【11】證書號數：I514714
【45】公告日： 中華民國 104 (2015) 年 12 月 21 日
【51】Int. Cl.： H02J3/38 (2006.01)
發明 全 9 頁
【54】名 稱：分散式太陽能發電系統與其控制方法
DISTRIBUTED SOLAR POWER SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF
【21】申請案號：103142871 【22】申請日： 中華民國 103 (2014) 年 12 月 09 日
【72】發 明 人： 趙儒民 (TW) CHAO, RUMIN；羅晨峰 (TW) LO, CHENFENG；謝智偉 (TW) HSIEH, CHIHWEI
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY
臺南市大學路 1 號
【74】代 理 人： 蔡坤財；李世章
【56】參考文獻：
TW 201009534A TW 201100995A CN 102013692B CN 203406827U
TW 201013359A TW 201306435A CN 103457303A US 2009/0283129A1 審查人員：彭椏富
[57]申請專利範圍
1. 一種分散式太陽能發電系統，包括：多個太陽能模組；多個直流轉換器，其中每一該些 直流轉換器具有一升壓模式與一降壓模式，每一該些直流轉換器的輸入端耦接至該些太 陽能模組的其中之一，該些直流轉換器的輸出端彼此串聯以使該些太陽能模組與該些直 流轉換器形成一光伏串；多個轉換控制電路，分別耦接並控制該些直流轉換器，並且取 得該些太陽能模組的多筆電力資訊；以及一中央控制器，接收來自該些轉換控制電路的 該些電力資訊，執行該分散式太陽能發電系統的一開機程序與一關機程序，其中在該開 機程序中，該中央控制器控制該些轉換控制電路依序進入一脈衝寬度調變模式、一穩壓 模式與一最大功率點追蹤模式，在執行該開機程序後，當該些直流轉換器中的一第一直 流轉換器的一輸出電壓低於一第一門檻值時，該中央控制器控制該第一直流轉換器所耦 接的一第一轉換控制電路從該最大功率點追蹤模式切換至該穩壓模式，用以固定該第一 直流轉換器的一輸入電壓，當該第一轉換控制電路處於該穩壓模式，且該第一直流轉換 器的該輸入電壓與該輸出電壓之間的差距小於一差 距門檻值時，該中央控制器控制該第 一轉換控制電路從該穩壓模式切換至該脈衝寬度調變模式，使該第一直流轉換器進入該 降壓模式。
2. 如請求項 1 所述之分散式太陽能發電系統，其中在該第一轉換控制電路從該穩壓模式切 換至該脈衝寬度調變模式以後，該中央控制器設定一查核週期，每經過該查核週期，該 中央控制器將該第一轉換控制電路從該脈衝寬度調變模式切換至該穩壓模式並判斷該第 一直流轉換器的該輸入電壓與該輸出電壓之間的差距是否大於等於該差距門檻值，若該 第一直流轉換器的該輸入電壓與該輸出電壓之間的差距大於等於該差距門檻值，該中央 控制器在該第一直流轉換器的該輸出電壓大於等於該第一門檻值以後將第一轉換控制電 路切換至該最大功率點追蹤模式。
3. 如請求項 1 所述之分散式太陽能發電系統，更包括一逆變器，耦接至該光伏串，用以將 該光伏串提供的一直流電轉換為一交流電，在該開機程序中，該中央控制器根據該些電 力資訊判斷每一該些太陽能模組的一開路電壓是否大於一開路電壓臨界值以計算出一正 常模組數目，其中該逆變器處於一確認模式， 若該正常模組數目大於一預設開機數目，
該中央控制器控制該些轉換控制電路進入該脈衝寬度調變模式，並控制該逆變器切換至 一等待模式，該中央控制器判斷該直流電壓的一電位差是否大於一電位差臨界值，若該 直流電壓的該電位差大於該電位差臨界值，該中央控制器在等待一預設時間以後控制該 些轉換控制電路以將該直流電壓的該電位差調整至一預設發電電位差。
4. 如請求項 3 所述之分散式太陽能發電系統，其中若該直流電壓的該電位差沒有被調整至 該預設發電電位差，該中央控制器執行該關機程序，若該直流電壓的該電位差被調整至 該預設發電電位差，該中央控制器控制該逆變器進入一工作模式，並且控制該些轉換控 制電路進入該穩壓模式，在該穩壓模式中，該中央控制器判斷該些轉換控制電路是否能 根據至少一指令穩壓每一該些太陽能模組的輸出電壓，若該些轉換控制電路中的一第二 轉換控制電路不能根據該至少一指令穩壓所對應的該太陽能模組的該輸出電壓，該中央 控制器執行該關機程序或將該第二轉換控制電路設定為一旁通操作模式，在該旁通操作 模式中該第二轉換控制電路所對應的該直流轉換器的該輸出端為導通， 若判斷該些轉換 控制電路判斷能根據該至少一指令穩壓該些太陽能模組的該些輸出電壓，該中央控制器 控制該些轉換控制電路進入該最大功率點追蹤模式，在該最大功率點追蹤模式中，若該 逆變器的一工作功率大於一最低工作功率臨界值，該中央控制器控制該逆變器維持在該 工作模式，若該逆變器的該工作功率不大於該最低工作功率臨界值，該中央控制器執行 該關機程序。
5. 如請求項 4 所述之分散式太陽能發電系統，其中該中央控制器在該逆變器的該工作功率 低於該最低工作功率臨界值時、該些直流轉換器的其中之一的輸出電壓大於一輸出電壓 臨界值時、或者該逆變器的該工作電壓異常時執行該關機程序，在該關機程序中，該中 央控制器控制該些轉換控制電路進入至該穩壓模式，接著控制該些轉換控制電路進入該 脈衝寬度調變模式以將該些直流轉換器的輸出電壓調整為零，在該關機程序中，該中央 控制器在該逆變器釋放電量以後將該逆變器從該工作模式切換至該確認模式。
6. 一種分散式太陽能發電系統的控制方法，其中該分散式太陽能發電系統包括多個太陽能 模組、多個直 流轉換器與多個轉換控制電路，其中每一該些直流轉換器具有一升壓模式 與一降壓模式，每一該些直流轉換器的輸入端耦接至該些太陽能模組的其中之一，該些 直流轉換器的輸出端彼此串聯以使該些太陽能模組與該些直流轉換器形成一光伏串，該 些轉換控制電路分別耦接並控制該些直流轉換器以取得該些太陽能模組的多筆電力資 訊，該控制方法包括：接收來自該些轉換控制電路的該些電力資訊，執行該分散式太陽 能發電系統的一開機程序以控制該些轉換控制電路依序進入一脈衝寬度調變模式、一穩 壓模式與一最大功率點追蹤模式；在執行該開機程序以後，當該些直流轉換器中的一第
該輸出電壓之間的差距大於等於該差距門檻值，在該第一直流轉換器的該輸出電壓大於 等於該第一門檻值以後將第一轉換控制電路切換至該最大功率點追蹤模式。
8. 如請求項 7 所述之控制方法，其中該分散式太陽能發電系統更包括一逆變器，耦接至該 光伏串，用以將該光伏串提供的一直流電轉換為一交流電，該控制方法更包括：在該開 機程序中，根據該些電力資訊判斷每一該些太陽能模組的一開路電壓是否大於一開路電 壓臨界值以計算出一正常模組數目，其中該逆變器處於一確認模式；若該正常模組數目 大於一預設開機數目，控制該些轉換控制電路進入該脈衝寬度調變模式，並控制該逆變 器切換至一等待模式；判斷該直流電壓的一電位差是否大於一電位差臨界值；以及 若該 直流電壓的該電位差大於該電位差臨界值，在等待一預設時間以後控制該些轉換控制電 路以將該直流電壓的該電位差調整至一預設發電電位差。
9. 如請求項 8 所述之控制方法，更包括：若該直流電壓的該電位差沒有被調整至該預設發 電電位差，執行該關機程序；若該直流電壓的該電位差被調整至該預設發電電位差，控 制該逆變器進入一工作模式，並且控制該些轉換控制電路進入該穩壓模式；在該穩壓模 式中，判斷該些轉換控制電路是否能根據至少一指令穩壓該每一該些太陽能模組的輸出 電壓；若該些轉換控制電路中的一第二轉換控制電路不能根據該至少一指令穩壓所對應 的該太陽能模組的該輸出電壓，執行該關機程序或將該第二轉換控制電路設定為一旁通 操作模式，在該旁通操作模式中該第二轉換控制電路所對應的該直流轉換器的該輸出端 為導通；若判斷該些轉換控制電路能根據該至少一指令穩壓該些太陽能模組的該些輸出 電壓，控制該些轉換控制電路進入該最大功率點追蹤模式；在該最大功率點追蹤模式 中，若該逆變器的一工作功率大於一最低工作功率臨界值，控制該逆變器維持在該工作 模式；以及 若該逆變器的該工作功率不大於該最低工作功率臨界值，執行該關機程序。
10. 如請求項 9 所述之控制方法，更包括：在該逆變器的該工作功率低於該最低工作功率臨 界值時、該些直流轉換器的其中之一的輸出電壓大於一輸出電壓臨界值時、或者該逆變 器的工作電壓異常時，執行該關機程序；在該關機程序中，控制該些轉換控制電路進入 至該穩壓模式，接著控制該些轉換控制電路進入該脈衝寬度調變模式以將該些直流轉換 器的該輸出電壓調整為零；在該關機程序中，在該逆變器釋放電量以後將該逆變器從該 工作模式切換至該確認模式。
圖式簡單說明
圖 1 是根據一實施例繪示分散式太陽能發電系統的示意圖；圖 2 是根據一實施例繪示直 流轉換器的控制示意圖；圖 3A 與圖 3B 是根據一實施例繪示開機程序的流程示意圖；圖 4 是 根據一實施例繪示特殊操作流程的示意流程圖；圖 5 是繪示沒有特殊操作流程時直流轉換器 的電壓曲線圖；圖 6 是根據一實施例繪示有特殊操作流程時直流轉換器的電壓曲線圖；圖 7 是根據一實施例說明查核週期的示意圖；圖 8 是根據一實施例繪示關機程序的流程示意圖；
以及圖 9 是根據一實施例繪示分散式太陽能發電系統的控制方法的流程示意圖。
