电力转换装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供电力转换装置，目的在于抑制电力转换装置的过容。电力转换装置包括：将各个太阳能电池串(A)～(E)的直流电力升压的升压电路(2a)～(2e)；获取输入至该升压电路的直流电力的至少电流值、电压值和该直流电力的功率值中的任一个值的检测部(3)、(4)；根据该检测部的检测值和预定的值检测异常、使该升压电路的输出功率减少的第1保护动作部；和第2保护动作部，其根据全部或有效地工作的升压电路的至少总输出功率或总电流中的任一个的值判断异常，使上述全部或有效地工作的升压电路各自的输出功率减少。
【专利说明】
电力转换装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及将基于可再生能源的直流电力转换为交流电力的电力转换装置的保护动作。
【背景技术】
[0002]在现有的电力转换装置中，存在如下的结构:能够进行来自多个太阳能电池串(string)的输入地构成，检测各个输入中的每个输入、即每太阳能电池串的输出电流，将各个太阳能电池串中的每太阳能电池串的输出电流进行相互比较，在成为与其它太阳能电池串的输出电流相距悬殊的状态的情况下判断为异常。(专利文献I)
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特许第3474711号公报【实用新型内容】
[0006]实用新型要解决的课题
[0007]专利文献I中记载的技术中，在各个太阳能电池串的额定值大致相同的情况下，能够通过对太阳能电池串的输出电流进行相互比较来检测异常的状态(输出大幅超过额定值的情况、输出与其它相比异常低的状态持续不变的情况等)，但是在全部或大多数的太阳能电池串产生问题时等存在异常状态的无检测的情况。
[0008]特别是在日照量多、各个太阳能电池串进行额定以上的发电的情况下，当其总发电量超过将直流电力转换为交流电力的转换部的设计容量时，存在保护动作启动而电力转换装置停止的情况。
[0009]用于解决课题的方法
[0010]本实用新型的电力转换装置构成为能够连接多个由多个太阳能电池电连接汇总成一个的太阳能电池串，将从这些太阳能电池串得到的直流电力转换为交流电力，该电力转换装置的特征包括:升压电路，其与各个太阳能电池串对应地将从该太阳能电池串得到的直流电力升压;检测部，其获取输入至该升压电路的直流电力的至少电流值、电压值和该直流电力的功率值中的任一个值;第I保护动作部，其根据该检测部的检测值和预定的值检测异常，使该升压电路的输出功率减少;和第2保护动作部，其根据全部或有效地工作的升压电路的至少总输出功率或总电流中的任一个的值判断异常，使上述全部或有效地工作的升压电路各自的输出功率减少。
[0011]实用新型效果
[0012]本实用新型的电力转换装置包括对各个升压电路的第I保护动作部和对全部升压电路或有效地工作的升压电路的第2保护动作部，能够抑制电力转换装置的异常停止。
【附图说明】
[0013 ]图1是表示本实用新型的一个实施例的说明图。
[0014]图2是表示图1所示的一个实施例的动作的说明图。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型包括对电力转换装置的各个升压电路的第I保护动作部和对全部升压电路或有效地工作的升压电路的第2保护动作部，进行保护动作。
[0016](实施例1)
[0017]图1是表示本实用新型的一个实施例的说明图，A至E是太阳能电池串，将多个太阳能电池电串联/并联地连接而作为单一的组件或将该组件电串联/并联地连接而作为单一的电池串。以下，仅作为电池串A至E对实施例进行说明。在图1，1为电力转换装置，该电力转换装置I的输出被重叠到系统G。
[0018]电池串A至E以一个与对应的输入电路2a至2e的规格(额定)一致的方式将多个太阳能电池板并联和/或串联地连接而构成。作为输入电路的规格(额定)，为最大直流电压=450V、最大直流电流= 10A、最大功率=1.5kW等。另外，连接的电池串的数量并不限定于A至E的5台，此外，其规格也没有限定。
[0019]输入电路2a至2e能够使用系统的电路，因此说明输入电路2a，省略电路2b至2e的说明。在输入电路2a，经由正极和负极的输入端子连接太阳能电池串A，利用电压检测器3检测输入电路2a的(直流)输入电压(与电池串A的输出电压相当)，利用电流检测器4检测输入电路2a的(直流)输入电流(与电池串A的输出电流相当)。
[0020]电压检测器3根据需要对施加的电压进行分压，进行A/D(模拟/数字)转换后，作为数字的电压值供给至控制部5。另外，在控制部5或控制部5的微处理器等控制元件具有A/D转换部的情况下，该电压检测器3也可以为利用电阻分压的分压部的结构。
[0021]电流检测器4是对供给的电流进行检测的部件，检测利用分流电阻的电压降，具有利用霍尔效应的非接触型的结构等，输出与检测出的电流量相当的电压。该电压与电压检测器3的输出同样地供给至控制部5。
[0022]输入电路2a包括直流电压的升压部(升压电路)，作为该升压部，能够使用至少由电抗器6、开关元件7、二极管8、电容器9构成，以使得电容器9的端子电压成为目标电压的方式对开关元件7的导通占空比(例如开关周期为I?3Kz)进行反馈控制的普通的DC/DC转换器。二极管10用于使用多个输入电路时的逆流防止。
[0023 ]经由二极管1输出的直流电力与其它输入电路2b至2e的输出集中在一起，向供给中间电压的电容器11供给。该中间电压供给至将4个开关元件呈单相桥状连接而进行D/A(模拟/数字)转换的逆变器部12。
[0024]逆变器部12基于对与系统G的频率同等的频率的调制波和载波的大小而得到的开关信号，使各个开关元件导通/断开，输出与系统G实质上系统频率的拟似正弦波的交流电力。该拟似正弦波是利用由电抗器13、14和电容器15构成的滤波电路使高频成分衰减后重叠到系统G的波。另外，该拟似正弦波的波形形成并不限定于该方式，能够使用中性点钳位方式等其它方式。
[0025]16是显示部，通用的7段(Segment)/8段显示器和液晶显示器等能够显示数字、符号、字符等的装置即可，基于来自控制部5的信号，将数字、符号、字符组合而显示特定的代码。
[0026]控制部5以使得将升压部的目标电压、重叠至系统G的交流电压的峰值(或者也可以为有效电压或平均电压)等重叠至系统G的交流电力成为最大(或者最大附近或目标功率值)的方式进行控制。此时，从电压检测器3、电流检测器4的各检测值计算出电池串A的发电功率，加入所述控制。即，以使得电池串A至电池串E的总发电功率不超过从逆变器部供给至系统G的功率的方式进行控制。
[0027]例如，虽然通常日照量越增加电池串A的发电量就越增加，但是不会超过特性上的最大发电量。该最大发电量由于每个太阳能电池的个体差异而并不全部为相同的值。一般各个太阳能电池的发电特性如果令发电量为P(W)则以P = V(V) X I(A)表示。因而，使用多个该太阳能电池构成的组件和电池串也大致以该特性表示。
[0028]太阳能电池的发电特性是具有相对于电压(V)的变化发电量(W)通常具有单一的峰值的特性，该峰时的发电量也以P = V X I = R XI XI表示，如果太阳能电池的输出电压从峰时的电压V向上下偏移则电流I减少，发电量P也减少。控制部5以使得发电量P(输入电路2a的电压检测器3的检测值与电流检测器4的检测值的积)总成为最大的方式控制升压部的目标电压。即，控制升压部的升压比。因为该升压比按开关元件7的导通占空比变化，所以从电池串A看时的输入电路2a的阻抗R变化，能够使电池串A的输出变化。
[0029]通过使该目标电压比发电量P成为最大的值小，能够将电池串A的发电量控制得比最大发电量小。
[0030]控制部5(第I保护动作部的动作)，在电压检测器3检测的电压超过输入电路2a的规格(输入电压的上限电压)的情况下、电流检测器4检测的电流超过输入电路2a的规格(输入电流的上限电流)的情况下、电压检测器3检测的电压值与电流检测器4检测的电流值之积超过输入电路2a的规格(输入容量的上限)的情况下，使升压部的目标电压(开关元件7的导通占空比)低于规定值。此外，在这些条件进一步持续的情况下，进一步降低该目标电压。
[0031]例如在电流检测器4检测的电流值超过规定值(基于规格的值、在该值乘以规定的值而得到的值等)的状态超过规定时间(0.05?0.20sec)的情况下，保护动作开始。另外，该保护动作的解除在低于在该规定值加上差(d i ffer ent ia I)而得到的值时进行。
[0032]此外，该保护动作能够基于检测的电流值进行使用多个区域(zone)(不进行保护动作的区域、进行不使电流值增加的保护的区域、进行降低电流值的保护的区域、进行大幅降低电流值的保护的区域等)的区域控制，没有特别限定。另外，在使用电压值、电压值与电流值的积(相当于发电功率)的看情形也同样进行保护动作。
[0033]另外，电压、电流的检测能够替换为输入电路2a的输出侧(二极管8的输出侧)的电压值、电流值，在这种情况下也能够用于电流值和输入容量的判断。输入电流2b至2e也同样以使得各自对应的电池串的发电量变大的方式控制升压部的目标电压、并且在电池串的发电量超过各自的输入电路的规格的情况下进行降低对应的电池串的发电量的保护控制。
[0034]进行这样的保护控制的情况下，控制部5向显示部16输出特定的代码，进行显示。
[0035]控制部5(第2保护动作部的动作)在各个输入电路2a至2e的输出功率的合计值(其中，连接的电池串的发电量少、不进行升压动作等非有效的输入电路的输出功率不相加。或者能够将输出功率作为O相加)超过设定值(基于逆变器部12的规格的允许容量的值，或者在该值乘以规定的值而得到的值、特定的值等)时进行保护动作。
[0036]该保护动作对输入电路2a至2e(也可以仅作为有效的输入电路)实质上同时进行使输出降低的动作，就具体的保护动作而言，因为能够改变常数地使用第I保护动作部的动作，所以省略详细的说明。第I保护动作部与第2保护动作部的动作的差异在于，第I保护动作部个别地对应各个输入电路，与此相对，第2保护动作部同时对应所有输入电路。
[0037]第2保护动作部的动作除了基于各个输入电路2a至2e的输入功率以外，还能够在逆变器部12的输入侧设置电压检测器、电流检测器，使用这些检测器的输入功率/输入电流的值进行。此外，还能够利用功率计17检测向系统G供给(重叠或电力销售)的电量而进行替换，在这种情况下，考虑输入电路/逆变器部12等的转换损失等对设定值进行修正即可。此夕卜，如果假定系统的电压一定，则还能够根据该电量计算电流值而使用。
[0038]图2是表示图1所示的一个实施例的动作的说明图，在步骤SI，检测向各个输入电路2a至2e供给的电流I和电压V。在步骤S2中，根据步骤SI中检测出的电流I和电压V计算各个输入电路的输入功率(对应的电池串的发电功率)。在步骤S3中，计算作为各个输入电路的输入功率(发电量)的合计的发电量Σ。
[0039]在步骤S4中，对步骤SI中检测出的电流I是否存在异常的状态(超过设定值的状态)的输入电路进行判断，在满足该条件的情况下(是(Yes)的情况下)，前进至步骤S5，进行第I保护动作。
[0040]在步骤S6，对步骤S3中计算出的发电量Σ是否为异常的状态(超过设定值的状态)进行判断，在满足该条件的情况下(是的情况下)，前进至步骤S7，进行第2保护动作。
[0041 ] 产业上的可利用性
[0042]这样，在本实用新型中，使用第I保护动作和第2保护动作，抑制电力转换装置的过容。
[0043]以上对本实用新型的一个实施方式进行了说明，以上的说明是为了对本实用新型的理解变得容易，并不是限定本实用新型。本实用新型能够不脱离其主旨地进行变更、改良，并且在本实用新型中当然包括其等价物。
[0044]附图标记说明
[0045]I电力转换装置
[0046]2a?2e输入电路
[0047]3电压检测器
[0048]4 电流检测器
[0049]5控制部
[0050]16 显示部
[0051]17 功率计。
【主权项】
1.一种电力转换装置，其构成为能够连接多个由多个太阳能电池电连接汇总成一个的太阳能电池串，将从这些太阳能电池串得到的直流电力转换为交流电力，所述电力转换装置的特征在于，包括: 升压电路，其与各个太阳能电池串对应地将从该太阳能电池串得到的直流电力升压； 检测部，其获取输入至该升压电路的直流电力的至少电流值、电压值和该直流电力的功率值中的任一个值； 第I保护动作部，其根据该检测部的检测值和预定的值检测异常，使该升压电路的输出功率减少;和 第2保护动作部，其根据全部或有效地工作的升压电路的至少总输出功率或总电流中的任一个的值判断异常，使所述全部或有效地工作的升压电路各自的输出功率减少。2.—种电力转换装置，其构成为能够连接多个由多个太阳能电池电连接汇总成一个的太阳能电池串，将从这些太阳能电池串得到的直流电力转换为交流电力，所述电力转换装置的特征在于，包括: 升压电路，其与各个太阳能电池串对应地将从该太阳能电池串得到的直流电力升压； 检测部，其获取输入至该升压电路的直流电力的至少电流值、电压值和该直流电力的功率值中的任一个值； 第I保护动作部，其根据该检测部的检测值和预定的值检测异常，使该升压电路的输出功率减少;和 第2保护动作部，其根据所述转换后的交流电力的至少总输出功率或总电流中的任一个的值判断异常，使所述全部或有效地工作的升压电路各自的输出功率减少。
【文档编号】H02M3/158GK205490215SQ201390001237
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2013年7月31日
【发明人】铃木淳, 铃木淳一, 森田功
【申请人】松下知识产权经营株式会社