太陽光能發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種發電系統，特別是有關于一種太陽光能發電系統。
【背景技術】
[0002]為因應節能減碳的趨勢，全球積極推動綠色能源產業，并且由于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的相關研究與應用較為普遍。
[0003]并網型太陽光能發電系統主要分類為家用型及商用型，兩者差異在于所需的功率不同，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的電壓驟降，因而使得發電系統整體故障，造成客戶端的不便，如客戶端為大型生產線，其發電系統故障將影響生產線的停擺，造成客戶端嚴重損失，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的法規，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。
[0004]目前一般應用的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的電壓轉換器進行第一階段升壓，接著，再將第一階段升壓后的直流電壓輸入至直流轉交流的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。
[0005]有鑒于此，本發明希望能夠提出一種新的解決方案。
【發明內容】
[0006]為了解決先前技術所述的問題，本發明的主要目的在于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，其接收一太陽光能并將太陽光能轉換為一直流電壓，并產生一直流電流；一電容，其與太陽光能發電模組的輸出端并聯連接，接收直流電壓后輸出；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，第一輸入端電性并聯連接于電容，將直流電壓轉換為一交流電壓，并產生一交流電流；一濾波器，具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性連接于直流對交流電壓轉換器的輸出端，用以濾除交流電壓與交流電流的噪聲；一繼電器，具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性連接于濾波器的輸出端；一電網，具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性連接于繼電器的輸出端；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于太陽光能發電模組的輸出端，第二輸入端電性連接于濾波器的輸出端；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于控制模組的輸出端，第二輸入端電性連接于濾波器的輸出端；以及一 PWM脈沖寬度調制控制器,具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性連接于運算模組的輸出端，輸出端電性連接于直流對交流電壓轉換器的第二輸入端；其中，控制模組的第一輸入端接收自太陽光能發電模組輸出的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的一功率最大值并計算一最大功率點電壓，控制模組的第二輸入端接收濾波器的輸出端輸出的交流電流與交流電壓及直流對交流電壓轉換器的一額定電流，控制模組藉由濾波器所輸出的交流電壓與交流電流計算直流對交流電壓轉換器輸出的一第一實功率與一第一虛功率及電網的一電壓相角，并且控制模組藉由濾波器所輸出的交流電壓與直流對交流電壓轉換器的額定電流計算電網的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，并于比較第一實功率與第二實功率后輸出一選擇訊號，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的第一輸入端，運算模組的第一輸入端與第二輸入端分別接收命令電流與濾波器的輸出端輸出的交流電流，并運算交流電流與命令電流之間的一誤差及補償誤差，并輸出一命令電壓至PWM脈沖寬度調制控制器，PWM脈沖寬度調制控制器依據命令電壓輸出一 PffM脈沖寬度調制控制訊號，PffM脈沖寬度調制控制訊號控制輸入電容的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的交流電流達到電網所需的電流；以及其中，直流對交流電壓轉換器的個數為一。
[0007]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后，追蹤太陽光能發電模組的功率最大值并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兀輸出的最大功率點電壓，第二輸入端接收太陽光能發電模組輸出的直流電壓，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；一鎖相回路裝置，其接收濾波器的輸出端輸出的電壓與電流，計算出第一實功率、第一虛功率及電網的電壓相角；一低電壓穿透控制裝置，其接收第一實功率、濾波器輸出的電壓及直流對交流電壓轉換器的額定電流，計算電網的第二實功率與第二虛功率，且于電網發生異常時，輸出輸出訊號，并于比較第一實功率與第二實功率后，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后，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的第二虛功率，并根據輸出訊號選擇零功率與第二虛功率其中的一輸出；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回路裝置輸出的第一虛功率，其第二輸入端接收第二開關輸出的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，并計算一第三誤差值，輸出端輸出第三誤差值；一智能型控制裝置，接收第三誤差值及第一開關輸出的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的補償動作，并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；一坐標轉換單元，接收經電流保護裝置輸出的交軸電流與直軸電流及鎖相回路裝置輸出的電網的電壓相角后，進行交軸電流、直軸電流及電壓相角之間的坐標轉換，并轉換為命令電流輸出至運算模組。
[0008]所述的太陽光能發電系統，其中智能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的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的第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一后，并即時將第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一轉換為函數形式，并補償第三誤差值及第一開關輸出的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的經函數轉換與補償后的第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一，并將函數形式的第三誤差值解析為直軸電流，以及將函數形式的第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一解析為交軸電流。
[0009]所述的太陽光能發電系統，其中智能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的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的第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一后，并即時將第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中的一轉換為函數形式，并補償第三誤差值及第一開關輸出的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的經函數轉換與補償后的第三誤差值及第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一，并將函數形式的第三誤差值解析為直軸電流，以及將函數形式的第一開關輸出的第一誤差值與第二誤差值其中之一解析為交軸電流。
[0010]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。
[0011]所述的太陽光能發電系統，其中濾波器輸出的電流為一單相電流與一三相電流其中之一。
[0012]所述的太陽光能發電系統，其中濾波器輸出的電壓為一單相電壓與一三相電壓其中之一。
[0013]經上述可知藉由本發明的太陽光能發電系統，可用以偵測電網是否發生異常，并以PffM脈沖寬度調制控制訊號控制連接直流對交流電壓轉換器的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的交流電流維持在電網所需的電流，以防止電網的電壓驟降，而導致莫大發電量損耗。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的太陽光能發電系統示意圖；
圖2為本發明一第一實施例的太陽光能發電系統的示意圖；
圖3為本發明一第一實施例的太陽光能發電系統的智能型控制裝置的內部示意圖；
圖4為本發明一第二實施例的太陽光能發電系統的示意圖；
圖5為本發明一第二實施例的太陽光能發電系統的智能型控制裝置的內部示意圖。
[0015]附圖標記說明
1、10、100太陽光能發電系統
I1、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 JT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、1006PWM脈沖寬度調制控制器
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坐標轉換單元
1083、10083電流保護裝置
1084、10084智能型控制裝置
1085、10085鎖相回路裝置
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
Sffl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
VI單相電壓 Va, Vb, Vc三相電壓
I交流電流
II單相電流 la、lb、Ic三相電流
I*、II*、la*、lb*、Ic*命