《电能调节器和操作电能调节器的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电能调节器和操作电能调节器的方法.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102868172 A (43)申请公布日 2013.01.09 CN 102868172 A *CN102868172A* (21)申请号 201210302908.9 (22)申请日 2012.08.24 H02J 3/38(2006.01) (71)申请人 苏州达方电子有限公司 地址 215011 江苏省苏州市高新区竹园路 99 号 申请人 达方电子股份有限公司 (72)发明人 詹忠颖 江长家 沈明建 相理 古孝治 (54) 发明名称 电能调节器和操作电能调节器的方法 (57) 摘要 本发明是关于一种电能调节器和操作电能调 节器的方法， 用于太阳能供电系统。电能。
2、调节器， 包含 ： 感测器， 用以侦测该负载的消耗功率 ； 继电 器， 耦接于光伏逆变器与该负载之间 ； 及控制器， 耦接于该感测器， 控制该继电器的开启与关闭， 以 及传送紧急停止输出信号和该消耗功率的信息至 该光伏逆变器。该电能调节器和该方法是利用感 测器侦测负载的消耗功率， 然后控制器可根据该 市电提供给该负载的电流， 决定是否通知光伏逆 变器停止输出交流电流， 或是该光伏逆变器可根 据该负载的消耗功率的信息， 调整该光伏逆变器 的最大输出功率。可防止太阳能板所产生的电能 中没有被该负载消耗的部分通过该光伏逆变器产 生为交流电流逆灌至该市电。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 。
3、说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种电能调节器， 用于太阳能供电系统， 其特征在于， 包含 ： 感测器， 耦接于市电和负载， 用以侦测该负载的消耗功率 ； 继电器， 耦接于光伏逆变器与该负载之间 ； 及 控制器， 耦接于该感测器， 用以根据该电流， 控制该继电器的开启与关闭， 以及传送紧急停止输出信号和该消耗功率的信息至该光伏逆变器。 2. 如权利要求 1 所述的电能调节器， 其特征在于， 另包含 ： 紧急接脚， 其中该控制器是通过该紧急接脚传送该紧急停止输出信号至。
4、该光伏逆变 器。 3. 如权利要求 1 所述的电能调节器， 其特征在于， 另包含 ： 传输接脚， 其中该控制器是通过该传输接脚传送该消耗功率的信息至该光伏逆变器。 4. 如权利要求 3 所述的电能调节器， 其特征在于， 该传输接脚是支持 RS485 的通信标 准。 5. 如权利要求 1 所述的电能调节器， 其特征在于， 当该电流小于预定电流值时， 该控制 器关闭该继电器， 以及传送该紧急停止输出信号至该光伏逆变器。 6. 如权利要求 1 所述的电能调节器， 其特征在于， 该光伏逆变器根据该消耗功率的信 息， 调整该光伏逆变器的最大输出功率。 7. 如权利要求 6 所述的电能调节器， 其特征在于。
5、， 该最大输出功率是不大于该光伏逆 变器的最大功率限制值。 8. 一种操作电能调节器的方法， 该电能调节器包含感测器、 继电器及控制器， 其特征在 于， 该方法包含 ： 该感测器侦测负载的消耗功率 ； 及 当该电流小于预定电流值时， 该控制器关闭该继电器， 以及传送该紧急停止输出信号 至光伏逆变器。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 该控制器是通过紧急接脚传送该紧急停止 输出信号至该光伏逆变器。 10. 一种操作电能调节器的方法， 该电能调节器包含感测器、 继电器及控制器， 该方法 包含 ： 该感测器侦测负载的消耗功率 ； 及 该控制器开启该继电器， 以及传送该消耗功率的信息至。
6、光伏逆变器。 11. 如权利要求 10 所述的方法， 其特征在于， 另包含 ： 当该电流大于预定电流值时， 该 控制器开启该继电器。 12. 如权利要求 10 或 11 所述的方法， 其特征在于， 另包含 ： 该光伏逆变器根据该消耗 功率的信息， 调整该光伏逆变器的最大输出功率。 13. 如权利要求 12 所述的方法， 其特征在于， 该最大输出功率不大于该光伏逆变器的 最大功率限制值。 14. 如权利要求 10 所述的方法， 其特征在于， 该控制器是通过传输接脚传送该消耗功 率的信息至该光伏逆变器。 权 利 要 求 书 CN 102868172 A 2 1/5 页 3 电能调节器和操作电能调节。
7、器的方法 技术领域 0001 本发明是有关于一种电能调节器和操作电能调节器的方法， 用于太阳能供电系 统， 尤指一种可根据负载的消耗功率， 适当地调节耦接于太阳能供电系统的光伏逆变器的 最大输出功率的用于太阳能供电系统的电能调节器和操作电能调节器的方法。 背景技术 0002 因为太阳能板仅能在白天产生电能， 所以在现有技术中， 装设太阳能板的负载 ( 例如家用电器 ) 并须另耦接于一市电以因应负载晚上的耗电。 0003 然而， 当太阳能板在白天产生电能时， 负载的耗电可能变化很大。 如果耦接太阳能 板的光伏逆变器的最大输出功率无法被适当地调节， 则太阳能板所产生的电能中没有被负 载消耗的部分将。
8、会通过光伏逆变器产生成交流电流逆灌至市电， 导致耦接市电的电表被损 坏。因此， 如何设计一个应用于市电与光伏逆变器之间的电能调节器成为太阳能产业的重 要课题。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供电能调节器和操作电能调节器的方法， 其可防止太阳能板 所产生的电能中没有被该负载消耗的部分通过该光伏逆变器产生为交流电流逆灌至该市 电。 0005 为达到上述目的， 本发明第一技术方案提供了一种电能调节器， 包含 ： 感测器， 耦 接于市电和负载， 用以侦测该负载的消耗功率 ； 继电器， 耦接于光伏逆变器与该负载之间 ； 及控制器， 耦接于该感测器， 用以根据该电流， 控制该继电器的开启与关闭， 。
9、以及传送紧急 停止输出信号和该消耗功率的信息至该光伏逆变器。 0006 较佳的， 电能调节器， 另包含 ： 紧急接脚， 其中该控制器是通过该紧急接脚传送该 紧急停止输出信号至该光伏逆变器。 0007 较佳的， 电能调节器， 另包含 ： 传输接脚， 其中该控制器是通过该传输接脚传送该 消耗功率的信息至该光伏逆变器。其中， 该传输接脚是支持 RS485 的通信标准。 0008 较佳的， 当该电流小于预定电流值时， 该控制器关闭该继电器， 以及传送该紧急停 止输出信号至该光伏逆变器。 0009 较佳的， 该光伏逆变器根据该消耗功率的信息， 调整该光伏逆变器的最大输出功 率。其中， 该最大输出功率是不。
10、大于该光伏逆变器的最大功率限制值。 0010 本发明第二技术方案提供了一种操作电能调节器的方法， 该电能调节器包含感测 器、 继电器及控制器， 该方法包含 ： 该感测器侦测负载的消耗功率 ； 及当该电流小于预定电 流值时， 该控制器关闭该继电器， 以及传送该紧急停止输出信号至光伏逆变器。 0011 较佳的， 该控制器是通过紧急接脚传送该紧急停止输出信号至该光伏逆变器。 0012 本发明第三技术方案提供了一种操作电能调节器的方法， 该电能调节器包含感测 器、 继电器及控制器， 该方法包含 ： 该感测器侦测负载的消耗功率 ； 及该控制器开启该继电 说 明 书 CN 102868172 A 3 2/。
11、5 页 4 器， 以及传送该消耗功率的信息至光伏逆变器。 0013 较佳的， 当该电流大于预定电流值时， 该控制器开启该继电器。 0014 较佳的， 该方法另包含 ： 该光伏逆变器根据该消耗功率的信息， 调整该光伏逆变器 的最大输出功率。其中， 该最大输出功率是不大于该光伏逆变器的最大功率限制值。 0015 较佳的， 该控制器是通过传输接脚传送该消耗功率的信息至该光伏逆变器。 0016 与现有技术相比， 该电能调节器和该方法是利用感测器侦测负载的消耗功率， 然 后控制器可根据该市电提供给该负载的电流， 决定是否通知光伏逆变器停止输出交流电 流， 或是该光伏逆变器可根据该负载的消耗功率的信息， 。
12、调整该光伏逆变器的最大输出功 率。因此， 相较于先前技术， 因为本发明可根据该负载的消耗功率， 适当地调节该光伏逆变 器的最大输出功率， 所以本发明可防止太阳能板所产生的电能中没有被该负载消耗的部分 通过该光伏逆变器产生为交流电流逆灌至该市电。 附图说明 0017 图 1 是本发明一种电能调节器的示意图。 0018 图 2 为本发明一种操作电能调节器的方法的流程图。 0019 图 3 为操作图 1 所述的光伏逆变器的流程图。 0020 图 4 为本发明一种操作电能调节器的方法的另一实施例的流程图。 0021 【主要元件符号说明】 0022 100 电能调节器 102 感测器 0023 104 。
13、继电器 106 控制器 0024 108 市电 110 负载 0025 112 光伏逆变器 114 太阳能板 0026 116 紧急接脚 118 传输接脚 0027 ESOS 紧急停止输出信号 IG 电流 0028 IAC 交流电流 IDC 直流电流 0029 LPC 消耗功率 PG 功率 0030 VG 电压 具体实施方式 0031 请参照图 1， 图 1 是为本发明一种电能调节器 100 的示意图。电能调节器 100 包 含感测器 102、 继电器 (relay)104 及控制器 106。感测器 102 是耦接于市电 108 和负载 110， 用以侦测负载 110 的消耗功率 LPC ； 。
14、继电器 104 是耦接于光伏逆变器 (Photovoltaic Inverter)112 与负载 110 之间， 其中光伏逆变器 112 耦接于太阳能板 114， 用以转换太阳能 板 114 产生的直流电流 IDC 成交流电流 IAC 后传递至继电器 104 ； 控制器 106 是耦接于感 测器 102， 用以根据电流 IG， 控制继电器 104 的开启与关闭， 亦即因为功率 PG 等于市电 108 提供给负载 110 的电流 IG 与电压 VG( 例如 110V 或 200V) 的乘积， 所以控制器 106 可根据 电流 IG， 控制继电器 104 的开启与关闭。另外， 控制器 106 另用。
15、以传送紧急停止输出信号 ESOSc04 和负载 110 的消耗功率 LPC 的信息至光伏逆变器 112。 0032 如图 1 所示， 电能调节器 100 另包含紧急接脚 116 与传输接脚 118， 其中传输接脚 说 明 书 CN 102868172 A 4 3/5 页 5 118 支援 RS485 的通信标准。控制器 106 是通过紧急接脚 116 传送紧急停止输出信号 ESOS 至光伏逆变器 112 ； 控制器 106 是通过传输接脚 118 传送消耗功率 LPC 的信息至光伏逆变 器 112。 0033 如图 1 所示， 当电能调节器 100 开机且市电 108 提供给负载 110 的电。
16、流 IG 小于预 定电流值时， 此时因为负载 110 是为轻载， 所以控制器 106 关闭继电器 104， 以及通过紧急 接脚 116 传送紧急停止输出信号 ESOS 至光伏逆变器 112。如此， 因为继电器 104 和光伏逆 变器 112 都关闭， 所以太阳能板 114 所产生的电能不会通过光伏逆变器 112 所产生的交流 电流 IAC 逆灌至市电 108。当电流 IG 大于预定电流值 ( 亦即此时负载 110 是为重载 ) 时， 控制器 106 可通过传输接脚 118 判断光伏逆变器 112 是否处于输出模式。如果光伏逆变器 112是处于输出模式， 控制器106可通过传输接脚118传送负载。
17、110的消耗功率LPC的信息 至光伏逆变器 112。然后， 光伏逆变器 112 即可根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整 光伏逆变器 112 的最大输出功率， 其中光伏逆变器 112 的最大输出功率是不大于光伏逆变 器112的最大功率限制值。 亦即如果光伏逆变器112的最大功率限制值是为5KW， 则光伏逆 变器112的最大输出功率将不会大于5KW。 另外， 在本发明的另一实施例中， 不论电流IG是 否大于预定电流值， 控制器 106 都不会关闭继电器 104。因此， 光伏逆变器 112 总是根据负 载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输出功率。
18、， 以使光伏逆变器 112 的最大输出功率不大于光伏逆变器 112 的最大功率限制值。 0034 请参照图 1 和图 2， 图 2 为操作图 1 所述的电能调节器的方法的流程图。图 2 的方 法是利用图1的电能调节器100说明， 详细步骤如下 ： 步骤200 ： 开始 ； 步骤202 ： 感测器102 侦测负载 110 的消耗功率 LPC ； 步骤 204 ： 电流 IG 是否小于预定电流值 ； 如果是， 进行步骤 206 ； 如果否， 进行步骤 208 ； 步骤 206 ： 控制器 106 关闭继电器 104， 以及传送紧急停止输出 信号 ESOS 至光伏逆变器 112， 跳回步骤 202 。
19、； 步骤 208 ： 控制器 106 判断光伏逆变器 112 是 否处于输出模式 ； 如果是， 进行步骤 210 ； 如果否， 跳回步骤 202 ； 步骤 210 ： 控制器 106 开启 继电器 104， 以及传送负载 110 的消耗功率 LPC 的信息至光伏逆变器 112 ； 步骤 212 ： 光伏逆 变器 112 根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输出功率， 跳回 步骤 202。 0035 在步骤202中， 如图1所示， 当电能调节器100开机时， 感测器102先侦测负载110 的消耗功率 LPC。在步骤 206 中， 当市电 108 提供给负。
20、载 110 的电流 IG 小于预定电流值时， 此时因为负载 110 是为轻载， 所以控制器 106 关闭继电器 104， 以及通过紧急接脚 116 传送 紧急停止输出信号 ESOS 至光伏逆变器 112。如此， 因为继电器 104 和光伏逆变器 112 都关 闭， 所以太阳能板 114 所产生的电能不会通过光伏逆变器 112 所产生的交流电流 IAC 逆灌 至市电 108。在步骤 208 中， 当电流 IG 大于预定电流值 ( 亦即此时负载 110 是为重载 ) 时， 控制器106可通过传输接脚118判断光伏逆变器112是否处于输出模式， 其中传输接脚118 支援 RS485 的通信标准。在步。
21、骤 210 中， 如果光伏逆变器 112 是处于输出模式， 控制器 106 可通过传输接脚 118 传送负载 110 的消耗功率 LPC 的信息至光伏逆变器 112。然后， 在步骤 212 中， 光伏逆变器 112 即可根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的 最大输出功率， 其中光伏逆变器 112 的最大输出功率是不大于光伏逆变器 112 的最大功率 限制值。 亦即如果光伏逆变器112的最大功率限制值是为5KW， 则光伏逆变器112的最大输 出功率将不会大于 5KW。 说 明 书 CN 102868172 A 5 4/5 页 6 0036 另外， 在本发明的。
22、另一实施例中， 不论电流IG是否大于预定电流值， 控制器106都 不会关闭继电器 104。因此， 光伏逆变器 112 总是根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调 整光伏逆变器 112 的最大输出功率， 以使光伏逆变器 112 的最大输出功率不大于光伏逆变 器 112 的最大功率限制值。 0037 请参照图 1 和图 3， 图 3 为说明一种操作光伏逆变器 112 的流程图。图 3 的方法 是利用图 1 的电能调节器 100 说明， 详细步骤如下 ： 步骤 300 ： 开始 ； 步骤 302 ： 光伏逆变器 112 是否收到紧急停止输出信号 ESOS ； 如果是， 进行步骤 304 。
23、； 如果否， 进行步骤 306 ； 步骤 304 ： 光伏逆变器112停止输出交流电流IAC， 跳回步骤302 ； 步骤306 ： 光伏逆变器112是否 收到负载 110 的消耗功率 LPC 的信息 ； 如果是， 进行步骤 308 ； 如果否， 进行步骤 312 ； 步骤 308 ： 光伏逆变器 112 根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输 出功率 ； 步骤 310 ： 光伏逆变器 112 的最大输出功率是否大于最大功率限制值 ； 如果是， 进 行步骤312 ； 如果否， 进行步骤314 ； 步骤312 ： 光伏逆变器112输出最大功率限制值， 跳回。
24、步 骤 302 ； 步骤 314 ： 光伏逆变器 112 输出最大输出功率， 跳回步骤 302。 0038 在步骤 304 中， 如第 1 图所示， 当电能调节器 100 开机时， 感测器 102 先侦测负载 110 的消耗功率 LPC。当市电 108 提供给负载 110 的电流 IG 小于预定电流值时， 此时因为 负载 110 是为轻载， 所以控制器 106 关闭继电器 104， 以及通过紧急接脚 116 传送紧急停止 输出信号 ESOS 至光伏逆变器 112。如此， 因为继电器 104 和光伏逆变器 112 都关闭， 所以 太阳能板 114 所产生的电能不会通过光伏逆变器 112 所产生的。
25、交流电流 IAC 逆灌至市电 108。在步骤 306 中， 当电流 IG 大于预定电流值 ( 亦即此时负载 110 是为重载 ) 时， 控制器 106 可通过传输接脚 118 判断光伏逆变器 112 是否处于输出模式。如果光伏逆变器 112 是 处于输出模式， 控制器 106 可通过传输接脚 118 传送负载 110 的消耗功率 LPC 的信息至光 伏逆变器 112。然后， 在步骤 308 中， 光伏逆变器 112 即可根据负载 110 的消耗功率 LPC 的 信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输出功率。在步骤 312 中， 当光伏逆变器 112 的最大输出 功率大于光伏逆变器112的最大。
26、功率限制值时， 光伏逆变器112只能输出最大功率限制值。 亦即如果光伏逆变器112的最大功率限制值是为5KW， 则光伏逆变器112的最大输出功率将 不会大于 5KW。在步骤 314 中， 如果光伏逆变器 112 的最大输出功率不大于光伏逆变器 112 的最大功率限制值时， 光伏逆变器 112 是输出最大输出功率。另外， 当光伏逆变器 112 没有 收到负载 110 的消耗功率 LPC 的信息 ( 亦即电能调节器 100 尚未就绪 ) 时， 光伏逆变器 112 是先输出最大功率限制值以等待电能调节器 100 就绪。 0039 请参照图 1 和图 4， 图 4 为本发明一种操作电能调节器的方法的另。
27、一实施例流程 图。图 4 的方法是利用图 1 的电能调节器 100 说明， 详细步骤如下 ： 步骤 400 ： 开始 ； 步骤 402 ： 感测器 102 侦测负载 110 的消耗功率 LPC ； 步骤 404 ： 控制器 106 判断光伏逆变器 112 是否处于输出模式 ； 如果是， 进行步骤 406 ； 如果否， 跳回步骤 402 ； 步骤 406 ： 控制器 106 开 启继电器 104， 以及传送负载 110 的消耗功率 LPC 的信息至光伏逆变器 112 ； 步骤 408 ： 光伏 逆变器 112 根据负载 110 的消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输出功率。
28、， 跳 回步骤 402。 0040 图 4 的实施例和图 2 的实施例的差别在于在步骤 406 中不论电流 IG 是否大于预 定电流值， 控制器 106 都不会关闭继电器 104。因此， 光伏逆变器 112 总是根据负载 110 的 消耗功率 LPC 的信息， 调整光伏逆变器 112 的最大输出功率， 以使光伏逆变器 112 的最大输 说 明 书 CN 102868172 A 6 5/5 页 7 出功率不大于光伏逆变器 112 的最大功率限制值。另外， 图 4 的实施例的其余操作原理皆 和图 2 的实施例相同， 在此不再赘述。 0041 综上所述， 本发明所提供的电能调节器和操作电能调节器的方。
29、法， 是利用感测器 侦测负载的消耗功率。然后控制器可根据市电提供给负载的电流， 决定是否通知光伏逆变 器停止输出交流电流， 或是光伏逆变器可根据负载的消耗功率的信息， 调整光伏逆变器的 最大输出功率。因此， 相较于先前技术， 因为本发明可根据负载的消耗功率， 适当地调节光 伏逆变器的最大输出功率， 所以本发明可防止太阳能板所产生的电能中没有被负载消耗的 部分通过光伏逆变器产生的交流电流逆灌至市电。 0042 以上所述仅为本发明较佳实施例， 凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修 饰， 皆应属本发明之涵盖范围。 说 明 书 CN 102868172 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102868172 A 8 2/4 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102868172 A 9 3/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102868172 A 10 4/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102868172 A 11 。