電力轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供電力轉(zhuǎn)換裝置，目的在于抑制電力轉(zhuǎn)換裝置的過容。電力轉(zhuǎn)換裝置包括：將各個(gè)太陽能電池串(A)～(E)的直流電力升壓的升壓電路(2a)～(2e)；獲取輸入至該升壓電路的直流電力的至少電流值、電壓值和該直流電力的功率值中的任一個(gè)值的檢測(cè)部(3)、(4)；根據(jù)該檢測(cè)部的檢測(cè)值和預(yù)定的值檢測(cè)異常、使該升壓電路的輸出功率減少的第1保護(hù)動(dòng)作部；和第2保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)全部或有效地工作的升壓電路的至少總輸出功率或總電流中的任一個(gè)的值判斷異常，使上述全部或有效地工作的升壓電路各自的輸出功率減少。
【專利說明】
電力轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及將基于可再生能源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置的保護(hù)動(dòng)作。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電力轉(zhuǎn)換裝置中，存在如下的結(jié)構(gòu):能夠進(jìn)行來自多個(gè)太陽能電池串(string)的輸入地構(gòu)成，檢測(cè)各個(gè)輸入中的每個(gè)輸入、即每太陽能電池串的輸出電流，將各個(gè)太陽能電池串中的每太陽能電池串的輸出電流進(jìn)行相互比較，在成為與其它太陽能電池串的輸出電流相距懸殊的狀態(tài)的情況下判斷為異常。(專利文獻(xiàn)I)
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3474711號(hào)公報(bào)【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]實(shí)用新型要解決的課題
[0007]專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，在各個(gè)太陽能電池串的額定值大致相同的情況下，能夠通過對(duì)太陽能電池串的輸出電流進(jìn)行相互比較來檢測(cè)異常的狀態(tài)(輸出大幅超過額定值的情況、輸出與其它相比異常低的狀態(tài)持續(xù)不變的情況等)，但是在全部或大多數(shù)的太陽能電池串產(chǎn)生問題時(shí)等存在異常狀態(tài)的無檢測(cè)的情況。
[0008]特別是在日照量多、各個(gè)太陽能電池串進(jìn)行額定以上的發(fā)電的情況下，當(dāng)其總發(fā)電量超過將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的轉(zhuǎn)換部的設(shè)計(jì)容量時(shí)，存在保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)而電力轉(zhuǎn)換裝置停止的情況。
[0009]用于解決課題的方法
[0010]本實(shí)用新型的電力轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成為能夠連接多個(gè)由多個(gè)太陽能電池電連接匯總成一個(gè)的太陽能電池串，將從這些太陽能電池串得到的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，該電力轉(zhuǎn)換裝置的特征包括:升壓電路，其與各個(gè)太陽能電池串對(duì)應(yīng)地將從該太陽能電池串得到的直流電力升壓;檢測(cè)部，其獲取輸入至該升壓電路的直流電力的至少電流值、電壓值和該直流電力的功率值中的任一個(gè)值;第I保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)該檢測(cè)部的檢測(cè)值和預(yù)定的值檢測(cè)異常，使該升壓電路的輸出功率減少;和第2保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)全部或有效地工作的升壓電路的至少總輸出功率或總電流中的任一個(gè)的值判斷異常，使上述全部或有效地工作的升壓電路各自的輸出功率減少。
[0011]實(shí)用新型效果
[0012]本實(shí)用新型的電力轉(zhuǎn)換裝置包括對(duì)各個(gè)升壓電路的第I保護(hù)動(dòng)作部和對(duì)全部升壓電路或有效地工作的升壓電路的第2保護(hù)動(dòng)作部，能夠抑制電力轉(zhuǎn)換裝置的異常停止。
【附圖說明】
[0013 ]圖1是表示本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0014]圖2是表示圖1所示的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)作的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型包括對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置的各個(gè)升壓電路的第I保護(hù)動(dòng)作部和對(duì)全部升壓電路或有效地工作的升壓電路的第2保護(hù)動(dòng)作部，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
[0016](實(shí)施例1)
[0017]圖1是表示本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的說明圖，A至E是太陽能電池串，將多個(gè)太陽能電池電串聯(lián)/并聯(lián)地連接而作為單一的組件或?qū)⒃摻M件電串聯(lián)/并聯(lián)地連接而作為單一的電池串。以下，僅作為電池串A至E對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說明。在圖1，1為電力轉(zhuǎn)換裝置，該電力轉(zhuǎn)換裝置I的輸出被重疊到系統(tǒng)G。
[0018]電池串A至E以一個(gè)與對(duì)應(yīng)的輸入電路2a至2e的規(guī)格(額定)一致的方式將多個(gè)太陽能電池板并聯(lián)和/或串聯(lián)地連接而構(gòu)成。作為輸入電路的規(guī)格(額定)，為最大直流電壓=450V、最大直流電流= 10A、最大功率=1.5kW等。另外，連接的電池串的數(shù)量并不限定于A至E的5臺(tái)，此外，其規(guī)格也沒有限定。
[0019]輸入電路2a至2e能夠使用系統(tǒng)的電路，因此說明輸入電路2a，省略電路2b至2e的說明。在輸入電路2a，經(jīng)由正極和負(fù)極的輸入端子連接太陽能電池串A，利用電壓檢測(cè)器3檢測(cè)輸入電路2a的(直流)輸入電壓(與電池串A的輸出電壓相當(dāng))，利用電流檢測(cè)器4檢測(cè)輸入電路2a的(直流)輸入電流(與電池串A的輸出電流相當(dāng))。
[0020]電壓檢測(cè)器3根據(jù)需要對(duì)施加的電壓進(jìn)行分壓，進(jìn)行A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換后，作為數(shù)字的電壓值供給至控制部5。另外，在控制部5或控制部5的微處理器等控制元件具有A/D轉(zhuǎn)換部的情況下，該電壓檢測(cè)器3也可以為利用電阻分壓的分壓部的結(jié)構(gòu)。
[0021]電流檢測(cè)器4是對(duì)供給的電流進(jìn)行檢測(cè)的部件，檢測(cè)利用分流電阻的電壓降，具有利用霍爾效應(yīng)的非接觸型的結(jié)構(gòu)等，輸出與檢測(cè)出的電流量相當(dāng)?shù)碾妷?。該電壓與電壓檢測(cè)器3的輸出同樣地供給至控制部5。
[0022]輸入電路2a包括直流電壓的升壓部(升壓電路)，作為該升壓部，能夠使用至少由電抗器6、開關(guān)元件7、二極管8、電容器9構(gòu)成，以使得電容器9的端子電壓成為目標(biāo)電壓的方式對(duì)開關(guān)元件7的導(dǎo)通占空比(例如開關(guān)周期為I?3Kz)進(jìn)行反饋控制的普通的DC/DC轉(zhuǎn)換器。二極管10用于使用多個(gè)輸入電路時(shí)的逆流防止。
[0023 ]經(jīng)由二極管1輸出的直流電力與其它輸入電路2b至2e的輸出集中在一起，向供給中間電壓的電容器11供給。該中間電壓供給至將4個(gè)開關(guān)元件呈單相橋狀連接而進(jìn)行D/A(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換的逆變器部12。
[0024]逆變器部12基于對(duì)與系統(tǒng)G的頻率同等的頻率的調(diào)制波和載波的大小而得到的開關(guān)信號(hào)，使各個(gè)開關(guān)元件導(dǎo)通/斷開，輸出與系統(tǒng)G實(shí)質(zhì)上系統(tǒng)頻率的擬似正弦波的交流電力。該擬似正弦波是利用由電抗器13、14和電容器15構(gòu)成的濾波電路使高頻成分衰減后重疊到系統(tǒng)G的波。另外，該擬似正弦波的波形形成并不限定于該方式，能夠使用中性點(diǎn)鉗位方式等其它方式。
[0025]16是顯示部，通用的7段(Segment)/8段顯示器和液晶顯示器等能夠顯示數(shù)字、符號(hào)、字符等的裝置即可，基于來自控制部5的信號(hào)，將數(shù)字、符號(hào)、字符組合而顯示特定的代碼。
[0026]控制部5以使得將升壓部的目標(biāo)電壓、重疊至系統(tǒng)G的交流電壓的峰值(或者也可以為有效電壓或平均電壓)等重疊至系統(tǒng)G的交流電力成為最大(或者最大附近或目標(biāo)功率值)的方式進(jìn)行控制。此時(shí)，從電壓檢測(cè)器3、電流檢測(cè)器4的各檢測(cè)值計(jì)算出電池串A的發(fā)電功率，加入所述控制。即，以使得電池串A至電池串E的總發(fā)電功率不超過從逆變器部供給至系統(tǒng)G的功率的方式進(jìn)行控制。
[0027]例如，雖然通常日照量越增加電池串A的發(fā)電量就越增加，但是不會(huì)超過特性上的最大發(fā)電量。該最大發(fā)電量由于每個(gè)太陽能電池的個(gè)體差異而并不全部為相同的值。一般各個(gè)太陽能電池的發(fā)電特性如果令發(fā)電量為P(W)則以P = V(V) X I(A)表示。因而，使用多個(gè)該太陽能電池構(gòu)成的組件和電池串也大致以該特性表示。
[0028]太陽能電池的發(fā)電特性是具有相對(duì)于電壓(V)的變化發(fā)電量(W)通常具有單一的峰值的特性，該峰時(shí)的發(fā)電量也以P = V X I = R XI XI表示，如果太陽能電池的輸出電壓從峰時(shí)的電壓V向上下偏移則電流I減少，發(fā)電量P也減少?？刂撇?以使得發(fā)電量P(輸入電路2a的電壓檢測(cè)器3的檢測(cè)值與電流檢測(cè)器4的檢測(cè)值的積)總成為最大的方式控制升壓部的目標(biāo)電壓。即，控制升壓部的升壓比。因?yàn)樵撋龎罕劝撮_關(guān)元件7的導(dǎo)通占空比變化，所以從電池串A看時(shí)的輸入電路2a的阻抗R變化，能夠使電池串A的輸出變化。
[0029]通過使該目標(biāo)電壓比發(fā)電量P成為最大的值小，能夠?qū)㈦姵卮瓵的發(fā)電量控制得比最大發(fā)電量小。
[0030]控制部5(第I保護(hù)動(dòng)作部的動(dòng)作)，在電壓檢測(cè)器3檢測(cè)的電壓超過輸入電路2a的規(guī)格(輸入電壓的上限電壓)的情況下、電流檢測(cè)器4檢測(cè)的電流超過輸入電路2a的規(guī)格(輸入電流的上限電流)的情況下、電壓檢測(cè)器3檢測(cè)的電壓值與電流檢測(cè)器4檢測(cè)的電流值之積超過輸入電路2a的規(guī)格(輸入容量的上限)的情況下，使升壓部的目標(biāo)電壓(開關(guān)元件7的導(dǎo)通占空比)低于規(guī)定值。此外，在這些條件進(jìn)一步持續(xù)的情況下，進(jìn)一步降低該目標(biāo)電壓。
[0031]例如在電流檢測(cè)器4檢測(cè)的電流值超過規(guī)定值(基于規(guī)格的值、在該值乘以規(guī)定的值而得到的值等)的狀態(tài)超過規(guī)定時(shí)間(0.05?0.20sec)的情況下，保護(hù)動(dòng)作開始。另外，該保護(hù)動(dòng)作的解除在低于在該規(guī)定值加上差(d i ffer ent ia I)而得到的值時(shí)進(jìn)行。
[0032]此外，該保護(hù)動(dòng)作能夠基于檢測(cè)的電流值進(jìn)行使用多個(gè)區(qū)域(zone)(不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的區(qū)域、進(jìn)行不使電流值增加的保護(hù)的區(qū)域、進(jìn)行降低電流值的保護(hù)的區(qū)域、進(jìn)行大幅降低電流值的保護(hù)的區(qū)域等)的區(qū)域控制，沒有特別限定。另外，在使用電壓值、電壓值與電流值的積(相當(dāng)于發(fā)電功率)的看情形也同樣進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
[0033]另外，電壓、電流的檢測(cè)能夠替換為輸入電路2a的輸出側(cè)(二極管8的輸出側(cè))的電壓值、電流值，在這種情況下也能夠用于電流值和輸入容量的判斷。輸入電流2b至2e也同樣以使得各自對(duì)應(yīng)的電池串的發(fā)電量變大的方式控制升壓部的目標(biāo)電壓、并且在電池串的發(fā)電量超過各自的輸入電路的規(guī)格的情況下進(jìn)行降低對(duì)應(yīng)的電池串的發(fā)電量的保護(hù)控制。
[0034]進(jìn)行這樣的保護(hù)控制的情況下，控制部5向顯示部16輸出特定的代碼，進(jìn)行顯示。
[0035]控制部5(第2保護(hù)動(dòng)作部的動(dòng)作)在各個(gè)輸入電路2a至2e的輸出功率的合計(jì)值(其中，連接的電池串的發(fā)電量少、不進(jìn)行升壓動(dòng)作等非有效的輸入電路的輸出功率不相加。或者能夠?qū)⑤敵龉β首鳛镺相加)超過設(shè)定值(基于逆變器部12的規(guī)格的允許容量的值，或者在該值乘以規(guī)定的值而得到的值、特定的值等)時(shí)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
[0036]該保護(hù)動(dòng)作對(duì)輸入電路2a至2e(也可以僅作為有效的輸入電路)實(shí)質(zhì)上同時(shí)進(jìn)行使輸出降低的動(dòng)作，就具體的保護(hù)動(dòng)作而言，因?yàn)槟軌蚋淖兂?shù)地使用第I保護(hù)動(dòng)作部的動(dòng)作，所以省略詳細(xì)的說明。第I保護(hù)動(dòng)作部與第2保護(hù)動(dòng)作部的動(dòng)作的差異在于，第I保護(hù)動(dòng)作部個(gè)別地對(duì)應(yīng)各個(gè)輸入電路，與此相對(duì)，第2保護(hù)動(dòng)作部同時(shí)對(duì)應(yīng)所有輸入電路。
[0037]第2保護(hù)動(dòng)作部的動(dòng)作除了基于各個(gè)輸入電路2a至2e的輸入功率以外，還能夠在逆變器部12的輸入側(cè)設(shè)置電壓檢測(cè)器、電流檢測(cè)器，使用這些檢測(cè)器的輸入功率/輸入電流的值進(jìn)行。此外，還能夠利用功率計(jì)17檢測(cè)向系統(tǒng)G供給(重疊或電力銷售)的電量而進(jìn)行替換，在這種情況下，考慮輸入電路/逆變器部12等的轉(zhuǎn)換損失等對(duì)設(shè)定值進(jìn)行修正即可。此夕卜，如果假定系統(tǒng)的電壓一定，則還能夠根據(jù)該電量計(jì)算電流值而使用。
[0038]圖2是表示圖1所示的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)作的說明圖，在步驟SI，檢測(cè)向各個(gè)輸入電路2a至2e供給的電流I和電壓V。在步驟S2中，根據(jù)步驟SI中檢測(cè)出的電流I和電壓V計(jì)算各個(gè)輸入電路的輸入功率(對(duì)應(yīng)的電池串的發(fā)電功率)。在步驟S3中，計(jì)算作為各個(gè)輸入電路的輸入功率(發(fā)電量)的合計(jì)的發(fā)電量Σ。
[0039]在步驟S4中，對(duì)步驟SI中檢測(cè)出的電流I是否存在異常的狀態(tài)(超過設(shè)定值的狀態(tài))的輸入電路進(jìn)行判斷，在滿足該條件的情況下(是(Yes)的情況下)，前進(jìn)至步驟S5，進(jìn)行第I保護(hù)動(dòng)作。
[0040]在步驟S6，對(duì)步驟S3中計(jì)算出的發(fā)電量Σ是否為異常的狀態(tài)(超過設(shè)定值的狀態(tài))進(jìn)行判斷，在滿足該條件的情況下(是的情況下)，前進(jìn)至步驟S7，進(jìn)行第2保護(hù)動(dòng)作。
[0041 ] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0042]這樣，在本實(shí)用新型中，使用第I保護(hù)動(dòng)作和第2保護(hù)動(dòng)作，抑制電力轉(zhuǎn)換裝置的過容。
[0043]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，以上的說明是為了對(duì)本實(shí)用新型的理解變得容易，并不是限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型能夠不脫離其主旨地進(jìn)行變更、改良，并且在本實(shí)用新型中當(dāng)然包括其等價(jià)物。
[0044]附圖標(biāo)記說明
[0045]I電力轉(zhuǎn)換裝置
[0046]2a?2e輸入電路
[0047]3電壓檢測(cè)器
[0048]4 電流檢測(cè)器
[0049]5控制部
[0050]16 顯示部
[0051]17 功率計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其構(gòu)成為能夠連接多個(gè)由多個(gè)太陽能電池電連接匯總成一個(gè)的太陽能電池串，將從這些太陽能電池串得到的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，包括: 升壓電路，其與各個(gè)太陽能電池串對(duì)應(yīng)地將從該太陽能電池串得到的直流電力升壓； 檢測(cè)部，其獲取輸入至該升壓電路的直流電力的至少電流值、電壓值和該直流電力的功率值中的任一個(gè)值； 第I保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)該檢測(cè)部的檢測(cè)值和預(yù)定的值檢測(cè)異常，使該升壓電路的輸出功率減少;和 第2保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)全部或有效地工作的升壓電路的至少總輸出功率或總電流中的任一個(gè)的值判斷異常，使所述全部或有效地工作的升壓電路各自的輸出功率減少。2.—種電力轉(zhuǎn)換裝置，其構(gòu)成為能夠連接多個(gè)由多個(gè)太陽能電池電連接匯總成一個(gè)的太陽能電池串，將從這些太陽能電池串得到的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，包括: 升壓電路，其與各個(gè)太陽能電池串對(duì)應(yīng)地將從該太陽能電池串得到的直流電力升壓； 檢測(cè)部，其獲取輸入至該升壓電路的直流電力的至少電流值、電壓值和該直流電力的功率值中的任一個(gè)值； 第I保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)該檢測(cè)部的檢測(cè)值和預(yù)定的值檢測(cè)異常，使該升壓電路的輸出功率減少;和 第2保護(hù)動(dòng)作部，其根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的交流電力的至少總輸出功率或總電流中的任一個(gè)的值判斷異常，使所述全部或有效地工作的升壓電路各自的輸出功率減少。
【文檔編號(hào)】H02M3/158GK205490215SQ201390001237
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2013年7月31日
【發(fā)明人】鈴木淳, 鈴木淳一, 森田功
【申請(qǐng)人】松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社