特表 2024-524717 太陽光発電システム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-05

(54)【発明の名称】太陽光発電システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240628BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 S

H02M7/48 E

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024502220

(86)(22)【出願日】2022-04-24

(85)【翻訳文提出日】2024-01-15

(86)【国際出願番号】 CN2022088674

(87)【国際公開番号】W WO2023077741

(87)【国際公開日】2023-05-11

(31)【優先権主張番号】202111308573.7

(32)【優先日】2021-11-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515249628

【氏名又は名称】サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】スン， シュアイ

(72)【発明者】

【氏名】ヒー， アンラン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， ペン

(72)【発明者】

【氏名】ワン， ジーチェン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， シュエビン

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770AA01

5H770AA29

5H770CA01

5H770CA05

5H770DA24

5H770DA30

5H770HA02W

5H770HA02Y

5H770HA03W

(57)【要約】

本出願は、太陽光発電システム及び制御方法を提供し、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ（１０１）の負出力端はＮ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ（２０１）の負入力端はＮ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２）の負入力端はマスタＤＣ／ＤＣコンバータ（１０１）の負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２）の正入力端はマスタＤＣ／ＤＣコンバータ（１０１）の正出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２）の正出力端はＮ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２）の負出力端はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（２０２）の負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（２０２）の正出力端はＮ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ（２０１）はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（２０２）に電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータ（２０１）の入力電圧を送信し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（２０２）は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（２０２）の入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように出力電流を制御し、消費電力を低減することを含む。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電システムであって、
マスタＤＣ／ＤＣコンバータ、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを含み、
前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの入力端は、太陽光発電アレイに接続するために使用され、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの正入力端に接続され、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、Ｎ線に接続され、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの負入力端は、前記Ｎ線に接続され、
前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負入力端は、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正入力端は、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、前記Ｎ線に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの負出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの正出力端は、前記Ｎ線に接続され、
前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信するために使用され、
前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記電流指令値、及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するために使用される、
ことを特徴とする太陽光発電システム。

【請求項2】

前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、具体的には、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧と前記電流指令値との両方に比例し、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に反比例するように出力電流を制御するために使用される、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項3】

前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、具体的には、出力電流をＵ２＊Ｉ１／Ｕ１に制御するために使用され、Ｕ２は、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧であり、Ｕ１は、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧であり、Ｉ１は、前記電流指令値である、
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。

【請求項4】

前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限していない場合、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧はプリセット値である、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

【請求項5】

前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータが出力電力を制限している場合、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集し、収集した前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信し、又は、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を直接収集する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

【請求項6】

前記太陽光発電システムが電力を制限しておらず、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータとの通信異常を検出した場合、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記Ｎ線の電流、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及び前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて、電流指令値を取得し、前記電流指令値に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用される、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

【請求項7】

前記太陽光発電システムが電力を制限しており、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信された前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記Ｎ線の電流、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及び前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて、電流指令値を取得し、前記電流指令値に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用される、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

【請求項8】

前記太陽光発電システムに低電圧ライドスルー又は高電圧ライドスルーが発生した場合、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータを制御して第１の無効電力を出力させ、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータを制御して第２の無効電力を出力させるために使用される、
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

【請求項9】

太陽光発電システムの制御方法であって、
前記太陽光発電システムは、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを含み、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの入力端は、太陽光発電アレイに接続するために使用され、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの正入力端に接続され、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、Ｎ線に接続され、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの負入力端は、前記Ｎ線に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正入力端は、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負入力端は、前記マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、前記Ｎ線に接続され、前記スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの負出力端に接続され、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの正出力端は、前記Ｎ線に接続され、
前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信するように制御し、
前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記電流指令値、及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するように制御する、
ことを特徴とする方法。

【請求項10】

前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記電流指令値、及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて出力電流を制御することは、具体的には、
前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧と前記電流指令値との両方に比例し、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に反比例するように、出力電流を制御すること、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限していない場合、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をプリセット値に制御すること、
をさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。

【請求項12】

前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータが出力電力を制限している場合、
前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータによって、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集し、収集した前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信すること、
をさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。

【請求項13】

前記太陽光発電システムが電力を制限しておらず、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信された前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、
前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記電流指令値、及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように出力電流を制御することは、具体的には、
前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記Ｎ線の電流、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及び前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、前記電流指令値に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用されること、
を含むことを特徴とする請求項９～１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

前記太陽光発電システムが電力を制限しており、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信された前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、
前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記電流指令値、及び前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように出力電流を制御することは、具体的には、
前記マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、前記Ｎ線の電流、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及び前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、前記電流指令値に基づいて、前記Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、前記スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御すること、
を含むことを特徴とする請求項９～１２のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０２１年１１月０５日にて中国国家知識産権局に提出された出願番号が２０２１１１３０８５７３．７であって、出願の名称が「太陽光発電システム及び制御方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全内容を援用により本出願に組み込む。
［技術分野］
本出願は、太陽光発電技術分野に関し、特に太陽光発電システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、太陽光発電はますます注目を集めており、電圧レベルはますます高くなっている。太陽光発電とは、太陽光発電アレイが直流電力を出力し、インバータを介して交流電力に変換した後、オングリッドを行ったり、負荷に供給したりするものである。

【0003】

従来の太陽光発電システムにおける直流母線は、直流正母線及び直流負母線を含み、つまり、インバータの正入力端は、直流正母線に接続され、インバータの負入力端は、直流負母線に接続される。直流正母線と直流負母線との間の電圧はインバータの入力電圧とする。太陽光発電システム全体の電圧レベルは、直流正母線電圧と直流負母線電圧との間の最大電圧であり、安全規格もこの電圧レベルに応じて設計される。

【0004】

安全規格の基準を満たすために、インバータの入力電圧、即ち、直流側電圧が安全規格の要求を超えてはならず、そうでなければ、人身やデバイスに損傷を与えることになり、特に、インバータ内部のパワーデバイスについて、各パワーデバイスに対応する耐電圧要求があり、その耐電圧を超えると、破壊されて損傷する。太陽光発電システムの電圧レベルが高くなれば、パワーデバイスの耐電圧は新たなチャレンジであり、パワーデバイスのタイプ選択は、ますます難しくなる。

【0005】

現在、３本の直流母線を備えた太陽光発電システムがあり、２つのインバータを含み、第１のインバータの入力端は、直流正母線とＮ線に接続され、第２のインバータの入力端は、Ｎ線と直流負母線に接続される。このように、電圧レベルを向上させることができるが、インバータにとって、安全規格の要求が変わらない。しかし、Ｎ線の損失を低減するためには、Ｎ線の電流をできるだけ小さくまたは無電流に制御する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本出願は、上記の技術的課題を解決するために、Ｎ線に流れる電流を非常に小さく制御し、消費電力を低減することができる太陽光発電システム及び制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本出願の実施例により提供される技術案は、次の通りである。
本出願は、太陽光発電システムを提供し、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを含み、
マスタＤＣ／ＤＣコンバータの入力端は、太陽光発電アレイに接続するために使用され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの正入力端に接続され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、Ｎ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの負入力端は、Ｎ線に接続され、
スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、
マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信するために使用され、
スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するために使用される。

【0008】

好ましくは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、具体的には、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧と電流指令値との両方に比例し、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に反比例するように、出力電流を制御するために使用される。

【0009】

好ましくは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、具体的には、出力電流をＵ２＊Ｉ１／Ｕ１に制御するために使用され、Ｕ２は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧であり、Ｕ１は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧であり、Ｉ１は、電流指令値である。

【0010】

好ましくは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限していない場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧はプリセット値である。

【0011】

好ましくは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータが出力電力を制限している場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集し、収集したマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信し、又は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を直接収集する。

【0012】

好ましくは、太陽光発電システムが電力を制限しておらず、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータとの通信異常を検出した場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用される。

【0013】

好ましくは、太陽光発電システムが電力を制限しており、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用される。

【0014】

好ましくは、太陽光発電システムに低電圧ライドスルー又は高電圧ライドスルーが発生した場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータを制御して第１の無効電力を出力させ、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータを制御して第２の無効電力を出力させるために使用される。

【0015】

本出願は、太陽光発電システムの制御方法をさらに提供し、太陽光発電システムは、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを含み、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの入力端は、太陽光発電アレイに接続するために使用され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの正入力端に接続され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、Ｎ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの負入力端は、Ｎ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信するように制御することと、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するように制御するステップと、を含む。

【0016】

好ましくは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて出力電流を制御することは、具体的には、
Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧と電流指令値との両方に比例し、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に反比例するように出力電流を制御することを含む。

【0017】

好ましくは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限していない場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をプリセット値に制御することをさらに含む。

【0018】

好ましくは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータが出力電力を制限している場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータによってマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集し、収集したマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信することをさらに含む。

【0019】

好ましくは、太陽光発電システムが電力を制限しておらず、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御することは、具体的には、
マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用されるステップを含む。

【0020】

好ましくは、太陽光発電システムが電力を制限しており、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するは、具体的には、
マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御することを含む。

【0021】

上記の技術案から分かるように、本出願は、以下の有益な効果を有する。
Ｎ線の電流を小さく、あるいはゼロにするためには、ＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力が等しくなる必要があり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力はマスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に追従する。消費電力を無視すれば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力は入力電力に等しく、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力は入力電力に等しく、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電力は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電力に等しいので、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力とが等しくなるように制御することによって、Ｎ線の電流をプリセット電流より小さいように制御することができる。具体的には、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように出力電流を制御し、Ｎ線の電流が小さいほどＮ線での消費電力が小さくなり、例えば、Ｎ線の電流が最小であればゼロに制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

本出願の実施例又は先行技術における技術案をより明確に説明するために、実施例又は先行技術の説明において使用する必要がある図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は、本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力をしない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

【図1】本出願の実施例により提供される太陽光発電システムの概略図である。

【図2】本出願の実施例により提供される別の太陽光発電システムの概略図である。

【図3】本出願の実施例により提供される太陽光発電システムの制御方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本出願の実施例により提供される技術案をより理解するのを助けるために、本出願の実施例により提供される方法を紹介する前に、本出願の実施例に係る技術案の適用シーンを紹介する。
［システム実施例］

【0024】

図１を参照して、当該図は、本出願の実施例により提供される太陽光発電システムの概略図である。

【0025】

本実施例により提供される太陽光発電システムは、２つの直流／直流（ＤＣ／ＤＣ，Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ及び２つのインバータを含み、２つのインバータは、第１のインバータ及び第２のインバータを含み、各インバータは、１つの直流／交流（ＤＣ／ＡＣ，Ａｌｔｅｒｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータを含む。

【0026】

２つのＤＣ／ＤＣコンバータは、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１００とスレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２を含み、２つのＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２を含む。

【0027】

２つのＤＣ／ＤＣコンバータは、コンバイナボックス１０００に統合されて配置することができる。コンバイナボックス１０００の入力端は、太陽光発電アレイに接続される。本出願の実施例では、当該太陽光発電システムがコンバイナボックスを含むかどうかを限定することなく、コンバイナボックスを含まなくてもよく、２つのＤＣ／ＤＣコンバータは独立して存在してもよい。

【0028】

当該太陽光発電システムは、従来の太陽光発電システムがＢＵＳ＋及びＢＵＳ－の２本の母線のみを含むのに対して、直流正母線ＢＵＳ＋、直流負母線ＢＵＳ－、及びＮ線の３本の母線を含むことで、従来の太陽光発電システムとは異なる。本出願により提供される太陽光発電システムが３本の母線を含む利点は、電圧レベルを２倍にすることができるが、コンバータにおける各デバイスの耐電圧を増加させることはなく、即ち、２本の母線を持つ太陽光発電システムにおけるデバイス、例えばＩＧＢＴを使用し続けることができる。例えば、ＢＵＳ＋の電圧は正１５００Ｖであり、ＢＵＳ－の電圧は負１５００Ｖであり、太陽光発電システム全体の電圧レベルは３０００Ｖである。

【0029】

図１に示すように、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の入力端は太陽光発電アレイに接続するために使用され、即ち、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の正入力端は太陽光発電アレイの正極ＰＶ＋に接続するために使用され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の負入力端は太陽光発電アレイの負極ＰＶ－に接続するために使用される。

【0030】

本出願の実施例では、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の数は特に限定されず、図１は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１と太陽光発電アレイとの接続関係を概略的に説明したものに過ぎず、本出願の実施例により提供される太陽光発電システムは複数のマスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１を含んでもよく、各マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の入力端は、対応する太陽光発電アレイに接続され、複数のマスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力端は、並列に接続されてもよい。

【0031】

マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の正出力端は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の正入力端に接続され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の負出力端は、Ｎ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の負入力端は、Ｎ線に接続され、
スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の負入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の正入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の正出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の正出力端はＮ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の負出力端はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の正出力端はＮ線に接続される。同様に、本出願の実施例では、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の数も特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１０２である場合、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力端も並列に接続される。

【0032】

当該太陽光発電システムがＮ線を含むため、Ｎ線を比較的細くするためには、Ｎ線の電流をできるだけ小さく制御し、即ち、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さい必要があり、プリセット電流は実際の必要に応じて設定することができ、例えば、Ｎ線の電流を０に制御し、即ち、Ｎ線は電流が流れず、この時の消費電力が最も低い。しかし、実際には一般的に様々な誤差が存在し、プリセット電流は０より大きい比較的小さい電流であってもよい。Ｎ線の電流が小さくなると、比較的細いケーブルを使用できるだけでなく、消費電力を低減することができる。

【0033】

本出願の実施例はＮ線での電流を０に制御する技術案を提供し、まず、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電力をマスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電力の半分にする必要があり、図１から分かるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力は、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電力であり、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力が等しい場合、Ｎ線での電流は０であり、また、２つのインバータの入力電力の和は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電力に由来するため、消費電力を無視すれば、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電力はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力の２倍となり、また、ＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力はスレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電力と等しいため、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電力はマスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の出力電力の半分となる。

【0034】

本出願の実施例では、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１及びスレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２におけるＤＣ／ＤＣコンバータの回路トポロジは限定されず、例えばコンバイナボックスの電気エネルギー変換効率を高めるために、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２は、準共振ソフトスイッチコンバータを採用することができる。

【0035】

インバータは、最大電力点追跡（ＭＰＰＴ，Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）及び一時的な動作状況下での高速な応答を迅速に行う必要があるため、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の制御応答速度及び信頼性に対して高い要求が提出される。本出願は、コンバイナボックス内のスレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の電力制御を簡略化し、後段インバータを利用して、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の入力電圧と出力電圧との電圧差を制御して、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の電力の高速制御を実現し、一方、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の制御は、固定周波数及び固定デューティサイクル方式を採用して、太陽光発電システムの制御複雑さを最大限に低減することができる。同時に、中性線（Ｎ線）を流れる電流がプリセット電流より小さいか、または非常に小さいことを実現することができ、中性線の線径を小さくすることができ、つまり、非常に細くすることができ、それにより、太陽光発電所全体の建設コストを低減することができる。

【0036】

制御複雑さを低減するために、本出願は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１によって全体の制御を実現し、Ｎ線の電流を０にすることを実現し、以下に図面を結合して具体的な動作原理を詳細に紹介する。

【0037】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２にはいずれもコントローラが設けられており、具体的な動作時には、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１のコントローラとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２のコントローラとが相互作用することにより、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１によるスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の制御を実現し、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さいことを実現するためには、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力が等しくなる必要があり、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１が制御を実現する場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力をマスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力に追従させることを理解すべきである。消費電力を無視すれば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力は入力電力に等しく、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力は入力電力に等しく、即ち、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力がスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力に等しい場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電力はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力に等しく、従って、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力がスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力と等しいように制御することにより、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さいように制御することができる。

【0038】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２に電流指令値Ｉ１及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電圧Ｕ１を送信するために使用され、この時、正常動作モードであり、即ち、太陽光発電システムは電力出力制限を行わず、この時、ＭＰＰＴを行うために、Ｕ１はプリセット値であり、Ｉ１はＵ１に基づいて得られた値である。

【0039】

スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２は、電流指令値Ｉ１、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電圧Ｕ２、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電圧Ｕ１に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電流Ｉ２を制御するために使用される。

【0040】

Ｕ２は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の実際入力電圧であり、サンプリングにより得ることができる。

【0041】

以下は具体的な実現形態を紹介し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２は、具体的には、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電圧Ｕ２と電流指令値Ｉ１との両方に比例し、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電圧Ｕ１に反比例するように出力電流を制御するために使用される。

【0042】

スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２は、具体的には、自身の出力電流をＵ２＊Ｉ１／Ｕ１に制御するために使用され、ただし、Ｕ２はスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧であり、Ｕ１はマスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電圧であり、Ｉ１は電流指令値である。

【0043】

以下は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電流がＵ２＊Ｉ１／Ｕ１である場合、Ｎ線の電流が０になる原理を具体的に紹介する。

【0044】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２との間で情報インタラクションが行われ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１が電力を制限していない場合、自身の出力電力がＰ１であり、自体の入力電圧をＵ１に制御するとともに、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２に電流指令値Ｉ１を送信し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の電流指令値Ｉ１を受信し、自身の出力電流がＩ１に等しくなるように制御し、この時、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電圧は非制御状態にあり、例えば電圧値はＵ２であり、且つＵ２＜Ｕ１である。この時、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ１０１は、自身の入力電圧をＶ１に制御し、Ｖ１は太陽光発電アレイの最大電力点に対応する電圧であり、この時、Ｎ線には小さな電流（その大きさは

【数1】

である）が流れており、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２が自身の出力電流を

【数2】

に制御する場合、この時、Ｎ線の電流はプリセット電流より小さくてもよい。

【0045】

以下は、以上の式の導出過程を紹介する。

【0046】

ＢＵＳ＋を流れる電流は

【数3】

であり、この時、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電流が一致してともにＩ１となり、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の電力も一致してともにＰ１となる。ＢＵＳ－を流れる電流は

【数4】

であり、Ｎ線の電流Ｉ_ＮはＢＵＳ＋を流れる電流からＢＵＳ－を流れる電流を差し引いたものであるので、

【数5】

である。

【0047】

Ｎ線の電流を０、即ち、

【数6】

に制御する場合、

【数7】

であるため、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の電力をスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の電力より大きく、即ちＰ１＞Ｐ２であるように制御する必要がある。同様に、交流側電力によって

【数8】

が得られ、上式に代入すれば、

【数9】

が得られる。

【数10】

は交流出力電圧である。

【0048】

以上は、太陽光発電システムが電力を制限していない場合のＮ線の電流に対する制御方式を紹介したが、以下は、太陽光発電システムが電力出力を制限している場合、Ｎ線の電流が０であることを実現する制御方式を紹介する。以下は、当該太陽光発電システムにおけるマスタＤＣ／ＡＣコンバータによりスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの動作を制御することを例として続いて紹介する。
太陽光発電システムが電力を制限している場合と電力を制限していない場合の違いは、電力を制限している場合、インバータは、最大電力で追踪する電力に応じて出力することができず、太陽光発電所から送信された電力指令に応じて出力する必要があり、即ち、出力電力は電力制限値以下である必要があり、この時、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧はプリセット値ではなく、即ちマスタＤＣ／ＡＣコンバータは自身の入力電圧を制御せず、例えば、電力を制限している場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力はＰ２である。電力を制限していない場合の各パラメータと区別するために、電力を制限している場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧はＵ３である。マスタＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信する電流指令値はＩ２であり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータはマスタＤＣ／ＡＣコンバータの電流指令値を受信し、その出力電流をＩ２に制御し、この時スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧は非制御状態にあり、Ｕ４でスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を示し、且つＵ４はＵ３より小さい。この時、マスタＤＣ／ＤＣコンバータはその出力電圧をＶ２に制御し、Ｖ２は、太陽光発電アレイの最大電力点に対応する電圧Ｖ１に等しなく、Ｎ線の電流は

【数11】

であり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電流を

【数12】

に制御する場合、この時、Ｎ線の電流はプリセット電流より小さい。即ち、電力を制限している場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流は、依然として、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に電流指令値を乗じて、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧で除算するように制御され、具体的なパラメータ値のみは電力を制限していない場合から変化する。例えば、電力を制限していない場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧は、プリセット値Ｕ１であり、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限する場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を制御せず、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは自身の入力電圧を収集してスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信し、また、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータはマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を直接収集してもよい。電力を制限している場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流の導出過程について、上記の電力を制限していない場合と類似し、以上の導出過程を参照することができ、ここで繰り返し説明しない。

【0049】

以上は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを制御することを紹介したが、実際に動作している場合、両者の間の通信に異常が発生する可能性があるため、以下は、特別な動作状況、即ち、マスタＤＣ／ＡＣコンバータとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータとの間の通信に異常が発生したり、通信しなかったりした場合の制御方式について紹介する。

【0050】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータとの間に通信障害、即ち通信異常が発生しているため、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、電流指令値及び自身の入力電圧をスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信することができず、即ち、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信された電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信することができない。従って、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧及び電流指令値しか取得できず、例えば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集することができる。また、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、Ｎ線の電流、即ちＩ_Ｎを収集することができる。スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、自身の入力電圧を収集することもでき、即ち、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、自身の入力電圧、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びＮ線の電流に基づいて、自身の出力電流の制御を実現することができ、即ち、電流指令値を取得することができる。即ち、太陽光発電システムが電力を制限していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータがマスタＤＣ／ＡＣコンバータとの通信異常を検出した場合、例えば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータはマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流Ｉ_Ｎがプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御する。
マスタＤＣ／ＡＣコンバータとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータとの通信が正常である場合と区別するために、以下、各パラメータは、以上の実施例におけるパラメータとは異なる表記を使用する。マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、電力を制限していない場合、入力電圧をＵ５に制御し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、Ｎ線の電流Ｉ_Ｎ及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧Ｕ５を収集することができ、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ自身の出力電力はＰ３であり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧はＵ６であり、且つ、Ｕ６はＵ５より小さく、同時に、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータはＩ_Ｎに基づいて、その電力制御指令

【数13】

を得て、

【数14】

である。スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、電力制御指令

【数15】

に基づいて電流指令値

【数16】

を得て、ただし、

【数17】

は交流出力電圧である。各コンバータは三相であるので、電力は三相電力の和であるため、電力と電圧に基づいて電流を得る場合、各相の電流指令値を得るには３で割る必要がある。

【0051】

次に、以上のスレーブＤＣ／ＡＣコンバータがＩ_Ｎに基づいてその電力制御指令を得る手順を紹介する。スレーブＤＣ／ＡＣコンバータがマスタＤＣ／ＡＣコンバータの電力に追従することが必要であるため、まず、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの電力取得手順を紹介し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの電力とマスタＤＣ／ＡＣコンバータの電力は等しければよい。

【数18】

【0052】

以上の３つの式から、

【数19】

を得ることができる。従って、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの電力は、

【数20】

である。

【0053】

以上、マスタＤＣ／ＡＣコンバータとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータとの間の通信が異常で電力制限がない場合の制御方式を紹介したが、次にマスタＤＣ／ＡＣコンバータとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータとの間の通信が異常で電力制限がある場合の制御方式を紹介する。

【0054】

２つのインバータ間の通信が異常である場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの制御方式は変わらず、依然として、Ｎ線の電流Ｉ_Ｎ及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧Ｕ７を収集するとともに、自身の入力電圧Ｕ８を収集することを理解すべきである。

【0055】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、電力制限を行う場合、例えば、出力電力をＰ２に制限し、その入力電圧は、Ｕ７であり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、Ｎ線の電流Ｉ_Ｎを収集し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力は、Ｐ４であり、その入力電圧は、Ｕ８であり、且つ、Ｕ７がＵ８より小さく、同時に、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、収集したＮ線の電流Ｉ_Ｎに基づいてその出力電力の制御指令

【数21】

を得て、

【数22】

である。スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、電力制御指令に基づいて、電流指令値である

【数23】

を取得し、ただし、

【数24】

は交流出力電圧である。各コンバータは三相であるので、電力は三相電力の和であるため、電力と電圧に基づいて電流を得る場合、各相の電流指令値を得るには３で割る必要がある。電力制限がある場合、以上の電力を制限していない場合の制御方式と類似しており、式の導出過程は以上の説明を参照して、ここでは説明を繰り返さないことを理解すべきである。

【0056】

次に、太陽光発電システムの別の特別な状況を紹介する。電力網に低電圧ライドスルーが発生したり、高電圧ライドスルーが発生したりする場合、電力網に対して無効電力の補償が必要となるため、インバータは無効電力を出力する必要があり、例えば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは第１の無効電力Ｑ１を出力し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは第２の無効電力Ｑ２を出力し、無効電力の出力はＮ線の電流の大きさに影響しないため、２つのインバータは任意に無効電力の大きさを割り当てることができ、Ｑ１はＱ２と等しくてもよく、等しくなくてもよい。例えば、１つのインバータで全ての無効電力を負担し、負担する必要がある無効電力に応じて必要な無効電流の大きさを得ることができる。1つの可能な実現形態は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータが無効電力を出力し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが無効電力を出力しなくてもよい。無効補償を行う場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが負担する必要がある無効電流の大きさを任意に割り当てることができる。

【0057】

また、２つのインバータによる無効電力の制御は、他の動作シーンにも適用可能であり、以上の電圧ライドスルーシーンに限定されない。
以上の実施例により提供される太陽光発電システムに基づいて、本出願は太陽光発電システムの制御方法をさらに提供し、以下に図面を結合して詳細に紹介する。
［方法実施例］

【0058】

図３を参照して、当該図は本出願の実施例により提供される太陽光発電システムの制御方法のフローチャートである。

【0059】

本実施例により提供される太陽光発電システムの制御方法は、太陽光発電システムに適用され、太陽光発電システムは、マスタＤＣ／ＤＣコンバータ、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータ、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータを含み、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの入力端は、太陽光発電アレイに接続するために使用され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの正入力端に接続され、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、Ｎ線に接続され、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの負入力端は、Ｎ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正入力端は、マスタＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、スレーブＤＣ／ＤＣコンバータの負出力端は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの負出力端に接続され、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの正出力端は、Ｎ線に接続され、
当該方法は、次のステップを含む。
Ｓ３０１：マスタＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信するように制御する
Ｓ３０２：スレーブＤＣ／ＡＣコンバータがスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御するように制御する。

【0060】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２にはいずれもコントローラが設けられており、具体的な動作時には、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１のコントローラとスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２のコントローラとが相互作用することにより、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１によるスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の制御を実現し、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さいことを実現するためには、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力が等しくなる必要があり、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１が制御を実現する際に、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力をマスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力に追従させることができる。消費電力を無視すれば、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力は入力電力に等しく、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力は入力電力に等しく、即ち、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力がスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力に等しい場合、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の入力電力は、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の入力電力に等しく、従って、マスタＤＣ／ＡＣコンバータ２０１の出力電力がスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ２０２の出力電力と等しいように制御することにより、Ｎ線の電流を０に制御することができる。

【0061】

Ｎ線の電流がプリセット電流より小さいことを実現するためには、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力が等しくなる必要があり、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力がマスタＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に追従する。具体的には、マスタＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータに電流指令値及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を送信し、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように出力電流を制御し、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さい場合、Ｎ線での消費電力を低減することができる。

【0062】

具体的な実現形態であって、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて出力電流を制御することは、具体的には、
Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧と電流指令値との両方に比例し、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に反比例するように出力電流を制御することを含む。

【0063】

また、マスタＤＣ／ＡＣコンバータがその出力電力を制限していない場合、本実施例により提供される方法は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をプリセット値に制御することをさらに含む。

【0064】

マスタＤＣ／ＡＣコンバータが出力電力を制限している場合、本実施例により提供される方法は、マスタＤＣ／ＡＣコンバータによりマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を収集し、収集したマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧をスレーブＤＣ／ＡＣコンバータに送信することをさらに含む。

【0065】

太陽光発電システムが電力を制限しておらず、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御することは、具体的には、
マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御するために使用されること、を含む。

【0066】

太陽光発電システムが電力を制限しており、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータが、マスタＤＣ／ＡＣコンバータから送信されたマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧を受信していない場合、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、電流指令値、及びマスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、出力電流を制御することは、具体的には、
マスタＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、Ｎ線の電流、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧、及びスレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電力に基づいて電流指令値を取得し、電流指令値に基づいて、Ｎ線の電流がプリセット電流より小さくなるように、スレーブＤＣ／ＡＣコンバータの出力電流を制御すること、を含む。

【0067】

なお、本明細書では、「包括」、「含む」という用語、又はそれらの他の任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図しており、これにより、一連の要素を含む手順、方法、製品、又はデバイスは、それらの要素だけでなく、明示的にリストされていない他の要素も含み、又はそのような手順、方法、製品、又はデバイスに固有の要素も含むようにする。これ以上の制限がない場合、「1つを含む」という表現によって定義される要素は、前記要素を含む手順、方法、製品、又はデバイスに別の同じ要素が存在することを排除しない。

【0068】

開示された実施例の上記の説明は、本出願によるこれらの実施例の様々な変更を当業者が実現または使用できるようにすることは当業者にとって明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、本願の精神または範囲を逸脱することなく、他の実施形態で実現することができる。従って、本出願は、本明細書に示されるこれらの実施例に制限されることはなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲に適合しなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】