JP6356703B2 - 発電セルに対する電子管理システム、発電システム、およびエネルギー流を電子的に管理する方法 - Google Patents
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Description
− nを正の整数として、関連するn個の発電セルに接続されるセル接続端子と、
− mを正の整数とし、mの最小値をm=2として、関連するm個の静的変換器に接続される出力端子と、
− 前記セル接続端子から前記出力端子に向かっての行路上で、エネルギーの流れをルーティングするようになっているエネルギールーティングモジュールと、
− 前記エネルギールーティングモジュールを、動的に制御するようになっている電子制御ユニットとを備えている。
− セル接続端子における、電圧および/または電流センサを備えるグループの中の第1のセンサと、
− 静的変換器の出力端子における電圧および/または電流センサを備える、第2のセンサとを備え、
電子制御ユニットは、前記第1および第2のセンサの出力に従って、前記エネルギールーティングモジュールのスイッチを動的に再設定するように構成されている。
− 少なくともn個(nは正の整数)の発電セルと、
− 少なくともm個(mは正の整数で、mの最小値はm=2)の静的変換器と、
− 上記で述べた電子管理システムを備え、電子管理システムは、
− 関連するn個の発電セルに接続されたセル接続端子と、
− 関連するm個の静的変換器に接続された出力端子と、
− 前記セル接続端子から前記出力端子に向かっての行路上でエネルギーの流れをルーティングするようになっているエネルギールーティングモジュールと、
− エネルギールーティングモジュールを動的に制御するようになっている電子制御ユニットとを備えている。
− セル接続端子における電圧および/または電流センサを備えるグループの中の第1のセンサと、
− 静的変換器の出力端子における電圧および/または電流センサを備える第2のセンサとを備え、
電子制御ユニットは、前記第1および第2のセンサの出力に従って、前記エネルギールーティングモジュールのスイッチを動的に再設定するように構成されている。
− セル接続端子における電圧値および/または電流値を備えるセル値を検出するステップと
− 静的変換器の出力における電圧値および/または電流値を備える変換器値を検出するステップと、
− セル値および変換器値に従って、発電セルに接続されたセル接続端子から、前記出力端子に向かう行路上で、エネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを、更に備えている。これらの出力端子の少なくともいくつかは、前記少なくともm個の静的変換器に接続されている。
− 稼働している変換器と、障害のために稼働していない変換器との間で、変換器の稼働状態を検出するステップと、
− 発電セルに接続された2n個のセル接続端子から前記稼働変換器に向かう行路上で、エネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを備えている。
− 遮光PVセルと非遮光PVセルとの間における、少なくとも2つのクラスの日射照度状態のPVセルを検出するステップと、
− 発電セルに接続されたセル接続端子から、同じクラスの日射照度状態のPVセルだけが直列に接続された前記変換器に向かう行路上で、エネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを備えることができる。
3 発電セル
31〜3n 発電セル
5 電子管理システム
7 負荷
9 静的変換器
91、92 静的変換器
11 MPPT制御ユニット
13 エネルギールーティングモジュール
15 電子制御ユニット
17 電気接続マップ
21 第1のセンサ
22 第2のセンサ
23 処理ユニット
25 駆動ユニット
30 合成ボックス
32 DC/AC変換器
35 再設定モジュール
37 DC/AC変換器
40 環状接続
99 静的変換器
I1〜I6 セル接続端子
O1〜O4 出力端子
S1〜S15 スイッチ
Claims (24)
- 発電セル(3)に対する電子管理システム(5)であって、
− nを正の整数として、関連するn個の発電セル(3)に接続されるセル接続端子と、
− mを、最小値をm=2とする正の整数として、関連するm個の静的変換器(9)に接続される出力端子と、
− 前記セル接続端子から前記出力端子に向かっての行路上で、エネルギーの流れをルーティングするようになっているエネルギールーティングモジュール(13)と、
− 前記エネルギールーティングモジュール(13)を動的に制御するようになっている電子制御ユニット(15)とを備え、
前記各静的変換器(9)は、出力用の出力端子を備えており、
前記エネルギールーティングモジュール(13)は、pを正の整数、従って、p≧1として、少なくともp個の出力端子を更に備え、前記少なくともp個の出力端子は、前記エネルギールーティングモジュール(13)の、対応するp個の入力端子に接続され、これにより、前記p個の出力端子と前記p個の入力端子との間に環状接続(40)を備えており、前記環状接続(40)を介して、前記出力端子から前記入力端子へ、及び、前記出力端子から他の前記出力端子へのエネルギー流を再ルーティング可能に構成されていることを特徴とする電子管理システム。 - 前記電子制御ユニット(15)は、
− 前記セル接続端子における電圧および/または電流センサを備えるグループの中の第1のセンサ(21)と、
− 前記静的変換器の出力端子における電圧および/または電流センサを備える第2のセンサ(22)とを備え、
前記電子制御ユニット(15)は、前記第1および第2のセンサ(21、22)の出力に従って、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の電子管理システム。 - 前記電子制御ユニット(15)は、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成され、これにより、(i)前記変換器の前記出力における瞬時電力、または(ii)前記変換器の経時変化のグループの中の、少なくとも1つのパラメータを最適化することを特徴とする、請求項1または2に記載の電子管理システム。
- mはnより小さい正の整数であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記少なくとも2n個のセル接続端子と、前記少なくとも2m個の出力端子とを備えていることを特徴とする、請求項4に記載の電子管理システム。
- 前記エネルギールーティングモジュール(13)は、前記セル接続端子と前記出力端子との間の電気接続マップ(17)と前記電気接続マップの中に配置されたスイッチ(S)とを備え、前記セル接続端子の少なくとも1つから前記出力端子の少なくとも1つに向かっての行路上で、エネルギーをルーティングすることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記電気接続マップ(17)と前記スイッチ(S)とは、前記出力端子において、前記セル接続端子の、複数の直列および/または並列接続を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項6に記載の電子管理システム。
- 前記電子制御ユニット(15)は、制御パラメータの変化に応答して、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記電子制御ユニット(15)は、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を、定期的に行うことを基本として、動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記電子制御ユニット(15)は、過去のエネルギールーティング設定に基づいて推定した最適電力出力に従って、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記電子制御ユニット(15)は、電力コスト関数の最適化に従って、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記電子制御ユニット(15)は、前記変換器の出力の操作の周期を変更するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 前記環状接続(40)の少なくとも1つは、前記静的変換器(9)を備えていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子管理システム。
- 発電システム(1)であって、
− nを正の整数として、少なくともn個の発電セル(3)と、
− mを正の整数とし、mの最小値をm=2として、少なくともm個の静的変換器(9)と、
− 請求項1〜13のいずれか1項に記載の前記電子管理システム(5)であって、
− 関連する前記n個の発電セル(3)に接続されたセル接続端子と、
− 関連する前記m個の静的変換器(9)に接続された出力端子と、
− 前記セル接続端子から前記出力端子に向かっての行路上でエネルギー流をルーティングするようになっている前記エネルギールーティングモジュール(13)と、
− 前記エネルギールーティングモジュールを動的に制御するようになっている電子制御ユニット(15)とを備える電子管理システム(5)とを備えており、
前記各静的変換器(9)は、出力用の出力端子を備えており、
前記エネルギールーティングモジュール(13)は、pを正の整数、従って、p≧1として、少なくともp個の出力端子を更に備え、前記少なくともp個の出力端子は、前記エネルギールーティングモジュール(13)の、対応するp個の入力端子に接続され、これにより、前記p個の出力端子と前記p個の入力端子との間に環状接続(40)を備えており、前記環状接続(40)を介して、前記出力端子から前記入力端子へ、及び、前記出力端子から他の前記出力端子へのエネルギー流を再ルーティング可能に構成されていることを特徴とする発電システム。 - 前記電子制御ユニット(15)は、
− セル接続端子における電圧および/または電流センサを備えるグループの中の第1のセンサ(21)と、
− 前記静的変換器の出力における電圧および/または電流センサを備える第2のセンサ(22)とを備え、
電子制御ユニット(15)は、前記第1および第2のセンサ(21、22)の出力に従って、前記エネルギールーティングモジュール(13)のスイッチ(S)を動的に再設定するように構成されていることを特徴とする、請求項14に記載のシステム。 - mはnより小さい正の整数であることを特徴とする、請求項14または15に記載のシステム。
- 前記m個の静的変換器(9)は、異なる電力範囲および/または変換技術を有する変換器の、少なくとも2つのグループに分割されることを特徴とする、請求項14または15に記載のシステム。
- 発電セル(3)に対する電子管理システム(5)を備えたシステムにおいて、nを正の整数として、少なくともn個の前記発電セル(3)と、mを正の整数とし、mの最小値をm=2として、少なくともm個の静的変換器(9)との間のエネルギーの流れを電子的に管理する方法であって、
前記各静的変換器(9)は、出力用の出力端子を備えており、
前記電子管理システム(5)は、エネルギールーティングモジュール(13)を備えており、
前記エネルギールーティングモジュール(13)は、pを正の整数、従って、p≧1として、少なくともp個の出力端子を更に備え、前記少なくともp個の出力端子は、前記エネルギールーティングモジュール(13)の、対応するp個の入力端子に接続され、これにより、前記p個の出力端子と前記p個の入力端子との間に環状接続(40)を備えており、前記環状接続(40)を介して、前記出力端子から前記入力端子へ、及び、前記出力端子から他の前記出力端子へのエネルギー流を再ルーティング可能に構成されているものにおいて、
前記発電セル(3)に接続されたセル接続端子から、前記出力端子であって少なくともいくつかが前記少なくともm個の静的変換器に接続されている出力端子に向かっての行路上で、エネルギーの流れを動的にルーティングするステップと、前記環状接続(40)を介して、前記出力端子から前記入力端子へ、及び、前記出力端子から他の前記出力端子へのエネルギー流を再ルーティングするステップとを含むことを特徴とする方法。 - − 前記セル接続端子における電圧値および/または電流値を備えるセル値を検出するステップと、
− 前記静的変換器の出力における電圧値および/または電流値を備える変換器値を検出するステップと、
− 前記発電セル(3)に接続されたセル接続端子から、前記出力端子であって、前記出力端子の少なくともいくつかが前記少なくともm個の静的変換器に接続された出力端子に向かっての行路上で、前記セル値および前記変換器値に従ってエネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを更に備えていることを特徴とする、請求項18に記載の方法。 - mはnよりも小さいことを特徴とする、請求項18または19に記載の方法。
- − 稼働している変換器と障害が原因で稼働していない変換器(9)との間の変換器(9)の稼働状態を検出するステップと、
− 前記発電セル(3)に接続されたセル接続端子から前記稼働している変換器(9)に向かっての行路上でエネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを備えていることを特徴とする、請求項18〜20のいずれか1項に記載の方法。 - 前記変換器(9)の稼働状態の前記検出は、前記変換器の出力の電圧値および/または電流値を備える変換器値の検出に基づくことを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- 前記発電セル(3)は、光起電力セルであり、
− 前記光起電力セルに関して、特に、遮光PVセル(3)および非遮光PVセル(3)の少なくとも2つのクラスの、PVセル(3)の日射照度状態を検出するステップと、
− 前記発電セル(3)に接続されたセル接続端子から、前記変換器(9)に直列に接続されたPVセル(3)で、同じクラスの日射照度状態にあるPVセル(3)だけが接続されている前記変換器(9)に向かっての行路上で、エネルギーの流れを動的にルーティングするステップとを備えていることを特徴とする、請求項18〜22のいずれか1項に記載の方法。 - 前記変換器の出力を操作する周期は、回転させる要領で実行し、前記各変換器(9)による操作時間および/またはエネルギー処理を均等化することを特徴とする、請求項18〜20のいずれか1項に記載の方法。
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