9.1 結論
本研究使用梯度法及模糊控制法改善傳統擾動觀察法在最大功率點上振盪的 現象，由於梯度法可以使太陽能電池精確地工作在最大功率點上，因此可以有效 的提高太陽能電池之輸出功率；而模糊控制法，其性能雖略遜於梯度法，但卻可 以避免元件老化時的誤差，具有強健性。
本研究之最大功率追蹤器在日照量 0.1 以下時，輸出電壓約為 10V 左 右，而日照量在 0.8 以上時，最大功率追蹤器輸出電壓約為 60V，因此本研 究利用直流升壓器將最大功率追蹤器之輸出電壓提升到直流 310V，以便利用三相 換流器來驅動感應馬達負載。三相換流器之調變法則採用電壓空間向量，可以有 效地減少電流諧波，並且可充份地利用換流器之直流匯流排電壓。
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kw
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在換流器開路故障偵測方面，本研究回授換流器輸出之 A 相電流及 B 相電流 至數位信號處理器，並轉換到 d-q 靜止座標下，然後利用判斷合成電流向量跡軌斜 率是否為一固定值的方法，來決定換流器是否有開路故障的情況發生。
蓄電池串聯充電時會使蓄電池之壽命減短，因此本研究利用返馳式直流對直 流轉換器之多組輸出特性，將其多組二次側繞組設計成具有相同匝數之結構，因 此每個蓄電池便可用相同的充電電壓來完成充電，如此可確保每一只蓄電池在充 電完成之後不會持續地被充電。
市電並聯部份，本研究將三相市電電壓回授到數位信號處理器 TMS320C240，
並且將座標轉換到 d-q 靜止座標軸，以 d 軸電壓 及 q 軸電壓 做為換流器的命 令電壓，可以確保換流器輸出電壓與市電電壓具有相同的頻率及相序，然後等待 市電 A 相電壓交越零點時便可將三相換流器與三相市電網路並聯。
V
dV
q在太陽光能監控系統中，除了可以即時觀測目前的電壓、電流及瞬時功率外，
我們還可以利用其儲存的功能，將發電資料記錄下來，作為太陽光能發電量研究
的數據。此外，也可以即時將資料利用網際網路傳送到指定的電腦，而不需親自 到現場觀看資料。而在故障偵測的監控方面，除了即時的警示聲及燈號外也有資 料的儲存及網路監控部分。
9.2 建議
本研究在提升系統效能方面雖然改善了擾動觀察法的缺點，但是對於系統中 導線損失和接觸電阻等因素所造成的系統效率下降問題仍然有待改善，另外，外 界因素如太陽方位變動及太陽能電池內部溫度上升等問題是也是必須改善的重 點。在換流器故障偵測方面，本研究目前完成換流器功率晶體開路故障偵測的功 能，將來可朝向換流器功率晶體短路故障偵測及直流匯流排接地故障或故障偏向 安全等方面做一研究。本研究之蓄電池組共有 5 只蓄電池串聯，因此蓄電池組兩 端只能提供約 60V 之直流電壓，將來可將串聯蓄電池的數目增加，來提高系統的 充放電效率。與市電並聯時，本研究只針對三相換流器之輸出電壓控制其頻率及 相序，所以換流器輸出電流與輸出電壓之間會存在相位差，代表換流器輸出功率 中含有虛功率，因此將來可以在控制迴路內層加入電流控制迴路來控制換流器的 輸出電流，使得換流器的輸出電壓及輸出電流具有相同的相位，就可避免換流器 輸出中含有虛功率的問題。在遠端監控方面，RS-232 傳輸速率亦需要改良，可使 用其他較快的傳輸介面來改善 RS-232 過慢的問題。另外，有鑑於目前能源日益缺 乏，太陽能供電系統有可能成為日後供應電力的主要來源之一，如何整合設計規 劃一套安全又人性化的家用型太陽能供電系統，是未來可以繼續研究的目標。
參 考 文 獻
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計畫成果自評
本計畫完成之項目如下：使用數位信號處理器建構一全數位化之太陽光能發電系 統控制平台，不僅可實現智慧型太陽光能電池之最大輸出功率追蹤法則，而且可提高 太陽光能發電系統之輸出響應；使用單晶片微算機製作太陽光能發電系統遠端監控之 介面電路，再配合LabVIEW軟體設計之監控程式，可使本計畫研製之太陽光能發電系統 不但具有就地監控之功能，而且具有Web網路監控之功能，同時，本系統不但含有具親 和力之操作介面，而且具有易維修之特性。
再者，由於本計畫研製之太陽光能發電系統控制核心為全數位化結構，不但具有 體積較小、成本較低之特性，而且具有穩定性較高、擴充性較易之性能；因此，依據 實驗結果之顯示，本計畫所完成之初步研究成果確實能達到預期目標，具有甚佳之應 用價值。
可供推廣之研發成果資料表
□ 可申請專利 ■ 可技術移轉 日期：94 年 7 月 24 日
國科會補助計畫
計畫名稱：具遠端監控與故障偵測功能之太陽光能發電系統之研 製(3/3)
計畫主持人：王文智
計畫編號：NSC93-2213-E-011-010 學門領域：電力學門
技術/創作名稱
高性能 DSP 控制器在太陽光能發電系統之控制技術發明人/創作人
王文智 中文：本技術包含兩部分，一為以數位信號處理器為基礎所建構之數 位化太陽光能發電系統控制平台，另一為基於模糊控制法之太陽 光能電池最大功率追蹤法則，不但可以減緩太陽光能發電系統精 確數學模型之需求，而且由於太陽光能發電系統之控制核心為數 位化結構，因此具有穩定性較高、擴充性較易之性能。
技術說明
英文：The technique is composed of two parts, one is the DSP-based controller, the other is the maximum power point tracking algorithm which is based on the fuzzy logic. The burden of the precise mathematical model of the photovoltaic energy generation system can be released. The fully digital structure of the control core of the photovoltaic energy generation system has the benefit of high stability and easy expansion.
可利用之產業 及 可開發之產品
1. 再生能源產業 2. 數位控制器
技術特點
1. 全數位化控制器結構，可提高系統之可程式化能力及穩定性。
2. 基於模糊控制法之最大功率追蹤法則，具有可使太陽能板之輸 出功率比較平穩之特性。
3. 使用 C 語言發展控制程式，具有較佳之移植性。
4. 具遠端監控之功能。
推廣及運用的價值
全數位化、小型化、低成本。※ 1.每項研發成果請填寫一式二份，一份隨成果報告送繳本會，一份送 貴單位研發成果推 廣單位（如技術移轉中心）。
※ 2.本項研發成果若尚未申請專利，請勿揭露可申請專利之主要內容。
※ 3.本表若不敷使用，請自行影印使用。