(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルストリングと、インバータと、変圧器とを有する電源システムであって、前記インバータの入力端が前記太陽光発電パネルストリングの出力端に接続され、前記インバータの出力端が前記変圧器の入力端に接続され、前記変圧器の出力端が供給電圧を出力するように構成され、当該電源システムは更に電圧コントローラを有し、
前記電圧コントローラは、第１サンプリングユニットと、該第１サンプリングユニットに接続された制御ユニットと、該第１サンプリングユニット及び該制御ユニットの双方に接続されたインバータユニットとを有し、
前記電圧コントローラは更に、第１端子、第２端子、及び第３端子を有し、
前記第１端子の一端が前記インバータユニットの第１出力端に接続され、前記第１端子の他端が前記インバータの第１出力端に接続され、前記第２端子の一端が前記インバータユニットの第２出力端に接続され、前記第２端子の他端が前記インバータの第２出力端に接続され、前記第３端子の一端が前記インバータユニットの第３出力端に接続され、前記第３端子の他端が前記インバータの第３出力端に接続され、
前記インバータユニットは、エネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に接続された主回路と、該主回路に接続されたフィルタ回路とを有し、
前記第１サンプリングユニットは、前記インバータユニット内の前記エネルギー蓄積回路の中性点の当初電圧をサンプリングするように構成され、前記制御ユニットは、前記当初電圧と第１電圧との差に従って、前記制御ユニットから出力されるパルス幅変調ＰＷＭ信号のデューティサイクルを決定し、該ＰＷＭ信号に従って前記インバータユニット内の前記主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを駆動することで、前記フィルタ回路を通して第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御するように構成され、前記第１電圧は、前記インバータの前記入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧であり、前記インバータユニットは、前記制御ユニットの制御下で前記第１交流電圧を出力するように構成され、且つ
前記第１交流電圧のピーク振幅が、前記インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、前記制御ユニットは、放電するように前記エネルギー蓄積回路を制御して、前記インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅が、前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さい場合に、前記制御ユニットは、充電されるように前記エネルギー蓄積回路を制御して、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を上昇させ、前記インバータの前記交流側は、前記インバータの交流電圧出力側である、
電源システム。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積回路は、少なくとも１つのキャパシタンス素子を有し、該キャパシタンス素子は、直接的にグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされ、前記主回路は、三相インバータブリッジ回路であり、且つ第１直流電圧を前記第１交流電圧に変換するように構成され、前記第１直流電圧は前記エネルギー蓄積回路の電圧であり、前記フィルタ回路は、前記第１交流電圧を出力するように構成される、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記エネルギー蓄積回路は、２つのキャパシタンス素子を有し、該２つのキャパシタンス素子は直列に接続され、該２つのキャパシタンス素子の中間点が、直接的にグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされる、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記インバータは、第２サンプリングユニットと、該第２サンプリングユニットに接続された第１通信ユニットとを有し、前記電圧コントローラは更に第２通信ユニットを有し、
前記第２サンプリングユニットは、前記インバータの前記入力端に接続された前記太陽光発電パネルストリングの前記対グランド電圧をサンプリングするように構成され、前記第１通信ユニットは、前記電圧コントローラ内の前記第２通信ユニットと通信するように構成され、前記第２通信ユニットは、前記インバータの前記入力端に接続された前記太陽光発電パネルストリングの前記対グランド電圧を取得するために、前記インバータ内の前記第１通信ユニットと通信するように構成される、
請求項１に記載の電源システム。
【請求項５】
前記インバータユニットは、２レベルインバータ回路、又は３レベルインバータ回路、又はマルチレベルインバータ回路である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
当該電源システムは、Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングと、１つの電圧コントローラとを有し、前記Ｍ個のインバータが並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングの出力端に接続され、各インバータの出力端が、前記変圧器の前記入力端に接続され、各インバータの第１出力端が、前記電圧コントローラの前記第１端子に接続され、各インバータの第２出力端が、前記電圧コントローラの第２端子に接続され、各インバータの第３出力端が、前記電圧コントローラの前記第３端子に接続されている、請求項１に記載の電源システム。
【請求項７】
第１電圧及び当初電圧を取得し、該第１電圧は、インバータの入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧であり、前記当初電圧は、電圧コントローラ内のインバータユニットの中性点の当初電圧であり、
前記第１電圧及び前記当初電圧に従って、第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御し、且つ
前記第１交流電圧のピーク振幅が、前記インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、放電するように前記インバータユニットを制御して、前記インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅が、前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さい場合に、充電されるように前記インバータユニットを制御して、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を上昇させる、
ことを有し、
前記インバータの前記交流側は、前記インバータの交流電圧出力側である、
電力供給方法。
【請求項８】
前記太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は、
前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及び前記インバータユニットの前記中性点の前記当初電圧を取得し、且つ
前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧がゼロボルトよりも低い場合に、前記当初電圧、及び前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧に従って、前記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、前記第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御し、このとき、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅は前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さく、前記インバータユニットを充電して、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を上昇させるようになり、それにより、前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧がゼロボルト以上になる、
ことを有する、請求項７に記載の電力供給方法。
【請求項９】
前記太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は、
前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及び前記インバータユニットの前記中性点の前記当初電圧を取得し、且つ
前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧がゼロボルトよりも高い場合に、前記当初電圧、及び前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧に従って、前記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、前記第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御し、このとき、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅は前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも大きく、前記インバータユニットを放電させて、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を低下させるようになり、それにより、前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧がゼロボルト以下になる、
ことを有する、請求項７に記載の電力供給方法。
【請求項１０】
Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングとが存在し、前記Ｍ個のインバータは並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングに接続されており、
前記太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は、
全ての前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及び前記インバータユニットの前記中性点の前記当初電圧を取得し、且つ
全ての前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの最小値がゼロボルトよりも低い場合に、前記当初電圧、及び全ての前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの前記最小値に従って、前記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、前記第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御し、このとき、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅は前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さく、前記インバータユニットを充電して、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を上昇させるようになり、それにより、前記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの前記負極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの前記最小値がゼロボルト以上になる、
ことを有する、
請求項７に記載の電力供給方法。
【請求項１１】
Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングとが存在し、前記Ｍ個のインバータは並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングに接続されており、
前記太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は、
全ての前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及び前記インバータユニットの前記中性点の前記当初電圧を取得し、且つ
全ての前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの最大値がゼロボルトよりも高い場合に、前記当初電圧、及び全ての前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの前記最大値に従って、前記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、前記第１交流電圧を出力するように前記インバータユニットを制御し、このとき、前記第１交流電圧の前記ピーク振幅は前記第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも大きく、前記インバータユニットを放電させて、前記インバータの前記交流側の前記中性点の前記電圧を低下させるようになり、それにより、前記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの前記正極と前記グランドとの間の前記電圧のうちの前記最大値がゼロボルト以下になる、
ことを有する、
請求項７に記載の電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１５年５月２７日に中国特許庁に出願された“POWER  SUPPLY  SYSTEM  AND  POWER  SUPPLY  METHOD”というタイトルの中国特許出願第２０１５１０２８０５４３．８号への優先権を主張するものであり、その全体をここに援用する。
【０００２】
本発明は、光電分野に関し、特に、電源システム及び電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
太陽光発電システムは、一般に、太陽光発電パネル、インバータ、変圧器、及びその他の装置を含んでいる。太陽電池パネルの正極及び負極が、インバータの２つの入力端に接続される。インバータは、変圧器に接続された３つの出力端を有し、３相交流電流を出力する。一般に、太陽光発電パネルは、Ｐ型太陽光発電パネルとＮ型光起電パネルとに分類される。Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧が負であるとき、又はＮ型太陽光発電パネルの正極とグランドとの間の電圧が正であるとき、太陽光発電パネルの出力電力劣化が生じる。これは、太陽光発電パネルの電位誘発劣化（potential  induced  degradation；ＰＩＤ）効果と呼ばれている。
【０００４】
太陽光発電パネルのＰＩＤ効果を抑制するために、図１に示される回路が従来技術で使用されている。太陽光発電パネルストリングのＰＩＤ効果を抑制するよう、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の負電圧を上昇させるように、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間に直流電圧源が接続され、又は、Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の正電圧を低下させるように、Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間に直流電圧源が接続される。
【０００５】
この方法を用いることによって太陽光発電パネルの正極又は負極とグランドとの間の電圧が制御されるとき、各太陽光発電パネルの正極又は負極が、リードを用いることによって直流電圧源に接続される必要があり、リードコストの上昇及び比較的複雑な配線をもたらす。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、太陽光発電パネルの正極又は負極と直流電圧源との間のリードのコストを低減するような電源システム及び電力供給方法を提供する。
【０００７】
上述の目的を達成するために、以下の技術的ソリューションが本発明の実施形態で使用される。
【０００８】
第１の態様によれば、本発明の一実施形態は、太陽光発電パネルストリングと、インバータと、変圧器とを含む電源システムを提供し、上記インバータの入力端が上記太陽光発電パネルストリングの出力端に接続され、上記インバータの出力端が上記変圧器の入力端に接続され、上記変圧器の出力端が供給電圧を出力するように構成され、当該電源システムは更に電圧コントローラを含み、
上記電圧コントローラは、第１サンプリングユニットと、該第１サンプリングユニットに接続された制御ユニットと、該第１サンプリングユニット及び該制御ユニットの双方に接続されたインバータユニットとを含み、
上記電圧コントローラは更に、第１端子、第２端子、及び第３端子を含み、
上記第１端子の一端が上記インバータユニットの第１出力端に接続され、上記第１端子の他端が上記インバータの第１出力端に接続され、上記第２端子の一端が上記インバータユニットの第２出力端に接続され、上記第２端子の他端が上記インバータの第２出力端に接続され、上記第３端子の一端が上記インバータユニットの第３出力端に接続され、上記第３端子の他端が上記インバータの第３出力端に接続され、
上記インバータユニットは、エネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に接続された主回路と、該主回路に接続されたフィルタ回路とを有し、
上記第１サンプリングユニットは、上記インバータユニット内の上記エネルギー蓄積回路の中性点の当初電圧をサンプリングするように構成され、上記制御ユニットは、上記当初電圧と第１電圧との差に従って、上記制御ユニットから出力されるパルス幅変調ＰＷＭ信号のデューティサイクルを決定し、該ＰＷＭ信号に従って上記インバータユニット内の上記主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを駆動することで、上記フィルタ回路を通して第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御するように構成され、上記第１電圧は、上記インバータの上記入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧（voltage  to  ground）であり、上記インバータユニットは、上記制御ユニットの制御下で上記第１交流電圧を出力するように構成され、且つ
上記第１交流電圧のピーク振幅が、上記インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、上記制御ユニットは、放電するように上記エネルギー蓄積回路を制御して、上記インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅が、上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも小さい場合に、上記制御ユニットは、充電されるように上記エネルギー蓄積回路を制御して、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を上昇させ、上記インバータの上記交流側は、上記インバータの交流電圧出力側である。
【０００９】
上記第１の態様を参照するに、上記第１の態様の第１の取り得る実装様態において、
上記エネルギー蓄積回路は、少なくとも１つのキャパシタンス素子を含み、該キャパシタンス素子は、直接的にグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされ、上記主回路は、三相インバータブリッジ回路であり、且つ第１直流電圧を上記第１交流電圧に変換するように構成され、上記第１直流電圧は上記エネルギー蓄積回路の電圧であり、上記フィルタ回路は、上記第１交流電圧を出力するように構成される。
【００１０】
上記第１の態様の上記第１の取り得る実装様態を参照するに、上記第１の態様の第２の取り得る実装様態において、
上記エネルギー蓄積回路は、２つのキャパシタンス素子を含み、該２つのキャパシタンス素子は直列に接続され、該２つのキャパシタンス素子の中間点が、直接的にグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされる。
【００１１】
上記第１の態様を参照するに、上記第１の態様の第３の取り得る実装様態において、
上記インバータは、第２サンプリングユニットと、該第２サンプリングユニットに接続された第１通信ユニットとを含み、上記電圧コントローラは更に第２通信ユニットを含み、
上記第２サンプリングユニットは、上記インバータの上記入力端に接続された上記太陽光発電パネルストリングの上記対グランド電圧をサンプリングするように構成され、上記第１通信ユニットは、上記電圧コントローラ内の上記第２通信ユニットと通信するように構成され、上記第２通信ユニットは、上記インバータの上記入力端に接続された上記太陽光発電パネルストリングの上記対グランド電圧を取得するために、上記インバータ内の上記第１通信ユニットと通信するように構成される。
【００１２】
上記第１の態様、又は上記第１の態様の上記第１の取り得る実装様態、又は上記第１の態様の上記第２の取り得る実装様態を参照するに、上記第１の態様の第４の取り得る実装様態において、上記インバータユニットは、２レベルインバータ回路、又は３レベルインバータ回路、又はマルチレベルインバータ回路である。
【００１３】
上記第１の態様を参照するに、上記第１の態様の第５の取り得る実装様態において、当該電源システムは、Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングと、１つの電圧コントローラとを含み、上記Ｍ個のインバータが並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングの上記出力端に接続され、各インバータの出力端が、上記変圧器の上記入力端に接続され、各インバータの第１出力端が、上記電圧コントローラの上記第１端子に接続され、各インバータの第２出力端が、上記電圧コントローラの第２端子に接続され、各インバータの第３出力端が、上記電圧コントローラの上記第３端子に接続される。
【００１４】
第２の態様によれば、本発明の一実施形態は電力供給方法を提供し、当該電力供給方法は、
第１電圧及び当初電圧を取得し、該第１電圧は、インバータの入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧であり、上記当初電圧は、電圧コントローラ内のインバータユニットの中性点の当初電圧であり、
上記第１電圧及び上記当初電圧に従って、第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御し、且つ
上記第１交流電圧のピーク振幅が、上記インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、放電するように上記インバータユニットを制御して、上記インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅が、上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも小さい場合に、充電されるように上記インバータユニットを制御して、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を上昇させる、
ことを含み、
上記インバータの上記交流側は、上記インバータの交流電圧出力側である。
【００１５】
上記第２の態様を参照するに、上記第２の態様の第１の取り得る実装様態において、上記太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は具体的に、
上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及び上記インバータユニットの上記中性点の上記当初電圧を取得し、且つ
上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧がゼロボルトよりも低い場合に、上記当初電圧、及び上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧に従って、上記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、上記第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御し、このとき、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅は上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも小さく、上記インバータユニットを充電して、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を上昇させるようになり、それにより、上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧がゼロボルト以上になる、
ことを含む。
【００１６】
上記第２の態様を参照するに、上記第２の態様の第２の取り得る実装様態において、上記太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は具体的に、
上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及び上記インバータユニットの上記中性点の上記当初電圧を取得し、且つ
上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧がゼロボルトよりも高い場合に、上記当初電圧、及び上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧に従って、上記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、上記第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御し、このとき、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅は上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも大きく、上記インバータユニットを放電させて、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を低下させるようになり、それにより、上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧がゼロボルト以下になる、
ことを含む。
【００１７】
上記第２の態様を参照するに、上記第２の態様の第３の取り得る実装様態において、Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングとが存在し、上記Ｍ個のインバータは並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングに接続されており、
上記太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は具体的に、
全ての上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及び上記インバータユニットの上記中性点の上記当初電圧を取得し、且つ
全ての上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの最小値がゼロボルトよりも低い場合に、上記当初電圧、及び上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの上記最小値に従って、上記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、上記第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御し、このとき、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅は上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも小さく、それにより、上記インバータユニットが充電されて、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を上昇させ、上記Ｐ型太陽光発電パネルストリングの上記負極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの上記最小値がゼロボルト以上になる、
ことを含む。
【００１８】
上記第２の態様を参照するに、上記第２の態様の第４の取り得る実装様態において、Ｍ個のインバータと、Ｍ個の太陽光発電パネルストリングとが存在し、上記Ｍ個のインバータは並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングに接続されており、
上記太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、当該電力供給方法は具体的に、
全ての上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及び上記インバータユニットの上記中性点の上記当初電圧を取得し、且つ
全ての上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの最大値がゼロボルトよりも高い場合に、上記当初電圧、及び上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの上記最大値に従って、上記インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、上記第１交流電圧を出力するように上記インバータユニットを制御し、このとき、上記第１交流電圧の上記ピーク振幅は上記第２交流電圧の上記ピーク振幅よりも大きく、上記インバータユニットを放電させて、上記インバータの上記交流側の上記中性点の上記電圧を低下させるようになり、それにより、上記Ｎ型太陽光発電パネルストリングの上記正極と上記グランドとの間の上記電圧のうちの上記最大値がゼロボルト以下になる、
ことを含む。
【００１９】
本発明の実施形態にて提供される電源システム及び電力供給方法によれば、電源システムは、太陽光発電パネルストリングと、インバータと、変圧器とを含む。インバータの入力端が太陽光発電パネルストリングの出力端に接続され、インバータの出力端が変圧器の入力端に接続され、変圧器の出力端が供給電圧を出力するように構成される。電源システムは更に電圧コントローラを含む。電圧コントローラは、第１サンプリングユニットと、該第１サンプリングユニットに接続された制御ユニットと、該第１サンプリングユニット及び該制御ユニットの双方に接続されたインバータユニットとを含む。電圧コントローラは更に、第１端子、第２端子、及び第３端子を含む。第１端子の一端がインバータユニットの第１出力端に接続され、第１端子の他端がインバータの第１出力端に接続される。第２端子の一端がインバータユニットの第２出力端に接続され、第２端子の他端がインバータの第２出力端に接続される。第３端子の一端がインバータユニットの第３出力端に接続され、第３端子の他端がインバータの第３出力端に接続される。インバータユニットは、エネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に接続された主回路と、該主回路に接続されたフィルタ回路とを含む。第１サンプリングユニットは、インバータユニット内のエネルギー蓄積回路の中性点の当初電圧をサンプリングするように構成される。制御ユニットは、当初電圧と第１電圧との間の差に従って、インバータユニットのフィルタ回路が第１交流電圧を出力するように、インバータユニット内の主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを制御するように構成され、第１電圧は、インバータの入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧である。インバータユニットは、制御ユニットの制御下で第１交流電圧を出力するように構成される。第１交流電圧のピーク振幅が、インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、制御ユニットは、放電するようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、第１交流電圧のピーク振幅が、第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さい場合に、制御ユニットは、充電されるようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を上昇させる。インバータの交流側は、インバータの交流電圧出力側である。従来技術においては、各太陽光発電パネルの正極又は負極が、リードを用いることによって直流電圧源に接続される必要があり、動作するのを比較的困難にする。本発明にて提供されるソリューションにより、太陽光発電パネルの正極又は負極にリードを追加する必要がなくなり、それ故に、装置間のリードのコストを節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の実施形態における又は従来技術における技術的ソリューションをいっそう明瞭に説明するため、以下、実施形態又は従来技術を説明するのに必要な添付図面を簡単に説明する。明らかなように、以下に説明される添付図面は、単に、本発明の幾つかの実施形態を示すものである。
【図１】従来技術における太陽光発電パネルのＰＩＤ効果を抑制するための回路の概略的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に従った電源システムの概略図１である。
【図３】本発明の一実施形態に従ったインバータユニットの回路図１である。
【図４】本発明の一実施形態に従った電源システムの概略図２である。
【図５】本発明の一実施形態に従った電源システムの等価回路図である。
【図６】本発明の一実施形態に従ったインバータユニットの回路図２である。
【図７】本発明の一実施形態に従ったインバータユニットの回路図３である。
【図８】本発明の一実施形態に従ったインバータユニットの回路図４である。
【図９】本発明の一実施形態に従った電源システムの概略図３である。
【図１０】本発明の一実施形態に従った電力供給方法の概略的なフローチャート１である。
【図１１】本発明の一実施形態に従った電力供給方法の概略的なフローチャート２である。
【図１２】本発明の一実施形態に従った電力供給方法の概略的なフローチャート３である。
【図１３】本発明の一実施形態に従った電力供給方法の概略的なフローチャート４である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態内の添付図面を参照して、本発明の実施形態における技術的ソリューションを明瞭に説明する。明らかなように、説明される実施形態は、本発明の実施形態のうちの、単に一部であって、全てではない。
本発明の一実施形態は電源システムを提供する。図２に示すように、電源システムは、太陽光発電パネルストリング１０と、太陽光発電パネルストリング１０に接続されたインバータ２０と、インバータ２０に接続された変圧器３０とを含んでいる。太陽光発電パネルストリング１０が、太陽光発電パネルストリング１０の正極ａ及び負極ｂを介してインバータ２０に直流電圧を出力し、インバータ２０が、直流電圧を交流電圧に変換し、そして、インバータ２０の交流電圧出力端を介して変圧器３０に交流電圧を出力する。
【００２２】
電源システムは更に電圧コントローラ４０を含んでいる。電圧コントローラ４０は、第１端子４０１と、第２端子４０２と、第３端子４０３と、第１サンプリングユニット４０４と、第１サンプリングユニット４０４に接続された制御ユニット４０５と、第１サンプリングユニット４０４及び制御ユニット４０５の双方に接続されたインバータユニット４０６とを含んでいる。
【００２３】
第１端子４０１の一端が、インバータユニットの第１出力端に接続され、第１端子４０１の他端が、インバータの第１出力端２０１に接続される。第２端子４０２の一端が、インバータユニットの第２出力端に接続され、第２端子４０２の他端が、インバータの第２出力端２０２に接続される。第３端子４０３の一端が、インバータユニットの第３出力端に接続され、第３端子４０３の他端が、インバータの第３出力端２０３に接続される。電圧コントローラ４０がインバータユニット内のエネルギー蓄積回路を通じて放電を行うとき、電圧コントローラ４０は、第１端子４０１、第２端子４０２、及び第３端子４０３を介して、インバータの交流側（すなわち、インバータの交流電圧出力側）に電気エネルギーを出力する。電圧コントローラ４０がインバータの交流側からインバータユニット内のエネルギー蓄積回路を充電するとき、電圧コントローラ４０は、第１端子４０１、第２端子４０２、及び第３端子４０３を介して、インバータの交流側から入力される電気エネルギーを受け取る。
【００２４】
インバータユニット４０６は、２レベルインバータ回路、３レベルインバータ回路、又はマルチレベルインバータ回路とし得る。インバータユニット４０６が２レベルインバータ回路である例を用いることによって説明を提供する。図３に示すように、インバータユニット４０６は、エネルギー蓄積回路４０６ａ、主回路４０６ｂ、及びフィルタ回路４０６ｃを含んでいる。主回路の入力端が、エネルギー蓄積回路の出力端に接続され、主回路の出力端が、フィルタ回路の入力端に接続される。
【００２５】
電圧コントローラ４０は更に、インバータユニット内のエネルギー蓄積回路の中性点の当初電圧をサンプリングするように構成された第１サンプリングユニット４０４と、第１サンプリングユニット４０４に接続された制御ユニット４０５であり、上記当初電圧と第１電圧との間の差に従って、当該制御ユニットによって出力されるＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation；パルス幅変調）信号のデューティサイクルを決定し、そして、フィルタ回路を通じて第１交流電圧を出力するようにインバータユニットを制御するよう、ＰＷＭ信号に従ってインバータユニット内の主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを駆動するように構成され、ここで、上記第１電圧は、インバータ２０の入力端に接続された太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧である、制御ユニット４０５と、制御ユニット４０５及び第１サンプリングユニット４０４の双方に接続され、且つ制御ユニット４０５の制御下で上記第１交流電圧を出力するように構成されたインバータユニット４０６であり、第１交流電圧のピーク振幅が、インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、エネルギー蓄積回路が放電して、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、第１交流電圧のピーク振幅が第２交流電圧のピーク振幅よりも小さい場合に、エネルギー蓄積回路が充電されて、インバータの交流側の中性点の電圧を上昇させ、インバータの交流側は、インバータの交流電圧出力側である、インバータユニット４０６と、を含んでいる。
【００２６】
主回路の入力端は、エネルギー蓄積回路の出力端に接続され、主回路の出力端は、フィルタ回路の入力端に接続される。エネルギー蓄積回路４０６ａは、充電及び放電のプロセスによってインバータの交流側（すなわち、インバータ２０の交流電圧出力端）とエネルギーを交換するように構成された少なくとも１つのキャパシタンス素子を含む。該少なくとも１つのキャパシタンス素子は、直接的にグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされ得る。これは、本発明において限定されることではない。主回路４０６ｂは、三相インバータブリッジ回路であり、複数のパワーチューブを含み、そして、制御ユニット４０５によって生成されるＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation；パルス幅変調）信号の駆動下でオン／オフにスイッチングされて、キャパシタンス素子の放電プロセスにおいてキャパシタンス素子上の電圧を交流電圧に変換するように構成される。フィルタ回路４０６ｃは、主回路４０６ｂによって生成された交流電圧を整流及びフィルタリングして、上記第１交流電圧を出力するように構成される。
【００２７】
また、図４に示すように、本発明のこの実施形態にて提供される電源システムにおいては、インバータ２０は、インバータ２０の入力端に接続された太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧をサンプリングするように構成された第２サンプリングユニット２０４を含んでおり、インバータ２０は更に、第２サンプリングユニット２０４に接続され且つ電圧コントローラ４０と通信するように構成された第１通信ユニット２０５を含んでいる。具体的には、第１通信ユニット２０５は、電圧コントローラ４０内の第２通信ユニット４０７と通信するように構成されるとともに、第２サンプリングユニット２０４によるサンプリングを通じて得られる太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧を、電圧コントローラ４０内の第２通信ユニット４０７に送信するように構成される。
【００２８】
電圧コントローラ４０は更に、インバータ２０の入力端に接続された太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧を取得するために、インバータ２０内の第１通信ユニット２０５と通信するように構成された第２通信ユニット４０７を含んでいる。
【００２９】
第１通信ユニット２０５及び第２通信ユニット４０７は、例えばＰＬＣ（power  line  communication；電力線搬送通信）、無線通信、又はＲＳ４８５通信によってなどの通信方式で通信し得る。これは、本発明において限定されることではない。
【００３０】
例えば、インバータユニット４０６が２レベルインバータ回路であるとき、電源システムの回路図を図４に示す。具体的には、インバータユニット４０６が第１交流電圧を出力することによってインバータの交流側の中性点の電圧を調整するプロセスは、以下のとおりである。
【００３１】
主回路４０６ｂは、６本のパワーチューブを含んでおり、これら６本のパワーチューブが３相インバータブリッジ回路を形成している。Ｓ１及びＳ２が互いに相補的にターンオンされて、交流電圧Ｕａｏを出力する。Ｓ３及びＳ４が互いに相補的にターンオンされて、交流電圧Ｕｂｏを出力する。Ｓ５及びＳ６が互いに相補的にターンオンされて、交流電圧Ｕｃｏを出力する。具体的には、Ｕａｏ、Ｕｂｏ、及びＵｃｏは正弦波の形態をした交流電圧である。インバータユニット４０６によって出力される交流電圧Ｕａｏと、インバータ２０によって出力される交流電圧Ｕａとが同じ振幅、周波数、及び位相を有し、インバータユニット４０６によって出力される交流電圧Ｕｂｏと、インバータ２０によって出力される交流電圧Ｕｂとが同じ振幅、周波数、及び位相を有し、且つ、インバータユニット４０６によって出力される交流電圧Ｕｃｏと、インバータ２０によって出力される交流電圧Ｕｃとが同じ振幅、周波数、及び位相を有するとき、電源システムは定常状態にある。この電源システムの等価回路を図５に示す。Ｕａｏ、Ｕｂｏ、及びＵｃｏの振幅を変えることによって、エネルギー蓄積回路４０６ａ内のエネルギーとインバータの交流側のエネルギーとの間での交換を生じさせることができ、そして、エネルギー蓄積回路４０６ａ内のキャパシタの負極はグランドに落とされているので、エネルギー蓄積回路内のキャパシタの電圧を変化させることにより、インバータの交流側の中性点の電圧が変化され得る。
【００３２】
なお、第２通信ユニット４０７にＰＬＣ通信装置が統合され得る。ＰＬＣ通信装置は、電源システム内のインバータ２０に接続される。第２通信ユニット４０７は、インバータ２０の２つの入力端に接続された太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧を読み取るために、搬送波変調回路を用いることによって、インバータ２０の第１通信ユニット２０５内のＰＬＣ通信装置と通信する。太陽光発電パネルストリング１０がＰ型太陽光発電パネルである例において、第１通信ユニット２０５を介して第２通信ユニット４０７によって読み取られる太陽光発電パネルストリング１０の負極とグランドとの間の電圧（すなわち、Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧）は、−４００Ｖであり、第１サンプリングユニット４０４によるインバータユニット４０６の中性点の当初電圧（エネルギー蓄積回路４０６ａのキャパシタＣ１の二端子における電圧の半分）のサンプリングのサンプリング結果は、−３００ボルトであり、第２通信ユニット４０７によって読み取られた、当初電圧と太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧との間の差（この差はここでは１００ボルト、すなわち、（−３００）−（−４００）＝１００ボルト）に従って、制御ユニット４０５が、インバータユニット４０６の出力電圧（すなわち、第１交流電圧）Ｕａｏ、Ｕｂｏ、及びＵｃｏの振幅を低下させるようにＰＷＭ信号を制御し、それにより、インバータの交流側のエネルギーが電圧コントローラ４０へと流れてエネルギー蓄積回路４０６ａを充電し、キャパシタＣ１の二端子における電圧が上昇する。キャパシタＣ１の二端子から中性点に充電される電圧が−４００Ｖに達すると、制御ユニット４０５は、電圧コントローラ４０とインバータの交流側との間のエネルギー平衡に達するようにＰＷＭ信号を制御し、それにより定常状態を維持する。なお、電源システムが定常状態にあるとき、インバータの交流側の中性点の電圧は、エネルギー蓄積回路４０６内のキャパシタの中間点における電圧と同じであり、太陽光発電パネルストリングの中間点における電圧も、インバータの交流側の中性点の電圧と同じである。従って、インバータの交流側の中性点の電圧は、このプロセスによって最終的に、−３００Ｖから−４００Ｖまで低下され、それ故に、Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧が−４００ボルトから０ボルトまで上昇され、それにより、Ｐ型太陽光発電パネルのＰＩＤ効果が抑制される。
【００３３】
なお、一般的な電源システムでは、送電網の中性点の電圧と、インバータの交流側の中性点の電圧と、太陽光発電パネルストリングの中性点の電圧とが同じである。中性点は、電源システムにおける全ての電圧値の基準点を指す。例えば、送電網の供給電圧が２２０ボルトの交流電圧である場合、２２０ボルトの交流電圧の基準点はグランドである。すなわち、概して、電源システムの中性点はグランドであり、中性点の電圧は０ボルトである。
【００３４】
また、一般的な電源システムでは、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの正極と負極との間の直流電圧が８００Ｖであると仮定して、電源システムにおける中性点の電圧は０ボルトであるので、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの正極の電圧は４００ボルトであり、負極の電圧は−４００ボルトである。従って、太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間には−４００ボルトの負電圧が存在し、太陽光発電パネルストリングの電力劣化を引き起こす。
【００３５】
さらには、本発明のこの実施形態にて提供される電源システムにおいては、電圧コントローラが追加されている。本発明のこの実施形態にて提供される電源システムが動作を開始した後、先ず、インバータユニットによって出力される第１交流電圧が、インバータによって出力される第２交流電圧が同じ（電圧の振幅、位相、及び周波数が全て同じ）となるよう、電圧コントローラ内のエネルギー蓄積回路が充電される。概して、エネルギー蓄積回路の電圧値は、送電網の供給電圧のピーク振幅のおよそ２倍である。エネルギー蓄積回路内のキャパシタの二端子における電圧が−５００ボルトであるときに電源システムが定常状態に達すると仮定する。エネルギー蓄積回路の中性点の電圧は、エネルギー蓄積回路内のキャパシタの電圧全体の半分であるので、エネルギー蓄積回路の中性点の電圧は−２５０ボルトである。
【００３６】
この場合、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧が補償される。例えば、制御ユニットは、−２５０ボルトの当初電圧と−４００ボルトの第１電圧との間の１５０ボルトの差に従って、フィルタユニットを介してインバータユニットによって出力される第１交流電圧の振幅を低下させるように、当該制御ユニットによって出力されるＰＷＭ信号のデューティサイクルを決定し、そして、該ＰＷＭ信号を用いることによって、インバータユニット内の主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを駆動し、それにより、インバータの交流側のエネルギーが電圧コントローラに流れて、インバータユニット内のエネルギー蓄積回路を充電する。エネルギー蓄積回路の中性点の電圧が−２５０Ｖから−４００Ｖまで上昇される（すなわち、エネルギー蓄積回路内のキャパシタの二端子における電圧が−８００Ｖである）とき、制御ユニットは、第１交流電圧の振幅値がエネルギー蓄積回路の電圧の振幅値と同じとなるように、ＰＷＭ信号のデューティサイクルを調整する。この場合、インバータの交流側の中性点の電圧は−４００Ｖであり、インバータの交流側の電圧と電圧コントローラによって出力される電圧との間で平衡に至る。
【００３７】
付言すべきことには、電圧コントローラ内のエネルギー蓄積回路の中性点の電圧を−４００ボルトまで上昇させることは、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧がゼロまで上昇されるように、電源システムの中性点の電圧と、インバータの交流側の中性点の電圧と、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの中性点の電圧とを同期させて−４００ボルトまで上昇させることと等価であり、それにより、Ｐ型太陽光発電パネルの電力消費が低減される。
【００３８】
なお、太陽光発電パネルがＰ型太陽光発電パネルである場合、電圧コントローラによって出力される第１交流電圧は、Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以上となるように、インバータの交流側の中性点の電圧を調整し、又は、太陽光発電パネルがＮ型太陽光発電パネルである場合、電圧コントローラによって出力される第１交流電圧は、Ｎ型太陽光発電パネルの正極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以下となるように、インバータの交流側の中性点の電圧を調整する。
【００３９】
別の一例では、インバータユニット４０６内のエネルギー蓄積回路４０６ａはまた、２つのキャパシタンス素子Ｃ１及びＣ２を含んだ図６に示す回路であってもよい。Ｃ１及びＣ２は直列に接続され、Ｃ２は、抵抗器Ｒによってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされる。
【００４０】
Ｎ型太陽光発電パネルの正極とグランドとの間の正電圧を低下させることの原理は、Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の負電圧を上昇させることの原理と同じであり、ここで再び詳細を説明することはしない。例えば、本発明のこの実施形態における電源システム内の太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングであるとき、インバータユニット４０６は、図７に示す構造のものとし得る。エネルギー蓄積回路４０６ａ内のキャパシタンス素子の正電極がグランドに落とされている。具体的には、キャパシタンス素子の正電極は、直接的にグランドに落とされ、又は抵抗器によってグランドに落とされ、又はインダクタによってグランドに落とされ、又はダイオードによってグランドに落とされ得る。これは、本発明において限定されることではない。
【００４１】
図８に示すように、本発明のこの実施形態にて提供される電源システムにおいては、インバータユニット４０６は代わりに３レベルインバータ回路であってもよい。Ｃ１とＣ２との間の中間点が、抵抗器Ｒによってグランドに落とされる。Ｃ１及びＣ２の中性点が抵抗器Ｒによってグランドに落とされた後、太陽光発電パネルがＰ型太陽光発電パネルであり、且つ、制御ユニットの制御下で、Ｃ１の両端における電圧がＣ２の両端における電圧よりも低い場合、Ｃ１の両端における電圧とＣ２の両端における電圧との差は、Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧であり、又は、太陽光発電パネルがＮ型太陽光発電パネルであり、且つ、制御ユニットの制御下で、Ｃ１の両端における電圧がＣ２の両端における電圧よりも高い場合、Ｃ１の両端における電圧とＣ２の両端における電圧との差は、Ｎ型太陽光発電パネルの正極とグランドとの間の電圧である。すなわち、この回路は、Ｐ型太陽光発電パネルのＰＩＤ効果を抑制することができるだけでなく、Ｎ型太陽光発電パネルのＰＩＤ効果を抑制することもでき、この回路は、２つの異なるモードで動作するように制御されることを必要とするのみである。
【００４２】
別の一例では、インバータユニット４０６内のエネルギー蓄積回路４０６ａは代わりに、複数のキャパシタンス素子を含んでいてもよい。複数のキャパシタンス素子は、本発明のこの実施形態において、１つのキャパシタンス素子又は２つのキャパシタンス素子の機能と同じ機能を有する。これは、本発明において限定されることではない。
【００４３】
本発明の一実施形態は更に、別の電源システムを提供する。図９に示すように、そのシステムは、Ｍ個のインバータ２０と、Ｍ個の太陽光発電パネルストリング１０と、１つの電圧コントローラ４０とを含む。Ｍ個のインバータは並列に接続され、各インバータの入力端が、１つの太陽光発電パネルストリングに接続され、各インバータの交流電圧出力端が、電圧コントローラの交流電圧出力端に接続される。
【００４４】
このように複数の太陽光発電パネルと複数のインバータとが存在する状況において、電圧コントローラ内の第２通信ユニット４０７は、各インバータ２０の入力端に接続された太陽光発電パネルストリング１０のものであり且つ第２サンプリングユニット２０４によるサンプリングを通じて取得される対グランド電圧を読み取るために、複数のインバータ２０内の第１通信ユニット２０５と通信する。制御ユニット４０５は、複数の太陽光発電パネルストリング１０の対グランド電圧と当初電圧（すなわち、第１サンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得されるインバータユニットの中性点の当初電圧）とに従って、第１交流電圧を出力するようにインバータユニット４０６を制御する。第１交流電圧は、各Ｐ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以上であるように、又は、各Ｎ型太陽光発電パネルの正極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以下であるように、インバータの交流側の中性点の電圧を制御するために使用される。
【００４５】
本発明の一実施形態は更に、上述の電源システムに適用される電力供給方法であって、太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、電圧コントローラによって出力される第１交流電圧が、インバータの交流電圧出力端の中性点の電圧を、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以上であるように調整すること、又は、太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、電圧コントローラによって出力される第１交流電圧が、インバータの交流電圧出力端の中性点の電圧を、Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以下であるように調整すること、を含む電力供給方法を提供する。
【００４６】
具体的には、図１０に示すように、太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合に、この電力供給方法は、以下のステップを含む。
【００４７】
Ｓ１０１：Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及びインバータユニットの中性点の当初電圧を取得する。
【００４８】
Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧は、インバータ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得され、インバータユニットの当初電圧は、電圧コントローラ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得される。
【００４９】
Ｓ１０２：Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧がゼロボルトよりも低い場合に、当初電圧、及びＰ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧に従って、インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、第１交流電圧を出力するようにインバータユニットを制御する。
【００５０】
第１交流電圧のピーク振幅が、インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合、制御ユニットは、放電するようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、第１交流電圧のピーク振幅が第２交流電圧のピーク振幅よりも小さい場合、制御ユニットは、充電されるようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を上昇させる。インバータの交流側は、インバータの交流電圧出力側である。
【００５１】
また、具体的には、図１１に示すように、太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合に、この電力供給方法は、以下のステップを含む。
【００５２】
Ｓ２０１：Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及びインバータユニットの中性点の当初電圧を取得する。
【００５３】
Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧は、インバータ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得され、当初電圧は、電圧コントローラ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得される。
【００５４】
Ｓ２０２：Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧がゼロボルトよりも高い場合に、当初電圧、及びＮ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧に従って、インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、第１交流電圧を出力するようにインバータユニットを制御する。
【００５５】
第１交流電圧のピーク振幅は第２交流電圧のピーク振幅よりも大きく、インバータユニットを放電させて、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させるようになり、それにより、Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧がゼロボルト以下になる。
【００５６】
電源システムが、並列に接続された複数のインバータを含み、各インバータの入力端が１つの太陽光発電パネルストリングに接続され、電圧コントローラの交流電圧出力端が、各インバータの交流電圧出力端にそれぞれ対応して接続されるとき、電源システムの電力供給方法は、以下のとおりである。
【００５７】
太陽光発電パネルストリングがＰ型太陽光発電パネルストリングである場合、インバータユニットによって出力される第１交流電圧が、インバータの交流電圧出力端の中性点の電圧を調整する。図１２に示すように、電力供給方法は具体的に以下を含む。
【００５８】
Ｓ３０１：全てのＰ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧、及びインバータユニットの中性点の当初電圧を取得する。
【００５９】
全てのＰ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧は、インバータ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得され、当初電圧は、電圧コントローラ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得される。
【００６０】
Ｓ３０２：全てのＰ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧のうちの最小値がゼロボルトよりも低い場合に、当初電圧、及び全てのＰ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧のうちの最小値に従って、インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、第１交流電圧を出力するようにインバータユニットを制御する。
【００６１】
第１交流電圧のピーク振幅は第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さく、インバータユニットを充電して、インバータの交流側の中性点の電圧を上昇させるようになり、それにより、Ｐ型太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧のうちの最小値がゼロボルト以上になる。
【００６２】
太陽光発電パネルストリングがＮ型太陽光発電パネルストリングである場合、インバータユニットによって出力される第１交流電圧が、インバータの交流電圧出力端の中性点の電圧を調整する。図１３に示すように、電力供給方法は具体的に以下を含む。
【００６３】
Ｓ４０１：全てのＮ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧、及びインバータユニットの中性点の当初電圧を取得する。
【００６４】
全てのＮ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧は、インバータ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得され、当初電圧は、電圧コントローラ内のサンプリングユニットによるサンプリングを通じて取得される。
【００６５】
Ｓ４０２：全てのＮ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧のうちの最大値がゼロボルトよりも高い場合に、当初電圧、及び全てのＮ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧のうちの最大値に従って、インバータユニット内の電力コンポーネントのオン／オフを調整して、第１交流電圧を出力するようにインバータユニットを制御する。
【００６６】
第１交流電圧のピーク振幅は第２交流電圧のピーク振幅よりも大きく、インバータユニットを放電させて、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させるようになり、それにより、Ｎ型太陽光発電パネルストリングの正極とグランドとの間の電圧のうちの最大値がゼロボルト以下になる。
【００６７】
例えば、太陽光発電パネルストリング１、太陽光発電パネルストリング２、及び太陽光発電パネルストリング３という、３つの太陽光発電パネルストリングが存在し、これら３つの太陽光発電パネルストリングが全てＰ型太陽光発電パネルであり、太陽光発電パネルストリング１の負極とグランドとの間の電圧が−５００Ｖであり、太陽光発電パネルストリング２の負極とグランドとの間の電圧が−４００Ｖであり、且つ太陽光発電パネルストリング３の負極とグランドとの間の電圧が−３００ボルトであると仮定する。インバータ２０の第２サンプリングユニット２０４が、第２サンプリングユニット２０４に接続された太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧をサンプリングする。電圧コントローラ４０が、これら３つの太陽光発電パネルストリングの負極とグランドとの間の電圧を取得するために、第２通信ユニット４０７を用いることによって、インバータ２０内の第１通信ユニット２０５と通信する。制御ユニット４０５が、これら３つのＰ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧のうちの−５００ボルトという最小電圧値と、第１サンプリングユニット４０４による当初電圧のサンプリング値とに従って、インバータの交流側の中性点の電圧を−５００ボルトまで上昇させて、これら３つのＰ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧を最適に補償するように、インバータユニット４０６を制御して第１交流電圧を出力させ、それにより、これら３つのＰ型太陽光発電パネルの負極とグランドとの間の電圧が全て、少なくともゼロボルトに等しくなる。
【００６８】
本発明の実施形態にて提供される電源システム及び電力供給方法によれば、電源システムは、太陽光発電パネルストリングと、インバータと、変圧器とを含む。インバータの入力端が太陽光発電パネルストリングの出力端に接続され、インバータの出力端が変圧器の入力端に接続され、変圧器の出力端が供給電圧を出力するように構成される。電源システムは更に電圧コントローラを含む。電圧コントローラは、第１サンプリングユニットと、該第１サンプリングユニットに接続された制御ユニットと、該第１サンプリングユニット及び該制御ユニットの双方に接続されたインバータユニットとを含む。電圧コントローラは更に、第１端子、第２端子、及び第３端子を含む。第１端子の一端がインバータユニットの第１出力端に接続され、第１端子の他端がインバータの第１出力端に接続される。第２端子の一端がインバータユニットの第２出力端に接続され、第２端子の他端がインバータの第２出力端に接続される。第３端子の一端がインバータユニットの第３出力端に接続され、第３端子の他端がインバータの第３出力端に接続される。インバータユニットは、エネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に接続された主回路と、該主回路に接続されたフィルタ回路とを含む。第１サンプリングユニットは、インバータユニット内のエネルギー蓄積回路の中性点の当初電圧をサンプリングするように構成される。制御ユニットは、当初電圧と第１電圧との間の差に従って、インバータユニットのフィルタ回路が第１交流電圧を出力するように、インバータユニット内の主回路のスイッチングトランジスタのオン／オフを制御するように構成され、第１電圧は、インバータの入力端に接続された太陽光発電パネルストリングの対グランド電圧である。インバータユニットは、制御ユニットの制御下で第１交流電圧を出力するように構成される。第１交流電圧のピーク振幅が、インバータによって出力される第２交流電圧のピーク振幅よりも大きい場合に、制御ユニットは、放電するようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を低下させ、又は、第１交流電圧のピーク振幅が、第２交流電圧の前記ピーク振幅よりも小さい場合に、制御ユニットは、充電されるようにエネルギー蓄積回路を制御して、インバータの交流側の中性点の電圧を上昇させる。インバータの交流側は、インバータの交流電圧出力側である。従来技術においては、各太陽光発電パネルの正極又は負極が、リードを用いることによって直流電圧源に接続される必要があり、動作するのを比較的困難にする。本発明にて提供されるソリューションにより、太陽光発電パネルの正極又は負極にリードを追加する必要がなくなり、それ故に、装置間のリードのコストを削減することができる。
【００６９】
当業者が理解し得ることには、方法実施形態のステップのうちの全て又は一部は、関連ハードウェアに命令するプログラムによって実装され得る。プログラムは、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に格納され得る。プログラムが走るとき、方法実施形態のステップが実行される。上記記憶媒体は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク、又は光ディスクなど、プログラムコードを格納することができる任意の媒体を含む。
【００７０】
以上の説明は、単に、本発明の特定の実施様態であり、本発明の保護範囲を限定することを意図したものではない。本発明にて開示された技術範囲内で当業者によって容易に考え付かれる如何なる変形又は置換も、本発明の保護範囲に入るものである。故に、本発明の保護範囲は、請求項の保護範囲次第のものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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