償於該電網，以達成提升電網電力品質及減少電力系統產生不穩定。
本發明較佳實施例之主要目的係提供一種太陽能案場之功因補償控制方法及其系統，其將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值，並將該配電管理裝置連接至少一功因補償控制單元，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元，且將該功因補償控制單元連接一電能轉換器或一變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列，而當該實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一滯後虛功補 償量，以便在功率因數超前狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該滯後虛功補償量補償於一電網，以達成提升電網電力品質及減少電力系統產生不穩定之目的及功效。
本發明較佳實施例之另一目的係提供一種太陽能案場之功因補償控制方法及其系統，其將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值，並將該配電管理裝置連接至少一功因補償控制單元，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元，且將該功因補償控制單元連接一電能轉換器或一變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列，而當該實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量，以便在功率因數滯後狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該超前虛功補償量補償於一電網，以達成提升電網電力品質及減少電力系統產生不穩定之目的及功效。
本發明較佳實施例之另一目的係提供一種太陽能案場之虛功調節控制方法及其系統，其將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值，並將該配電管理裝置連接至少一虛功調節控制單元，以便將該實際功率因數值結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元，且將該虛功調節控制單元連接一電能轉換器或一變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電 池模組或一太陽能電池模組串列，而當該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列產生一輸出電壓趨近零時，該虛功調節控制單元計算至少一虛功調節量，以便在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該虛功調節量輸出至一電網，以達成提供虛功調節控制、提升電網電力品質及減少電力系統產生不穩定之目的及功效。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含：
將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；
將該配電管理裝置連接至少一功因補償控制單元，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元；
將該功因補償控制單元連接一電能轉換器或一變流器；
依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列；
當該實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量；及
該功因補償控制單元在功率因數超前狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該滯後虛功補償量補償於一電網；或
當該實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量；及
該功因補償控制單元在功率因數滯後狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該超前虛功補償量補償於該電網。
本發明較佳實施例之該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
本發明較佳實施例之該量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該滯後虛功補償量、該超前虛功補償量或兩者。
本發明較佳實施例之該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
本發明較佳實施例之該功率因數設定值選自一電力公司設定值、一電力品質管理中心設定值、一再生能源系統設定值或其任意組合。
本發明較佳實施例之該功因補償控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該功因補償控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該功因補償控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
本發明較佳實施例之該功因補償控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該滯後虛功補償量或該超前虛功補償量。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含：
將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；
將該配電管理裝置連接至少一虛功調節控制單元，以便將該實際功率因數值結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元；
將該虛功調節控制單元連接一電能轉換器或一變 流器；
依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列；
當該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列產生一輸出電壓趨近零時，該虛功調節控制單元計算至少一虛功調節量；及
該虛功調節控制單元在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該虛功調節量輸出至一電網。
本發明較佳實施例之該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
本發明較佳實施例之該量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該虛功調節量。
本發明較佳實施例之該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
本發明較佳實施例之該虛功調節指令選自一電力公司虛功調節指令、一電力品質管理中心虛功調節指令、一再生能源系統虛功調節指令或其任意組合。
本發明較佳實施例之該虛功調節控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該虛功調節控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該虛功調節控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
本發明較佳實施例之該虛功調節控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該虛功調節量。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之太陽 能案場之功因補償控制系統包含：
一配電管理裝置，其連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；
至少一功因補償控制單元，其連接該配電管理裝置，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元；
至少一太陽能電池模組或至少一太陽能電池模組串列；及
至少一電能轉換器或至少一變流器，其連接於該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列，且將該功因補償控制單元連接該電能轉換器或變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列；
其中當該實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量，以便在功率因數超前狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該滯後虛功補償量補償於一電網；或
其中當該實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量，以便在功率因數滯後狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該超前虛功補償量補償於該電網。
本發明較佳實施例之該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
本發明較佳實施例之該量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該滯後虛功補償量、該超前虛功補償量或兩者。
本發明較佳實施例之該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
本發明較佳實施例之該功率因數設定值選自一電力公司設定值、一電力品質管理中心設定值、一再生能源系統設定值或其任意組合。
本發明較佳實施例之該功因補償控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該功因補償控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該功因補償控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
本發明較佳實施例之該功因補償控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該滯後虛功補償量或該超前虛功補償量。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制系統包含：
一配電管理裝置，其連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；
至少一虛功調節控制單元，其連接該配電管理裝置，以便將該實際功率因數值結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元；
至少一太陽能電池模組或至少一太陽能電池模組串列；及
至少一電能轉換器或至少一變流器，其連接於該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列，且將該虛功調節控制單元連接該電能轉換器或變流器，且依該配電管理裝置之量測電力參數資料可連接控制該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列；
其中該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列產生一輸出電壓趨近零時，該虛功調節控制單元計算至少一虛功調節量，以便在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該虛功調節量輸出至一電網。
本發明較佳實施例之該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
本發明較佳實施例之該量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該虛功調節量。
本發明較佳實施例之該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
本發明較佳實施例之該虛功調節指令選自一電力公司虛功調節指令、一電力品質管理中心虛功調節指令、一再生能源系統虛功調節指令或其任意組合。
本發明較佳實施例之該虛功調節控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該虛功調節控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該虛功調節控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
本發明較佳實施例之該虛功調節控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該虛功調節量。
1:太陽能電池模組
10:太陽能電池單元
11:旁路二極體
100:配電管理裝置
101:近端量測點
102:電錶位置點
2:功因補償控制單元
2':虛功調節控制單元
2a:電能轉換器
20:變流器
20a:可功因補償之電能轉換裝置
21:直流-直流升壓式電能轉換器
22:傳輸模組
3a:功率因數超前狀態下控制模式
3b:功率因數滯後狀態下控制模式
3c:虛功調節控制模式
4:功因補償操作系統
40:操作面板
5:雲端伺服器
50:遠端操作系統
8:電網
9:電力品質管理中心設備
90:電力公司設備
第1圖：本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統之架構示意圖。
第2圖：本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用太陽能模組串列及其功率因數超前狀態下 控制模式之架構示意圖。
第3圖：本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用太陽能模組串列及其功率因數滯後狀態下控制模式之架構示意圖。
第4圖：本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。
第5圖：本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法之流程示意圖。
第6圖：本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法之流程示意圖。
第7圖：本發明第二較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統之架構示意圖。
第8圖：本發明第三較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。
第9圖：本發明第四較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。
第10圖：本發明第五較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。
第11圖：本發明第六較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。
第12圖：本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制系統之架構示意圖。
第13圖：本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制系統採用太陽能模組串列於無效發電量、陰雨天或夜間之虛功調節狀態下執行虛功調節控制模式之架構示意圖。
第14圖：本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功 調節控制方法之流程示意圖。
為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。
本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法及其系統適用於各種太陽能案場型式〔例如：水面型、地面型、浪板屋頂型、斜屋頂型、平面屋頂型、圓弧屋頂型〕或各種太陽能電池模組型式，其包含基板式太陽能電池或薄膜式太陽能電池，且其亦適用於各種太陽能電池模組材料，其包含單晶矽〔monocrystalline silicon〕太陽能電池、多晶矽〔polycrystalline silicon〕太陽能電池或非晶矽〔amorphous silicon〕太陽能電池，但其並非用以限定本發明之範圍。
第1圖揭示本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統之架構示意圖。請參照第1圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統包含一配電管理裝置〔power distribution management device〕100、至少一功因補償控制單元〔PF compensation control unit〕2及至少一電能轉換器〔power converter〕2a〔或至少一變流器，PV inverter〕，以執行一功因補償控制作業〔例如：日間之功因補償〕。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該配電管理裝置100可選擇配置於一電力品質管理中心設備9或其它具類似電力品質管理功能之設備，且該配電管理裝置100可選擇適當連接通訊於該電力品質管理中心設備9或其它具類似電力品質管理功能之設備。
第2圖揭示本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用太陽能模組串列及其功率因數超前狀態下控制模式之架構示意圖。請參照第2圖所示，舉例 而言，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用一太陽能電池模組1，其包含數個太陽能電池單元10及數個旁路二極體〔bypass diode〕11，且本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統另採用一功率因數超前狀態下控制模式〔PF leading state control mode〕3a。
請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該太陽能電池模組1電性連接於該電能轉換器〔例如：全橋式電能轉換器〕2a，並將該功因補償控制單元2選擇配置連接於該電能轉換器2a，如第2圖之左下方所示，且該電能轉換器2a可選擇為一變流器，以便將該太陽能電池模組1產生的電能進行轉換輸出。舉例而言，在該電能轉換器2a運轉時，通常依太陽照度的變化適當執行最大功率追蹤〔MPPT〕作業。如此，在不同太陽照度下選擇控制該太陽能電池模組1之輸出電壓或輸出電流，以達成控制在其最大功率運轉點。
請再參照第2圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例將該功因補償控制單元2選擇配置連接於一近端裝置〔或其它控制系統〕、一行動通訊裝置〔mobile communication device〕、一可攜式裝置〔portable device〕或其它具類似功能之裝置，且該近端裝置、行動通訊裝置或可攜式裝置連接通訊於該電能轉換器2a或變流器。
第3圖揭示本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用太陽能模組串列及其功率因數滯後狀態下控制模式之架構示意圖，其對應於第2圖之太陽能案場之功因補償控制系統。請參照第2及3圖所示，舉例而言，相對於該功率因數超前狀態下控制模式3a，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統另選擇採用一功率因數滯後狀態下控制模式〔PF lagging state control mode〕3b。
請再參照第2及3圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之該功率因數超前狀態下控制模式3a及功率因數滯後狀態下控制模式3b可選擇適當整合為一單一整合控制模式，並可選擇將該功率因數超前狀態下控制模式3a、功率因數滯後狀態下控制模式3b或單一整合控制模式適當配置於該功因補償控制單元2、電能轉換器2a或配電管理裝置100。
第4圖揭示本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖。請參照第4圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統以適當技術手段結合於一系列太陽能電池模組1及其相關配置設備、數個變流器20及一電網8之間，如第4圖之左側所示，且該一系列太陽能電池模組及其相關配置設備形成一太陽能案場。
請再參照第4圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統另包含一功因補償操作系統4及一操作面板40，以便供現場人員操作設定該功因補償操作系統4，且該功因補償操作系統4電性連接於數個該變流器20〔如第2及3圖之電能轉換器2a〕，以便經由數個該變流器20進行控制測試數個該太陽能電池模組1之發電。該太陽能電池模組1為單一個太陽能電池模組、一串太陽能電池模組或數串太陽能電池模組，而該電能轉換器2a為一串接模組之變流器或具類似變流器功能之設備。
第5圖揭示本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法之流程示意圖。請參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S1：舉例而言，首先，可選擇以自動 〔automatically〕、半自動〔semi-automatically〕或手動〔manually〕方式將該配電管理裝置100連接至少一近端量測點101，即太陽能案場之近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料〔例如：即時量測電力參數資料〕及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值。
請再參照第1、2、4及5圖所示，舉例而言，該近端量測點101適當配置於一再生能源系統位置點或其它適當位置點，且該量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合。
請再參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S2：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該配電管理裝置100連接通訊〔例如：任何有線或無線通訊方式〕至少一個或數個該功因補償控制單元2，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值〔例如：PF=0.95〕傳輸至該功因補償控制單元2。
請再參照第1、2、4及5圖所示，舉例而言，該功率因數設定值可選擇設定為PF=1.0至0.9之間、PF=1.0至0.8之間或其它功率因數設定值，且該功率因數設定值可選自一電力公司設定值、一電力品質管理中心設定值、一再生能源系統設定值或其任意組合。
請再參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S3：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該功因補償控制單元2〔例如：可切換式自主功因補償控制單元〕適當連接通訊於該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備〔例如：PV gateway通訊或其它有線或無線通訊方 式〕，以便進行控制操作該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備。
請再參照第1、2、4及5圖所示，舉例而言，該功因補償控制單元2選擇配置連接於該電能轉換器2a或變流器，或該功因補償控制單元2選擇直接連接於該電能轉換器2a或變流器，或將該功因補償控制單元2選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器2a或變流器。
請再參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S4：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式經由該功因補償控制單元2及電能轉換器2a或變流器進行依該配電管理裝置100之量測電力參數資料可連接通訊或控制操作〔例如：最大功率追蹤或其它操作〕該太陽能電池模組1或太陽能電池模組串列之輸出電壓或輸出電流。
請再參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S5A：舉例而言，接著，當該實際功率因數值超前該功率因數設定值時〔例如：功因設定值PF=0.95小於實際功因值PF=0.98〕，可選擇以自動、半自動或手動方式由該功因補償控制單元2利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量。
請再參照第1、2、4及5圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S6A：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該功因補償控制單元2在功率因數超前狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器2a或變流器將該滯後虛功補償量補償於一電網8，以便於該電網8之一適當位置形成該近端量測點101〔即，功因補償控制點〕，如第1圖之左側所示。
請再參照第1、2、4及5圖所示，舉例而言，可選擇以自動、半自動或手動方式將數個該功因補償控制單元2、數個該電能轉換器2a或變流器及其周邊設備〔例如：數個變壓器〕共同具有一功率因數責任分界點〔即，功因補償控制點〕，且該功率因數責任分界點對應於該滯後虛功補償量，以便操作數個該電能轉換器2a或變流器共同達成滯後補償該滯後虛功補償量〔例如：步階固定式、調變式、最大功率追蹤式或其它補償操作〕。
第6圖揭示本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法之流程示意圖，其對應於第5圖之太陽能案場之功因補償控制方法。請參照第1、3、4及6圖所示，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S1：舉例而言，首先，可選擇以自動、半自動或手動方式將該配電管理裝置100連接至少一近端量測點101，即太陽能案場之近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料〔例如：即時量測電力參數資料〕及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值。
請再參照第1、2、4及6圖所示，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S2：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該配電管理裝置100連接通訊〔例如：任何有線或無線通訊方式〕至少一個或數個該功因補償控制單元2，以便將該實際功率因數值結合一功率因數設定值〔例如：PF=0.95〕傳輸至該功因補償控制單元2。
請再參照第1、3、4及6圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S3：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式可選擇以自動、半自動或手動方式將該功因補償控制單元2〔例 如：可切換式自主功因補償控制單元〕適當連接通訊於該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備〔例如：PV gateway通訊或其它有線或無線通訊方式〕，以便進行控制操作該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備。
請再參照第1、3、4及6圖所示，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S4：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式可選擇以自動、半自動或手動方式經由該功因補償控制單元2及電能轉換器2a或變流器進行該配電管理裝置100可連接通訊或控制操作〔例如：最大功率追蹤或其它操作〕該太陽能電池模組1或太陽能電池模組串列之輸出電壓或輸出電流。
請再參照第1、3、4及6圖所示，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S5B：舉例而言，接著，當該實際功率因數值滯後該功率因數設定值時〔例如：功因設定值PF=0.95大於實際功因值PF=0.90〕，可選擇以自動、半自動或手動方式由該功因補償控制單元2利用該實際功率因數值及功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量。
請再參照第1、3、4及6圖所示，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法包含步驟S6B：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該功因補償控制單元2在功率因數滯後狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器2a或變流器將該超前虛功補償量補償於該電網8，以便於該電網8之一適當位置形成該近端量測點101〔即，功因補償控制點〕，如第1圖之左側所示。
請再參照第1、3、4及6圖所示，舉例而言，可選擇以自動、半自動或手動方式將數個該功因補償控制 單元2、數個該電能轉換器2a或變流器及其周邊設備〔例如：數個變壓器〕共同具有一功率因數責任分界點〔即，功因補償控制點〕，且該功率因數責任分界點對應於該超前虛功補償量，以便共同補償該超前虛功補償量〔例如：步階固定式、調變式、最大功率追蹤式或其它補償操作〕。
請再參照第1、3、4及6圖所示，舉例而言，可選擇以自動、半自動或手動方式將數個該功因補償控制單元2、數個該電能轉換器2a或變流器及其周邊設備〔例如：數個變壓器〕共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該超前虛功補償量，以便操作數個該電能轉換器2a或變流器共同達成超前補償該超前虛功補償量。
請再參照第1、2、3、4、5及6圖所示，舉例而言，該功因補償控制單元2採用以機器容量為計算基礎，
假如命令控制PF=0.8、機器容量為75KVA，
P=75KVA*0.8=60KW，Q2=(S2-P2)，Q=45KVAR
因此其機器補償量為45KVAR。
第7圖揭示本發明第二較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統之架構示意圖，其對應於第1圖之太陽能案場之功因補償控制系統。請參照第7圖所示，相對於第一實施例，本發明第二較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統將該配電管理裝置100可選擇配置於一電力公司設備90，並將該功因補償控制單元2及電能轉換器2a整合形成單一裝置，以便構成一可功因補償之電能轉換裝置20a。另外，該近端量測點選擇配置於一電錶位置點102或一電錶裝置位置點。
第8圖揭示本發明第三較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖，其對應於第4圖之太陽能案場之功因補償控制系 統。請參照第8圖所示，相對於第一實施例，本發明第三較佳實施例之該功因補償操作系統4〔例如：近端操作系統或其它操作系統〕電性連接於該變流器20，且該太陽能電池模組1及變流器20之間設置一直流-直流升壓式電能轉換器21。
第9圖揭示本發明第四較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖，其對應於第4圖之太陽能案場之功因補償控制系統。請參照第9圖所示，相對於第一實施例，本發明第四較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用一雲端伺服器5或一雲端伺服系統，而該雲端伺服器5或雲端伺服系統包含一遠端操作系統50，且該變流器20〔或電能轉換器2a，如第7圖所示〕另連接一傳輸模組22或一無線傳輸模組，以便該遠端操作系統50以有線或無線方式連接操作該變流器20〔或電能轉換器2a，如第7圖所示〕，以執行數個該變流器20之功因補償作業。
請再參照第9圖所示，舉例而言，該電力品質管理中心設備9〔或電力公司設備90，如第7圖所示〕同時可選擇以適當技術手段連接通訊〔有線或無線通訊方式〕於該雲端伺服器5及遠端操作系統50，如第9圖之右側所示。
第10圖揭示本發明第五較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖，其對應於第1圖之太陽能案場之功因補償控制系統。請參照第10圖所示，相對於第一實施例，本發明第四較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用每個該功因補償控制單元2上配置該配電管理裝置100，如此該配電管理裝置100之本身功能之外，其另具有該功因補償控制單元2之功因補償控制功能及電能轉換器2a或變流 器之電能轉換功能。
第11圖揭示本發明第六較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統結合一系列太陽能電池模組之架構示意圖，其對應於第1圖之太陽能案場之功因補償控制系統。請參照第11圖所示，相對於第一實施例，本發明第四較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制系統採用該功因補償控制單元2整合配置該配電管理裝置100，以便至少一個或數個該功因補償控制單元2及配電管理裝置100整合於該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備，以便該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備之本身功能之外，其另具有該功因補償控制單元2之功因補償控制功能及配電管理裝置100之量測收集電力參數與資料計算功能。
第12圖揭示本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制系統之架構示意圖，其對應於第1圖。第13圖揭示本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制系統採用太陽能模組串列於無效發電量、陰雨天或夜間之虛功調節狀態下執行虛功調節控制模式之架構示意圖，其對應於第2及3圖。請參照第12及13圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功補償控制系統採用一虛功調節控制單元2'及一虛功調節控制模式〔reactive power adjusting control mode〕3c，且該虛功調節控制模式3c可選擇整合於其它控制模式，如第2及3圖所示之控制模式。
第14圖揭示本發明另一較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法之流程示意圖。請參照第12、13及14圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S11：舉例而言，首先，可選擇以自動、半自動或手動方式將該配電管理裝置100連接至少一近端 量測點101，即太陽能案場之近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料〔例如：即時量測電力參數資料〕及至少一實際功率因數值，且可選擇利用該量測電力參數資料計算該實際功率因數值。
請再參照第12、13及14圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S12：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該配電管理裝置100連接通訊〔例如：任何有線或無線通訊方式〕至少一個或數個該虛功調節控制單元2'，以便結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元2'。
請再參照第12、13及14圖所示，舉例而言，該虛功調節指令選自一電力公司虛功調節指令、一電力品質管理中心虛功調節指令、一再生能源系統虛功調節指令或其任意組合。
請再參照第12、13及14圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S13：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該虛功調節控制單元2'〔例如：可切換式自主虛功調節控制單元〕適當連接通訊於該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備〔例如：PV gateway通訊或其它有線或無線通訊方式〕，以便進行控制操作該電能轉換器2a或變流器及其相關周邊設備。
請再參照第12、13及14圖所示，舉例而言，該虛功調節控制單元2'選擇配置連接於該電能轉換器2a或變流器，或該虛功調節控制單元2'選擇直接連接於該電能轉換器2a或變流器，或將該虛功調節控制單元2'選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器2a或變流器。
請再參照第12、13及14圖所示，本發明較佳 實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S14：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式經由該虛功調節控制單元2'及電能轉換器2a或變流器進行依該配電管理裝置100之量測電力參數資料可連接通訊或控制操作〔例如：最大功率追蹤或其它操作〕該太陽能電池模組1或太陽能電池模組串列，此時太陽能案場處於無效發電量狀態、陰雨天氣或夜間時段。
請再參照第12、13及14圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例可選擇以自動、半自動或手動方式可選擇執行〔無效發電量狀態、陰雨天氣或夜間時段〕虛功調節控制模式，在無效發電量狀態、陰雨天或夜間時雖然該太陽能電池模組1或太陽能模組串列並未輸出電壓，但在太陽能案場仍存在調節虛功需求〔例如：近0KVAR虛功量〕，其包含變壓器〔例如：22.8KV/480V及161KV/22.8KV或其它變壓器〕之感抗、線路阻抗及電容阻抗所產生的超前或滯後之虛功量。
請再參照第12、13及14圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S15：舉例而言，接著，當該太陽能電池模組1或太陽能電池模組串列產生一輸出電壓趨近零時，可選擇以自動、半自動或手動方式由該虛功調節控制單元2'利用該實際功率因數值計算至少一虛功調節量〔例如：夜間虛功調節量〕。
請再參照第12、13及14圖所示，本發明較佳實施例之太陽能案場之虛功調節控制方法包含步驟S16：舉例而言，接著，可選擇以自動、半自動或手動方式將該虛功調節控制單元2'在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器2a或變流器將該虛功調節量輸出至一電網8，以便於該電網8之一適當位置形成該近端量測點101〔即，虛功調節控制點〕，如第12圖之左側所示。
請再參照第12、13及14圖所示，舉例而言，可選擇以自動、半自動或手動方式將數個該虛功調節控制單元2'、數個該電能轉換器2a或變流器及其周邊設備〔例如：數個變壓器〕共同具有一功率因數責任分界點〔即，功因補償控制點〕，且該功率因數責任分界點對應於該虛功調節量，以便操作數個該電能轉換器2a或變流器共同達成調節該虛功調節量〔例如：步階固定式、調變式或其它調節操作〕。
另外，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法及其系統可選擇適用結合於一小型分散式〔small-scaled distributed〕電源系統或一再生能源〔renewable energy〕發電系統，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
另外，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法及其系統可選擇適當結合於各種風力發電機及其系統，其包含非同步型〔asynchronous type〕風力發電機、同步型〔synchronous type〕風力發電機、水平軸〔horizontal axis〕風力發電機或垂直軸〔vertical axis〕風力發電機及其系統，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
另外，本發明另一較佳實施例之太陽能案場之功因補償控制方法及其系統可選擇適用結合於一燃料電池〔fuel cell〕系統、一焚化爐〔incinerator〕發電系統或其它發電系統，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。
100:配電管理裝置
101:近端量測點
2:功因補償控制單元
2a:電能轉換器
8:電網
9:電力品質管理中心設備

Claims (28)

  1. 一種太陽能案場之功因補償控制方法，其包含：將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；將該配電管理裝置連接至少一功因補償控制單元，以便將該至少一實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元；將該功因補償控制單元連接一電能轉換器或一變流器；依該配電管理裝置之該至少一量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列；當該至少一實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該至少一實際功率因數值及該功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量；及該功因補償控制單元在功率因數超前狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該至少一滯後虛功補償量補償於一電網；或當該至少一實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該至少一實際功率因數值及該功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量；及該功因補償控制單元在功率因數滯後狀態下控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該至少一超前虛功補償量補償於該電網。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該至少一量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該至少一滯後虛功補償量、該至少一超前虛功補償量或兩者。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該功率因數設定值選自一電力公司設定值、一電力品質管理中心設定值、一再生能源系統設定值或其任意組合。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該功因補償控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該功因補償控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該功因補償控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
  7. 依申請專利範圍第1項所述之太陽能案場之功因補償控制方法，其中該功因補償控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該至少一滯後虛功補償量或該至少一超前虛功補償量。
  8. 一種太陽能案場之虛功調節控制方法，其包含：將一配電管理裝置連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；將該配電管理裝置連接至少一虛功調節控制單元，以便將該至少一實際功率因數值結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元；將該虛功調節控制單元連接一電能轉換器或一變流器；依該配電管理裝置之該至少一量測電力參數資料可連接控制一太陽能電池模組或一太陽能電池模組串列；當該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列產生一輸出電壓趨近零時，該虛功調節控制單元計算至少一虛功調節量；及 該虛功調節控制單元在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該至少一虛功調節量輸出至一電網。
  9. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
  10. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該至少一量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該至少一虛功調節量。
  11. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
  12. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該虛功調節指令選自一電力公司虛功調節指令、一電力品質管理中心虛功調節指令、一再生能源系統虛功調節指令或其任意組合。
  13. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該虛功調節控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該虛功調節控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該虛功調節控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
  14. 依申請專利範圍第8項所述之太陽能案場之虛功調節控制方法，其中該虛功調節控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該至少一虛功調節量。
  15. 一種太陽能案場之功因補償控制系統，其包含：一配電管理裝置，其連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值； 至少一功因補償控制單元，其連接該配電管理裝置，以便將該至少一實際功率因數值結合一功率因數設定值傳輸至該功因補償控制單元；至少一太陽能電池模組或至少一太陽能電池模組串列；及至少一電能轉換器或至少一變流器，其連接於該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列，且將該功因補償控制單元連接該電能轉換器或變流器，且依該配電管理裝置之該至少一量測電力參數資料可連接控制該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列；其中當該至少一實際功率因數值超前該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該至少一實際功率因數值及該功率因數設定值計算至少一滯後虛功補償量，以便在功率因數超前狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該至少一滯後虛功補償量補償於一電網；或當該至少一實際功率因數值滯後該功率因數設定值時，該功因補償控制單元利用該至少一實際功率因數值及該功率因數設定值計算至少一超前虛功補償量，以便在功率因數滯後狀態下控制模式中操作該電能轉換器或變流器將該至少一超前虛功補償量補償於該電網。
  16. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
  17. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該至少一量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該至少一滯後虛功補償量、該至少一超前虛功補償量或兩者。
  18. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該配電管理裝置配電於一電力公司設備或 一電力品質管理中心設備。
  19. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該功率因數設定值選自一電力公司設定值、一電力品質管理中心設定值、一再生能源系統設定值或其任意組合。
  20. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該功因補償控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該功因補償控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該功因補償控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
  21. 依申請專利範圍第15項所述之太陽能案場之功因補償控制系統，其中該功因補償控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該至少一滯後虛功補償量或該至少一超前虛功補償量。
  22. 一種太陽能案場之虛功調節控制系統，其包含：一配電管理裝置，其連接至少一近端量測點，以便獲得至少一量測電力參數資料及至少一實際功率因數值；至少一虛功調節控制單元，其連接該配電管理裝置，以便將該至少一實際功率因數值結合一虛功調節指令傳輸至該虛功調節控制單元；至少一太陽能電池模組或至少一太陽能電池模組串列；及至少一電能轉換器或至少一變流器，其連接於該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列，且將該虛功調節控制單元連接該電能轉換器或變流器，且依該配電管理裝置之該至少一量測電力參數資料可連接控制該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列；其中該太陽能電池模組或太陽能電池模組串列產生一 輸出電壓趨近零時，該虛功調節控制單元計算至少一虛功調節量，以便在虛功調節控制模式中利用操作該電能轉換器或變流器將該至少一虛功調節量輸出至一電網。
  23. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該近端量測點配置於一電錶位置點或一再生能源系統位置點。
  24. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該至少一量測電力參數資料包含一電壓值、一電流值、一虛功量、一市電功率、一功率因數值或其任意組合，以便計算該至少一虛功調節量。
  25. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該配電管理裝置配電於一電力公司設備或一電力品質管理中心設備。
  26. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該虛功調節指令選自一電力公司虛功調節指令、一電力品質管理中心虛功調節指令、一再生能源系統虛功調節指令或其任意組合。
  27. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該虛功調節控制單元選擇配置連接於該電能轉換器或變流器，或該虛功調節控制單元選擇直接連接於該電能轉換器或變流器，或將該虛功調節控制單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器或變流器。
  28. 依申請專利範圍第22項所述之太陽能案場之虛功調節控制系統，其中該虛功調節控制單元及電能轉換器或變流器共同具有一功率因數責任分界點，且該功率因數責任分界點對應於該至少一虛功調節量。
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