[发明专利]功率调节器、控制方法和发电系统

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求于2011年6月22日提交的第2011-138793号日本专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。 

技术领域

本发明涉及连接发电设备和商业电力网（电网）的功率调节器、控制方法和发电系统。 

背景技术

设有发电设备的发电系统诸如太阳能板等均设有用于连接发电设备和电网的功率调节器。一种已知示例的这种功率调节器设有用于蓄电池的直流电输出单元，用来自发电设备和来自电网的电力为蓄电池充电，并且当电网发生故障诸如断电或电网电压下降时，通过从蓄电池放电维持电力（例如，参见专利文献1）。 

根据“Grid Interconnection Technical Requirements Guidelines for Guaranteeing Electric Power Quality（用于保障电力质量的电网互连技术要求准则）”（Agency for Natural Resources and Energy，自然资源与能源机构，2004年10月1日），当电网电压下降时，“用于瞬间电压下降采取应对措施的时间间隔约达两秒”。因此，当电网电压下降时，发电设备61需要在两秒内断开。在断开后，断开状态通常保持一定时间段，并且一旦确定该电网未发生故障，发电设备会自动恢复（连接）。 

引用列表 

专利文献1：JP2003189477A 

发明内容

替代连接蓄电池，直流电负荷可连接至直流电输出单元，并且从发电设备获得的DC电力可由DC/DC转换器升压以驱动直流电负荷。而且，因为能从具有双向逆变器的电网获得DC电力，所以即使当发电设备例如是太阳能板时，也可能在夜间获得DC电力。 

但是，通过这样的结构，在断开期间，用于直流电负荷的唯一电源是发电设备，并且直流电负荷可能未被供给充足电力。具体地，当发电设备是太阳能板并且断开发生在夜间时，无法获得DC电力，从而不可能驱动直流电负荷。应注意，这种问题不限于发电设备是太阳能板的情况，当来自多种发电设备诸如风力发电机、私人发电机等的DC电力波动时也会出现这种问题。 

本发明是鉴于上述情况而作出的，本发明的目的是提供即使在断开时期也能稳定地获得DC电力的发电系统、功率调节器和控制方法。 

根据本发明的第一方面的功率调节器包括DC/DC转换器、直流电输出单元、电网互连开关、逆变器、AC开关、整流器、以及控制单元，其中DC/DC转换器配置为接收由发电设备输出的直流电的输入，直流电输出单元配置为将来自DC/DC转换器的直流电输出至外部单元，电网互连开关配置为连接至商业电力网，逆变器配置为经过电网互连开关连接至商业电力网，并且通过将来自DC/DC转换器的直流电输出转换为交流电并将该交流电输出至商业电力网来执行DC/AC转换，AC开关连接至电网互连开关的、商业电力网的一侧，整流器配置为经过AC开关连接至商业电力网，整流器对来自商业电力网的交流电进行整流并将整流后的电流输出至DC/DC转换器，当电网互连开关在预定的断开条件下断开时，控制单元被配置为在电网互连开关断开之前使AC开关连接。 

本发明的第二方面是根据第一方面的功率调节器，当使AC开关连接时，控制单元在发电设备发电的情况下，使发电设备输出的直流电的电压与来自整流器的整流后的电压一致。 

本发明的第三方面是根据第二方面的功率调节器，DC/DC转换器具有对由发电设备输出的直流电进行最大功率点跟踪的功能，并且控制单元暂停最大功率点跟踪的功能的操作，并使发电设备输出的直流电的电压与来自整流器的整流后的电压一致。 

本发明的第四方面是根据第三方面的功率调节器，功率调节器连接至作为发电设备的、包括太阳能板的设备。 

本发明的第五方面是根据第一方面的功率调节器，控制单元在预定的断开条件下使电网互连开关断开并使AC开关连接，预定的断开条件为商业电力网的电网电压和电网频率中的一个偏离预定范围。 

本发明的第六方面是根据第五方面的功率调节器，控制单元在自检测到预定的断开条件起的第一时间间隔内使电网互连开关断开并使AC开关连接。 

本发明的第七方面是根据第五方面的功率调节器，第一时间间隔为两秒。 

本发明的第八方面是根据第一方面的功率调节器，在使电网互连开关断开并使AC开关连接后，当自电网互连开关断开后经过了第二时间间隔时，控制单元执行电网互连恢复过程。