專利名稱：電能調節器和操作電能調節器的方法
技術領域：
本發明是有關于ー種電能調節器和操作電能調節器的方法，用于太陽能供電系統，尤指一種可根據負載的消耗功率，適當地調節耦接于太陽能供電系統的光伏逆變器的最大輸出功率的用于太陽能供電系統的電能調節器和操作電能調節器的方法。
背景技術：
因為太陽能板僅能在白天產生電能，所以在 現有技術中，裝設太陽能板的負載(例如家用電器)并須另耦接于一市電以因應負載晚上的耗電。然而，當太陽能板在白天產生電能時，負載的耗電可能變化很大。如果耦接太陽能板的光伏逆變器的最大輸出功率無法被適當地調節，則太陽能板所產生的電能中沒有被負載消耗的部分將會通過光伏逆變器產生成交流電流逆灌至市電，導致耦接市電的電表被損壞。因此，如何設計ー個應用于市電與光伏逆變器之間的電能調節器成為太陽能產業的重要課題。

發明內容
本發明的目的在于提供電能調節器和操作電能調節器的方法，其可防止太陽能板所產生的電能中沒有被該負載消耗的部分通過該光伏逆變器產生為交流電流逆灌至該市電。為達到上述目的，本發明第一技術方案提供了ー種電能調節器，包含感測器，耦接于市電和負載，用以偵測該負載的消耗功率；繼電器，耦接于光伏逆變器與該負載之間；及控制器，耦接于該感測器，用以根據該電流，控制該繼電器的開啟與關閉，以及傳送緊急停止輸出信號和該消耗功率的信息至該光伏逆變器。較佳的，電能調節器，另包含緊急接腳，其中該控制器是通過該緊急接腳傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。較佳的，電能調節器，另包含傳輸接腳，其中該控制器是通過該傳輸接腳傳送該消耗功率的信息至該光伏逆變器。其中，該傳輸接腳是支持RS485的通信標準。較佳的，當該電流小于預定電流值時，該控制器關閉該繼電器，以及傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。較佳的，該光伏逆變器根據該消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。其中，該最大輸出功率是不大于該光伏逆變器的最大功率限制值。本發明第二技術方案提供了ー種操作電能調節器的方法，該電能調節器包含感測器、繼電器及控制器，該方法包含該感測器偵測負載的消耗功率；及當該電流小于預定電流值時，該控制器關閉該繼電器，以及傳送該緊急停止輸出信號至光伏逆變器。較佳的，該控制器是通過緊急接腳傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。本發明第三技術方案提供了ー種操作電能調節器的方法，該電能調節器包含感測器、繼電器及控制器，該方法包含該感測器偵測負載的消耗功率；及該控制器開啟該繼電器，以及傳送該消耗功率的信息至光伏逆變器。較佳的，當該電流大于預定電流值時，該控制器開啟該繼電器。較佳的，該方法另包含該光伏逆變器根據該消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。其中，該最大輸出功率是不大于該光伏逆變器的最大功率限制值。較佳的，該控制器是通過傳輸接腳傳送該消耗功率的信息至該光伏逆變器。與現有技術相比，該電能調節器和該方法是利用感測器偵測負載的消耗功率，然后控制器可根據該市電提供給該負載的電流，決定是否通知光伏逆變器停止輸出交流電流，或是該光伏逆變器可根據該負載的消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。因此，相較于先前技術，因為本發明可根據該負載的消耗功率，適當地調節該光伏逆變器的最大輸出功率，所以本發明可防止太陽能板所產生的電能中沒有被該負載消耗的部分通過該光伏逆變器產生為交流電流逆灌至該市電。


圖I是本發明一種電能調節器的示意圖。圖2為本發明ー種操作電能調節器的方法的流程圖。圖3為操作圖I所述的光伏逆變器的流程圖。圖4為本發明ー種操作電能調節器的方法的另ー實施例的流程圖。主要元件符號說明100電能調節器 102感測器104繼電器106控制器108市電110負載112光伏逆變器 114太陽能板116緊急接腳118傳輸接腳ESOS緊急停止輸出信號 IG電流IAC交流電流IDC直流電流LPC消耗功率PG功率VG 電壓
具體實施例方式請參照圖1，圖I是為本發明ー種電能調節器100的示意圖。電能調節器100包含感測器102、繼電器(relay) 104及控制器106。感測器102是耦接于市電108和負載110，用以偵測負載110的消耗功率LPC ;繼電器104是耦接于光伏逆變器(PhotovoltaicInverter) 112與負載110之間，其中光伏逆變器112耦接于太陽能板114，用以轉換太陽能板114產生的直流電流IDC成交流電流IAC后傳遞至繼電器104 ;控制器106是耦接于感測器102，用以根據電流IG，控制繼電器104的開啟與關閉，亦即因為功率PG等于市電108提供給負載110的電流IG與電壓VG (例如IlOV或200V)的乘積，所以控制器106可根據電流IG，控制繼電器104的開啟與關閉。另外，控制器106另用以傳送緊急停止輸出信號ES0Sc04和負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112。如圖I所示，電能調節器100另包含緊急接腳116與傳輸接腳118，其中傳輸接腳118支援RS485的通信標準。控制器106是通過緊急接腳116傳送緊急停止輸出信號ESOS至光伏逆變器112 ;控制器106是通過傳輸接腳118傳送消耗功率LPC的信息至光伏逆變器 112。如圖I所示，當電能調節器100開機且市電108提供給負載110的電流IG小于預定電流值時，此時因為負載110是為輕載，所以控制器106關閉繼電器104，以及通過緊急接腳116傳送緊急停止輸出信號ESOS至光伏逆變器112。如此，因為繼電器104和光伏逆變器112都關閉，所以太陽能板114所產生的電能不會通過光伏逆變器112所產生的交流電流IAC逆灌至市電108。當電流IG大于預定電流值(亦即此時負載110是為重載)吋，控制器106可通過傳輸接腳118判斷光伏逆變器112是否處于輸出模式。如果光伏逆變器112是處于輸出模式,控制器106可通過傳輸接腳118傳送負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112。然后，光伏逆變器112即可根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率,其中光伏逆變器112的最大輸出功率是不大于光伏逆變器112的最大功率限制值。亦即如果光伏逆變器112的最大功率限制值是為5KW，則光伏逆變器112的最大輸出功率將不會大于5KW。另外，在本發明的另ー實施例中，不論電流IG是否大于預定電流值，控制器106都不會關閉繼電器104。因此，光伏逆變器112總是根據負 載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，以使光伏逆變器112的最大輸出功率不大于光伏逆變器112的最大功率限制值。請參照圖I和圖2，圖2為操作圖I所述的電能調節器的方法的流程圖。圖2的方法是利用圖I的電能調節器100說明，詳細步驟如下步驟200 :開始；步驟202 :感測器102偵測負載110的消耗功率LPC ;步驟204 :電流IG是否小于預定電流值；如果是，進行步驟206 ;如果否，進行步驟208 ;步驟206 :控制器106關閉繼電器104，以及傳送緊急停止輸出信號ESOS至光伏逆變器112，跳回步驟202 ;步驟208 :控制器106判斷光伏逆變器112是否處于輸出模式；如果是，進行步驟210 ;如果否，跳回步驟202 ;步驟210 :控制器106開啟繼電器104，以及傳送負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112 ;步驟212 :光伏逆變器112根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，跳回步驟202。在步驟202中，如圖I所示，當電能調節器100開機吋，感測器102先偵測負載110的消耗功率LPC。在步驟206中，當市電108提供給負載110的電流IG小于預定電流值吋，此時因為負載110是為輕載，所以控制器106關閉繼電器104，以及通過緊急接腳116傳送緊急停止輸出信號ESOS至光伏逆變器112。如此，因為繼電器104和光伏逆變器112都關閉，所以太陽能板114所產生的電能不會通過光伏逆變器112所產生的交流電流IAC逆灌至市電108。在步驟208中，當電流IG大于預定電流值(亦即此時負載110是為重載)吋，控制器106可通過傳輸接腳118判斷光伏逆變器112是否處于輸出模式，其中傳輸接腳118支援RS485的通信標準。在步驟210中，如果光伏逆變器112是處于輸出模式，控制器106可通過傳輸接腳118傳送負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112。然后，在步驟212中，光伏逆變器112即可根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，其中光伏逆變器112的最大輸出功率是不大于光伏逆變器112的最大功率限制值。亦即如果光伏逆變器112的最大功率限制值是為5KW，則光伏逆變器112的最大輸出功率將不會大于5KW。
另外，在本發明的另ー實施例中，不論電流IG是否大于預定電流值，控制器106都不會關閉繼電器104。因此，光伏逆變器112總是根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，以使光伏逆變器112的最大輸出功率不大于光伏逆變器112的最大功率限制值。請參照圖I和圖3，圖3為說明ー種操作光伏逆變器112的流程圖。圖3的方法是利用圖I的電能調節器100說明，詳細步驟如下步驟300 :開始；步驟302 :光伏逆變器112是否收到緊急停止輸出信號ESOS ;如果是，進行步驟304 ;如果否，進行步驟306 ;步驟304 :光伏逆變器112停止輸出交流電流IAC，跳回步驟302 ;步驟306 :光伏逆變器112是否收到負載110的消耗功率LPC的信息；如果是，進行步驟308 ;如果否，進行步驟312 ;步驟308 :光伏逆變器112根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率；步驟310 :光伏逆變器112的最大輸出功率是否大于最大功率限制值；如果是，進行步驟312 ;如果否，進行步驟314 ;步驟312 :光伏逆變器112輸出最大功率限制值，跳回步驟302 ;步驟314 :光伏逆變器112輸出最大輸出功率，跳回步驟302。
在步驟304中，如第I圖所示，當電能調節器100開機吋，感測器102先偵測負載110的消耗功率LPC。當市電108提供給負載110的電流IG小于預定電流值時，此時因為負載110是為輕載，所以控制器106關閉繼電器104，以及通過緊急接腳116傳送緊急停止輸出信號ESOS至光伏逆變器112。如此，因為繼電器104和光伏逆變器112都關閉，所以太陽能板114所產生的電能不會通過光伏逆變器112所產生的交流電流IAC逆灌至市電108。在步驟306中，當電流IG大于預定電流值(亦即此時負載110是為重載)時，控制器106可通過傳輸接腳118判斷光伏逆變器112是否處于輸出模式。如果光伏逆變器112是處于輸出模式，控制器106可通過傳輸接腳118傳送負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112。然后，在步驟308中，光伏逆變器112即可根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率。在步驟312中，當光伏逆變器112的最大輸出功率大于光伏逆變器112的最大功率限制值時，光伏逆變器112只能輸出最大功率限制值。亦即如果光伏逆變器112的最大功率限制值是為5KW，則光伏逆變器112的最大輸出功率將不會大于5KW。在步驟314中，如果光伏逆變器112的最大輸出功率不大于光伏逆變器112的最大功率限制值時，光伏逆變器112是輸出最大輸出功率。另外，當光伏逆變器112沒有收到負載110的消耗功率LPC的信息(亦即電能調節器100尚未就緒)時，光伏逆變器112是先輸出最大功率限制值以等待電能調節器100就緒。請參照圖I和圖4，圖4為本發明ー種操作電能調節器的方法的另ー實施例流程圖。圖4的方法是利用圖I的電能調節器100說明，詳細步驟如下步驟400 :開始；步驟402 :感測器102偵測負載110的消耗功率LPC ;步驟404 :控制器106判斷光伏逆變器112是否處于輸出模式；如果是，進行步驟406 ;如果否，跳回步驟402 ;步驟406 :控制器106開啟繼電器104，以及傳送負載110的消耗功率LPC的信息至光伏逆變器112 ;步驟408 :光伏逆變器112根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，跳回步驟402。圖4的實施例和圖2的實施例的差別在于在步驟406中不論電流IG是否大于預定電流值，控制器106都不會關閉繼電器104。因此，光伏逆變器112總是根據負載110的消耗功率LPC的信息，調整光伏逆變器112的最大輸出功率，以使光伏逆變器112的最大輸出功率不大于光伏逆變器112的最大功率限制值。另外，圖4的實施例的其余操作原理皆和圖2的實施例相同，在此不再贅述。綜上所述，本發明所提供的電能調節器和操作電能調節器的方法，是利用感測器偵測負載的消耗功率。然后控制器可根據市電提供給負載的電流，決定是否通知光伏逆變器停止輸出交流電流，或是光伏逆變器可根據負載的消耗功率的信息，調整光伏逆變器的最大輸出功率。因此，相較于先前技術，因為本發明可根據負載的消耗功率，適當地調節光伏逆變器的最大輸出功率，所以本發明可防止太陽能板所產生的電能中沒有被負載消耗的部分通過光伏逆變器產生的交流電流逆灌至市電。 以上所述僅為本發明較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋范圍。
權利要求
1.ー種電能調節器，用于太陽能供電系統，其特征在于，包含 感測器，耦接于市電和負載，用以偵測該負載的消耗功率； 繼電器，耦接于光伏逆變器與該負載之間 '及 控制器，耦接于該感測器，用以根據該電流，控制該繼電器的開啟與關閉， 以及傳送緊急停止輸出信號和該消耗功率的信息至該光伏逆變器。
2.如權利要求I所述的電能調節器，其特征在于，另包含 緊急接腳，其中該控制器是通過該緊急接腳傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。
3.如權利要求I所述的電能調節器，其特征在于，另包含 傳輸接腳，其中該控制器是通過該傳輸接腳傳送該消耗功率的信息至該光伏逆變器。
4.如權利要求3所述的電能調節器，其特征在干，該傳輸接腳是支持RS485的通信標準。
5.如權利要求I所述的電能調節器，其特征在干，當該電流小于預定電流值時，該控制器關閉該繼電器，以及傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。
6.如權利要求I所述的電能調節器，其特征在于，該光伏逆變器根據該消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。
7.如權利要求6所述的電能調節器，其特征在于，該最大輸出功率是不大于該光伏逆變器的最大功率限制值。
8.ー種操作電能調節器的方法，該電能調節器包含感測器、繼電器及控制器，其特征在于，該方法包含 該感測器偵測負載的消耗功率；及 當該電流小于預定電流值時，該控制器關閉該繼電器，以及傳送該緊急停止輸出信號至光伏逆變器。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在干，該控制器是通過緊急接腳傳送該緊急停止輸出信號至該光伏逆變器。
10.ー種操作電能調節器的方法，該電能調節器包含感測器、繼電器及控制器，該方法包含 該感測器偵測負載的消耗功率；及 該控制器開啟該繼電器，以及傳送該消耗功率的信息至光伏逆變器。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在干，另包含當該電流大于預定電流值時，該控制器開啟該繼電器。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，另包含該光伏逆變器根據該消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，該最大輸出功率不大于該光伏逆變器的最大功率限制值。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，該控制器是通過傳輸接腳傳送該消耗功率的信息至該光伏逆變器。
全文摘要
本發明是關于一種電能調節器和操作電能調節器的方法，用于太陽能供電系統。電能調節器，包含感測器，用以偵測該負載的消耗功率；繼電器，耦接于光伏逆變器與該負載之間；及控制器，耦接于該感測器，控制該繼電器的開啟與關閉，以及傳送緊急停止輸出信號和該消耗功率的信息至該光伏逆變器。該電能調節器和該方法是利用感測器偵測負載的消耗功率，然后控制器可根據該市電提供給該負載的電流，決定是否通知光伏逆變器停止輸出交流電流，或是該光伏逆變器可根據該負載的消耗功率的信息，調整該光伏逆變器的最大輸出功率。可防止太陽能板所產生的電能中沒有被該負載消耗的部分通過該光伏逆變器產生為交流電流逆灌至該市電。
文檔編號H02J3/38GK102868172SQ201210302908
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者詹忠穎, 江長家, 沈明建, 相理, 古孝治 申請人:蘇州達方電子有限公司, 達方電子股份有限公司