TWI522767B - 太陽光能發電系統 - Google Patents

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TWI522767B
TWI522767B TW103120773A TW103120773A TWI522767B TW I522767 B TWI522767 B TW I522767B TW 103120773 A TW103120773 A TW 103120773A TW 103120773 A TW103120773 A TW 103120773A TW I522767 B TWI522767 B TW I522767B
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呂光欽
李軒宇
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國立中央大學
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Description

太陽光能發電系統
本發明係有關於一種發電系統,特別是有關於一種太陽光能發電系統。
為因應節能減碳的趨勢,全球積極推動綠色能源產業,並且由於全球暖化議題仍未有解決方案,加上近年來石化能源加速短缺,再生能源的發展成為目前各方積極研究的重點之一,其中,再生能源又以太陽光能發電之相關研究與應用較為普遍。
併網型太陽光能發電系統主要分類為家用型及商用型,兩者差異在於所需的功率不同,而發電系統較常發生的問題為出現電力干擾,例如:雷擊、鹽害類的天然災害或外物碰觸,造成發電系統不穩定導致電網之電壓驟降,因而使得發電系統整體故障,造成用戶端的不便,如用戶端為大型生產線,其發電系統故障將影響生產線的停擺,造成用戶端嚴重損失,為了解決電壓驟降所造成的影響,各國的電網法規中訂定一低電壓穿透之法規,即當發生電壓驟降時,發電端可向電網提供一定的虛功率直到電網恢復正常,而不因電壓驟降使得發電端與電網切離造成莫大發電量損失。
目前一般應用之發電系統在發電期間,將透過兩階段電壓轉換的方式將電力送至電網,意即將發電端先經過直流轉直流之電壓轉換器進行第一階段升壓,接著,再將第一階段升壓後之直流電壓輸入至直流轉交流之電壓轉換器進行第二階段升壓,然而,進行兩階段升壓不僅耗能,同時因電壓轉換器數量的增加而增加整體發電系統的體積與成本。
有鑑於此,本發明希望能夠提出一種新的解決方案。
為了解決先前技術所述之問題,本發明之主要目的在於提供一種太陽光能發電系統,包括:一太陽光能發電模組,具有一輸出端,其接收一太陽光能並將太陽光能轉換為一直流電壓,並產生一直流電流;一電容,其與太陽光能發電模組之輸出端並聯連接,接收直流電壓後輸出;一直流對交流電壓轉換器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性並聯連接於電容,將直流電壓轉換為一交流電壓,並產生一交流電流;一濾波器,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於直流對交流電壓轉換器之輸出端,用以濾除交流電壓與交流電流之雜訊;一繼電器,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於濾波器之輸出端;一電網,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於繼電器之輸出端;一控制模組,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性連接於太陽光能發電模組之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器之輸出端;一運算模組,具有一第一輸入端、一第二輸出端與一輸出端,第一輸入端電性連接於控制模組之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器之輸出端;以及一PWM控制器,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於運算模組之輸出端,輸出端電性連接於直流對交流電壓轉換器之第二輸入端;其中,控制模組之第一輸入端接收自太陽光能發電模組輸出之直流電壓與直流電流,控制模組藉由直流電壓與直流電流追蹤太陽光能發電模組之一功率最大值並計算一最大功率點電壓,控制模組之第二輸入端接收濾波器之輸出端輸出之交流電流與交流電壓及直流對交流電壓轉換器之一額定電流,控制模組藉由濾波器所輸出之交流電壓與交流電流計算直流對交流電壓轉換器輸出之一第一實功率與一第一虛功率及電網之一電壓相角,並且控制模組藉由濾波器所輸出之交流電壓與直流對交流電壓轉換器之額定電流計算電網之一第二實功率與一第二虛功率;其中,電網發生異常時,控制模組輸出一輸出訊號,並於比較第一實功率與第二實功率後輸出一選擇訊號,控制模組根據選擇訊號與輸出訊號輸出一命令電流至運算模組之第一輸入端,運算模組之第一輸入端與第二輸入端分別接收命令電流與濾波器之輸出端輸出之交流電流,並運算交流電流與命令電流之間之一誤差及補償誤差,並輸出一命令電壓至PWM控制器,PWM控制器依據命令電壓輸出一PWM控制訊號,PWM控制訊號控制輸入電容之直流電壓達到最大功率點電壓與控制直流對交流電壓轉換器輸出之交流電流達到電網所需之電流;以及其中,直流對交流電壓轉換器的個數為一。
所述的太陽光能發電系統,其中控制模組包括:一最大功率追蹤單元,其接收直流電壓與直流電流後,追蹤太陽光能發電模組之功率最大值並計算最大功率點電壓;一第一加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端接收最大功率追蹤單元輸出之最大功率點電壓,第二輸入端接收太陽光能發電模組輸出之直流電壓,第一加減器接收最大功率點電壓與直流電壓計算出一第一誤差值,輸出端輸出第一誤差值;一鎖相迴路裝置,其接收濾波器之輸出端輸出之電壓與電流,計算出第一實功率、第一虛功率及電網之電壓相角;一低電壓穿透控制裝置,其接收第一實功率、濾波器輸出之電壓及直流對交流電壓轉換器之額定電流,計算電網之第二實功率與第二虛功率,且於電網發生異常時,輸出輸出訊號,並於比較第一實功率與第二實功率後,輸出選擇訊號;一第二加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端接收第二實功率,第二輸入端接收第一實功率,第二加減器接收第二實功率與第一實功率後,計算一第二誤差值,輸出端輸出第二誤差值;一第一開關,其一端接收第一誤差值,另一端接收第二誤差值,第一開關根據選擇訊號選擇第一誤差值與第二誤差值其中之一輸出;一第二開關,其一端為一零功率,另一端接收低電壓穿透控制裝置輸出之第二虛功率,並根據輸出訊號選擇零功率與第二虛功率其中之一輸出;一第三加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收鎖相迴路裝置輸出之第一虛功率,其第二輸入端接收第二開關輸出之零功率與第二虛功率其中之一,第三加減器接收第一虛功率及零功率與第二虛功率其中之一,並計算一第三誤差值,輸出端輸出第三誤差值;一智慧型控制裝置,接收第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,進行第三誤差值及第一誤差值與第二誤差值其中之一之補償動作,並輸出一交軸電流與一直軸電流;一電流保護裝置,接收交軸電流與直軸電流,限制交軸電流與直軸電流電流大小,防止電流過大與電流過小;一座標轉換單元,接收經電流保護裝置輸出之交軸電流與直軸電流及鎖相迴路裝置輸出之電網之電壓相角後,進行交軸電流、直軸電流及電壓相角之間的座標轉換,並轉換為命令電流輸出至運算模組。
所述的太陽光能發電系統,其中智慧型控制裝置為一類神經網路,類神經網路包含:一輸入單元,用以接收第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一;一處理單元,接收由輸入單元輸出之第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後,並即時將第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並補償第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一;以及一輸出單元,接收由處理單元輸出之經函數轉換與補償後之第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,並將函數形式之第三誤差值解析為直軸電流,以及將函數形式之第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一解析為交軸電流。
所述的太陽光能發電系統,其中智慧型控制裝置為一模糊類神經網路,模糊類神經網路包含:一輸入單元,用以接收第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一;一處理單元,接收由輸入單元輸出之第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後,並即時將第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並補償第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一;以及一輸出單元,接收由處理單元輸出之經函數轉換與補償後之第三誤差值及第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,並將函數形式之第三誤差值解析為直軸電流,以及將函數形式之第一開關輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一解析為交軸電流。
所述的太陽光能發電系統,其中電網為一單相電網與一三相電網其中之一。
所述的太陽光能發電系統,其中濾波器輸出之電流為一單相電流與一三相電流其中之一。
所述的太陽光能發電系統,其中濾波器輸出之電壓為一單相電壓與一三相電壓其中之一。
經上述可知藉由本發明之太陽光能發電系統,可用以偵測電網是否發生異常,並以PWM控制訊號控制連接直流對交流電壓轉換器之電容的直流電壓符合太陽光能發電模組的最大功率點電壓,以維持太陽光能發電模組與直流對交流電壓轉換器之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器輸出之交流電流維持在電網所需之電流,以防止電網之電壓驟降,而導致莫大發電量損耗。

1、10、100 太陽光能發電系統
11、101、1001 太陽光能發電模組
12、102、1002 直流對交流電壓轉換器
13、1003 濾波器
103 π型濾波器
14、104、1004 繼電器
15 電網
105 單相電網
1005 三相電網
16、106、1006 PWM控制器
17、107、1007 運算模組
18、108、1008 控制模組
1081、10081 最大功率追蹤單元
1082、10082 座標轉換單元
1083、10083 電流保護裝置
1084、10084 智慧型控制裝置
1085、10085 鎖相迴路裝置
1086、10086 低電壓穿透控制裝置
10841、100841 輸入單元
10842、100842 處理單元
10843、100843 輸出單元
A 第一加減器
B 第二加減器
C 第三加減器
SW1 第一開關
SW2 第二開關
P 第一實功率
P* 第二實功率
Q 第一虛功率
Q* 第二虛功率
Vpv 直流電壓
Ipv 直流電流
V 交流電壓
V1 單相電壓
Va、Vb、Vc 三相電壓
I 交流電流
I1 單相電流
Ia、Ib、Ic 三相電流
I*、I1*、Ia*、Ib*、Ic* 命令電流
Vcon、Vcon1、Vcona、Vconb、Vconc 命令電壓
Imax 額定電流
Cdc、C1、C2 電容
L、L1、L2、La、Lb、Lc 電感
θe 電壓相角

第1圖係為本發明之太陽光能發電系統示意圖。
第2圖係為本發明一第一實施例之太陽光能發電系統之示意圖。
第3圖係為本發明一第一實施例之太陽光能發電系統之智慧型控制裝置之內部示意圖。
第4圖係為本發明一第二實施例之太陽光能發電系統之示意圖。
第5圖係為本發明一第二實施例之太陽光能發電系統之智慧型控制裝置之內部示意圖。
本發明揭露一種太陽光能發電系統,其中所利用之太陽光能發電方式,已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭,故以下文中之說明,不再作完整描述。同時,以下文中所對照之圖式,係表達與本發明特徵有關之結構及功能示意,並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製,合先敘明。
首先,請參閱第1圖,係為本發明之太陽光能發電系統示意圖。
如第1圖所示,本發明之太陽光能發電系統1包含一太陽光能發電模組11、一電容Cdc、一直流對交流電壓轉換器12、一濾波器13、一繼電器14、一電網15、一PWM(Pulse Width Modulation;PWM)控制器16、一運算模組17及一控制模組18,繼電器14可以為一種固態繼電器(Solid State Relay;SSR),電網15為一單相電網或一三相電網,單相電網常用於家用型電網,其電力規格例如是:220V/60Hz,功率約為3kW~5kW,在此並不設限,而三相電網常用於商用型或工業型電網,其電力規格例如是:220V/60Hz,功率約為10kW,在此並不設限,而直流對交流電壓轉換器12為一種將直流電壓轉交流電壓之直流對交流電壓轉換器,當電網為單相電網時,直流對交流電壓轉換器12則為一全橋電壓轉換器(Full Bridge Inverter),若電網為三相電網時,直流對交流電壓轉換器12則為一三相電壓轉換器(Three Phase Inverter)。本發明之太陽光能發電系統1所包含的太陽光能發電模組11、電容Cdc、直流對交流電壓轉換器12、濾波器13、繼電器14、電網15、PWM (Pulse Width Modulation;PWM)控制器16、運算模組17及控制模組18的連接關係敘述如下。
接著,請繼續參考第1圖,在此,太陽光能發電模組11具有一輸出端,其接收外部太陽光(圖中未顯示),並將外部太陽光轉換為一直流電壓Vpv,並且產生一直流電流Ipv;電容Cdc與太陽光能發電模組11並聯連接,用以穩定太陽光能發電模組11之直流電壓Vpv,接收直流電壓Vpv、直流電流Ipv後輸出至直流對交流電壓轉換器12;直流對交流電壓轉換器12具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性連接於電容Cdc,接收電容Cdc輸出之直流電壓Vpv後,將直流電壓Vpv轉換為交流電壓V,並產生一交流電流I後輸出;濾波器13,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於直流對交流電壓轉換器12之輸出端,接收直流對交流電壓轉換器12輸出之交流電壓V與交流電流I後,用以濾除交流電壓V與交流電流I之雜訊,避免因雜訊過大干擾電壓與電流訊號,進而影響整體發電系統發電品質;繼電器14具有一輸入端與一輸出端,其輸入端電性連接於濾波器13之輸出端;電網15,具有一輸入端與一輸出端,其輸入端電性連接於繼電器14之輸出端;控制模組18具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性連接於太陽光能發電模組11之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器13之輸出端;運算模組17具有一第一輸入端、一第二輸出端與一輸出端,第一輸入端電性連接於控制模組18之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器13之輸出端;PWM控制器16具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於運算模組17之輸出端,輸出端電性連接於直流對交流電壓轉換器12之第二輸入端。
接著,請繼續參考第1圖,當控制模組18之第一輸入端接收自太陽光能發電模組11輸出之直流電壓Vpv與直流電流Ipv時,控制模組18藉由直流電壓Vpv與直流電流Ipv利用增量電導法(Incremental Conductance Method;InCon)追蹤太陽光能發電模組11之一功率最大值並計算一最大功率點電壓,意即追蹤太陽光能發電模組11在功率最大值時的最大功率點電壓,藉以提高太陽光能發電效率,此外,控制模組18之第二輸入端接收濾波器13之輸出端輸出之交流電流I與交流電壓V及直流對交流電壓轉換器12之一額定電流Imax,額定電流Imax意即所使用之直流對交流電壓轉換器12所能承受的最大電流值,控制模組18藉由濾波器13所輸出之交流電壓V與交流電流I計算直流對交流電壓轉換器12輸出之一第一實功率與一第一虛功率及電網15之一電壓相角,並且控制模組18藉由濾波器13所輸出之交流電壓V與直流對交流電壓轉換器12之額定電流Imax計算電網15所實際接收之一第二實功率與一第二虛功率,當控制模組18偵測電網15發生異常後即輸出一輸出訊號,並比較第一實功率與第二實功率後輸出一選擇訊號,控制模組18根據選擇訊號與輸出訊號輸出一命令電流I*至運算模組17之第一輸入端,運算模組17之第一輸入端與第二輸入端分別接收命令電流I*與濾波器13之輸出端輸出之交流電流I,並運算命令電流I*與交流電流I之間的誤差及進行補償後,輸出一命令電壓Vcon至PWM控制器16,PWM控制器16輸出一PWM控制訊號以控制輸入電容Cdc之直流電壓Vpv達到太陽光能發電模組11的最大功率點電壓與控制直流對交流電壓轉換器12輸出之交流電流I維持在電網15所需之電流,在此實施例中,藉由控制模組18即時偵測電網是否發生異常,並即時控制直流對交流電壓轉換器12輸出的交流電流I與電容Cdc之直流電壓Vpv,可防止因電網15異常導致莫大發電量損耗。值得注意的是,本發明中僅使用一個電壓轉換器,即一階段電壓轉換,而非一般所使用的兩階段電壓轉換,故太陽光能發電系統1可大幅降低成本與體積,增加使用性的便利。
請參考第2圖,為本發明一第一實施例之太陽光能發電系統之示意圖。
首先,一太陽光能發電系統10,包括一太陽光能發電模組101,具有一輸出端,其接收外部太陽光後,轉換為一直流電壓Vpv,並且產生一直流電流Ipv;電容Cdc,其與太陽光能發電模組101並聯連接,接收直流電壓Vpv後輸出;一直流對交流電壓轉換器102,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性連接於電容Cdc,將直流電壓Vpv轉換為一單相交流電壓V1,直流對交流電壓轉換器102之輸出端輸出單相交流電壓V1與一單相交流電流I1;π型濾波器103,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於直流對交流電壓轉換器102之輸出端,用以濾除單相交流電壓V1與單相交流電流I1之雜訊後輸出,避免因雜訊過大干擾電壓與電流訊號,π型濾波器103係利用電容C1、電容C2、電感L1及電感L2所形成,電容C1之一第一端與電感L1之一第一端電性連接,電容C1之一第二端與電感L2之一第一端電性連接,電感L1之一第二端與電容C2之一第一端電性連接,電感L2之一第二端與電容C2之一第二端電性連接;繼電器104,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於π型濾波器103之輸出端;一單相電網105,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於繼電器104之輸出端;控制模組108,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,第一輸入端電性連接於太陽光能發電模組101之輸出端,第二輸入端電性連接於π型濾波器103之輸出端;運算模組107,具有一第一輸入端、一第二輸出端與一輸出端,第一輸入端電性連接於控制模組108之輸出端,第二輸入端電性連接於π型濾波器103之輸出端;以及PWM控制器106,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於運算模組107之輸出端,輸出端電性連接於直流對交流電壓轉換器102之第二輸入端。
請繼續參考第2圖,控制模組108包括一最大功率追蹤單元1081,其接收太陽光能發電模組101所輸出之直流電壓Vpv與直流電流Ipv後,追蹤太陽光能發電模組101之功率最大值並計算一最大功率點電壓Vpv*,意即追蹤太陽光能發電模組101在功率最大值時的最大功率點電壓Vpv*,藉以提高太陽光能發電效率;一第一加減器A,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收最大功率追蹤單元1081輸出之最大功率點電壓Vpv*,其第二輸入端接收太陽光能發電模組101輸出之直流電壓Vpv,第一加減器A藉由最大功率點電壓Vpv*與直流電壓Vpv計算出一第一誤差值,並由輸出端輸出第一誤差值;一鎖相迴路裝置1085,其接收π型濾波器103輸出之單相交流電壓V1與單相交流電流I1後,計算出直流對交流電壓轉換器102之一第一實功率P、一第一虛功率Q及單相電網105之一電壓相角θe;一低電壓穿透控制裝置1086,其接收鎖相迴路裝置1085所計算之第一實功率P、π型濾波器103輸出之單相交流電壓V1及直流對交流電壓轉換器102之額定電流Imax後,計算單相電網105之一第二實功率P*與一第二虛功率Q*,且當低電壓穿透控制裝置1086即時判斷當單相電網105發生異常時,低電壓穿透控制裝置1086輸出一輸出訊號,並進行比較第一實功率P與第二實功率P*後輸出一選擇訊號;一第二加減器B,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收第二實功率P*,其第二輸入端接收第一實功率P,第二加減器B接收第二實功率P*與第一實功率P後計算一第二誤差值,並由輸出端輸出第二誤差值;一第一開關SW1,其一端接收第一加減器A所輸出之第一誤差值,另一端接收第二加減器B所輸出之第二誤差值,第一開關SW1根據低電壓穿透控制裝置1086輸出之選擇訊號選擇第一誤差值與第二誤差值其中之一輸出;一第二開關SW2,其一端為一零功率,另一端接收低電壓穿透控制裝置1086輸出之第二虛功率Q*,並根據低電壓穿透控制裝置1086輸出之輸出訊號選擇零功率與第二虛功率Q*其中之一輸出;一第三加減器C,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收鎖相迴路裝置1085輸出之第一虛功率Q,其第二輸入端接收第二開關SW2輸出之零功率0與第二虛功率Q*其中之一,第三加減器C接收第一虛功率Q及零功率0與第二虛功率Q*其中之一後計算一第三誤差值,並由輸出端輸出第三誤差值;一智慧型控制裝置1084,接收第三加減器C所輸出之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後進行補償動作,並輸出一交軸電流Iq*與一直軸電流Id*,智慧型控制裝置1084是類神經網路(Neural Network;NN)或是模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)其中之一;一電流保護裝置1083,接收交軸電流Iq*與直軸電流Id*後,進行限制電流動作後輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*,防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障;一座標轉換單元1082,接收經電流保護裝置1083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置1085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流I1*輸出至運算模組107;其中運算模組107接收控制模組108輸出之命令電流I1*與π型濾波器103輸出之單相交流電流I1,運算命令電流I1*與單相交流電流I1之間的誤差及進行補償後輸出一命令電壓Vcon1至PWM控制器106,PWM控制器106接收命令電壓Vcon1後輸出一PWM控制訊號以穩定輸入電容Cdc之直流電壓Vpv達到太陽光能發電模組101的最大功率點電壓Vpv*與控制直流對交流電壓轉換器102輸出之單相交流電流I1維持在單相電網105所需之電流。
請繼續參考第2圖,當單相電網105未發生故障時,低電壓穿透控制裝置1086並未偵測到單相電網105發生異常,故第二開關SW2之一端連接零功率,並將零功率輸出至第三加減器C,故第三加減器之第一輸入端接收鎖相迴路裝置1085輸出之第一虛功率Q,第二輸入端接收零功率0,並計算第一虛功率Q與零功率0之間的誤差值,另一方面,第一開關SW1之一端連接至第一加減器A輸出之誤差值,接著,智慧型控制裝置1084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置1083進行限制電流動作,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元1082接收經電流保護裝置1083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置1085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流I1*輸出至運算模組107,其中運算模組107接收座標轉換單元1082輸出之命令電流I1*與π型濾波器103輸出之單相交流電流I1,運算命令電流I1*與單相交流電流I1之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcon1至PWM控制器106,PWM控制器106接收命令電壓Vcon1後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器102,以控制連接直流對交流電壓轉換器102之電容Cdc的直流電壓Vpv符合太陽光能發電模組101的最大功率點電壓Vpv*,以維持太陽光能發電模組101與直流對交流電壓轉換器102之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器102輸出之單相交流電流I1維持在單相電網105所需之電流。
請繼續參考第2圖,當單相電網105發生故障時,低電壓穿透控制裝置1086偵測到單相電網105發生異常並輸出一輸出訊號至第二開關SW2,故第二開關SW2之一端切換連接為第二虛功率Q*,並將第二虛功率Q*輸出至第三加減器C,故第三加減器之第一輸入端接收鎖相迴路裝置1085輸出之第一虛功率Q,第二輸入端接收第二虛功率Q*,並計算第一虛功率Q與第二虛功率Q*之間的誤差值,另一方面,低電壓穿透控制裝置1086判斷當下的第一實功率P大於第二實功率P*時,代表太陽光能發電模組101的輸出功率大於單相電網105所需的功率,故低電壓穿透控制裝置1086輸出選擇訊號至第一開關SW1切換其一端連接第二加減器B之誤差值,其誤差值為第一實功率P與第二實功率P*之間的誤差值,接著,智慧型控制裝置1084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置1083進行限制電流動作後輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至座標轉換單元1082,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元1082接收經電流保護裝置1083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置1085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流I1*輸出至運算模組107,其中運算模組107接收控制模組108輸出之命令電流I1*與π型濾波器103輸出之單相交流電流I1後,運算命令電流I1*與單相交流電流I1之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcon1至PWM控制器106,PWM控制器106接收命令電壓Vcon1後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器102,以維持太陽光能發電模組101與直流對交流電壓轉換器102之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器102輸出之單相交流電流I1維持在單相電網105所需之電流,以應對單相電網105之電壓驟降;另一方面,低電壓穿透控制裝置1086判斷當下的第一實功率P小於或等於第二實功率P*時,代表太陽光能發電模組101的輸出功率小於或等於單相電網105所需的功率,仍可使用追蹤最大功率點電壓Vpv*方式,故低電壓穿透控制裝置1086輸出選擇訊號至第一開關SW1切換其一端連接第一加減器A輸出之誤差值,其誤差值為直流電壓Vpv與最大功率點電壓Vpv*之間的誤差值,接著,智慧型控制裝置1084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置1083進行限制電流動作後輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至座標轉換單元1082,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元1082接收經電流保護裝置1083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置1085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流I1*輸出至運算模組107,其中運算模組107接收控制模組108輸出之命令電流I1*與π型濾波器103輸出之單相交流電流I1,運算命令電流I1*與單相交流電流I1之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcon1至PWM控制器106,PWM控制器106接收命令電壓Vcon1後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器102,以控制連接直流對交流電壓轉換器102之電容Cdc的直流電壓Vpv符合太陽光能發電模組101的最大功率點電壓Vpv*,以維持太陽光能發電模組101與直流對交流電壓轉換器102之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器102輸出之單相交流電流I1維持在單相電網105所需之電流,以應對單相電網105之電壓驟降。
在此實施例中,低電壓穿透控制裝置1086為根據各國電網法規所設定,例如IEEE-1547、E.ON及UL-1741等,因而具有低電壓穿透功能(Low Voltage Ride Through;LVRT),此外,藉由低電壓穿透控制裝置1086即時偵測單相電網105是否發生異常,並即時控制直流對交流電壓轉換器102輸出的單相交流電流I1與電容Cdc之直流電壓Vpv,可防止因單相電網105異常導致莫大發電量損耗。值得注意的是,此實施例中僅使用一個電壓轉換器,即一階段電壓轉換,而非一般發電系統所使用的兩階段電壓轉換,故太陽光能發電系統10可大幅降低成本與體積,增加使用性的便利。
請參考第3圖,為第2圖之智慧型控制裝置1084是以一類神經網路(Neural Network;NN)或是一模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)實施時之內部示意圖。
以類神經網路(Neural Network;NN)或是模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)作為智慧型控制裝置1084時,類神經網路內部或是模糊類神經網路內部包含一輸入單元10841、一處理單元10842以及一輸出單元10843,輸入單元10841為接收第一開關SW1輸出之第一誤差值或第二誤差值以及第三加減器C輸出之第三誤差值後輸出至處理單元10842,處理單元10842接收輸入單元10841輸出之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後,即時將第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並即時補償第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,之後輸出至輸出單元10843,輸出單元10843接收處理單元10842輸出之經函數轉換與補償後之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,之後將函數形式之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,分別解析為直軸電流Id*與交軸電流Iq*,需注意的是,以類神經網路或是模糊類神經網路作為智慧型控制裝置1084時,可即時進行誤差補償,並根據所接收到的誤差值自動調整為智慧型控制裝置1084可讀取與運算之函數,故可大幅地提升響應速度,相較於既有的比例積分器(Proportional Integral Controller;PI Controller)需手動調整內部的運算參數才可進行誤差補償,採用類神經網路或模糊類神經網路之智慧型控制裝置1084根據所接收到的誤差值即時進行函數轉換與補償,故具有高響應速度之優點。
請參考第4圖,為本發明一第二實施例之太陽光能發電系統之示意圖。
首先,一太陽光能發電系統100,包括一太陽光能發電模組1001,具有一輸出端,其接收外部太陽光後,轉換為直流電壓Vpv,並且產生直流電流Ipv;電容Cdc,其與太陽光能發電模組1001並聯連接,接收直流電壓Vpv後輸出;一直流對交流電壓轉換器1002,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其輸出端具有三個端點a、b、c,第一輸入端電性連接於電容Cdc,將直流電壓Vpv轉換為三相交流電壓Vab、Vbc、Vca,直流對交流電壓轉換器1002之輸出端輸出三相交流電壓Vab、Vbc、Vca與三相交流電流Ia、Ib、Ic;濾波器1003,具有輸入端與輸出端,輸入端電性連接於直流對交流電壓轉換器1002之輸出端,用以濾除三相交流電壓Vab、Vbc、Vca與三相交流電流Ia、Ib、Ic之雜訊後輸出,避免因雜訊過大干擾電壓與電流訊號,濾波器1003係利用三個電感La、Lb、Lc形成;繼電器1004,具有輸入端與輸出端,輸入端電性連接於濾波器1003之輸出端;一三相電網1005,具有一輸入端與一輸出端,輸入端電性連接於繼電器1004之輸出端;控制模組1008,具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端,第一輸入端電性連接於太陽光能發電模組1001之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器1003之輸出端;運算模組1007,具有第一輸入端、第二輸出端與輸出端,第一輸入端電性連接於控制模組1008之輸出端,第二輸入端電性連接於濾波器1003之輸出端;以及PWM控制器1006,具有輸入端與輸出端,輸入端電性連接於運算模組1007之輸出端,輸出端電性連接於直流對交流電壓轉換器1002之第二輸入端。
請繼續參考第4圖,控制模組1008包括最大功率追蹤單元10081,其接收太陽光能發電模組1001所輸出之直流電壓Vpv與直流電流Ipv後,追蹤太陽光能發電模組1001之功率最大值並計算一最大功率點電壓Vpv*,意即追蹤太陽光能發電模組1001在功率最大值時的最大功率點電壓Vpv*,藉以提高太陽光能發電效率;一第一加減器A,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收最大功率追蹤單元10081輸出之最大功率點電壓Vpv*,其第二輸入端接收太陽光能發電模組1001輸出之直流電壓Vpv,第一加減器A藉由最大功率點電壓Vpv*與直流電壓Vpv計算出第一誤差值,並由輸出端輸出第一誤差值;鎖相迴路裝置10085,其接收濾波器1003輸出之三相交流電壓Vab、Vbc、Vca與三相交流電流Ia、Ib、Ic後,計算出直流對交流電壓轉換器1002之第一實功率P、第一虛功率Q及三相電網1005之電壓相角θe;低電壓穿透控制裝置10086,其接收鎖相迴路裝置10085所計算之第一實功率P、濾波器1003輸出之三相交流電壓Vab、Vbc、Vca及直流對交流電壓轉換器1002之額定電流Imax後,計算三相電網1005之第二實功率P*與第二虛功率Q*後,且低電壓穿透控制裝置10086即時判斷當三相電網1005發生異常時,輸出一輸出訊號,並進行比較第一實功率P與第二實功率P*後輸出選擇訊號;第二加減器B,具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端,其第一輸入端接收第二實功率P*,其第二輸入端接收第一實功率P,第二加減器B接收第二實功率P*與第一實功率P後計算第二誤差值,並由輸出端輸出第二誤差值;第一開關SW1,其一端接收第一加減器A所輸出之第一誤差值,另一端接收第二加減器B所輸出之第二誤差值,第一開關SW1據低電壓穿透控制裝置10086輸出之選擇訊號選擇第一誤差值與第二誤差值其中之一輸出;一第二開關SW2,其一端為一零功率,另一端接收低電壓穿透控制裝置10086輸出之第二虛功率Q*,並根據低電壓穿透控制裝置10086輸出之輸出訊號選擇零功率0與第二虛功率Q*其中之一輸出;第三加減器C,具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端,其第一輸入端接收鎖相迴路裝置10085輸出之第一虛功率Q,其第二輸入端接收第二開關SW2輸出之零功率0與第二虛功率Q*其中之一,第三加減器C接收第一虛功率Q及零功率0與第二虛功率Q*其中之一後計算第三誤差值,並由輸出端輸出第三誤差值;智慧型控制裝置10084,接收第三加減器C所輸出之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*,智慧型控制裝置10084是類神經網路(Neural Network;NN)或是模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)其中之一;電流保護裝置10083,接收交軸電流Iq*與直軸電流Id*後,進行限制電流動作後輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*,防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障;一座標轉換單元10082,接收經電流保護裝置10083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置10085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流Ia*、Ib*、Ic*輸出至運算模組1007;其中運算模組1007接收座標轉換單元10082輸出之命令電流Ia*、Ib*、Ic*與濾波器1003輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic,運算命令電流Ia*、Ib*、Ic*與三相交流電流Ia、Ib、Ic之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcona、Vconb、Vconc至PWM控制器1006,PWM控制器1006接收命令電壓Vcona、Vconb、Vconc後輸出PWM控制訊號以控制輸入電容Cdc之直流電壓Vpv達到太陽光能發電模組1001的最大功率點電壓Vpv*與控制直流對交流電壓轉換器1002輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic維持在三相電網1005所需之電流。
請繼續參考第4圖,當三相電網1005未發生故障時,低電壓穿透控制裝置10086並未偵測到三相電網1005發生異常,故第二開關SW2之一端連接零功率0,並將零功率0輸出至第三加減器C,故第三加減器C之第一輸入端接收鎖相迴路裝置10085輸出之第一虛功率Q,第二輸入端接收零功率0,並計算第一虛功率Q與零功率0之間的誤差值,另一方面,第一開關SW1之一端連接至第一加減器A輸出之誤差值,即直流電壓Vpv與最大功率點電壓Vpv*之誤差值,接著,智慧型控制裝置10084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置10083進行限制電流動作後輸出至座標轉換單元10082,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元10082接收經電流保護裝置10083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置10085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流Ia*、Ib*、Ic*輸出至運算模組1007,其中運算模組1007接收座標轉換單元10082輸出之命令電流Ia*、Ib*、Ic*與濾波器1003輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic,運算命令電流Ia*、Ib*、Ic*與三相交流電流Ia、Ib、Ic之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcona、Vconb、Vconc至PWM控制器1006,PWM控制器1006接收命令電壓Vcona、Vconb、Vconc後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器1002,以控制連接直流對交流電壓轉換器1002之電容Cdc的直流電壓Vpv符合太陽光能發電模組1001的最大功率點電壓Vpv*,以維持太陽光能發電模組1001與直流對交流電壓轉換器1002之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器1002輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic維持在三相電網1005所需之電流。
請繼續參考第4圖,當三相電網1005發生故障時,低電壓穿透控制裝置10086偵測到三相電網1005發生異常並輸出一輸出訊號至第二開關SW2,故第二開關SW2之一端切換連接為第二虛功率Q*,並將第二虛功率Q*輸出至第三加減器C,故第三加減器之第一輸入端接收鎖相迴路裝置10085輸出之第一虛功率Q,第二輸入端接收第二虛功率Q*,並計算第一虛功率Q與第二虛功率Q*之間的誤差值,另一方面,低電壓穿透控制裝置10086判斷當下的第一實功率P大於第二實功率P*時,代表太陽光能發電模組1001的輸出功率大於三相電網1005所需的功率,故低電壓穿透控制裝置10086輸出選擇訊號至第一開關SW1切換其一端連接第二加減器B之誤差值,其誤差值為第一實功率P與第二實功率P*之間的誤差值,接著,智慧型控制裝置10084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置10083進行限制電流動作後輸出至座標轉換單元10082,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元10082接收經電流保護裝置10083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置10085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流Ia*、Ib*、Ic*輸出至運算模組1007,其中運算模組1007接收座標轉換單元10082輸出之命令電流Ia*、Ib*、Ic*與濾波器1003輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic,運算命令電流Ia*、Ib*、Ic*與三相交流電流Ia、Ib、Ic之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcona、Vconb、Vconc至PWM控制器1006,PWM控制器1006接收命令電壓Vcona、Vconb、Vconc後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器1002,以維持太陽光能發電模組1001與直流對交流電壓轉換器1002之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器1002輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic維持在三相電網1005所需之電流,以應對三相電網1005之電壓驟降;另一方面,低電壓穿透控制裝置10086判斷當下的第一實功率P小於或等於第二實功率P*時,代表太陽光能發電模組1001的輸出功率小於或等於三相電網1005所需的功率,仍可使用追蹤最大功率點電壓Vpv*方式,故低電壓穿透控制裝置10086輸出選擇訊號至第一開關SW1切換其一端連接第一加減器A輸出之誤差值,其誤差值為直流電壓Vpv與最大功率點電壓Vpv*之間的誤差值,接著,智慧型控制裝置10084接收第三加減器C所輸出之誤差值及第一開關SW1輸出之誤差值後進行補償動作,並輸出交軸電流Iq*與直軸電流Id*至電流保護裝置10083進行限制電流動作後輸出至座標轉換單元10082,以防止電流過大或是電流過小,導致發電系統故障,座標轉換單元10082接收經電流保護裝置10083輸出之交軸電流Iq*與直軸電流Id*及鎖相迴路裝置1085輸出之電壓相角θe後,進行交軸電流Iq*、直軸電流Id*及電壓相角θe之間的座標轉換,並轉換為命令電流Ia*、Ib*、Ic*輸出至運算模組1007,其中運算模組1007接收座標轉換單元10082輸出之命令電流Ia*、Ib*、Ic*與濾波器1003輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic,運算命令電流Ia*、Ib*、Ic*與三相交流電流Ia、Ib、Ic之間的誤差及進行補償後輸出命令電壓Vcona、Vconb、Vconc至PWM控制器1006,PWM控制器1006接收命令電壓Vcona、Vconb、Vconc後輸出PWM控制訊號至直流對交流電壓轉換器1002,以控制連接直流對交流電壓轉換器1002之電容Cdc的直流電壓Vpv符合太陽光能發電模組1001的最大功率點電壓Vpv*,以維持太陽光能發電模組1001與直流對交流電壓轉換器1002之間的功率平衡,與控制直流對交流電壓轉換器1002輸出之三相交流電流Ia、Ib、Ic維持在三相電網1005所需之電流,以應對三相電網1005之電壓驟降。
在此實施例中,低電壓穿透控制裝置10086為根據各國電網法規所設定,例如IEEE-1547、E.ON及UL-1741等,因而具有低電壓穿透功能(Low Voltage Ride Through;LVRT),此外,藉由低電壓穿透控制裝置10086即時偵測三相電網1005是否發生異常,並即時控制直流對交流電壓轉換器1002輸出的三相交流電流Ia、Ib、Ic與電容Cdc之直流電壓Vpv,可防止因三相電網1005異常導致莫大發電量損耗。值得注意的是,此實施例中僅使用一個電壓轉換器,即一階段電壓轉換,而非一般發電系統所使用的兩階段電壓轉換,故太陽光能發電系統100可大幅降低成本與體積,增加使用性的便利。
請參考第5圖,為第4圖之智慧型控制裝置10084是以一類神經網路(Neural Network;NN)或是一模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)實施時之內部示意圖。
以類神經網路(Neural Network;NN)或是模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network;FNN)作為智慧型控制裝置10084時,類神經網路內部或是模糊類神經網路內部包含一輸入單元100841、一處理單元100842以及一輸出單元100843,輸入單元100841為接收第一開關SW1輸出之第一誤差值或第二誤差值以及第三加減器C輸出之第三誤差值後輸出至處理單元100842,處理單元100842接收輸入單元100841輸出之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一後,即時將第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並即時補償第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,之後輸出至輸出單元100843,輸出單元100843接收處理單元100842輸出之經函數轉換與補償後之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,之後將函數形式之第三誤差值及第一開關SW1輸出之第一誤差值與第二誤差值其中之一,分別解析為直軸電流Id*與交軸電流Iq*,需注意的是,以類神經網路或是模糊類神經網路作為智慧型控制裝置10084時,可即時進行誤差補償,並根據所接收到的誤差值自動調整為智慧型控制裝置10084可讀取與運算之函數,故可大幅地提升響應速度,相較於既有的比例積分器(Proportional Integral Controller;PI Controller)需手動調整內部的運算參數才可進行誤差補償,採用類神經網路或模糊類神經網路之智慧型控制裝置10084根據所接收到的誤差值即時進行函數轉換與補償,故具有高響應速度之優點。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,並非用以限定本發明之權利範圍;同時以上的描述,對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施,因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾,均應包含在申請專利範圍中。
1 太陽光能發電系統
11 太陽光能發電模組
12 直流對交流電壓轉換器
13 濾波器
14 繼電器
15 電網
16 PWM控制器
17 運算模組
18 控制模組
Cdc 電容

Claims (7)

  1. 一種太陽光能發電系統,包括:
        一太陽光能發電模組,具有一輸出端,其接收一太陽光能並將該太陽光能轉換為一直流電壓,並產生一直流電流;
        一電容,其與該太陽光能發電模組之該輸出端並聯連接,接收該直流電壓後輸出;
        一直流對交流電壓轉換器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端電性並聯連接於該電容,將該直流電壓轉換為一交流電壓,並產生一交流電流;
        一濾波器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該直流對交流電壓轉換器之該輸出端,用以濾除該交流電壓與該交流電流之雜訊;
        一繼電器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端;
        一電網,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該繼電器之該輸出端;
        一控制模組,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端電性連接於該太陽光能發電模組之該輸出端,該第二輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端;
        一運算模組,具有一第一輸入端、一第二輸出端與一輸出端,該第一輸入端電性連接於該控制模組之該輸出端,該第二輸入端電性連接於該濾波器之該輸出端;以及
        一PWM控制器,具有一輸入端與一輸出端,該輸入端電性連接於該運算模組之該輸出端,該輸出端電性連接於該直流對交流電壓轉換器之該第二輸入端;
        其中,該控制模組之該第一輸入端接收自該太陽光能發電模組輸出之該直流電壓與該直流電流,該控制模組藉由該直流電壓與該直流電流追蹤該太陽光能發電模組之一功率最大值並計算一最大功率點電壓,該控制模組之該第二輸入端接收該濾波器之該輸出端輸出之該交流電流與該交流電壓及該直流對交流電壓轉換器之一額定電流,該控制模組藉由該濾波器所輸出之該交流電壓與該交流電流計算該直流對交流電壓轉換器輸出之一第一實功率與一第一虛功率及該電網之一電壓相角,並且該控制模組藉由該濾波器所輸出之該交流電壓與該直流對交流電壓轉換器之該額定電流計算該電網之一第二實功率與一第二虛功率;
        其中,該電網發生異常時,該控制模組輸出一輸出訊號,並於比較該第一實功率與該第二實功率後輸出一選擇訊號,該控制模組根據該選擇訊號與該輸出訊號輸出一命令電流至該運算模組之該第一輸入端,該運算模組之該第一輸入端與該第二輸入端分別接收該命令電流與該濾波器之輸出端輸出之該交流電流,並運算該交流電流與該命令電流之間之一誤差及補償該誤差,並輸出一命令電壓至該PWM控制器,該PWM控制器依據該命令電壓輸出一PWM控制訊號,該PWM控制訊號控制輸入該電容之該直流電壓達到該最大功率點電壓與控制該直流對交流電壓轉換器輸出之該交流電流達到該電網所需之電流;以及
        其中,該直流對交流電壓轉換器的個數為一。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的太陽光能發電系統,其中該控制模組包括:
        一最大功率追蹤單元,其接收該直流電壓與該直流電流後,追蹤該太陽光能發電模組之該功率最大值並計算該最大功率點電壓;
        一第一加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端接收該最大功率追蹤單元輸出之該最大功率點電壓,該第二輸入端接收該太陽光能發電模組輸出之該直流電壓,該第一加減器接收該最大功率點電壓與該直流電壓計算出一第一誤差值,該輸出端輸出該第一誤差值;
        一鎖相迴路裝置,其接收該濾波器之該輸出端輸出之電壓與電流,計算出該第一實功率、該第一虛功率及該電網之該電壓相角;
        一低電壓穿透控制裝置,其接收該第一實功率、該濾波器輸出之電壓及該直流對交流電壓轉換器之該額定電流,計算該電網之該第二實功率與該第二虛功率,且於該電網發生異常時,輸出該輸出訊號,並於比較該第一實功率與該第二實功率後,輸出該選擇訊號;
        一第二加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第一輸入端接收該第二實功率,該第二輸入端接收該第一實功率,該第二加減器接收該第二實功率與該第一實功率後,計算一第二誤差值,該輸出端輸出該第二誤差值;
        一第一開關,其一端接收該第一誤差值,另一端接收該第二誤差值,該第一開關根據該選擇訊號選擇該第一誤差值與該第二誤差值其中之一輸出;
        一第二開關,其一端為一零功率,另一端接收該低電壓穿透控制裝置輸出之該第二虛功率,並根據該輸出訊號選擇該零功率與該第二虛功率其中之一輸出;
        一第三加減器,具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,其第一輸入端接收該鎖相迴路裝置輸出之該第一虛功率,其第二輸入端接收該第二開關輸出之該零功率與該第二虛功率其中之一,該第三加減器接收該第一虛功率及該零功率與該第二虛功率其中之一,並計算一第三誤差值,該輸出端輸出該第三誤差值;
        一智慧型控制裝置,接收該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一,進行該第三誤差值及該第一誤差值與該第二誤差值其中之一之補償動作,並輸出一交軸電流與一直軸電流;
        一電流保護裝置,接收該交軸電流與該直軸電流,限制該交軸電流與該直軸電流電流大小,防止電流過大與電流過小;
        一座標轉換單元,接收經該電流保護裝置輸出之該交軸電流與該直軸電流及該鎖相迴路裝置輸出之該電網之該電壓相角後,進行該交軸電流、該直軸電流及該電壓相角之間的座標轉換,並轉換為該命令電流輸出至該運算模組。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的太陽光能發電系統,其中該智慧型控制裝置為一類神經網路,該類神經網路包含:
        一輸入單元,用以接收該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一;
        一處理單元,接收由該輸入單元輸出之該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一後,並即時將該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並補償該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一;以及
        一輸出單元,接收由該處理單元輸出之經函數轉換與補償後之該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一,並將函數形式之該第三誤差值解析為該直軸電流,以及將函數形式之該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一解析為該交軸電流。
  4. 依據申請專利範圍第2項所述的太陽光能發電系統,其中該智慧型控制裝置為一模糊類神經網路,該模糊類神經網路包含:
        一輸入單元,用以接收該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一;
        一處理單元,接收由該輸入單元輸出之該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一後,並即時將該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一轉換為函數形式,並補償該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一;以及
        一輸出單元,接收由該處理單元輸出之經函數轉換與補償後之該第三誤差值及該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一,並將函數形式之該第三誤差值解析為該直軸電流,以及將函數形式之該第一開關輸出之該第一誤差值與該第二誤差值其中之一解析為該交軸電流。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的太陽光能發電系統,其中該電網為一單相電網與一三相電網其中之一。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的太陽光能發電系統,其中該濾波器輸出之電流為一單相電流與一三相電流其中之一。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的太陽光能發電系統,其中該濾波器輸出之電壓為一單相電壓與一三相電壓其中之一。
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