專利名稱：使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，更具體地，涉及一種通過利用太陽光發(fā)電的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來，隨著電力需求驟然增長(zhǎng)，對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)充顯現(xiàn)出極為重要的問題。在電力需求的情況下，由于在特定季節(jié)、特定時(shí)間使用的電力負(fù)荷驟然增加，使得備用電力變得不足，從而可能會(huì)發(fā)生諸如停電等事故。因此，為了防止上述問題發(fā)生，已經(jīng)在進(jìn)行保障電力基礎(chǔ)設(shè)施、限制電力使用等的各種嘗試，作為這些嘗試中的一種，使用作為無限制清潔能源并與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)一同被采用的太陽能電池的方法已引起大家的關(guān)注。另一方面，使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為通過在多個(gè)太陽能電池模塊的背面安裝電力轉(zhuǎn)換裝置，將各個(gè)太陽能電池模塊分別耦接至電力系統(tǒng)。然而，盡管這種太陽能電池模塊是能夠通過制造特征產(chǎn)生相同電力的太陽能電池模塊，但由于它們根據(jù)制造和產(chǎn)品型號(hào)而表現(xiàn)出各種彼此不同的輸出特性，所以違背商用電力系統(tǒng)要維持的保護(hù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，存在著無法輸送穩(wěn)定電力的問題。此外，由于太陽能電池模塊具有例如最大功率點(diǎn)的狀況，根據(jù)變化的太陽輻射量和周圍環(huán)境溫度來產(chǎn)生最大功率點(diǎn)，在使用根據(jù)太陽輻射量和周圍環(huán)境溫度的太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)中，可能產(chǎn)生誤操作，因此，會(huì)發(fā)生損壞電力系統(tǒng)的電力質(zhì)量的問題。因此，盡管由于太陽能電池的輸出特性的改變會(huì)產(chǎn)生誤操作，但這里已提出了一種能夠保證輸出電力的質(zhì)量的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題而做出本發(fā)明，因此，本發(fā)明的目的在于提供一種使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，能夠通過判定在使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)中是否產(chǎn)生了誤操作，并在誤操作時(shí)段內(nèi)使多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的一些逆變器開關(guān)器件執(zhí)行高頻開關(guān)操作來改善輸出電力的質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)換器，用于將由太陽能電池產(chǎn)生的輸出電壓轉(zhuǎn)換為脈沖形狀的DC電壓；逆變器，用于將脈沖形狀的DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓并將該AC電壓施加至電力系統(tǒng)；以及控制裝置，用于基于太陽能電池的輸出電壓、太陽能電池的輸出電流以及電力系統(tǒng)的電壓來判定是否產(chǎn)生了使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)的誤操作，并且進(jìn)行控制使得多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率在產(chǎn)生誤操作的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行開關(guān)。本文中，逆變器包括第一逆變器開關(guān)器件；第二逆變器開關(guān)器件，其漏極連接至第一逆變器開關(guān)器件的源極；第三逆變器開關(guān)器件，其漏極連接至第一逆變器開關(guān)器件的漏極；以及第四逆變器開關(guān)器件，其源極連接至第二逆變器開關(guān)器件的源極并且其漏極連接至第三逆變器開關(guān)器件的源極，其中，第一和第四逆變器開關(guān)器件在電力系統(tǒng)的電壓為正的時(shí)段內(nèi)被導(dǎo)通，第二和第三逆變器開關(guān)器件在電力系統(tǒng)的電壓為負(fù)的時(shí)段內(nèi)被導(dǎo)通。此外，如果在電力系統(tǒng)的電壓為正的時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生了誤操作，控制裝置進(jìn)行控制使得第一和第四逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率執(zhí)行開關(guān)。而且，如果在電力系統(tǒng)的電壓為負(fù)的時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生了誤操作，控制裝置進(jìn)行控制使得第二和第三逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率執(zhí)行開關(guān)。同時(shí)，控制裝置包括轉(zhuǎn)換器控制單元，用于判定在使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)中是否產(chǎn)生了誤操作，并根據(jù)誤操作的產(chǎn)生結(jié)果生成用于補(bǔ)償逆變器控制信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)，以控制逆變器開關(guān)器件；以及逆變器控制單元，用于進(jìn)行控制，通過使用補(bǔ)償信號(hào)和電力系統(tǒng)的商用頻率信號(hào)，使得多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率在產(chǎn)生誤操作的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行開關(guān)。此時(shí)，轉(zhuǎn)換器控制單元包括比較器，用于將第一基準(zhǔn)信號(hào)與電流指令值進(jìn)行比較以控制轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件，并輸出轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)作為比較結(jié)果；以及補(bǔ)償器，用于通過使用太陽能電池的輸出電壓、轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件的導(dǎo)通率信息以及DC電壓來計(jì)算閾值，通過使用將計(jì)算出的閾值與電流指令值進(jìn)行比較所獲得的結(jié)果來判定是否產(chǎn)生了誤操作，以及根據(jù)誤操作產(chǎn)生的狀態(tài)，通過改變補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行輸出。此時(shí)，轉(zhuǎn)換器控制單元包括比較器，用于將第一基準(zhǔn)信號(hào)與電流指令值相比較，以控制轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件，并輸出作為比較結(jié)果的轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)；以及補(bǔ)償器，用于通過使用太陽能電池的輸出電壓、轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件的導(dǎo)通率信息以及DC電壓來計(jì)算閾值，并通過使用將計(jì)算出的閾值與電流指令值進(jìn)行比較所獲得的結(jié)果來判定是否產(chǎn)生了誤操作，以及根據(jù)誤操作產(chǎn)生狀態(tài)，通過改變補(bǔ)償信號(hào)來進(jìn)行輸出。如果電流指令值小于閾值，那么補(bǔ)償器判定為正常操作，如果電流指令值不小于閾值，那么判定為誤操作。也就是說，如果滿足下式I的條件，那么補(bǔ)償器判定為誤操作；而如果不滿足下式I的條件，那么判定為正常操作，
權(quán)利要求
1.一種使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，包括 轉(zhuǎn)換器，用于將所述太陽能電池產(chǎn)生的輸出電壓轉(zhuǎn)換為脈沖形狀的DC電壓； 逆變器，用于將脈沖形狀的所述DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓并將所述AC電壓施加至電力系統(tǒng)；以及 控制裝置，用于基于所述太陽能電池的輸出電壓、所述太陽能電池的輸出電流以及所述電力系統(tǒng)的電壓，來判定是否產(chǎn)生了所述使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)的誤操作，并且所述控制裝置用于進(jìn)行控制使得多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率在產(chǎn)生所述誤操作的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述逆變器包括 第一逆變器開關(guān)器件； 第二逆變器開關(guān)器件，其漏極連接至所述第一逆變器開關(guān)器件的源極； 第三逆變器開關(guān)器件，其漏極連接至所述第一逆變器開關(guān)器件的漏極；以及第四逆變器開關(guān)器件，其源極連接至所述第二逆變器開關(guān)器件的源極，并且所述第四逆變器開關(guān)器件的漏極連接至所述第三逆變器開關(guān)器件的源極， 其中，所述第一逆變器開關(guān)器件和所述第四逆變器開關(guān)器件在所述電力系統(tǒng)的電壓為正的時(shí)段內(nèi)被導(dǎo)通，所述第二逆變器開關(guān)器件和所述第三逆變器開關(guān)器件在所述電力系統(tǒng)的電壓為負(fù)的時(shí)段內(nèi)被導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，如果在所述電力系統(tǒng)的電壓為正的時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生了誤操作，則所述控制裝置進(jìn)行控制使得所述第一逆變器開關(guān)器件和所述第四逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率執(zhí)行開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，如果在所述電力系統(tǒng)的電壓為負(fù)的時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生了誤操作，所述控制裝置執(zhí)行控制使得所述第二逆變器開關(guān)器件和所述第三逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率執(zhí)行開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述控制裝置包括 轉(zhuǎn)換器控制單元，用于判定所述使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)中是否產(chǎn)生了誤操作，并根據(jù)所述誤操作的產(chǎn)生結(jié)果生成用于補(bǔ)償逆變器控制信號(hào)的補(bǔ)償信號(hào)，從而控制所述逆變器開關(guān)器件；以及逆變器控制單元，用于進(jìn)行控制使得通過使用所述補(bǔ)償信號(hào)和所述電力系統(tǒng)的商用頻率信號(hào)，將多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率在產(chǎn)生所述誤操作的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換器控制單元包括 比較器，用于將第一基準(zhǔn)信號(hào)與電流指令值進(jìn)行比較從而控制轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件，并輸出轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)作為所述比較的結(jié)果；以及 補(bǔ)償器，用于通過使用所述太陽能電池的輸出電壓、所述轉(zhuǎn)換器開關(guān)器件的導(dǎo)通率信息以及所述DC電壓來計(jì)算閾值，通過使用將計(jì)算出的所述閾值與所述電流指令值進(jìn)行比較所獲得的結(jié)果來判定是否產(chǎn)生了所述誤操作，以及通過根據(jù)所述誤操作的產(chǎn)生狀態(tài)來改變所述補(bǔ)償信號(hào)而進(jìn)行輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，如果所述電流指令值小于所述閾值，那么所述補(bǔ)償器判定為正常操作，如果所述電流指令值不小于所述閾值，那么判定為誤操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，如果滿足下式的條件，那么所述補(bǔ)償器判定為誤操作；如果不滿足下式的條件，那么判定為正常操作，
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述逆變器控制單元包括 高頻信號(hào)發(fā)生單元，用于將預(yù)定第二基準(zhǔn)信號(hào)與所述補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行比較，從而輸出高頻控制信號(hào)作為比較結(jié)果； 商用頻率信號(hào)發(fā)生單元，用于輸出與所述電力系統(tǒng)的相位同步的商用頻率信號(hào)；以及 逆變器信號(hào)發(fā)生單元，用于通過使用所述高頻控制信號(hào)和所述商用頻率信號(hào)來產(chǎn)生多個(gè)逆變器控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償器包括 誤操作判定單元，用于將所述電流指令值與計(jì)算出的所述閾值進(jìn)行比較，并用于通過利用該比較的結(jié)果來判定是否產(chǎn)生了誤操作；以及 補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生單元，用于在所述誤操作判定單元判定為正常操作時(shí)輸出所述第二基準(zhǔn)信號(hào)的最大值作為所述補(bǔ)償信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償器包括 錯(cuò)誤判定單元，用于將所述電流指令值與計(jì)算出的所述閾值進(jìn)行比較，從而通過利用該比較的結(jié)果來判定是否產(chǎn)生了誤操作； 輸出常量估計(jì)單元，用于在所述錯(cuò)誤判定單元判定為誤操作時(shí)對(duì)于要產(chǎn)生的電力量來估計(jì)輸出常量； 補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元，用于基于所述輸出常量來計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)；以及 補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生單元，用于通過利用所述補(bǔ)償系數(shù)、所述第一基準(zhǔn)信號(hào)的最大值和所述第二基準(zhǔn)信號(hào)的最大值以及所述電流指令值來生成所述補(bǔ)償信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，在產(chǎn)生所述誤操作的時(shí)段內(nèi)，所述逆變器信號(hào)發(fā)生單元把通過將所述高頻控制信號(hào)與所述商用頻率信號(hào)相乘而產(chǎn)生的所述逆變器控制信號(hào)施加至所述多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述逆變器信號(hào)發(fā)生單元將所述商用頻率信號(hào)施加至所述多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的其余開關(guān)器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件是由有源開關(guān)器件構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于提高輸出電力的質(zhì)量，其包括轉(zhuǎn)換器，用于將由太陽能電池產(chǎn)生的輸出電壓轉(zhuǎn)換為脈沖型DC電壓；逆變器，用于將該脈沖型DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓并將該AC電壓施加至電力系統(tǒng)；以及控制裝置，用于基于太陽能電池的輸出電壓、太陽能電池的輸出電流以及電力系統(tǒng)的電壓，來判定是否產(chǎn)生了使用太陽能電池的發(fā)電系統(tǒng)的誤操作，并且用于進(jìn)行控制使得多個(gè)逆變器開關(guān)器件中的至少一個(gè)逆變器開關(guān)器件以高于正常操作時(shí)的頻率在產(chǎn)生誤操作的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行開關(guān)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK102751913SQ201210118678
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者元忠淵, 宋斗詠, 李世鎬, 李泰遠(yuǎn), 池湧赫, 許珉鎬, 金兌勛, 金榮浩 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社, 成均館大學(xué)校 產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)