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考慮配電系統三相或單相故障之具低電壓穿越能力的智慧型太陽能理學院 光電科學與工程學系統
專利名稱 Photovoltaic Power Generation System
申請日 (校編號) 2014/11/05  (103017US)
2014/06/17  (103017TW)
專利證書號 9,276,498 美國
I522767 中華民國
專利權人 國立中央大學
發明人 林法正、呂光欽、李軒宇


技術摘要:
本發明揭露一種太陽光能發電系統,其係由一太陽光能發電模組、一電容、一直流對交流電壓轉換器、一濾波器、一繼電器、一PWM控制器、一運算模組、一控制模組及一電網所組成,其中藉由控制模組追蹤太陽光能發電模組之功率最大值,並偵測電網是否發生異常,最後利用PWM控制器控制直流對交流電壓轉換器,將太陽光能發電模組之輸出直流電轉換成交流電,輸出至電網。

解決的問題或達成的功效:
併網型太陽光能發電系統主要分類為家用型及商用型,兩者差異在於所需的功率不同,而發電系統較常發生的問題為出現電力干擾,例如:雷擊、鹽害類的天然災害或外物碰觸,造成發電系統不穩定導致電網之電壓驟降,因而使得發電系統整體故障,造成用戶端的不便,如用戶端為大型生產線,其發電系統故障將影響生產線的停擺,造成用戶端嚴重損失,為了解決電壓驟降所造成的影響,各國的電網法規中訂定一低電壓穿透之法規,即當發生電壓驟降時,發電端可向電網提供一定的虛功率直到電網恢復正常,而不因電壓驟降使得發電端與電網切離造成莫大發電量損失。 目前一般應用之發電系統在發電期間,將透過兩階段電壓轉換的方式將電力送至電網,意即將發電端先經過直流轉直流之電壓轉換器進行第一階段升壓,接著,再將第一階段升壓後之直流電壓輸入至直流轉交流之電壓轉換器進行第二階段升壓,然而,進行兩階段升壓不僅耗能,同時因電壓轉換器數量的增加而增加整體發電系統的體積與成本。 有鑑於此,本發明希望能夠提出一種新的解決方案。

應用領域:
太陽能

適用產品:
太陽能系統

IPC:
G05F-001/67(2006.01);H02J-003/38(2006.01)

Claim 1:
1.一種太陽光能發電系統,包括: 一太陽光能發電模組,具有一輸出端,其接收一太陽光能並將該太陽光能轉換為一直流電壓,並產生一直流電流; 一電容,其與該太陽光能發電模組之該輸出端並聯連接,接收該直流電壓後輸出; 一直流對交流電壓轉換器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端電性並聯連接於該電容,將該直流電壓轉換為一交流電壓,並產生一交流電流; 一濾波器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該直流對交流電壓轉換器之該輸出端,用以濾除該交流電壓與該交流電流之雜訊; 一繼電器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端; 一電網,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該繼電器之該輸出端; 一控制模組,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端電性連接於該太陽光能發電模組之該輸出端,該第二輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端; 一運算模組,具有一第一輸入端、一第二輸出端與一輸出端,該第一輸入端電性連接於該控制模組之該輸出端,該第二輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端;以及 一PWM控制器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該運算模組之該輸出端,該輸出端電性連接於該直流對交流電壓轉換器之該第二輸入端; 其中,該控制模組之該第一輸入端接收自該太陽光能發電模組輸出之該直流電壓與該直流電流,該控制模組藉由該直流電壓與該直流電流追蹤該太陽光能發電模組之一功率最大值並計算一最大功率點電壓,該控制模組之該第二輸入端接收該濾波器之該輸出端輸出之該交流電流與該交流電壓及該直流對交流電壓轉換器之一額定電流,該控制模組藉由該濾波器所輸出之該交流電壓與該交流電流計算該直流對交流電壓轉換器輸出之一第一實功率與一第一虛功率及該電網之一電壓相角,並且該控制模組藉由該濾波器所輸出之該交流電壓與該直流對交流電壓轉換器之該額定電流計算該電網之一第二實功率與一第二虛功率; 其中,該電網發生異常時,該控制模組輸出一輸出訊號,並於比較該第一實功率與該第二實功率後輸出一選擇訊號,該控制模組根據該選擇訊號與該輸出訊號輸出一命令電流至該運算模組之該第一輸入端,該運算模組之該第一輸入端與該第二輸入端分別接收該命令電流與該濾波器之輸出端輸出之該交流電流,並運算該交流電流與該命令電流之間之一誤差及補償該誤差,並輸出一命令電壓至該PWM控制器,該PWM控制器依據該命令電壓輸出一PWM控制訊號,該PWM控制訊號控制輸入該電容之該直流電壓達到該最大功率點電壓與控制該直流對交流電壓轉換器輸出之該交流電流達到該電網所需之電流;以及 其中,該直流對交流電壓轉換器的個數為一。

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