[发明专利]电力控制装置、电力控制方法和馈电系统

说明书

本申请是申请号为201180047495.8、申请日为2011年9月14日、发明名称为“电力控制装置、电力控制方法和馈电系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种用于控制发电元件中生成的电力的供应的电力控制装置、电力控制方法和馈电系统。

背景技术

对不引起二氧化碳和污染物排放的清洁能源的开发已被视为用于保护环境的措施。首先，近些年光伏发电和风力发电已广泛普及。

具体地，随着低价格和高效率发电已在可安装在屋顶上的太阳能电池(太阳能面板)等中有所进步，发电元件也已逐渐普及到一般家庭。

此外，在该光伏元件中，其尺寸已小型化且安装有太阳能电池的移动电话等也开始销售。

太阳能电池的性质不同于诸如电池等的恒定电压源的性质，且太阳能电池具有电流源依赖于端子之间的电压的特性。

因此，为从太阳能电池获得最大输出，必须使连接至太阳能电池的负载的电压与太阳能电池的最大功率点电压相符合。

此外，在太阳能电池的电流-电压特性中仅有一个功率最大化的最大功率点(MPP)。

然而，由于太阳能电池的电流-电压特性根据诸如光照、温度等的环境而改变，所以在太阳能电池连接的装置的操作期间必须进行控制以获得最大功率点电压。

这种用于在装置操作期间获得最大功率点的控制被称为MPPT(最大功率点追踪)控制。

已提出了用于使用这种太阳能电池对作为负载的蓄电池充电的各种充电控制方法。

一般地，已知通过将蓄电值的端开路电压与阈值的端开路电压相比较来进行充满检测的充电控制方法(例如，参见专利文献1)。

在专利文献1的充电控制方法中，在第一步骤，以一定时间间隔重复充电和开路。在第二步骤，当开路电压等于或高于一定电压时，停止充电。随后，在第三步骤，当电压低于或等于充电恢复电压时，过程再次回到第一步骤并恢复充电。

此外，已提出了执行MPPT控制的多种技术，但作为一种直流(DC)路径中的技术，已知有以下技术(例如，参见专利文献2)。

该技术是一种应用了使用负载通过使从太阳能电池产生的DC电压升压或降压而对蓄电池充电的DC-DC转换器的充电控制方法。在该充电控制方法中，将输入电压与输出电压相比较，并且若它们的比值在一定范围内，则DC-DC转换器从负载侧断开，且太阳能电池与蓄电池直接连接(直接耦接)。

引用表

专利文献

专利文献1：日本专利第3795370号

专利文献2：JP 1987-154122A

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1中公开的充电控制方法具有以下缺陷。

在太阳能电池的情况下，由于在开路时产生的电力被舍弃，所以若开路时间的比例较高，则直到达到充满电之前的时间被延长。

若从一次开路到下一次开路的时间间隔较长，则由于对充满电的检测被延迟而存在对过度充电的担忧。

由于甚至当充电量不足时也进行开路，所以充电时间被延长。

此外，在专利文献2公开的充电控制方法中，比较输入电压与输出电压，且当它们的比值在一定范围内时进行升压以切换至直接耦接，但当获得向直接耦接的切换时，根据它们的比值的阈值，存在在最大功率点处的电力变小或不能产生电力的情况。

本公开旨在提供一种能够控制诸如太阳能电池的发电元件保持最大功率点并避免电力损失的电力控制装置、电力控制方法和馈电系统。

问题的解决方案

根据本公开的第一实施方式，提供了一种电力控制装置，包括：电力路径切换单元，能连接至发电元件并根据路径切换信号将电力路径切换至在负载侧的蓄电元件；电压转换单元，转换在所述发电元件中产生的并通过所述电力路径切换单元提供的电力的电压电平，以使所述电力的电压电平能被提供至在所述负载侧的所述蓄电元件；特性测量电路，具有测量所述发电元件的开路电压的功能，并基于所测量的开路电压来获得所述发电元件的最大功率点电压；以及控制单元，根据在所述负载侧的所述蓄电元件与切换阈值之间的比较结果向所述电力路径切换单元输出所述路径切换信号，所述切换阈值根据至少在所述负载侧的所述蓄电元件的电压与所述发电元件的所述开路电压和所述最大功率点电压中的所述最大功率点电压之间的大小关系来产生。所述电力路径切换单元根据所述路径切换信号形成通过将所述发电元件连接至所述电压转换单元而将所述发电元件的输出连接至所述蓄电元件侧的路径，或者将所述发电元件直接连接至所述蓄电元件侧的路径。