專利名稱：太陽能光發(fā)電系統(tǒng)、利用太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置、以及控制方法及其程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)入射光進行發(fā)電的光發(fā)電單元，特別是利用太陽能光單元轉(zhuǎn)換發(fā)電電力的技術(shù)。特別的,本發(fā)明適用于最大電力點跟蹤(M P PT:Max imum PowerPoint Trackin g )控制機構(gòu),能夠更有效地轉(zhuǎn)換太陽能電池板的輸出電力。
背景技術(shù)：
多個太陽能電池(s olar cell s )組裝構(gòu)成太陽能電池板,太陽能光發(fā)電系統(tǒng)提供利用太陽能電池板負荷的發(fā)電電力。太陽能電池根據(jù)入射的太陽光的日照強度及周圍溫度，其輸出電力發(fā)生變化，最大電力動作點也發(fā)生很大變化。因此，對隨著日照強度的狀況發(fā)生變動的太陽能電池板的最大輸出電力進行檢測的最大電力點跟蹤(以下簡稱MP P T)控制機構(gòu)被提出。而且，太陽能電池板負荷連接的電網(wǎng)連接型太陽能光發(fā)電系統(tǒng)中，探索太陽能電池板的最大輸出電力，即利用所謂的“登山法”的M P P T控制(例如，專利文獻1，特開平7-234733號公報)被提出。上述M P P T控制中，為了探索出精度更優(yōu)的太陽能電池板的電力最大點，在控制運算裝置中，使施加在電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)元件的柵極的脈沖幅度的變化幅度小些即可。然而，為了使脈沖幅度的變化幅度變小，需要提高直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，或者過度提高控制運算裝置的處理能力。要實現(xiàn)上述目的，在技術(shù)，價格等方面實用性有限制。例如，為了縮小脈沖幅度的變化幅度，則探尋在太陽能電池板上照射的日照強度的變化對應(yīng)的最大電力點比較費時間，應(yīng)答性有問題，且提高電力轉(zhuǎn)換的效率也有界限。另一方面，為了使應(yīng)答性更好，使施加在開關(guān)元件的柵極的脈沖幅度的變化幅度加大。穩(wěn)定狀態(tài)下電力大幅度震動會降低電力獲取的效率。本發(fā)明者設(shè)計該發(fā)明時，利用電網(wǎng)連接型對已經(jīng)實用化的控制機構(gòu)進行改良(例如，專利文獻2，專利第4294346號)。下面將對專利文獻2中所述的發(fā)明概要進行說明。最大電力檢測模式中，控制構(gòu)成直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件，使構(gòu)成直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器的感應(yīng)器內(nèi)流動的太陽能電池板的輸出電流從零到短路發(fā)生變化，瞬時掃描太陽能電池板的電流 電壓(I—V)特性。接下來，追蹤動作模式下，將檢測出的太陽能電池板的輸出電流作為最合適的太陽能電池電流，控制直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)元件。并將所述最合適的太陽能電池電流作為基準信號追蹤太陽能電池板的輸出電流，用得到的最大電力動作點進行追蹤控制動作。
這樣，檢測最大電力的最大電力檢測模式的動作和在檢測出的最適合的太陽能電池電流中進行追蹤動作的追蹤動作模式交互進行。最大電力檢測模式和追蹤動作模式相互交替重復(fù)操作，確切且嚴格的追求最大電力點。可以實現(xiàn)追蹤得到的最大電力點對應(yīng)的最佳太陽能電池電流的電力輸出控制。(在先技術(shù)文獻)專利文獻專利文獻1:特開平7 - 234733號公報專利文獻2:專利第4294346號

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的課題)根據(jù)專利文獻2所述的發(fā)明，對直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器內(nèi)裝的開關(guān)元件進行開、關(guān)操作，使直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器內(nèi)裝的流經(jīng)感應(yīng)器的太陽能電池電流從零到短路發(fā)生變化。這個過程必須使用感應(yīng)器。然而，利用M P P T控制機構(gòu)，構(gòu)成更有效地太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的時候，優(yōu)選能夠使用各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，而非必須使用感應(yīng)器的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。而且，有望找到這種能夠適用各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的控制方法以及控制裝置。本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，太陽能電池板上有部分影子的時候，或者太陽能電池板混合使用的時候，太陽能電池板的輸出電力會產(chǎn)生多個峰值，會有向低峰值追蹤的動作發(fā)生。因此，在這種狀態(tài)下，能夠適用于各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，還可以發(fā)現(xiàn)有效的能夠控制的控制方法以及控制裝置。此外，不僅限于專利文獻2所示例的通過負荷的變動進行追蹤動作的電網(wǎng)連接型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)，獨立型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)效率也很高，也能發(fā)現(xiàn)能夠適用各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的控制機構(gòu)以及控制裝置。以上是有關(guān)課題以及與之對應(yīng)的要求，以其光發(fā)電單元為例，介紹了示例中的太陽能電池板。使用與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力的其他的光發(fā)電單元的光發(fā)電控制系統(tǒng)也一樣。本發(fā)明為實現(xiàn)上述示例要求或者課題提供光發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明提供與該光發(fā)電控制系統(tǒng)適合的能夠應(yīng)用的電力轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明提供使用該電力變換裝置的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)能夠應(yīng)用的控制裝置。本發(fā)明還提供其控制方法及其程序。(解決課題的方法)本發(fā)明如圖3所示，以下面的思想技術(shù)為基礎(chǔ)。( I)整體動作模式根據(jù)狀況改變光發(fā)電單元。例如，根據(jù)太陽能電池板的輸出電力，將最大電力檢測模式的動作(圖3，步驟I)與追蹤動作模式的動作(圖3，步驟2)連續(xù)且周期性的進行反復(fù)交替。(2)最大電力檢測模式(步驟1)，檢測當(dāng)時太陽能光發(fā)電單元的最合適的電力，追求與最合適的電力對應(yīng)的最合適的動作電壓。
(3)追蹤動作模式(圖3，步驟2)，以得到的最合適的動作電壓為基準電壓操作電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。本發(fā)明的光發(fā)電系統(tǒng)包含:光發(fā)電單兀，與入射光對應(yīng)發(fā)生電力；電壓檢測機構(gòu)，檢測光發(fā)電單元的輸出電力電壓；電流檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電流，或者電力檢測機構(gòu)，檢測光發(fā)電單元的輸出電力；電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，與包含開關(guān)元件的該開關(guān)元件的開關(guān)動作對應(yīng)，轉(zhuǎn)換所述光發(fā)電單兀的輸出電壓，并且輸出電壓的電力；以及控制機構(gòu)。其中，控制機構(gòu)交替進行最大電力檢測模式的控制動作以及追蹤動作模式的控制動作，在兩種模式下通過控制所述開關(guān)元件控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的轉(zhuǎn)換動作。所述控制機構(gòu)，在所述最大電力檢測模式下，進行以下控制:( a )對所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I的邏輯狀態(tài)下進行動作，使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)，( b )從該開路狀態(tài)到將所述開關(guān)元件在第2的邏輯狀態(tài)下動作而使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)的過程中，檢測出作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓與通過所述電流檢測手段檢測出的電流的乘積的電力，或者檢測出通過所述電力檢測機構(gòu)檢測的電力成為最大的電力最大點，將檢測到所述最大電力時的通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓作為最佳輸出電壓。所述控制機構(gòu)進行以下控制:在所述追蹤動作模式下，將所述最佳輸出電壓作為基準電壓，使所述開關(guān)元件進行動作，從而使該基準電壓與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差為O或接近O。根據(jù)本發(fā)明，可以提供進行所述控制處理的控制裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供所述控制裝置下進行動作的控制方法及其程序。(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，并非必須在電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)使用感應(yīng)器，而是能夠使用各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以得到能夠適用于各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的控制機構(gòu)以及控制裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，光發(fā)電單元產(chǎn)生部分影子的情況或者光發(fā)電單元混合使用的時候，即使光發(fā)電單兀的輸出電力產(chǎn)生多個峰值，也能適用于各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。并且能夠找出有效地可以控制的控制方法以及控制裝置。本發(fā)明能夠?qū)ふ页鲞M行追蹤負荷變動動作的電網(wǎng)連接型的光發(fā)電系統(tǒng)，或者是獨立型的光發(fā)電系統(tǒng)，也很高效并且能夠適用于各種形態(tài)的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的控制機構(gòu)以及控制裝置。本發(fā)明中的光發(fā)電單元，不僅適用于太陽能電池板，同樣能夠適用于與入射光對應(yīng)發(fā)生電力，使用其他的光發(fā)電單元的光發(fā)電控制系統(tǒng)。


圖1表示本發(fā)明第I實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖2表示圖1中圖解電路的波形圖。圖3表示圖解圖1圖解的控制動作模式的圖形。圖4表示圖1圖解的控制動作模式的流程圖。圖5表示使用不同的2種板的太陽能電池板的情況(混合使用的情況)的波形圖。圖6表示沒有影子的狀態(tài)以及添加部分影子的狀態(tài)下展示太陽能電池的I 一 V，P— V特性的圖形。圖7 (A)、(B)表示分別與部分影子的有無對應(yīng)，利用登山法以及本實施方式的1-V瞬時掃描法實現(xiàn)的數(shù)據(jù)記錄器測定的結(jié)果示意圖。圖8表示根據(jù)本實施方式，純阻性負荷，使其值階梯狀發(fā)生變化，表示激烈的負荷變動時的應(yīng)答特性的示意圖。圖9表示根據(jù)本實施方式的控制方式日照強度突變時的應(yīng)答特性的舉例示意圖。圖10是為了與圖9中圖解的特性比較，表示通過原來的登山法日照強度突變時的應(yīng)答特性的舉例示意圖。圖11表示太陽能電池板上不產(chǎn)生影子與產(chǎn)生影子的情況下本實施方式的控制方式的追蹤性的示意圖。圖12是為了與圖11的圖解比較，表示太陽能電池板上不產(chǎn)生影子與產(chǎn)生影子的情況下利用原來的登山法的追蹤性的示意圖。圖13表示本實施方式的控制方式中低照度時的電力獲取性能的示意圖。圖14表示本實施方式的控制方式中低照度時的電力獲取性能的示意圖。圖15表不本發(fā)明的其它實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖16表示適用于本發(fā)明的實施方式的降壓型直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖17表示適用于本發(fā)明的實施方式的升降壓型直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖18表示本發(fā)明的第5實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖19表示圖18中圖解的逆變器(inverter)的電路配置示例圖。圖20表示本發(fā)明的第6實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖21表示本發(fā)明的第7實施方式的實測值的示意圖。圖22表示本發(fā)明的第8實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
具體實施例方式下面，對本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。第I實施方式參照圖1 圖4，對本發(fā)明中的光發(fā)電控制系統(tǒng)的第I實施方式進行說明。圖1表不“獨立型”太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的一種實施方式的構(gòu)成圖。圖2 圖4表示圖1中圖解的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的動作示意圖。在第I實施方式中，作為本發(fā)明的光發(fā)電單元的一例，對太陽能電池板(P V)進行了舉例說明。系統(tǒng)的構(gòu)成
太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100包含以下內(nèi)容:P V(P V) 11 ;電壓計12，檢測(測量)P
V11的輸出端子(T 01，T 02)之間的輸出電壓Vpv ;電流表13，檢測(測量)P V 11的輸出電流I PV ;電力轉(zhuǎn)換電路24，包含直流一直流(D C - D C )轉(zhuǎn)換器以及；控制裝置25，控制電力轉(zhuǎn)換24。太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100按負荷16側(cè)要求的電壓V L供給電力，所述電力通過與入射光對應(yīng)的P V 11發(fā)電產(chǎn)生。此處的負荷16假想為包含電池的商用電源以及獨立的負荷或者電壓V L與含有一定保護機能的電網(wǎng)連接逆變器等商用電源連接的負荷。PV(PV)P V 11由多個各自規(guī)定的電動勢的太陽能電池(以下簡稱電池)連接構(gòu)成。構(gòu)成P V 11的多個電池的連接方法可以采取各種方式。例如，可以將多個電池并聯(lián)連接，也可以將規(guī)定數(shù)量的電池串聯(lián)連接成單元，再將所述單元并聯(lián)連接。選擇使用電池的數(shù)量時與要求的電力對應(yīng)。P V 11產(chǎn)生與照射的光的總量，溫度等對應(yīng)的電力，從輸出端子T 01，T 02輸出到電力轉(zhuǎn)換電路24。電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)電力轉(zhuǎn)換電路24作為本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的I種實施方式，是由感應(yīng)器241，場效應(yīng)管(MO SFE T)242，二極管243以及，電容器244如圖示那樣連接成為升壓型(B οos t - t y P e)的直流一直流D C-D C轉(zhuǎn)換器。電力轉(zhuǎn)換電路24具有電力轉(zhuǎn)換機能。例如，按照P WM (脈沖幅度調(diào)制)方式控制場效應(yīng)管(M OSFE T >242的控制裝置25的控制，轉(zhuǎn)換通過P V 11發(fā)生的直流電力P Pv(或者直流電壓Vpv)向負荷16側(cè)供給。二極管243具有防止回流的作用。場效應(yīng)管(MO S F E T ) 242除了實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換機能之外，還可以連接在輸出端子T 01，T 02之間，使輸出端子T 01，T 02之間(或者節(jié)點N I, N 2之間)呈開路狀態(tài)或短路狀態(tài)。場效應(yīng)管(MO S F E T) 242是本發(fā)明中的開關(guān)(SW)元件的一種，可以用于功率晶體管等其它開關(guān)(S W)元件。圖2中圖解的t O時點中，場效應(yīng)管(MO S F E T )242在第I邏輯狀態(tài)，如“開”狀態(tài)下，使節(jié)點N 1，N 2之間呈開路狀態(tài)時，P V 11的輸出電壓Vpv將感應(yīng)器241以及電容器244的L C電路的時間常數(shù)根據(jù)規(guī)定的特性存儲在電容器244內(nèi)。其結(jié)果是電容器244兩段的節(jié)點N 3，N 4之間的電壓Vpv上升。另一方面，P V 11的輸出電流I PV以及輸出電力P Pv降低到O或者接近O。圖2中圖解的時點t I中，場效應(yīng)管(M O S F E T ) 242使第2邏輯狀態(tài)呈短路狀態(tài)，如“閉”的狀態(tài)下，使節(jié)點N 1，N 2之間呈短路狀態(tài)時，電容器244的兩端的節(jié)點N3，N 4之間的電壓Vpv會降低。另一方面，P V 11的輸出電流I Pv以及輸出電力PpvWO或者接近O開始增加。根據(jù)專利文獻2中所述的發(fā)明，考慮感應(yīng)器的動作，在由于M P P T控制檢測最大電力Pm a X的動作模式(最佳電力檢測模式或者I 一 V掃描模式)中，對場效應(yīng)管(MOSFE T )進行開關(guān)動作操作，監(jiān)測流經(jīng)感應(yīng)器的電流的變化(過渡特性)。
電力轉(zhuǎn)換電路24中，只要使感應(yīng)器241的操作實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換機能即可，沒必要因為MP P T控制監(jiān)測過渡特性。這樣，作為適用于本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，就不僅限于使用圖1所示的感應(yīng)器241的電路的直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器。其詳情將在后面敘述。另外，在第I實施方式中，對利用使用圖1中圖解的感應(yīng)器241的直流一直流(DC 一 D C )轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換電路24進行說明。控制裝置控制裝置25包含:A / D轉(zhuǎn)換單元(A D C ) 251，乘法單元252，最大電力檢測單元253，保持電路253 a，第I加法單元254，第I控制運算單元255，載波發(fā)生單元256，比較單元258，P WM信號發(fā)生單元259，基準電壓(V KEF)產(chǎn)生單元260，第2加法單元261，第2控制運算單元262，第I開關(guān)(S W)單元263，整體控制單元264，第2開關(guān)(S W)單元265，基準電流(I KEF)產(chǎn)生單元266以及，第3加法單元267。所述構(gòu)成的控制裝置25可以由計算機，例如數(shù)字信號處理器(D S P)構(gòu)成。例如，控制裝置25進行復(fù)雜的運算處理以及判斷處理部分由計算機或者D S P構(gòu)成，其它部分可以由硬件電路構(gòu)成。例如，載波發(fā)生單元256，P WM信號發(fā)生單元259，Vkef發(fā)生單元260，I KEF發(fā)生單元266通過硬件電路構(gòu)成，其它控制運算以及判斷的相關(guān)單元，如乘法單元252，最大電力檢測單元253，保持電路253 a，第I加法單元254，第I控制運算單元255，比較單元258，第2加法單元261，第2控制運算單元262，第I開關(guān)(S W)單元263，整體控制單元264，第2開關(guān)(S W)單元265以及，第3加法單元267可以通過計算機軟件或程序?qū)崿F(xiàn)。所述電路的保持機能可以通過下面兩種方式實現(xiàn):硬件電路的寄存器或者存儲電路；計算機的計算機存儲 卡。下面將如上所述舉例說明控制裝置25實現(xiàn)硬件電路以及通過使用計算機的軟件進行有機的機能分擔(dān)的情況。此時參照圖4的流程圖對計算機的處理機能進行說明。下面將敘述各部分的基本動作。如圖2、圖3中圖解所示，整體控制單元264控制控制裝置25的整體動作。例如，整體控制單元264對最大電力檢測模式(或者I 一 V掃描模式)以及(圖2、圖3、步驟I)、追蹤動作模式(圖2、圖3、步驟2)進行判斷并交互切換動作，進行應(yīng)該與這些模式對應(yīng)的電路的啟動或者停止等處理操作?？刂蒲b置25在步驟I的最大電力檢測模式中，檢測(探尋)當(dāng)時的日照條件下的P
V11的最大電力Pm a x ,檢測與所述最大電力P m a x對應(yīng)的最佳工作電壓V。p。控制裝置25在步驟2的追蹤動作模式下，通過控制裝置25控制電力轉(zhuǎn)換電路24，維持通過最大電力檢模式檢測出的最佳動作電壓V。p。ADC 251將通過電壓計12檢測出的P V 11的輸出電壓V PV轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。同時，A D C 251還將通過片電流表13檢測出的P V 11的輸出電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。ADC 251轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓Vp ￥施加到乘法單元252，第I加法單元254的第2(負極)端子以及第2加法單元261的第2 (負極)端子。ADC 251轉(zhuǎn)換的數(shù)字電流I ^施加到乘法單元252。乘法單元252將數(shù)字轉(zhuǎn)換的輸出電壓Vpv以及數(shù)字轉(zhuǎn)換輸出電流I ”相乘計算出數(shù)字形式的P V 11的輸出電壓。P Ρ 。步驟1，最大電力檢測模式(圖2、圖3)最大電力檢測單元253監(jiān)測通過乘法單元252計算出的電力P PV，檢測圖2 (E)圖示意的最大電力Pm a X ,計算出圖2 (D )圖示的與最大電力Pm a x對應(yīng)的最佳輸出電壓V 0P,使最佳輸出電壓V。p保持向保持電路輸出。具體處理內(nèi)容將參照圖2以及圖4進行敘述。保持電路253 a保持通過最大電力檢測部253計算出最佳輸出電壓V QP，例如，由包含寄存器機能的電路或者計算機內(nèi)的存儲器構(gòu)成。保持電路253 a保持的最佳輸出電壓V m在追蹤動作模式中作為基準信號使用。加法單元254，向控制運算單元255輸出差信號(V QP — V P v)，所述差信號(V QP —Vpv)是從保持電路253 a向第I輸入端子施加的最佳電壓V㈤減去向第2輸入端子施加的電壓Vpv計算出的?？刂七\算單元255將對加法單元254輸出的差信號(V。P — V P v)進行比例(P )控制運算，更優(yōu)選進行積分(I )控制運算，計算P w M控制的第2基準波信號“ 2，然后向S W單兀263的第2輸入端子b輸出。步驟2,追蹤動作模式追蹤動作模式下通過整體控制 單元264 (或者最大電力檢測單元253) S W單元263選擇第2輸入端子b時，將通過控制運算單元255計算出的第2的基準波信號V ref2施加到比較單元258的第I輸入端子。載波發(fā)生單元256，由于P WM控制，如圖2 (B )所示，在規(guī)定的周期內(nèi)進行反復(fù)。各波形從[O]按規(guī)定的斜率增加，達到最大值時又變成0，或者，按規(guī)定的斜率減少，發(fā)生鋸齒狀波形(或者三角波形)的載波脈沖信號V c，并施加到比較單元258的第2輸入端子。這樣，使用鋸齒狀波形(或者三角波形)的載波脈沖信號V c，是為了使在P WM信號發(fā)生單元259中與比較單元258中第2基準電壓信號e f 2或者后述的第I基準電壓信號e f I的級別與脈沖幅度信號進行比較時的級別對應(yīng)。比較單元258將第2基準波信號V ^ e f 2或者后述的第I基準電壓信號V ^ e f I與載波脈沖信號V c的級別進行比較。比較單元258，載波脈沖信號V c的級別比第2的基準波信號V ^ e f 2或者第I的基準電壓信號V r e f I低時，向P W M信號發(fā)生單兀259輸出低級別的信號。另一方面，比較單元258載波脈沖信號V c的級別比第2的基準波信號e f 2或者第I的基準電壓信號V u f I高時，向P WM信號發(fā)生單元259輸出高級別的信號。從比較單元258輸出的比較結(jié)果信號邏輯級別的變化規(guī)定了 P WM控制信號S259的開關(guān)的占空比。P WM信號發(fā)生單元259，如圖2 (C )圖示，比較單元258的輸出信號級別低的情況下，將高級別(規(guī)定級別)的P WM控制信號S 259施加到電力轉(zhuǎn)換電路24的場效應(yīng)管(MO S F E T) 242的柵極；比較單元258的輸出信號級別高的情況下，將低級別(規(guī)定級另Ij)的P WM控制信號S 259施加到電力轉(zhuǎn)換電路24的場效應(yīng)管(M O S F E T)242的柵極。電力轉(zhuǎn)換電路24內(nèi)的場效應(yīng)管(Μ O S F E Τ) 242的柵極被施加上高級別的PW M控制信號時，場效應(yīng)管(Μ O SFE T ) 242呈現(xiàn)開的狀態(tài)，場效應(yīng)管(Μ O S F E Τ)242的兩端的節(jié)點N I與節(jié)點N 2之間呈短路狀態(tài)。其結(jié)果是電容器244呈放電狀態(tài)，節(jié)點N 3，N 4的端子間電壓降低。另一方面，場效應(yīng)管(MO S F E T ) 242的柵極中被施加上低級別的P W M控制信號時，場效應(yīng)管(Μ O S F E Τ) 242呈現(xiàn)關(guān)的狀態(tài)，電力轉(zhuǎn)換電路24內(nèi)的節(jié)點N I與節(jié)點N 2之間呈開路狀態(tài)。結(jié)果是通過電力轉(zhuǎn)換電路24內(nèi)的感應(yīng)器241與電容器244的LC電路的時間常數(shù)將P V 11的輸出電壓V P V存儲到電容器244內(nèi)。其結(jié)果是電容器內(nèi)244升壓。這樣，由于控制裝置25根據(jù)P V 11的狀態(tài)，通過合適的P WM調(diào)制方式控制電力轉(zhuǎn)換電路24內(nèi)的場效應(yīng)管(MO SFE Τ) 242，向負荷16供給需要的電力。V KEF發(fā)生單元260以及I REF發(fā)生單元266在最佳電力檢測模式下，發(fā)生如圖2(A)圖示的基準電流信號Iyf以及基準電壓信號V r e f O。圖2所示的期間t O t 1，從I KEF發(fā)生單元266輸出的基準電流信號I 為0，時點t I時開路電壓為V ，之后，有關(guān)時點t I t 3的期間經(jīng)過的時間t，如果t I t 3的時間為t D，V KEF發(fā)生單元260，由下面的公式規(guī)定，產(chǎn)生基準電壓V O。基準電流IrefO = O期間t0 t I基準電壓V ref O = V oc- (V oc/ TD) X t 期間 t I t 3…(I)第3加法單元267計算在期間t O t I中，被I KEF發(fā)生單元266施加的基準電流信號I UfO以及從A D C 251輸出的輸出電流I PV的差(I re f O -1 PV)0其運算結(jié)果經(jīng)由第2開關(guān)單元265施加 在第2控制運算單元262上。第2加法單元261計算在期間t I t 3中，被V KE F發(fā)生單元260施加的基準電壓信號VyfO以及從AD C 251中輸出的輸出電壓Vpv的差(Vpv —Vy f O)。其運算結(jié)果經(jīng)由第2開關(guān)單元265施加在第2控制運算單元262上。整體控制單元264對第2開關(guān)單元265進行動作，使其在所述期間t O t I與期間t I t 3之間進行切換。第2控制運算單元262在期間t O t I中，將從加法單元261輸出的電流差(Ir e f O — I P v)的信號,或者在期間t I t 3中，從加法單兀261輸出的電壓差(V PV —Vref0)的信號，進行比例(P)運算處理，優(yōu)選積分(I )運算處理。生成第I基準信號V ^ ef 1，施加到開關(guān)單元263的第I輸入端子。在最大電力檢測模式下，通過整體控制單元264選擇開關(guān)單元263的第I輸入端子a時，從控制運算單元262輸出的第I基準電壓信號V r e f 1，與從比較單元258中載波發(fā)生單元256輸出的載波脈沖信號Vc進行比較。根據(jù)比較結(jié)果，P WM信號生成單元259生成P W M控制信號S 259，并施加到場效應(yīng)管(MO S F E T ) 242的柵極上。最大電力檢測模式以及追蹤動作模式兩種模式中，以下所有單元均進行動作:整體控制單元264，ADC 251，比較單元258，載波發(fā)生單元256，以及P W M信號生成單元259。最大電力檢測模式下，以下所有單元均進行動作:A D C 251，乘法單元252，最大電力檢測單元253，V KEF發(fā)生單元260，I KEF發(fā)生單元266，加法單元261，267，控制運算單元262，開關(guān)單元263 (第I輸入端子a )，比較單元258，載波發(fā)生單元256，P W M信號生成單元259，以及開關(guān)單元265。另一方面，追蹤動作模式中，以下所有單元均進行動作:保持電路253 a，加法單元254，開關(guān)單元263 (第2輸入端子b )，比較單元258，載波發(fā)生單元256，以及P W M信號生成單元259。模式判斷以及切換如圖2以及圖4所示，在整體控制單元264控制下，最大電力檢測模式的操作與追蹤動作模式的操作交替進行。最大電力檢測模式的開始以及結(jié)束的判斷，最大電力檢測模式與追蹤動作模式的切換判斷，均可以由整體控制單元264進行。如圖4步驟22所示，通過整體控制單元264進行的最大電力檢測模式與追蹤動作模式的切換可以按照規(guī)定周期，比如說每I秒鐘自動進行切換?；蛘?，整體控制單元264監(jiān)測追蹤動作模式下P V 11的電壓Vpv的變化或者通過乘法單元252計算出的電力。電壓Vpv或者電力的變化很大時，從追蹤動作模式切換到最大電力檢測模式。最大電力檢測模式下，得到最大電力P m a X以及與之對應(yīng)的最佳輸出電壓V。p，最大電力檢測模式結(jié)束時可以切換到追蹤動作模式。以下將對最大電力檢測模式的操作以及追蹤動作模式的操作進行詳細敘述。最佳電力檢測模式的操作下面將在圖2的期間T I T 2的期間，通過控制裝置25對最大電力檢測模式的控制動作進行說明。

時點t 0，開始處理最大電力檢測模式(圖4，步驟11)從追蹤動作模式切換到最大電力檢測模式的最大電力檢測模式的開始時點t O中，整體控制單元264選擇開關(guān)單元263的第I輸入端子a，將從控制運算單元262得到的第I基準電壓信號V ^ e f I施加到比較單元258上。整體控制單元264使Vkef發(fā)生單元260以及I KE F發(fā)生單元266進行動作。I KE 生單元266在期間t O t I中輸出基準電流信號I ref0 = 0。在期間t I t 3中，
Vkef發(fā)生單元260，作為基準電壓信號VyfO,根據(jù)等式(I)的規(guī)定，輸出圖2 (A)圖示的波形的基準電壓信號V O?；鶞市盘栍稍跁r點t O t I之間的為O的基準電流以及，從時點t I t 3之間的開路電壓\c在一個恒定的斜率下，降低到O的基準電壓組成?；鶞孰娏魇菆鲂?yīng)管(MO S F E T) 242為了使P V 11的輸出端子T 01，T 02
之間呈開路狀態(tài)，對其進行動作的基準電流?；鶞孰妷菏且环N信號，在檢測P V 11的輸出端子T 01，T 02之間的開路電壓V oc時，如圖2 (D)所示，使從開路電壓V %到輸出端子T 01，T 02之間呈短路狀態(tài)時的電壓(Vpv= O), P V 11的輸出電壓Vpv不斷減少，降低一(V J t D)的斜率。加法單元267計算在期間t O t 1，從I KE 生單元266施加的基準電流信號I O與A D C 251輸出的輸出電流I ^之間的差(I r e f O-1 PV)。此外，加法單元261還計算在期間t I t 3，被V KEF發(fā)生單元260施加的基準電壓信號O與A D C 251輸出的輸出電壓Vpv之間的差(VP V - VrefOX
控制運算單元262，對以開關(guān)單元265為媒介輸入(I r e f O-1 PV)，進行比例(P)運算，更優(yōu)選積分(I )運算，以其運算結(jié)果作為第I的基準電壓信號e f 1，經(jīng)過開關(guān)單元263的第I輸入輸出端子a施加到比較單元258上。比較單元258，控制運算單元262輸出的第I的基準電壓信號I與圖2 (B)圖示的載波發(fā)生單元256輸出的載波脈沖信號V c進行級別比較，如圖2 (B)、(C)圖示載波脈沖信號的級別比第I的基準波信號e f I低時，向P W M信號發(fā)生單元259輸出低級別的信號；載波脈沖信號V c的級別比第I的基準波信號e f I高時，向P WM信號發(fā)生單元259輸出高級別的信號。P WM信號發(fā)生單元259如圖2 (C )所示，僅在比較單元258的輸出信號呈低級別的情況下向電力轉(zhuǎn)換電路24的場效應(yīng)管(MO S F E T )242柵極施加高級別(規(guī)定級別)的P WM控制信號S 259。時點t O t I之間，開路電壓的檢測(圖4，步驟12)在時點t O t I之間，基準電流信號IpefO的值為
，加法單元267的輸出信號為負，控制運算單元262的輸出信號，即基準電壓信號e f I減少?；鶞孰妷盒盘朧yf I較低的情況下，P WM信號發(fā)生單元259，如圖2 (C)所示，將場效應(yīng)管(M O S F E T) 242設(shè)置在第I的邏輯狀態(tài)，如“開”的狀態(tài)，輸出P WM信號。其結(jié)果是P V 11的輸出端子T 01，T 02之間呈開路狀態(tài)，輸出電壓Vpv，如圖2 (D)所示上升；另一方面，輸出電流I Pv以及輸出電力Ppv，如圖2 (D)、(E)所不減少。最大電力檢測單元253，從最大電力檢測模式開始時點t O持續(xù)監(jiān)測輸出電流I!^(或者輸出電力卩”^在時點t 1，檢測作為輸出端子T 01，T 02之間呈開路狀態(tài)時的開路電壓V oc,將輸 出電流Ipv (或者輸出電力P p v)為O或者接近O時的輸出電壓V p v向
VKE F發(fā)生單兀260輸出。V KE F發(fā)生單兀260保持開路電壓V QC。在時點t I上，輸出端子T 01，T 02之間呈開路狀態(tài)的時候，根據(jù)整體控制單元264的指示，V KEF發(fā)生單元260從開路電壓V oc隨著時間t的變化等式(I)中按規(guī)定的斜率變小。輸出圖2 (A)所示的電壓信號V" f O。期間t I 期間t 3之間，最大電力檢測區(qū)間(圖4，步驟13)期間t I 期間t 3之間，加法單元261，計算V KEF發(fā)生單元260輸出的按照一定的斜率降低的基準電壓信號e f O與當(dāng)時從A D C 251輸出的輸出電壓Vpv的差?？刂七\算單元262進行與差電壓對應(yīng)的控制運算，其結(jié)果作為第2基準電壓信號VrefI,以開關(guān)(S W)單元為媒介施加到比較單元258上。比較單元258以及P W M信號生成單元259中，與電壓差(V P v-Vref O)對應(yīng)圖解圖2 (C)中時點t I以后的時點，生成P WM信號，通過P WM方式控制場效應(yīng)管(MOSFE T ) 242 ο其結(jié)果是輸出電壓Vpv與基準電壓信號V ^ e f O對應(yīng)逐漸降低。最大電力檢測單元253，在時點t I以后，監(jiān)測從乘法單元252輸出的電力P PV，檢測出電力P P V最大時的最大電力Pm a X。最大電力檢測單元253檢測最大電力P m a x的時候,將與最大電力P m a x對應(yīng)的P V 11的輸出電壓Vpv作為最佳輸出電壓V m進行檢測，存儲在保持電路253 a中。最大電力檢測模式結(jié)束(圖4，步驟14)
整體控制單元264，在時點t 3中，輸出電壓Vpv降低到O (或者輸出電力PpvS0)，檢測到輸出端子T 01，T 02之間呈短路狀態(tài)時，從最大電力檢測模式切換到追蹤動作模式。追蹤動作模式(圖4,步驟21)整體控制單元264，在時點t 3中，在其間T I T 2的最大電力檢測模式結(jié)束，作為追蹤動作模式的開始將開關(guān)(S W)單元263切換到第2輸入端子b偵U。由以上可知，第I加法單元254中，計算出由保持電路253 a施加的最佳輸出電壓V”與由AD C 251施加的電壓Vpv之間的差電壓。根據(jù)計算結(jié)果控制運算單元255中運算控制得到的第2的基準電壓信號V r e f 2，經(jīng)過開關(guān)(S W)單元263，施加到比較單元258上。

通過比較單元258以及P W M信號生成單元259，P W M控制信號S 259的生成方法如上所述。由此可知，追蹤動作模式下，為維持由最佳電壓保持電路253 a施加的最佳電力電壓V。p，而對P V 11的輸出電壓Vpv進行控制。判斷追蹤動作樽式的結(jié)束(圖4,步驟22)通過整體控制單元264對最大電力檢測模式以及追蹤動作模式進行切換。例如，能夠按規(guī)定周期，每I秒鐘自動切換。或者，整體控制單元264，在追蹤動作模式下，監(jiān)測P
V11的電壓Vpv的變化或者乘法單元252計算出的電力。電壓Vpv或者電力的變化很大的時候，從追蹤動作模式切換到最大電力檢測模式。這樣，根據(jù)本發(fā)明的第I實施方式，將最大電力點的檢測動作與追蹤動作作為I個循環(huán)周期(檢測周期T，比如，I秒)反復(fù)操作，可以使當(dāng)時的P V 11的最大電力點Pm a x中最佳電壓升壓。如上所述，電力轉(zhuǎn)換電路24內(nèi)的感應(yīng)器241不僅具有直流一直流(D C —D C )轉(zhuǎn)換器的機能，在最大電力及最佳動作電壓V。p的檢測(特定)時不使用感應(yīng)器的放電特性。因此，在本發(fā)明的第I實施方式中沒必要為了電力轉(zhuǎn)換電路24中最大電力P m a X以及/或者最佳動作電壓V。p的檢測(特定)而設(shè)置感應(yīng)器。其結(jié)果是，根據(jù)第I實施方式，圖1所示的直流一直流(D C — D C )轉(zhuǎn)換器24不用說，也可以使用后述的各種形式的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。此外，第I實施方式的控制裝置25在使用所述各種形式的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的情況下，可以進行所述同樣的控制處理操作。另外，在本實施方式中，負荷16用2個12 V的電池串聯(lián)連接，并與電池并聯(lián)的100W的電燈泡連接，對負荷電壓調(diào)整，使之穩(wěn)定在接近25 V。
_6] 第I實施方式的轉(zhuǎn)變方式(I)乘法單元252由硬件電路，例如模擬運算電路構(gòu)成的情況下，不需要A D C 251，將通過電壓計12檢測出的模擬電壓V”以及通過電流表13檢測出的模擬電流I PV在模擬電路乘法單元252中可以直接相乘算出電力PPV。這種情況下，在乘法單元252的輸出側(cè)設(shè)置A / D轉(zhuǎn)換單元(A D C )，將數(shù)字電力P P v輸出到最大電力檢測單元253。第I實施方式的轉(zhuǎn)變方式(2)在P V 11的輸出端子T 01，T 02之間設(shè)置直流電力表，可以直接測量P V 11的電力。這種情況下，不需要將電壓和電流相乘算出電力的乘法單元252以及電流表13。這種情況下，ADC 251與上述情況相同，將通過電壓計12測量的電壓輸出到加法單元254以及加法單元261。另一方面，ADC 251將通過直流電力表測量的電力轉(zhuǎn)換成數(shù)值并施加到最大電力檢測單元253。第2實施方式(混合情況示例)圖5所示的第2實施方式，對作為P V 11，使用不同的2種板的情況(混合的情況)進行舉例說明。最大電力檢測模式下，例如，I m s的段時間內(nèi)判定時間存在2個峰值電力。第一個峰值電力比較小，另一個峰值電力就是最大電力Pm a X?？刂蒲b置25，在最大電力檢測模式下，使P V 11的輸出電壓V P v逐漸上升，檢測到監(jiān)測當(dāng)時的電壓Vpv呈開路狀態(tài)。(圖4，步驟12)接著，控制裝置25作為基準電壓信號VyfO,使開路電壓V。。按照一定的斜率降低，漸漸降低P V 11的輸出電壓vPV。在這個過程(期間)中，連續(xù)監(jiān)測輸出電力，檢測到多個峰值的電力時，檢測出最大峰值的最大電力P m a X,并檢測出與最大電力Pm a x對應(yīng)的最佳動作電壓V。p。(圖4，步驟13)因此，追蹤動作模式下，進行控制追蹤最佳動作電壓V。p的動作(圖4，步驟21)。盡管P V 11是混合構(gòu)成，通過本發(fā)明的實施方式，按照上述方法對圖4的步驟13進行處理，選擇多個峰值中的最大峰值，也能夠正確檢測出最大電力Pm a X。其結(jié)果是與追蹤動作模式下第I實施方式相同，能夠根據(jù)與其最大電力Pmax對應(yīng)的最佳動作電壓V。p進行追蹤動作。第2實施方式的轉(zhuǎn)變方式所述P V 11使用不同的2種板的情況下，即所謂的混合的情況下，通過所述第2實施方式的方法，可以檢測出與最大電力Pm a X對應(yīng)的最佳動作電壓Vcp，還可以使用檢測出的最佳動作電壓V。p，補正原來的登山法的動作點。第3實施方式(有部分影子的情況)圖6表示用虛線表示沒有影子的狀態(tài)與粗虛線表示加上部分影子時太陽能電池的1- V，P - V特性的示意圖。這種事實方式(實驗例)中，在一個太陽能電池模塊的一塊電池上加上部分影子，可以知道會產(chǎn)生2個輸出電力的峰值，加上部分影子時的最大電力點在低電壓一側(cè)(動作點A)。沒有影子的情況的動作點用B表示。圖7 (A)、(B)表示利用登山法以及IV瞬時掃描法時通過數(shù)據(jù)記錄器測定的結(jié)果示意圖。根據(jù)圖7(A)所示的登山法的結(jié)果，加上部分影子時的P —V特性中，在如圖6所示的高電壓一側(cè)的平坦的動作點B (約6 W)附近進行不穩(wěn)定的追蹤動作。與此相對，根據(jù)圖7 (B)所示的本實施方式的“IV瞬時掃描法”的結(jié)果，在圖6所示的低電壓一側(cè)最大電力動作點A (約17 W)確實地在進行追蹤動作，輸出電力約為2.8倍。第3實施方式具有下述優(yōu)點:可以在整體控制單元264中，任意設(shè)定I V特性的檢測時間。第3實施方式的轉(zhuǎn)換方式
在P V 11加上部分影子的情況下，可以通過所述第3實施方式的方法，檢測出最佳動作電壓V。p，并使用檢測出的最佳動作電壓V。正原來的登山法的動作點。第I 第3的實施形態(tài)的效果關(guān)于第I 第3實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)，將對與專利文獻2所述的發(fā)明進行同樣的實驗結(jié)果進行說明。圖8表示把負荷16視作純阻性回波損耗(RL )，使其值按照10 Ω — 20 Ω — 10 Ω階梯狀發(fā)生變化，顯示在激烈的負荷變動時的應(yīng)答特性的示意圖。橫軸表示時間，左側(cè)縱軸表示太陽能電池的輸出電力，右側(cè)縱軸表示日照強度。用記號A表示日照強度曲線，記號B表示該控制機構(gòu)的特性曲線，記號C表示原來方式的特性曲線。根據(jù)本發(fā)明，實施方式的控制方式與原來例子的方式進行比較，不會受負荷變動的影響，能夠挑選穩(wěn)定的日照強度比例的電力。傍晚，日照強度急變情況下的特性太陽能電池板(P V)的技術(shù)課題有以下特點:與太陽光照度急變對應(yīng)的追蹤性以及照度的絕對值逐漸變小時(傍晚等)，可以捕捉太陽光到哪種程度以可以供給電力。參照圖9，考察傍 晚等日照強度急變情況下的應(yīng)答特性。圖9表示通過本發(fā)明的實施方式的控制方式顯示日照強度急變時的應(yīng)答特性的舉例示意圖。橫軸表示時間，左側(cè)縱軸表示太陽能電池的輸出電力，右側(cè)縱軸表示日照強度。圖10表示與圖9所示的結(jié)果進行比較，利用登山法日照強度發(fā)生急變時的應(yīng)答特性的舉例示意圖。圖11表示P V中不產(chǎn)生影子的情況(圖11 (A))與產(chǎn)生影子的情況(圖11 (B))的下本發(fā)明的實施方式的控制的追蹤特性的示意圖。圖12表示與圖11所示的例子進行比較，太陽能電池板(P V)上不產(chǎn)生影子的情況(圖12 (A))與產(chǎn)生影子的情況(圖12 (B))下本實施方式的控制的追蹤性示意圖。此夕卜，圖12 (B)中，面向最大電力P m a X ’兩側(cè)的箭頭表示接近最大電力P m a x ’的狀態(tài)。圖13表示照射到太陽能電池板(P V)的太陽光在低照射度時通過本發(fā)明的實施方式電力獲取特性的示意圖。橫軸表不時刻，左側(cè)縱軸表不太陽能電池的輸出電力利用率U U F的電力獲取的效率，右側(cè)縱軸表示板面日照強度G。另外，假設(shè)太陽能電池的輸出電力利用率U U F的最大電力點檢測周期為T的話，可以得到下面的等式。(數(shù)I)
動作點輸出電力I/Tl '0V V I Pvd t
UUF =_XlOO 二_X I O O [%]
P Hi a X點輸出電力Pmax
與M P P T控制實施的登山法相比，本發(fā)明的實施方式的控制方式，任何一點都更優(yōu)良。對于日照度急變的追蹤性，如圖9所示通過本發(fā)明的實施方式，只要一次掃描(檢測)，就能檢測出變化后的最大電力點。本發(fā)明的實施方式的控制方式，為了檢測單純的最大值，掃描全部發(fā)現(xiàn)有斜率時也有可能進行追蹤。本發(fā)明的實施方式的控制方式中日照強度G達到峰值800 W / m 2時即使降低照度到100/ m 2也要維持輸出電力的利用率U U F達90%。圖14表示本發(fā)明的實施方式的控制方式下，低照度時的電力獲取性能的示意圖。橫軸表不時刻，左側(cè)縱軸表不太陽能電池的輸出電力P PVW及太陽能電池輸出電力利用率U U F，右側(cè)縱軸表示板面的日照強度G。本發(fā)明的實施方式的控制方式中，日照強度G為50 W / m 2時，太陽能電池輸出電力利用率U U F顯示80%以上的高效率。本發(fā)明的實施方式的控制方式中，日照強度G低于50 W / m 2時,太陽能電池輸出電力利用率U U F降低，但能回收的大概60 %的能量。根據(jù)實際檢測案例，本發(fā)明的實施方式的控制方式與搭載通過獨立型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)廣泛利用的電池控制裝置的原來的方式發(fā)電的電能量相比，可以得到如下結(jié)果:通過本發(fā)明的實施方式，能增加大概14.8%電能量，而且太陽能電池輸出利用率U U F也能得到大約99%這個非常高的數(shù)值。第4實施方式圖15表示作為本發(fā)明的第4實施方式的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 A的示意圖。太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 A為獨立型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)。與圖1所示的系統(tǒng)構(gòu)成相比較，圖15所示的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 A中設(shè)置有電池28。電力轉(zhuǎn)換電路24以及控制裝置25的動作，與第I實施方式中敘述的動作相同。通過圖15所示的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 A，也能得到與第I實施方式同樣的結(jié)果。因此，不再詳細說明。肓流一肓流(DC - DC)轉(zhuǎn)換器(I)參照圖1所述第I 第4實施方式中作為電力轉(zhuǎn)換電路的直流-直流(D C-DC )轉(zhuǎn)換器，以升壓型直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器為例進行說明。若使用升壓型直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器，可以得到比太陽能電池板(P V) 11的電壓更高的負荷電壓。肓流一肓流(DC - DC)轉(zhuǎn)換器(2)另一方面，要使負荷電壓比太陽能電池電壓低的話，如圖16所示，適合使用作為電力轉(zhuǎn)換電路24 A降壓型直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器的電路配置。如圖16所示的降壓型直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器中，與P V 11第I端子T01以及第2端子T 02相對并聯(lián)的電容器Cf連接。作為電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使用降壓型直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器情況下的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 B的動作與使用升壓型直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器情況的不同之處在于，控制裝置25中生成的P W M信號的開關(guān)是相反的。
肓流一肓流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器(3)要通過太陽能電池板(P V) 11的輸出電壓降低或者提高負荷16的電壓的話，作為直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器，如圖17所示，適合使用升降壓型直流一直流(D C-DC )轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換電路24 B的電路配置。如圖17所示的升降壓型直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器中，與太陽能電池板(PV)的第I端子T 01以及第2端子T 02相對并聯(lián)的電容器Cf連接。此外，場效應(yīng)管(MOSFE T)141的晶體管漏極與P V 11的第I端子T 01連接，源極與二極管D 141的陰極以及感應(yīng)器L 141的一端連接。感應(yīng)器L 141的另一端與P V 11的第2端子T 02，電容器C 141，C F的第I電極連接。二極管D 141的陽極與電容器C 141連接。開關(guān)(SW)元件作為直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)元件，如示例場效應(yīng)管(Μ OSFEΤ)242所示，相對于施加到太陽能電池板(P V)ll端子之間的電壓更耐壓。對PV 11端子之間流動的電流有充足的電流容量，如果是可以追蹤P W M控制動作的開關(guān)(S W)元件的話，則不僅限于場效應(yīng)管(MO S F E T ) 242，也能應(yīng)用于各種能量的開關(guān)(SW)元件。第5實施方式參照圖18，圖19對本發(fā)明太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的第5實施方式進行說明。如圖18所示的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 D，作為電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，代替圖1，圖15所示的直流一直流(D C - D C )轉(zhuǎn)換器24，使用逆變器32。逆變器32將輸入的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，供給負荷16。優(yōu)選在太陽能光發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置濾波器33。圖19表示以逆變器32為例說明單相逆變器的電路配置示意圖。圖示單相逆變器32包含，串聯(lián)連接的2個功率晶體管321，322的第I電路以及串聯(lián)連接的功率晶體管323，324的第2電路。將與這些功率晶體管321，322，323，324并聯(lián)的無效電力旁通管用的二極管分別連接。例如，功率晶體管321與324同時開啟時，在A C輸出端子會輸出“正”電壓；另一方面，功率晶體管323與322同時開啟時，在A C輸出端子會輸出“負”電壓。這樣，從如圖19所示的逆變器32中輸出基本的矩形的交流電壓。因此，優(yōu)選在逆變器32的后段設(shè)置由感應(yīng)器331與電容器332構(gòu)成的平滑過濾器33，使矩形的交流電壓變平滑并向負荷16供給交流電壓。也可以將平滑過濾器32編入逆變器32內(nèi)。如果將功率晶體管321，322，323，324同時設(shè)置成第I邏輯狀態(tài)，如“開的狀態(tài)”，將功率晶體管321，322，323，324同時設(shè)置成第2邏輯狀態(tài)，如“關(guān)的狀態(tài)”，這種狀態(tài)即為開路狀態(tài)。下面對圖18所示的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 D的操作進行說明?？刂蒲b置25基本上與參照圖1說明的控制裝置25同樣操作，下面將簡單介紹該操作。最大電力檢測模式下，逆變器32內(nèi)的功率晶體管321，322，323，324設(shè)置成第I邏輯狀態(tài)，如“開”的狀態(tài)，P V 11的輸出端子T 01，T 02在開路狀態(tài)下檢測開路電壓。(圖4，步驟12)。之后，逆變器32內(nèi)的功率晶體管321，322，323，324設(shè)置成第2邏輯狀態(tài)，如“關(guān)”的狀態(tài)，P V 11的輸出端子T 01，T 02在短路狀態(tài)下檢測電力Ppv，將當(dāng)時的P V 11的輸出電壓Vpv作為最佳輸出電壓V?！按舫衷诒３蛛娐?53 a中(圖4，步驟13)。追蹤動作模式下(圖4，步驟21)，為了追蹤從保持電路253 a輸出的最佳電壓V。p，由P WM控制功率晶體管321，322，323，324。此外，如圖1所示的P WM信號發(fā)生單元259生成由P WM控制I個場效應(yīng)管(MOSFE T ) 242信號，與此相對，如圖18所示的控制裝置25 D內(nèi)的P WM信號生成單元259 d適合將功率晶體管321，322，323，324設(shè)置成所述的第I邏輯狀態(tài)，如“開”的狀態(tài)，或者第2邏輯狀態(tài)，如“關(guān)”的狀態(tài)，以及在P WM的控制下，生成類似將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的4種控制信號。第6實施方式參照圖20對本發(fā)明太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的第6實施方式進行說明。第6實施方式中的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 E為電網(wǎng)連接型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)。在負荷16中與系統(tǒng)電源35連接。第6實施方式的電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，由直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器30與逆變器32構(gòu)成。在逆變器32后段添加濾波器33，或者在逆變器32內(nèi)編入與濾波器33相當(dāng)?shù)臑V波器。在第6實施方式中設(shè)置有測量直 流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓的電壓計31。第6實施方式中的控制裝置，由控制逆變器32的第I控制裝置25 E以及控制直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30的第2控制裝置29構(gòu)成。第6實施方式中，直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器30在如所述實施方式中最大電力檢測模式以及追蹤動作模式下不進行所述實施方式的操作，由逆變器32在最大電力檢測模式以及追蹤動作模式下進行動作。作為直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器30，可以使用如圖1所示的升壓型直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器24。逆變器32，可以使用例如圖19所示的單相逆變器32。第2控制裝置29由加法電路291，比例 積分(P I )運算電路292，P WM信號生成電路293構(gòu)成。這些電路可以通過計算機構(gòu)成。在加法電路291中，規(guī)定逆變器32的輸入側(cè)的電壓的基準電壓信號V KEF，例如輸入180 V，計算出與通過電壓計31測量出的直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓的差電壓。P I運算電路292對通過加法電路291計算出的差電壓進行比例運算或者積分運算。P I運算電路292可以由與如圖1所示的控制運算單元255相同的電路配置。P WM信號生成電路293，根據(jù)P I運算結(jié)果，生成由P WM控制的與直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30內(nèi)的開關(guān)元件，例如如圖1所示的直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器24內(nèi)的場效應(yīng)管(MO S F E T) 242對應(yīng)的開關(guān)元件信號，并施加到開關(guān)元件的柵極。
P W M信號生成電路293可以是與如圖1所示的載波發(fā)生單元256，載波發(fā)生單元256以及P W M信號生成單兀259同樣的電路配置。
第2控制裝置29，像輸出類似規(guī)定逆變器32輸入的基準電壓的基準電壓信號V EEF那樣，控制直流一直流(D C - D C )轉(zhuǎn)換器30。直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器30像輸出基準電壓信號V KEF那樣操作。這樣，第6實施方式中，直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30在最大電力檢測模式以及追蹤動作模式下不進行所述的實施方式的動作，而是逆變器32在最大電力檢測模式以及追蹤動作模式下進行動作。第I裝置25 E，控制最大電力檢測模式以及追蹤動作模式對應(yīng)的功率晶體管321，322,323,324的操作，所述功率晶體管在逆變器32內(nèi)，包含如圖19所示的電路配置。最大電力檢測模式下，將逆變器32內(nèi)的功率晶體管321，322，323，324在第I邏輯狀態(tài)下操作，檢測其開路電壓(圖4，步驟12)，檢測其從開路狀態(tài)到短路狀態(tài)下的最大電力Pma X (圖4,步驟13),將當(dāng)時的電壓V PV最為最佳電壓V。p保持在保持電路內(nèi)。接著，追蹤動作模式下(圖4，步驟21)，從P WM信號生成單元259 d向與最佳電壓V。p對應(yīng)的逆變器32內(nèi)的功率晶體管321，322，323，324的柵極輸出P W M控制信號。根據(jù)第6實施方式，通過輸入基準電壓V KEF的直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30作為基準電壓方式發(fā)揮機能，通過逆變器32，根據(jù)負荷16以及系統(tǒng)狀況進行最大電力檢測模式以及追蹤動作模式進行動作，所以能夠不依賴太陽能電池板(P V)ll的輸出電力變動而實現(xiàn)控制。第7實施方式對第7實施方式進行說明。所述實施方式中，控制裝置25進行所述操作。即在最大電力檢測模式下，測量開路電壓，在V KEF發(fā)生單元260中從開路電壓發(fā)生按規(guī)定的斜率變化的基準電壓信號e f
O,監(jiān)測短路狀態(tài)下太陽能電池板(P V)ll的電力P PV并檢測出最大電力P m a x。然后，將與之對應(yīng)的P V 11的輸出電壓Vpv作為最佳輸出電壓Vop，像在追蹤動作模式下追蹤最佳輸出電壓V。p那樣，由P W M控制電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。 第7實施方式中，代替上述操作，在最大電力檢測模式下，檢測出P V 11的短路電流i sc，在I KEF發(fā)生單元266按下述等式規(guī)定生成基準信號I O。IrefO=I sc- ( i sc/ t d> X t其中，t D為圖2中t I t 3的時間段。在此，期間t O t I作為第I邏輯狀態(tài)下“關(guān)”的動作；期間t I t 3作為第I邏輯狀態(tài)下“開”的動作。圖21表示第7實施方式相關(guān)的實測結(jié)果示意圖。圖21 (A)表示檢測期間(時間)t D為5 m s時的太陽能電池板(P V) 11的短路電流i sc等的變化。根據(jù)第7實施方式，由于不受P V 11的日照強度以及溫度的影響，檢測最大電力Pma X點的檢測時間t D可以確保多數(shù)的電力P ”的測定值，具有使得檢測最大電力Pmax點的精確度更高的優(yōu)點。第8實施方式參照圖22，對第8實施方式進行說明。圖22所示的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)100 F是與圖20所示的相同的電網(wǎng)連接型的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)，在負荷16中連接系統(tǒng)電源35。
第8實施方式與第6實施方式相同，在整體控制單元264的判斷下，直流一直流(DC - D C)轉(zhuǎn)換器30穩(wěn)定的控制輸出電壓，通過逆變器32調(diào)整負荷。只是其方法與第6實施方式不同。圖22表示簡略的構(gòu)成，符號相同的電路元件與圖20所示的電路元件相同。以下，主要對其不同點進行說明。(I)第8實施方式的控制裝置也是由控制逆變器32的控制裝置25 F與控制直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器30的第2控制裝置29 F構(gòu)成。圖22中，整體簡略圖解了圖20所示的以下單元:基準電壓發(fā)生單元261，基準電流發(fā)生電路266，加法單元261，266，以及開關(guān)(S W)單元265，267。圖22中，設(shè)置有保持P I運算電路255的輸出電力的保持電路259，可以通過開關(guān)元件2·63選擇本次循環(huán)的P I運算結(jié)果，以及保持電路259中保持的上次循環(huán)的P I運算結(jié)果。(2)第2控制裝置29 F包含加法單元291，P I運算單元292，P WM信號生成電路293之外，還包含開關(guān)(S W)電路294。開關(guān)(S W)電路294根據(jù)整體控制單元264的控制指令，向P WM信號發(fā)生單元293輸出P I運算電路262的輸出電力或者P I運算電路292的輸出電力。在第8實施方式中，最大電力檢測模式下，整體控制單元264選擇開關(guān)(SW)單元273以及開關(guān)(S W)294的第I接點a。其結(jié)果是，根據(jù)P I運算單元262的輸出信號，P W M信號發(fā)生單元293控制直流一直流(D C-D C )轉(zhuǎn)換器30，選擇保持P I運算單元255上次的數(shù)值的保持電路259的輸出電力，對應(yīng)選擇的信號的P W M信號生成單元259控制逆變器32，檢測最大電力。追蹤控制模式下，整體控制單元264選擇開關(guān)(SW)單元273以及開關(guān)(S W)294的第2接點b。其結(jié)果是，P I運算單元292對電壓計31與基準電壓V r e f的差進行比例.積分運算，并根據(jù)運算單元292的輸出信號P WM信號發(fā)生單元293控制直流一直流(DC - D C)轉(zhuǎn)換器30，像輸出基準電壓V 那樣控制直流一直流(D C - D C)轉(zhuǎn)換器30。將第8實施方式與第4實施方式進行比較，具有不會引起負荷變動的優(yōu)點。所述第8實施方式，使用直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器30以及逆變器32，所述第4實施方式設(shè)置有參照圖15所述的直流一直流(D C-D C)轉(zhuǎn)換器24以及電池28。將專利文獻2中記載的發(fā)明與所述本發(fā)明的實施方式進行比較，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的實施方式不依賴感應(yīng)器的容量，可以任意設(shè)置最大電力的檢測時間。因此，具有檢測時間越長，越能檢測出正確的最大電力的優(yōu)點。與此相對，專利文獻2所述的發(fā)明，有下列限制:在感應(yīng)器的短路為前提下，感應(yīng)器的容量越小，最大電力檢測時間越短。以上以多個實施方式為例對本發(fā)明進行了說明。但是本發(fā)明實施時，不僅限于所述的具體實施方式
，可以采取多種轉(zhuǎn)換方式。(符號說明)100、100 A 100 E……太陽能光發(fā)電系統(tǒng)。11......太陽能電池板16......負荷
24……電力轉(zhuǎn)換電路(直流一直流轉(zhuǎn)換器)25……控制裝置28......電池20……第2控制裝置30……直流一直流轉(zhuǎn)換器32......逆變器251......A/D 轉(zhuǎn)換單元252......乘法單元253......最佳電力檢測單元253 a......最佳電壓保持電路254......第I加法單元255……第I控制運算單元256……載波發(fā)生單元258......比較單元260......基準電壓發(fā)生單元261......第2加法單元262……第2控制運算單元263,265......開關(guān)(SW)單元264......整體控制單元
權(quán)利要求
1.種光發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包含: 光發(fā)電單兀，與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力； 電壓檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電壓； 電流檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電流，或者電力檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電力； 電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，包含開關(guān)元件并與該開關(guān)元件的開關(guān)動作對應(yīng)而轉(zhuǎn)換所述光發(fā)電單元的輸出電壓，并輸出電壓的電力； 控制機構(gòu)，最大電力檢測模式的控制動作與追蹤動作模式的控制動作進行相互交替，控制兩種模式下所述開關(guān)元件，從而控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的轉(zhuǎn)換動作， 所述控制機構(gòu)， 在所述最大電力檢測模式下， 使所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)， 從該開路狀態(tài)到使所述開關(guān)元件在第2邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)的過程中，檢測出作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓與通過所述電流檢測手段檢測出的電流的乘積的電力，或者檢測出通過所述電力檢測機構(gòu)檢測的電力成為最大的電力最大點，將檢測到所述最大電力時的通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓作為最佳輸出電壓， 在所述追蹤動作模式下， 將所述最佳輸出電壓作為基準電壓，使所述開關(guān)元件進行動作，從而使該基準電壓與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差為O或接近O。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包含直流一直流轉(zhuǎn)換器，所述直流一直流轉(zhuǎn)換器包含所述開關(guān)元件，所述開關(guān)元件對所述光發(fā)電單元的輸出端子之間進行開關(guān)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包含逆變器，所述逆變器包含所述開關(guān)元件，所述開關(guān)元件對所述光發(fā)電單元的輸出端子之間進行開關(guān)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包含: 直流一直流轉(zhuǎn)換器，以使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間的電壓維持為一定的方式進行動作； 逆變器，包含設(shè)置在直流一直流轉(zhuǎn)換器的后段并與負荷對應(yīng)被控制的所述開關(guān)元件， 所述控制機構(gòu)包含: 第I控制機構(gòu)，控制所述直流一直流轉(zhuǎn)換器，以及； 第2控制機構(gòu)，控制所述逆變器。
5.據(jù)權(quán)利要求r4中任意一項所述的光發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，利用在所述最大電力檢測模式下檢測出的最佳輸出電壓，補正登山法的動作點。
6.種控制裝置，其特征在于，適用于以下的光發(fā)電控制系統(tǒng)，所述光發(fā)電控制系統(tǒng)包含:光發(fā)電單兀，與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力；電壓檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單兀的端子電壓；電流檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電流，或者電力檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電力；電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，包含開關(guān)元件并與該開關(guān)元件的開關(guān)動作對應(yīng)而轉(zhuǎn)換所述光發(fā)電單兀的輸出電壓，并輸出電壓的電力， 該控制裝置進行以下控制:最大電力檢測模式的控制動作與追蹤動作模式的控制動作交替進行，在兩種模式下，控制所述開關(guān)元件而控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的轉(zhuǎn)換動作， 該控制裝置，在所述最大電力檢測模式下， 對所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I邏輯狀態(tài)下進行動作，使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)， 從該開路狀態(tài)到使所述開關(guān)元件在第2邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)的過程中，檢測出作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓與通過所述電流檢測手段檢測出的電流的乘積的電力，或者檢測出通過所述電力檢測機構(gòu)檢測的電力成為最大的電力最大點，將檢測到所述最大電力時的通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓作為最佳輸出電壓， 在所述追蹤動作模式下， 將所述最佳輸出電壓作為基準電壓，使所述開關(guān)元件進行動作，從而使該基準電壓與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差為O或接近O。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包含: 最大電力檢測機構(gòu)，在所述最大電力檢測模式下進行動作，監(jiān)測作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出得電壓與通過所述電流檢測機構(gòu)檢測出的電流的乘積的電力，檢測出最大電力，并檢測出與該檢測出的最大電力對應(yīng)的最佳電壓； 保持機構(gòu)，保持所述檢測出的最佳電壓； 基準信號生成機構(gòu)，生成第I的基準信號以及第2的基準信號；所述第I的基準信號，在所述最大電力檢測模式下進行動作，從該最大電力檢測模式的開始時點到使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)期間，使所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I邏輯狀態(tài)下進行動作；所述第2的基準信號，在從所述開路狀態(tài)到使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)期間，從所述開路狀態(tài)時的從所述光發(fā)電單元的輸出端子按照規(guī)定的比率降低； 第I控制運算機構(gòu)，在所述最大電力檢測模式下，計算出從所述基準信號生成機構(gòu)輸出的所述的第I基準信號以及第2的基準信號與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差，與該差對應(yīng)生成控制信號； 第2控制運算機構(gòu)，在所述追蹤動作模式下，計算出所述保持機構(gòu)保持的所述最佳電壓與所述電壓檢測機構(gòu)檢出的電壓之間的差，與該差對應(yīng)生成控制信號； 信號選擇機構(gòu)，在所述最大電力檢測模式下選擇并輸出所述第I控制運算機構(gòu)的輸出信號，在所述追蹤動作模式下選擇并輸出所述第2控制運算機構(gòu)的輸出信號； 控制信號生成機構(gòu)，與所述選擇信號的輸出信號對應(yīng)，驅(qū)動控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的所述開關(guān)元件，生成控制信號； 模式控制機構(gòu)，對所述最大電力檢測模式與所述追蹤動作模式進行切換。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包含直流一直流轉(zhuǎn)換器，所述直流一直流轉(zhuǎn)換器包含所述開關(guān)元件，所述開關(guān)元件對所述光發(fā)電單元的輸出端子之間進行開關(guān)， 該控制裝置驅(qū)動控制所述直流一直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)的所述開關(guān)元件。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包含: 直流一直流轉(zhuǎn)換器，以使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間的電壓維持為一定的方式進行動作； 逆變器，包含設(shè)置在該直流一直流轉(zhuǎn)換器的后段，與負荷對應(yīng)被控制的所述開關(guān)元件， 所述控制機構(gòu)進行:第I控制處理，控制所述直流一直流轉(zhuǎn)換器，以及； 第2控制處理，控制所述逆變器。
10.據(jù)權(quán)利要求6、中任意一項所述的控制裝置，其特征在于，所述控制信號生成機構(gòu)，根據(jù)所述選擇信號機構(gòu)的輸出信號，P w M驅(qū)動控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的所述開關(guān)元件。
11.據(jù)權(quán)利要求6 10中任意一項所述的控制裝置，其特征在于，利用在所述最大電力檢測模式下檢測出的最佳輸出電壓，補正登山法的動作點。
12.種控制方法，其特征在于，適用于以下的光發(fā)電控制系統(tǒng)，該光發(fā)電系統(tǒng)包含:光發(fā)電單兀，與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力；電壓檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單兀的端子電壓；電流檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電流，或者電力檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電力；電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，包含開 關(guān)元件并與該開關(guān)元件的開關(guān)動作對應(yīng)而轉(zhuǎn)換所述光發(fā)電單元的輸出電壓，并輸出電壓的電力， 該控制方法進行以下控制:最大電力檢測模式的控制動作以及追蹤動作模式的控制動作交替進行，在兩種動作模式下控制所述開關(guān)元件而控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的轉(zhuǎn)換動作， 在所述最大電力檢測模式下， 使所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)， 從該開路狀態(tài)到使所述開關(guān)元件在第2邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)的過程中，檢測出作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓與通過所述電流檢測手段檢測出的電流的乘積的電力，或者檢測出通過所述電力檢測機構(gòu)檢測的電力成為最大的電力最大點，將檢測到所述最大電力時的通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓作為最佳輸出電壓， 從所述最大電力檢測模式切換到所述追蹤動作模式， 在所述追蹤動作模式下， 將所述最佳輸出電壓作為基準電壓，使所述開關(guān)元件進行動作，從而使該基準電壓與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差為O或接近O。
13.據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，利用在所述最大電力檢測模式下檢測出的最佳輸出電壓，補正登山法的動作點。。
14.種程序，其特征在于，通過計算機執(zhí)行該程序，進行控制以下光發(fā)電控制系統(tǒng)的處理:該光發(fā)電控制系統(tǒng)包含:光發(fā)電單兀，與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力；電壓檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的端子電壓；電流檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電流，或者電力檢測機構(gòu)，檢測所述光發(fā)電單元的輸出電力；電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，包含開關(guān)元件并與該開關(guān)元件的開關(guān)動作對應(yīng)而轉(zhuǎn)換所述光發(fā)電單兀的輸出電壓，并輸出電壓的電力， 該程序進行以下例程:最大電力檢測模式的控制動作以及追蹤動作模式的控制動作交替進行，在兩種動作模式下控制所述開關(guān)元件而控制所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)的轉(zhuǎn)換動作，該程序?qū)嵭腥缦碌趂第4例程: 第I例程，在所述最大電力檢測模式下，使所述電力轉(zhuǎn)換機構(gòu)內(nèi)的所述開關(guān)元件在第I邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈開路狀態(tài)； 第2例程，從該開路狀態(tài)到使所述開關(guān)元件在第2邏輯狀態(tài)下進行動作，并使所述光發(fā)電單元的輸出端子之間呈短路狀態(tài)的過程中，檢測出作為通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓與通過所述電流檢測手段檢測出的電流的乘積的電力，或者檢測出通過所述電力檢測機構(gòu)檢測的電力成為最大的電力最大點，將檢測到所述最大電力時的通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓作為最佳輸出電壓； 第3例程，從所述最大電力檢測模式切換到所述追蹤動作模式； 第4例程，在所述追蹤動作模式下，將所述最佳輸出電壓作為基準電壓，使所述開關(guān)元件進行動作，從而使該基準電壓與通過所述電壓檢測機構(gòu)檢測出的電壓的差為O或接近O。
15.據(jù)權(quán)利要求f 14中任意一項所述的光發(fā)電單元、控制裝置、控制方法或者程序，其特征在于，所述光發(fā)電單兀 包含與入射光對應(yīng)產(chǎn)生電力的太陽能光發(fā)電單兀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不管電力轉(zhuǎn)換電路中是否包含扼流圈，都可以進行控制，即使照向太陽能電池板的日照光有部分影子，也能有效率的供給電力的光發(fā)電系統(tǒng)、控制裝置、控制方法以及程序。控制裝置(25)內(nèi)的最大電力檢測部(253)在最大電力檢測模式下，使電力轉(zhuǎn)換電路(比如直流－直流轉(zhuǎn)換器)(24)內(nèi)的場效應(yīng)管(ＭＯＳＦＥＴ)(242)進行動作，使太陽能電池板(11)的兩端呈開路狀態(tài)。之后，最大電力檢測單元(253)使太陽能電池板(11)的兩端呈短路狀態(tài)，并監(jiān)測出從開路狀態(tài)到短路狀態(tài)期間的太陽能電池板(11)的輸出電力，檢測出最大電力Ｐｍａｘ，在檢測最大電力Ｐｍａｘ時，將太陽能電池板(11)的電壓ＶＰＶ作為最佳電壓Ｖｏｐ。追蹤動作模式下，控制裝置(25)將最佳電壓Ｖｏｐ作為基準信號，對場效應(yīng)管(ＭＯＳＦＥＴ)(242)進行ＰＷＭ控制。反復(fù)進行上述最大電力檢測模式以及追蹤動作模式的動作。
文檔編號G05F1/67GK103097974SQ20118004147
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者板子一隆 申請人:學(xué)校法人 幾德學(xué)園