[发明专利]控制设备和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制设备，其包括第一电功率供给装置、和作为电压源操作以及具有根据条件改变的供给电压的第二电功率供给装置，并且涉及一种控制方法。作为第一电功率供给装置，例如有太阳能电池、风力发电机、发电机组(engine generator)以及燃料电池。作为其供给电压根据条件改变的电功率供给装置，有二次电池和电容器。

背景技术

近些年已经广泛使用利用太阳能电池、风力发电机、发电机组或燃料电池的分布式电源，并且还开发了组合分布式电源与蓄电设施来均衡来自引起输出改变的分布式电源(诸如太阳能电池或风力发电机)的输出的技术。然而，当分布式电源生成的电功率在蓄电池中充电并且被供给负载时，存在当电功率多次通过电功率变换器时引起的功率变换损失的问题。

关于使用太阳能电池和蓄电池作为电功率供给装置的电功率供给设备，在日本未审查专利公开第2007-201257中描述一种解决上述问题的方法。由于其中蓄电池与太阳能电池并联的太阳能发电系统在调节太阳能电池至蓄电池电压的同时操作，已知太阳能发电系统中的DC/DC变换器不能执行最大功率点跟踪操作。然而，当蓄电池被完全充电时，蓄电池不能被进一步充电。由于该原因，将蓄电池临时从太阳能电池断开，并且同时DC/DC变换器可以执行最大功率点跟踪操作。

日本未审查专利公开第2007-201257解决了上述问题，并且公开一种技术，其中，当在完全充电条件下断开蓄电池时，检测完全充电条件或者切断元件的“断”条件，以将DC/DC变换器从输出电压控制操作改变到最大功率点跟踪操作。

发明内容

本发明要解决的问题

在日本未审查专利公开第2007-201257中，当DC/DC变换器从最大功率点跟踪操作改变到输出电压控制操作时，在预定时间段已经过去之后进行改变。在日本未审查专利公开第2007-201257中，由于控制负载量，操作切换时间不引起问题。

然而，当在普通房屋中安装太阳能发电系统时，负载量根据家庭电功率需求而改变。由于该原因，引起以下问题。例如，假设蓄电池被完全充电并且然后从对应太阳能电池断开以及DC/DC变换器执行最大功率点跟踪操作。在该情形中，由于负载量的变化或日照的变化可以请求来自蓄电池的功率供给。在该情形中，为了从蓄电池中输出电功率，DC/DC变换器的操作需要被切换至输出电压控制操作。在该操作切换中，需要监测至少逆变器的输入/输出功率的信息。如果延迟DC/DC变换器从最大功率点跟踪操作到输出电压控制操作的切换操作，那么负载没有接收足够的电功率并且操作可能需要被停止或者系统可能不能够最优地供给电功率。

在该情形中，将普遍地期望具有两个电功率供给装置(即具有最优操作电压的电功率供给装置和具有可变电压的电功率供给装置)的电功率供给设备。为了描述方便，假设前者电功率供给装置是太阳能电池并且后者电功率供给装置是蓄电池。

如图6所示，太阳能电池101通过第一DC/DC变换器102连接到输出端103。另一方面，蓄电池104通过通/断开关105连接到第二DC/DC变换器106，并且还连接到输出端103。输出端103连接到负载(未示出)以提供功率供给。输出端103可替换地连接到系统电源以通过电反向流进行电功率销售。在这些连接中，第一DC/DC变换器102不变地执行最大功率点跟踪操作，以使得太阳能电池完全输出电功率。另一方面，第二DC/DC变换器106接收蓄电池的剩余量信息和来自外部装置的输出命令，以控制输出电压或者输出电流。根据情况，从太阳能电池101或者输出端103供给电功率，并且向蓄电池104供给电功率，以充电蓄电池104。在该情形中，控制到蓄电池的电流。

在图6示出的配置中，第一DC/DC变换器102进行最大功率点跟踪操作，第二DC/DC变换器106控制输出电压或者输出电流，并且各个DC/DC变换器的操作不需要被切换。然而，要求这样的两个DC/DC变换器不利地增加大小和成本。

在上面的描述中，例示太阳能电池和蓄电池。然而，不但在太阳能电池和蓄电池之间引起、而且在以下情形中普遍引起该问题，其中，具有最优操作电压的诸如太阳能电池、风力发电机、发电机组或燃料电池之类的分布式电源以及作为电压源操作并具有根据条件(电池SOC等)改变的供给电压的典型为锂离子二次电池、镍氢二次电池、电容器等的蓄电装置相互并联。

在当蓄电池为空时使用的切断电路和从切断条件返回的返回电路中也引起上面描述的相同问题。