向上述逆變器4的控制部通知使上述蓄電器12充放電的電力量也是有用的。如果這樣，則在上述逆變器4中能夠根據(jù)從上述雙向斬波器單元11通知的電力量來改變用于改變上述輸入電壓E的對上述輸出電流1的控制量。因而，能夠與上述蓄電器12的充放電分開地執(zhí)行通過上述輸入電壓E的可變控制而進(jìn)行的前述的對太陽能電池群2a、2b?2n的上述最大功率點(diǎn)跟蹤控制。
[0078]另外，也可以取代將上述蓄電器12的充放電電力量提供給上述逆變器4，而向上述逆變器4提供電力指令值來控制其動作。在該情況下，關(guān)于由上述雙向斬波器單元11生成的上述電力指令值，期望的是，限制在上述蓄電器12在該時(shí)間點(diǎn)能夠充放電的電力量的范圍內(nèi)。如果使用這種電力指令值，則在上述逆變器4中只要基于上述電力指令值來控制其輸出電流量即可，因此能夠減輕其控制處理負(fù)擔(dān)。
[0079]另外，在構(gòu)建被稱為巨型太陽能系統(tǒng)的大規(guī)模的太陽能發(fā)電系統(tǒng)10的情況下，為了設(shè)置上述太陽能電池群2a、2b?2n，一般來說每IMW的發(fā)電量大致需要2公頃的平坦的地面。附帶地說，在地面不平坦的情況下，上述太陽能電池群2a、2b?2n的發(fā)電特性根據(jù)其設(shè)置場所而大不相同。于是，可設(shè)想到，難以統(tǒng)一控制巨型太陽能系統(tǒng)(太陽能發(fā)電系統(tǒng)10)中的多個(gè)太陽能電池群2a、2b?2η。
[0080]關(guān)于這一點(diǎn)，如果將多個(gè)上述太陽能電池群2a、2b?2n按其特性分割為所包括的太陽能電池群的特性一致的各個(gè)群來分別設(shè)置上述斬波器單元3a(3b?3n)，則即使在平坦的地面以外之處也能夠?qū)崿F(xiàn)上述巨型太陽能系統(tǒng)。另外，同時(shí)還可考慮對上述特性一致的各個(gè)群設(shè)置上述逆變器4。然而，若像這樣構(gòu)建巨型太陽能系統(tǒng)，則需要進(jìn)行用于使各群協(xié)作的復(fù)雜控制，而且還需要多個(gè)用于檢測各群的三相電壓、電流的檢測系統(tǒng)、用于控制各自的電流的控制系統(tǒng)，因此變得復(fù)雜。另外，交流部中的配電設(shè)備等也被分割，因此其結(jié)構(gòu)變得大規(guī)模，這是不可否認(rèn)的。并且，交流部中的電力傳輸線纜變長，還產(chǎn)生因其電感引起的電壓變動的問題。
[0081]關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)前述的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明所涉及的太陽能發(fā)電系統(tǒng)10，對上述斬波器單元3a(3b?3n)的控制是單純而可靠的，其控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也能夠簡單且較廉價(jià)地構(gòu)建。因而，不會招致如上所述的不良狀況。而且，以直流來進(jìn)行從上述太陽能電池群2a、2b?2n到上述逆變器4的供電，因此也不會招致前述的因電感引起的電壓變動的冋題。
[0082]而且，在這種巨型太陽能系統(tǒng)中，專門采用了使其供電系統(tǒng)本身分散配置、通過集電箱盤進(jìn)行合流的結(jié)構(gòu)。因此，只要在上述集電箱盤中設(shè)置上述斬波器單元3a(3b?3n)來分別獨(dú)立地控制上述太陽能電池群2a、2b?2n、再通過一臺逆變器4來進(jìn)行交流變換，就能夠?qū)⑵渌璧脑O(shè)備負(fù)擔(dān)抑制到最小限度。
[0083]特別是作為開關(guān)元件，如果例如使用SiC元件等來進(jìn)行高頻開關(guān)動作，則能夠?qū)崿F(xiàn)上述斬波器單元3a (3b?3n)的小型化，該SiC元件是使用碳化娃(SiC)的功率半導(dǎo)體元件。因而，還能夠?qū)⑸鲜鰯夭ㄆ鲉卧?a(3b?3n)等收納到現(xiàn)有的集電箱盤中。另外，斬波器單元3a(3b?3n)中的損耗也能夠減小到幾乎可以忽略的程度，因此也幾乎不存在招致變換效率降低等不良狀況的擔(dān)憂。因此，通過使用本發(fā)明所涉及的太陽能發(fā)電系統(tǒng)10，能夠起到在不平坦的地面上也能夠容易且廉價(jià)地構(gòu)建巨型太陽能系統(tǒng)等實(shí)用上的巨大效果。
[0084]此外，本發(fā)明并不限定于上述的各實(shí)施方式。例如上述太陽能電池群2a、2b?2n的數(shù)量、各太陽能電池群2a、2b?2n的額定只要與太陽能發(fā)電系統(tǒng)1、10的電力規(guī)格相應(yīng)即可。另外，關(guān)于上述斬波器單元3a、3b?3n、上述逆變器4，也能夠根據(jù)該電力規(guī)格來適當(dāng)采用以往以來提倡的各種方式。總之，本發(fā)明能夠在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形來實(shí)施。
[0085]附圖標(biāo)記說曰月
[0086]1、10:太陽能發(fā)電系統(tǒng);2a、2b?2n:太陽能電池群;3a、3b?3n:斬波器單元；4:逆變器；5:電容器；6a、6b?6n:動作點(diǎn)控制單元(MPPT控制)；7a、7b?7n:短路單元；8:第二動作點(diǎn)控制單元(MPPT控制)；11:雙向斬波器單元；12:蓄電器(電池)；31:半導(dǎo)體開關(guān)元件(MOS-FET) ;32:電感器；33:續(xù)流二極管；34:開關(guān)二極管；35:電容器；71:低頻用的整流一極管；72:機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)；73:同步整流電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，具備: 斬波器單元，其對從太陽能電池得到的直流電壓進(jìn)行升壓； 動作點(diǎn)控制單元，其對該斬波器單元的輸出電流進(jìn)行控制來優(yōu)化上述太陽能電池的動作點(diǎn)，以從該太陽能電池得到最大輸出；以及 逆變器，其被輸入從上述斬波器單元得到的直流電壓，將該直流電壓變換為規(guī)定電壓的交流電力并輸出該交流電力。2.一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，具備: 將多個(gè)太陽能電池分組而成的多個(gè)太陽能電池群； 與上述多個(gè)太陽能電池群分別對應(yīng)地設(shè)置的多個(gè)斬波器單元，該多個(gè)斬波器單元對從各上述太陽能電池群分別得到的直流電壓進(jìn)行升壓； 動作點(diǎn)控制單元，其對這些斬波器單元的輸出電流分別進(jìn)行控制來優(yōu)化各上述太陽能電池群的動作點(diǎn)，以從該太陽能電池群得到最大輸出；以及 逆變器，其被輸入從上述多個(gè)斬波器單元得到的直流電壓，將該直流電壓變換為規(guī)定電壓的交流電力并輸出該交流電力。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述逆變器以使其輸入電壓固定或成為規(guī)定的電壓范圍的方式對交流輸出電流進(jìn)行控制。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述多個(gè)斬波器單元分別具備直通模式功能或短路單元，該直通模式功能用于在上述太陽能電池群的輸出電壓超過上述逆變器的預(yù)先決定的輸入電壓時(shí)停止開關(guān)動作而直接輸出該輸入電壓，該短路單元用于在上述太陽能電池群的輸出電壓超過上述逆變器的預(yù)先決定的輸入電壓時(shí)將該斬波器單元的輸入輸出端子之間短路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述短路單元包括整流二極管、機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)以及使用半導(dǎo)體開關(guān)元件的同步整流電路中的任一個(gè)或者它們的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述逆變器具備與上述斬波器單元的上述動作點(diǎn)控制單元分開的第二動作點(diǎn)控制單元，該第二動作點(diǎn)控制單元改變該逆變器的輸入電壓來優(yōu)化各上述太陽能電池群的動作點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 在即使改變上述逆變器的輸入電壓、從上述太陽能電池群得到的電力也不變化時(shí)，上述第二動作點(diǎn)控制單元將上述輸入電壓設(shè)定為針對上述太陽能電池群的動作點(diǎn)搜索范圍內(nèi)的固定值。8.根據(jù)權(quán)利要求2?7中的任一項(xiàng)所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 還具備能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的電力流動的雙向斬波器單元以及經(jīng)由該雙向斬波器單元而與上述逆變器的輸入端連接的蓄電器。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述雙向斬波器單元將從上述多個(gè)斬波器單元向上述逆變器供給的電力的剩余部分蓄積到上述蓄電器，在從上述多個(gè)斬波器單元向上述逆變器供給的電力不足時(shí)，將上述蓄電器中蓄積的電力輸出到上述逆變器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 與上述逆變器中的上述第二動作點(diǎn)控制單元的控制相比，緩慢地執(zhí)行經(jīng)由上述雙向斬波器單元進(jìn)行的上述蓄電池的充放電控制。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 上述多個(gè)斬波器單元和上述逆變器集中設(shè)置在直流集電盤內(nèi)，該直流集電盤聚集來自上述多個(gè)太陽能電池群的電力。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 設(shè)置于直流集電盤的上述逆變器起到執(zhí)行交流變換和對系統(tǒng)電源的互聯(lián)動作的作用。
【專利摘要】太陽能發(fā)電系統(tǒng)(1)具備：多個(gè)太陽能電池群(2a、2b～2n)；與這些各太陽能電池群分別對應(yīng)地設(shè)置的多個(gè)斬波器單元(3a、3b～3n)，該多個(gè)斬波器單元對從上述各太陽能電池群分別得到的直流電壓進(jìn)行升壓；動作點(diǎn)控制單元(6a、6b～6n)，其對這些斬波器單元的輸出電流分別進(jìn)行控制來優(yōu)化上述各太陽能電池群的動作點(diǎn)，以從該太陽能電池群得到最大輸出；以及逆變器(4)，其被輸入從上述多個(gè)斬波器單元得到的直流電壓，將該直流電壓變換為規(guī)定電壓的交流電力并輸出該交流電力。
【IPC分類】G05F1/67, H02J3/38, H02M3/158
【公開號】CN104969139
【申請?zhí)枴緾N201380072491
【發(fā)明人】山田隆二, 川口剛司
【申請人】富士電機(jī)株式會社
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2013年3月20日
【公告號】US20150349583, WO2014147771A1