[發明專利]太陽光發電系統

有效

• 申請號: 201310246645.9
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103516198B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 葉田玲彥;大久保敏一;仁木亨;內山利之
• 申請（專利權）人: 日立空調·家用電器株式會社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/14;H02S10/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,郭鳳麟

技術領域

本發明涉及一種使用電力變換裝置對太陽光板的發電電力進行變換，得到希望的電力的太陽光發電系統，特別涉及一種通過控制與太陽光板連接的變換器來檢測太陽光板的電力的最大點，使電力變換器（power?condition，PCS）在檢測出的最大電力點動作的太陽光發電系統。

背景技術

太陽光發電系統是通過電力變換器將太陽光板發出的電力變換為商用交流，在家庭內消費或反饋到商用系統的系統。

在圖4中，實線是表示太陽光板的輸出電壓Vpv和輸出電流Ipv的特性（以下稱為“電壓-電流特性”）的圖表，虛線是表示太陽光板的輸出電壓Vpv和輸出電力Ppv（以下稱為“電壓-電力特性”）的圖表。

如在此所述那樣，電壓-電流特性是以下的非線性的特性，即在輸出電壓Vpv為0時輸出電流Ipv為短路電流Isc，在輸出電壓Vpv為開路電壓Voc時輸出電流Ipv為0。另外，電壓-電力特性具有在輸出電壓Vpv為Vpmax時輸出電力Ppv為最大電力點Pmax的特性，將最大電力點Pmax時的輸出電流Ipv設為Ipmax。

在此說明的電壓-電流特性、電壓-電力特性根據日照條件、溫度條件而變化，因此，為了從太陽光板有效地取得電力，需要始終探索該最大電力點Pmax，控制與太陽光板連接的電力變換器，進行跟蹤控制以使太陽光板的動作點成為最大電力點。

作為最大電力跟蹤控制法的一般公知的方法，有登山法。該登山法是以下的方法，即細微地變更電力變換器的輸入電壓指令值，與之對應地判定太陽光板的發電電力增加還是減少。然后，依照該判定結果決定使下一個電壓指令值細微增加變更還是細微減少變更的變更方向，重復進行指令值的細微變更。

或者有專利文獻1所示的掃描法。該方法具有將電感器和開關元件與太陽光板的2個端子串聯連接的電力變換電路，在檢測最大電力點時，在使開關元件動作成為第一邏輯狀態、即所謂的打開狀態，使太陽光板的輸出端子之間成為開路狀態，并且使開關元件從該開路狀態動作成為第二邏輯狀態、即所謂的閉合狀態，使太陽光板的輸出端子之間成為短路狀態的過程中檢測電壓和電流，檢測作為它們的乘積即電力成為最大的點。在檢測最大電力時，最初將電力變換電路的輸入電流的電流指令值Iref0設為0，暫時將太陽光板的電壓設為開路電壓Voc。然后使電力變換電路的輸入電壓的指令值Vref0變化為用下式表示的值。

Vref0＝Voc-(Voc/to)·t??????…(式1)

Vref0依照公式在時間to之間從Voc開始線性降低。表示出在電力變換電路中，利用PI控制進行反饋控制以使電力變換電路的輸入電壓即太陽光板電壓成為Vref0，來驅動開關元件。

該方法能夠檢測出太陽光板的全部區域中的電流-電壓特性，在由于部分遮蔭而產生了雙峰特性的情況下，也能夠確實地檢測出最大電力點而進行移動。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2012/025593A1

發明內容

發明要解決的問題

上述登山法在日照急劇變化的情況下響應性有可能變慢。另外，有可能無法應對在太陽光板發生部分遮蔭的情況下產生的雙峰特性。

另外，專利文獻1所示的掃描法在檢測最大電力點時通過基于PI控制的反饋控制來使太陽光板的電壓即輸入電壓指令值變化。太陽光板在短路電流點近旁具有電壓變化相對于電流變化（dV/di）大的特性，因此如果要減小扼流圈的值來降低體積和成本，則在短路電流點近旁，太陽光板的電壓會因扼流圈脈動電流而有很大變動，有可能造成輸入電壓控制系統振蕩而無法檢測出正確的最大電力點。

另外，在掃描法中，在檢測最大電力點時將Iref0設為0，由此移動到太陽光板的開路電壓Voc點，來自電力變換電路的輸出電力成為0。接著，隨著改變Vref0，輸出電力從0開始經過最大電力后再次減少，在Vref0成為0時電流成為短路電流Isc，輸出電力成為0。在這樣從系統聯系逆變器側看時，在檢測最大電力時輸出電壓有很大變化，因此系統的電壓變動等有可能對系統產生不良影響。

本發明的目的在于，提高太陽光發電系統的最大電力點跟蹤方式的響應性。另外，即使在太陽光板產生部分遮蔭的情況下，也正確地求出最大電力點。另外，盡量減小電力變換電路的扼流圈、輸入濾波電容的電容來降低體積和成本。另外，抑制系統聯系逆變器的急劇輸出變動而謀求系統的穩定。

解決問題的技術方案