專利名稱：市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種市電并聯(lián)技術(shù)，特別是涉及一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
“再生能源” (Renewable energy)是指理論上能取之不盡的天然資源，使用過程中不會產(chǎn)生污染物，例如太陽能、風能、地熱能、水力能、潮汐能、生質(zhì)能等，都是轉(zhuǎn)化自然界的能量成為能源。將再生能源有效且經(jīng)濟的轉(zhuǎn)換為一般民生供電，已成為先進科技國家兼顧發(fā)電與環(huán)保的重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。在綠色再生能源系統(tǒng)中，市電并聯(lián)技術(shù)扮演了重要的角色。借由市電并聯(lián)技術(shù)，可以使得當再生能源供電裝置所產(chǎn)生的電力不足以供給負載或是再生能源供電裝置發(fā)生故障時，即可由市電來供給電力給負載。其中，當需要由市電來供給不足的電力時，此時再生能源與市電輸出電壓的相位及頻率則必須要一致。此外，當再生能源供電裝置發(fā)出的電力在供應(yīng)給負載后仍過多時，則可回饋給予電力公司。圖1是現(xiàn)有習知的市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1所示，現(xiàn)有習知的市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng)10包括再生能源供電裝置 110、直流/直流轉(zhuǎn)換器120、直流/交流換流器130、繼電器140、控制器150、市電供應(yīng)端 160以及負載170。直流/直流轉(zhuǎn)換器120接收再生能源供電裝置110所產(chǎn)生的再生能源并將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定且固定的直流電力。直流/交流換流器130則將直流/直流轉(zhuǎn)換器120輸出的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并且控制器150是用以控制再生能源供電裝置110、直流/直流轉(zhuǎn)換器120、直流/交流換流器130以及繼電器140的運作。繼電器140可依據(jù)控制器150的運作切換直流/交流換流器130及市電供應(yīng)端160，以將交流電力和/或市電提供給負載 170。在市電并聯(lián)技術(shù)中，換流器的角位置與市電的角位置的偵測是其效率的關(guān)鍵指標?，F(xiàn)有習知的角位置偵測技術(shù)可分為零點偵測電路和數(shù)字鎖相回路。然而，零點偵測電路的成本較高且容易受干擾而導致角位置的誤判。另外，雖然數(shù)字鎖相回路的響應(yīng)速度快且精準度佳，但是其控制器的設(shè)計卻也相對地不容易。由此可見，上述現(xiàn)有的市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng)及其電力轉(zhuǎn)換方法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、 方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成， 而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng)及其電力轉(zhuǎn)換方法存在的缺陷，而提供一種新的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法，所要解決的技術(shù)問題是使其采用電壓閉回路控制法則進行直流/直流轉(zhuǎn)換器和直流/交流換流器的運作控制，借以大幅降低在硬件電路上的體積、在維護上具有較佳的可靠度，以及可較精準地偵測且計算市電的角位置，非常適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其包括一第一接收端，用以接收一再生能源；一第二接收端，用以接收一市電；一負載端，用以電性連接一負載；一直流/直流轉(zhuǎn)換器，該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入端電性連接至該第一接收端，以將該再生能源升壓至穩(wěn)定且固定的一直流電力；一直流/交流換流器，該直流/交流換流器的輸入端電性連接至該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，以接收該直流電力并將該直流電力轉(zhuǎn)換成一交流電力；一切換單元，電性連接至該直流/交流換流器的輸出端、該第二接收端以及該負載端；一回授電路，電性連接該直流 /直流轉(zhuǎn)換器的該輸出端、該直流/交流換流器的該輸出端與該第二接收端，以回授分別相應(yīng)于該直流電力、該交流電力與該市電的多個回授信號；一波角位置處理器，電性連接至該回授電路，以借由相應(yīng)于該市電的該回授信號得到該市電的一角位置；一脈波調(diào)節(jié)電路，電性連接至該直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制端以及該直流/交流換流器的控制端；以及一控制模塊，電性連接至該切換單元、該回授電路、該波角位置處理器以及該脈波調(diào)節(jié)電路，以根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的該回授信號控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力、根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力，以及根據(jù)該負載的電力需求控制該切換單元的切換動作；其中，當該交流電力足以供應(yīng)給該負載時，該切換單元斷開該第二接收端與該負載端之間的電性連結(jié)；以及當該交流電力不足以供應(yīng)給該負載時，該切換單元導通該第二接收端與該負載端之間的電性連結(jié)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其中所述的波角位置處理器包括一正交轉(zhuǎn)換器，電性連接至該回授電路，以接收相應(yīng)于該市電的該回授信號并據(jù)以產(chǎn)生與該市電同步的弦波及與該市電相位相差90度的弦波；以及一反正切計算單元，電性連接于該正交轉(zhuǎn)換器與該控制模塊之間，以借由與該市電同步的該弦波及與該市電相位相差90度的該弦波計算出該市電的該角位置。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其中所述的控制模塊包括一第一控制器，該第一控制器的輸入端電性連接至該回授電路，且該第一控制器的輸出端電性連接至該脈波調(diào)節(jié)電路，該第一控制器用以根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的該回授信號控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力；一第二控制器，該第二控制器的輸入端電性連接至該回授電路與該波角位置處理器，且該第二控制器的輸出端電性連接至該脈波調(diào)節(jié)電路，該第二控制器用以根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力；以及一第三控制器，該第三控制器的輸入端電性連接至該回授電路，且該第三控制器的輸出端電性連接至該切換單元，該第三控制器用以根據(jù)該負載的電力需求控制該切換單元的切換動作。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其中所述的切換單元為一繼電器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其包括接收一再生能源；利用一直流/直流轉(zhuǎn)換器將該再生能源升壓成固定的一直流電力；根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的一回授信號調(diào)控該直流/直流轉(zhuǎn)換器的責任周期，以致使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力；利用一直流/交流換流器將該直流電力轉(zhuǎn)換成一交流電力；利用一波角位置處理器偵測該市電的一角位置；根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置調(diào)控該直流/交流換流器的責任周期，以致使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力；以及輸出該交流電力給一負載。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，更包括根據(jù)該負載的電力需求選擇性提供該市電給該負載。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其中所述的根據(jù)該負載的電力需求選擇性提供該市電給該負載的步驟包括比較該交流電力與該負載的該電力需求；以及當該交流電力不滿足該負載的該電力需求時，提供該市電給該負載。前述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其中所述的利用一波角位置處理器偵測該市電的一角位置的步驟包括根據(jù)相應(yīng)于該市電的一回授信號產(chǎn)生與該市電同步的弦波及與該市電相位相差90度的弦波；以及借由與該市電同步的該弦波及與該市電相位相差90度的該弦波計算出該市電的該角位置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果一、本發(fā)明可大幅降低在硬件電路上的體積。二、本發(fā)明在維護上具有較佳的可靠度。三、本發(fā)明可較精準地偵測且計算市電的角位置。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法。該市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，利用直流/直流轉(zhuǎn)換器將再生能源升壓至穩(wěn)定且固定的直流電力，再借由直流/交流換流器將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并且根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號調(diào)控直流/直流轉(zhuǎn)換器的責任周期，以穩(wěn)定直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出。此外，又根據(jù)相應(yīng)于交流電力的回授信號以及利用波角位置處理器測得市電的角位置以調(diào)控直流/交流換流器的責任周期，進而使直流/交流換流器得以輸出頻率與市電同步的交流電力。借此，當再生能源電力不足時，可以利用市電供給部分電力，并且交流電力的頻率可與市電頻率同步。同時本發(fā)明還提供了一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是現(xiàn)有習知的市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第一實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路的概要結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一實施例的波角位置處理器的概要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明第二實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路的概要結(jié)構(gòu)示意圖,
圖5是本發(fā)明第一實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
圖6是本發(fā)明第二實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
圖7是本發(fā)明一實施例的偵測步驟的流程圖。
10 市電并聯(lián)式再生能源系統(tǒng) 110 再生能源供電裝置
120:直流/直流轉(zhuǎn)換器
140 繼電器
160 市電供應(yīng)端
20:市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路
220 直流/交流換流器
240 回授電路
252 正交轉(zhuǎn)換器
260 脈波調(diào)節(jié)電路
272 第一控制器
276 第三控制器
IN_2 第二接收端
130:直流/交流換流器 150 控制器 170 負載
210:直流/直流轉(zhuǎn)換器 230 切換單元 250 波角位置處理器 254 反正切計算單元 270 控制模塊 274 第二控制器 IN_1 第一接收端 OUT 負載端 ea 與市電同步的弦波
回授信號
e0 與市電相位相差90度的弦波θ e 角位置 SVdc 回授信號
V,
Sva?；厥谛盘?ft·電力需求
dc 直流電力 Vac 交流電力
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。本發(fā)明的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法是采用電壓閉回路控制法則進行直流/直流轉(zhuǎn)換器和直流/交流換流器的運作控制。根據(jù)本發(fā)明的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法，其是在直流/直流轉(zhuǎn)換器回授調(diào)整至穩(wěn)定輸出后，才啟動直流/交流換流器，并且本發(fā)明的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法是在回授調(diào)節(jié)直流/交流換流器的責任周期下，同時偵測市電的電壓頻率，以使直流/交流換流器的輸出電壓頻率與市電同步。圖2是本發(fā)明第一實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路的概要結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖2所示，本發(fā)明第一實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路20包括一第一接
7收端IN_1、一第二接收端IN-_2、一負載端OUT、一直流/直流轉(zhuǎn)換器210、一直流/交流換流器220、一切換單元230、一回授電路對0、一波角位置處理器250、一脈波調(diào)節(jié)電路沈0以及一控制模塊270。第一接收端IN_1可電性連接至再生能源供電裝置110，以接收再生能源供電裝置 110所產(chǎn)生的再生能源。此再生能源供電裝置110可為燃料電池系統(tǒng)，然而此并非用以限制本發(fā)明。第二接收端IN_2可電性連接至市電供應(yīng)端160，以接收市電供應(yīng)端160所提供的市電。負載端OUT可電性連接至一負載170，以提供電力給負載170使用。直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸入端電性連接至第一接收端IN_1，且直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出端又電性連接至直流/交流換流器220的輸入端，而直流/交流換流器220 的輸出端則電性連接至切換單元230。此外，切換單元230還電性連接至第二接收端IN_2 和負載端OUT，以分別與市電供應(yīng)端160及負載170電性連接。其中，切換單元230可為一繼電器?；厥陔娐?40電性連接于直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出端、直流/交流換流器220 的輸出端與第二接收端IN_2。波角位置處理器250電性連接于回授電路240與控制模塊 270之間。而脈波調(diào)節(jié)電路260則電性連接于控制模塊270與直流/直流轉(zhuǎn)換器210的控制端之間，以及電性連接于控制模塊270與直流/交流換流器220的控制端之間。直流/直流轉(zhuǎn)換器210是將第一接收端IN_1所接收到的再生能源升壓至穩(wěn)定且固定的直流電力，并輸出給直流/交流換流器220。直流/交流換流器220再將接收到的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。于此，回授電路240可擷取直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出、直流/交流換流器220 的輸出以及第二接收端IN_2的輸入，以回授相應(yīng)于直流電力的回授信號和相應(yīng)于交流電力的回授信號給控制模塊270，并可回授相應(yīng)于市電的回授信號給波角位置處理器250。其中，回授電路240可擷取直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓、直流/交流換流器220的輸出電壓以及市電的電壓波形，并將直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓和直流/交流換流器220 的輸出電壓回授給控制模塊270，以及將市電的電壓波形回授給波角位置處理器250?？刂颇K270會根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號控制脈波調(diào)節(jié)電路沈0，以使直流/直流轉(zhuǎn)換器210輸出穩(wěn)定且固定之直流電力。換言之，控制模塊270會根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號產(chǎn)生控制信號給脈波調(diào)節(jié)電路260，致使脈波調(diào)節(jié)電路沈0響應(yīng)控制信號而產(chǎn)生第一調(diào)節(jié)命令給直流/直流轉(zhuǎn)換器210，以調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器210的責任周期。其中，控制模塊270可根據(jù)直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓控制脈波調(diào)節(jié)電路 260進行直流/直流轉(zhuǎn)換器210的責任周期的調(diào)節(jié)。于此，控制模塊270可將直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓與預設(shè)的第一電壓命令值相比較，進而根據(jù)直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓與預設(shè)的第一電壓命令值間的差值控制脈波調(diào)節(jié)電路260產(chǎn)生第一調(diào)節(jié)命令。在直流/直流轉(zhuǎn)換器210調(diào)整至輸出穩(wěn)定且固定的電壓(S卩，直流電力)后，控制模塊270才致使脈波調(diào)節(jié)電路260啟動直流/交流換流器220。同時，波角位置處理器250 借由相應(yīng)于市電的回授信號得到市電電壓的角位置，并輸出給控制模塊270?？刂颇K270再根據(jù)相應(yīng)于交流電力的回授信號以及波角位置處理器250偵測得到市電電壓的角位置以控制脈波調(diào)節(jié)電路沈0。脈波調(diào)節(jié)電路260可通過產(chǎn)生第二調(diào)節(jié)命令給直流/交流換流器220，以調(diào)節(jié)直流/交流換流器220的責任周期，以使直流/交流換流器220輸出頻率與市電同步的交流電力。換言之，控制模塊270會根據(jù)相應(yīng)于交流電力的回授信號以及市電電壓的角位置產(chǎn)生控制信號給脈波調(diào)節(jié)電路沈0，致使脈波調(diào)節(jié)電路沈0響應(yīng)控制信號而產(chǎn)生第二調(diào)節(jié)命令給直流/交流換流器220，以調(diào)節(jié)直流/交流換流器220的責任周期。其中，控制模塊 270可根據(jù)直流/交流換流器220的輸出電壓以及市電電壓的角位置控制脈波調(diào)節(jié)電路 260進行直流/交流換流器220的責任周期的調(diào)節(jié)。于此，控制模塊270可將直流/交流換流器220的輸出電壓與預設(shè)的第二電壓命令值相比較，進而根據(jù)直流/交流換流器220的輸出電壓與預設(shè)的第二電壓命令值間的差值以及市電電壓的角位置控制脈波調(diào)節(jié)電路260產(chǎn)生第二調(diào)節(jié)命令。此外，波角位置處理器250可根據(jù)相應(yīng)于市電的回授信號得到市電電壓的角位置。具體而言，波角位置處理器 250可依據(jù)市電的電壓波形計算出市電電壓的角位置。再者，控制模塊270還可根據(jù)負載170的電力需求控制切換單元230的切換動作。 在正常狀態(tài)下，切換單元230會將直流/交流換流器220的輸出端和負載端OUT電性導通， 以使直流/交流換流器220所輸出的交流電力經(jīng)由負載端OUT而供應(yīng)給負載170。換言之， 當直流/交流換流器220所輸出的交流電力足以供應(yīng)給負載170時，切換單元230會斷開第二接收端IN_2以及負載端OUT之間的電性連結(jié)。而當直流/交流換流器220所輸出的交流電力不足以供應(yīng)給負載170時，切換單元230則導通第二接收端IN_2以及負載端OUT之間的電性連結(jié)，以將市電提供給負載170。 其中，市電可供應(yīng)直流/交流換流器220所輸出的交流電力不滿足負載170的電力需求的部分能量。換言之，當直流/交流換流器220所輸出的交流電力不足以供應(yīng)給負載170時， 可由直流/交流換流器220所輸出的交流電力和市電共同分攤負載170的電力需求量。如此一來，借由本實施例的實施，可大幅降低在硬件電路上的體積，并且在維護上可具有較佳的可靠度，以及可較精準地偵測且計算市電的角位置。圖3是本發(fā)明一實施例的波角位置處理器的概要結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖3所示， 波角位置處理器250可包括正交轉(zhuǎn)換器252以及反正切計算單元254。正交轉(zhuǎn)換器252是電性連接于回授電路240與反正切計算單元2M之間，反正切計算單元2M則電性連接于正交轉(zhuǎn)換器252與控制模塊270之間。于此，正交轉(zhuǎn)換器252接收回授電路MO回授的相應(yīng)于市電的回授信號^，并且根據(jù)回授信號ev產(chǎn)生與市電同步的弦波％及與市電相位相差90度的弦波ee。而后，反正切計算單元2M再借由與市電同步的弦波ea及與市電相位相差90度的弦波ee計算出市電的角位置θ e，并輸出給控制模塊270。于此，反正切計算單元2M可通過取得與市電同步的弦波％及與市電相位相差90度的弦波^的正反切函數(shù)以計算出市電的角位置θε。 其中，弦波ea、ee兩者為正交，即相位相差90度。圖4是本發(fā)明第二實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路的概要結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖4所示，控制模塊270可包括三個控制器，為了方便描述，以下分別稱之為第一控制器272、第二控制器274以及第三控制器276。
第一控制器272的輸入端電性連接至回授電路M0，且第一控制器272的輸出端電性連接至脈波調(diào)節(jié)電路沈0。換言之，第一控制器272是電性連接于回授電路240與脈波調(diào)節(jié)電路沈0之間。第一控制器272根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號SVde控制脈波調(diào)節(jié)電路 260，以使直流/直流轉(zhuǎn)換器210輸出穩(wěn)定且固定的直流電力Vd。。其中，相應(yīng)于直流電力的回授信號SVd。可為直流/直流轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓，即直流/直流轉(zhuǎn)換器210所輸出的直流電力Vdc。第二控制器274的輸入端電性連接至回授電路240與波角位置處理器250，且第二控制器274的輸出端電性連接至脈波調(diào)節(jié)電路沈0。換言之，第二控制器274是電性連接于回授電路240與脈波調(diào)節(jié)電路260之間以及波角位置處理器250與脈波調(diào)節(jié)電路260之間。第二控制器274是接收來自回授電路240的相應(yīng)于交流電力的回授信號SVae以及波角位置處理器250輸出的市電電壓的角位置θ e，并且根據(jù)所接收到的回授信號SVac以及角位置θ e控制脈波調(diào)節(jié)電路沈0，以使直流/交流換流器220輸出頻率與市電的同步的交流電力Va。。其中，相應(yīng)于交流電力的回授信號SVa?？蔀橹绷?交流換流器220的輸出電壓，即直流/交流換流器220所輸出的交流電力Va。。第三控制器276的輸入端電性連接至回授電路M0，且第三控制器276的輸出端電性連接至切換單元230。換言之，第三控制器276是電性連接于回授電路240與切換單元 230之間。第三控制器276可根據(jù)負載170的電力需求ft·控制切換單元230的切換動作。 其中，第三控制器276可比較直流/交流換流器220所輸出的交流電力Vae與負載170的電力需求ft"。并且，當交流電力Vae不滿足負載170的電力需求ft·時，第三控制器276控制切換單元230，以將第二接收端IN_2以及負載端OUT之間的電性連結(jié)導通，借以通過負載端 OUT將第二接收端IN_2所接收到的市電提供給負載170。此外，根據(jù)上述電路架構(gòu)，本發(fā)明可再提供一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法。圖5是本發(fā)明第一實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖。請參閱圖5所示，此市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法包括接收一再生能源(S310)；利用直流/直流轉(zhuǎn)換器將再生能源升壓成固定的直流電力(S320)；根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號調(diào)控直流/直流轉(zhuǎn)換器的責任周期，以致使直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的直流電力(S330)；利用直流 /交流換流器將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力(S340)；利用波角位置處理器偵測市電的角位置 (S350)；根據(jù)相應(yīng)于交流電力的回授信號以及角位置調(diào)控直流/交流換流器的責任周期， 以致使直流/交流換流器輸出頻率與市電同步的交流電力(S360)；以及輸出交流電力給負載(S370)。 其中，相應(yīng)于直流電力的回授信號可為直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，即直流/直流轉(zhuǎn)換器所輸出的直流電力。而相應(yīng)于交流電力的回授信號可為直流/交流換流器的輸出電壓，即直流/交流換流器所輸出的交流電力。而且，在此市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法中是直到直流電力達到穩(wěn)定且固定的狀態(tài)后，才致使直流/交流換流器將穩(wěn)定且固定的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并且當交流電力的輸出頻率與市電同步后，才將交流電力輸出給負載使用。 此外，請參閱圖6所示，圖6是本發(fā)明第二實施例的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖，還可根據(jù)負載的電力需求選擇性提供市電給負載。
其中，可利用一控制器(即上述的第三控制器)比較直流/交流換流器所輸出的交流電力與負載的電力需求(S382)。并且，當直流/交流換流器所輸出的交流電力足以供應(yīng)給負載時，切換單元會斷開市電與負載之間電性連結(jié)，以由直流/交流換流器所輸出的交流電力單獨供應(yīng)負載所需求的電力(S370)。而當直流/交流換流器所輸出的交流電力不足以供應(yīng)給負載時，切換單元則導通市電與負載之間電性連結(jié)，以將市電提供給負載 (S384)。其中，市電可僅供應(yīng)直流/交流換流器所輸出的交流電力不滿足負載的電力需求的部分能量。換言之，當直流/交流換流器所輸出的交流電力不足以供應(yīng)給負載時，可將直流/交流換流器所輸出的交流電力和市電同時提供給負載，也就是使直流/交流換流器仍輸出交流電力給負載，但不足的部分則由市電提供給負載(S384)，進而讓市電可共同分攤負載的電力需求量，并根據(jù)負載的電力需求選擇性提供市電給負載。此外，市電電壓的角位置可通過擷取市電的電壓波形而偵測取得。請參閱圖7所示，偵測步驟(S350)可包括根據(jù)相應(yīng)于市電的回授信號產(chǎn)生與市電同步的弦波及與市電相位相差90度的弦波(S352)，以及借由與市電同步的弦波及與市電相位相差90度的弦波計算出市電的角位置(S354)。其中，相應(yīng)于市電的回授信號可為市電的電壓波形。于此，產(chǎn)生弦波的步驟(S352) 可利用正交轉(zhuǎn)換器接收自回授電路回授產(chǎn)生的市電的電壓波形，并且根據(jù)市電的電壓波形產(chǎn)生與市電同步的相互正交的弦波。在計算角位置步驟(S354)中，則可利用反正切計算單元通過取得與市電同步的弦波的正反切函數(shù)，以計算出市電的角位置。綜上所述，借由本實施例的實施可以降低市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路硬件電路上的體積，也可具有較佳的可靠度。此外，借由準確地擷取與市電同步的弦波，以精準地偵測并計算市電的角位置，進而達到使再生能源與市電頻率同步的功效。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其特征在于其包括 一第一接收端，用以接收一再生能源；一第二接收端，用以接收一市電； 一負載端，用以電性連接一負載；一直流/直流轉(zhuǎn)換器，該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入端電性連接至該第一接收端，以將該再生能源升壓至穩(wěn)定且固定的一直流電力；一直流/交流換流器，該直流/交流換流器的輸入端電性連接至該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，以接收該直流電力并將該直流電力轉(zhuǎn)換成一交流電力；一切換單元，電性連接至該直流/交流換流器的輸出端、該第二接收端以及該負載端； 一回授電路，電性連接該直流/直流轉(zhuǎn)換器的該輸出端、該直流/交流換流器的該輸出端與該第二接收端，以回授分別相應(yīng)于該直流電力、該交流電力與該市電的多個回授信號；一波角位置處理器，電性連接至該回授電路，以借由相應(yīng)于該市電的該回授信號得到該市電的一角位置；一脈波調(diào)節(jié)電路，電性連接至該直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制端以及該直流/交流換流器的控制端；以及一控制模塊，電性連接至該切換單元、該回授電路、該波角位置處理器以及該脈波調(diào)節(jié)電路，以根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的該回授信號控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力、根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力，以及根據(jù)該負載的電力需求控制該切換單元的切換動作；其中，當該交流電力足以供應(yīng)給該負載時，該切換單元斷開該第二接收端與該負載端之間的電性連結(jié)；以及當該交流電力不足以供應(yīng)給該負載時，該切換單元導通該第二接收端與該負載端之間的電性連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其特征在于其中所述的波角位置處理器包括一正交轉(zhuǎn)換器，電性連接至該回授電路，以接收相應(yīng)于該市電的該回授信號并據(jù)以產(chǎn)生與該市電同步的弦波及與該市電相位相差90度的弦波；以及一反正切計算單元，電性連接于該正交轉(zhuǎn)換器與該控制模塊之間，以借由與該市電同步的該弦波及與該市電相位相差90度的該弦波計算出該市電的該角位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其特征在于其中所述的控制模塊包括一第一控制器，該第一控制器的輸入端電性連接至該回授電路，且該第一控制器的輸出端電性連接至該脈波調(diào)節(jié)電路，該第一控制器用以根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的該回授信號控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力；一第二控制器，該第二控制器的輸入端電性連接至該回授電路與該波角位置處理器， 且該第二控制器的輸出端電性連接至該脈波調(diào)節(jié)電路，該第二控制器用以根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置控制該脈波調(diào)節(jié)電路使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力；以及一第三控制器，該第三控制器的輸入端電性連接至該回授電路，且該第三控制器的輸出端電性連接至該切換單元，該第三控制器用以根據(jù)該負載的電力需求控制該切換單元的切換動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路，其特征在于其中所述的切換單元為一繼電器。
5.一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其特征在于其包括以下步驟 接收一再生能源；利用一直流/直流轉(zhuǎn)換器將該再生能源升壓成固定的一直流電力； 根據(jù)相應(yīng)于該直流電力的一回授信號調(diào)控該直流/直流轉(zhuǎn)換器的責任周期，以致使該直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出穩(wěn)定且固定的該直流電力；利用一直流/交流換流器將該直流電力轉(zhuǎn)換成一交流電力； 利用一波角位置處理器偵測該市電的一角位置；根據(jù)相應(yīng)于該交流電力的該回授信號以及該角位置調(diào)控該直流/交流換流器的責任周期，以致使該直流/交流換流器輸出頻率與該市電同步的該交流電力；以及輸出該交流電力給一負載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其特征在于更包括根據(jù)該負載的電力需求選擇性提供該市電給該負載。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其特征在于其中所述的根據(jù)該負載的電力需求選擇性提供該市電給該負載的步驟包括比較該交流電力與該負載的該電力需求；以及當該交流電力不滿足該負載的該電力需求時，提供該市電給該負載。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法，其特征在于其中所述的利用一波角位置處理器偵測該市電的一角位置的步驟包括根據(jù)相應(yīng)于該市電的一回授信號產(chǎn)生與該市電同步的弦波及與該市電相位相差90度的弦波；以及借由與該市電同步的該弦波及與該市電相位相差90度的該弦波計算出該市電的該角位置。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路及其電力轉(zhuǎn)換方法。該市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換方法利用直流/直流轉(zhuǎn)換器將再生能源升壓至穩(wěn)定且固定的直流電力，再借由直流/交流換流器將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并且根據(jù)相應(yīng)于直流電力的回授信號調(diào)控直流/直流轉(zhuǎn)換器的責任周期，以穩(wěn)定直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出。此外，又根據(jù)相應(yīng)于交流電力的回授信號以及利用波角位置處理器測得市電的角位置以調(diào)控直流/交流換流器的責任周期，進而使直流/交流換流器得以輸出頻率與市電同步的交流電力。借此，當再生能源電力不足時，可以利用市電供給部分電力，并且交流電力的頻率可與市電頻率同步。同時本發(fā)明還提供了一種市電并聯(lián)型電力轉(zhuǎn)換電路。
文檔編號H02M7/42GK102347612SQ201010242389
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者吳啟斌, 孫禹銘, 張晉銘 申請人:中興電工機械股份有限公司