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Patent Searching and Data


Title:
SOLAR POWER GENERATION SYSTEM, MEASUREMENT MODULE AND POSITIONING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/010352
Kind Code:
A1
Abstract:
A solar power generation system, a measurement module and a positioning method. The positioning method is applicable to a solar power generation system comprising a plurality of AC power generation modules. The positioning method comprises the following steps: (a) measuring junction voltages of the plurality of AC power generation modules at a plurality of different positions of a power circuit and formed AC currents, so as to obtain a plurality of corresponding current parameters and voltage parameters respectively; and (b) calculating relative position sequences of the AC power generation modules according to the plurality of current parameters and voltage parameters.

Inventors:
JEAN YUANBOR (CN)
HUANG YIMING (CN)
KUO MINCHIEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/081907
Publication Date:
January 29, 2015
Filing Date:
August 20, 2013
Export Citation:
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Assignee:
AU OPTRONICS CORP (CN)
International Classes:
G01R19/00; H02S50/10
Domestic Patent References:
WO2013010083A22013-01-17
Foreign References:
CN201413353Y2010-02-24
CN102630348A2012-08-08
CN102437793A2012-05-02
KR20110105258A2011-09-26
KR20130079015A2013-07-10
CN201583579U2010-09-15
Attorney, Agent or Firm:
LECOME INTELLECTUAL PROPERTY AGENT LTD. (CN)
北京律诚同业知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种太阳能发电系统, 其特征在于, 包含:

一监控模块;

多级交流发电模块, 各自产生一输出电流, 彼此电性连接于一电力回路; 以及

多个测量模块,分别电性连接这些交流发电模块,每一测量模块各自包含: 一第一电流感测器,用以感测于该测量模块在该电力回路的位置上所通过 的交流电流, 以产生一第一电流参数; 以及

一通讯单元, 用以传输该第一电流参数至该监控模块,

其中,该监控模块用以通过这些测量模块所回传的这些第一电流参数计算 这些交流发电模块的相对位置次序。

2. 如权利要求 1所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块设置 于相邻的两级交流发电模块之间, 每一测量模块包含一输入端以及一输出端, 该输入端耦接至一前级的交流发电模块,该输出端耦接至一后级的交流发电模 块或耦接至市电。

3. 如权利要求 2所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 该第一电流感测器 耦接于该输入端以及该输出端之间,用以感测该级的交流发电模块以前各级的 一加总输出电流, 以产生该第一电流参数。

4. 如权利要求 1所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块包含 一第一断路器, 该第一断路器耦接于该输入端与该第一电流感测器之间。

5. 如权利要求 1所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块包含 一第二断路器, 该第二断路器耦接于该输出端与该第一电流感测器之间。

6. 如权利要求 4或 5所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块 还包含:

一电压感测器, 用以感测于该测量模块在该电力回路位置的一电压, 以产 生一电压参数; 以及

一控制单元,用以依据该监控模块的配置断开该第一断路器与该第二断路 器;

其中该监控模块通过该控制单元逐次断开这些测量模块中每一者的该第 一断路器或该第二断路器,并通过这些测量模块所回传的这些电压参数计算这 些交流发电模块的相对位置次序。

7. 如权利要求 1所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块对应 设置于一当级交流发电模块中,并通过该电力回路耦接于相邻的两交流发电模 块之间, 或是交流发电模块与市电之间, 每一测量模块包含一第一输入端、一 第二输入端以及一输出端, 该第一输入端耦接至一前级的交流发电模块, 该第 二输入端耦接至该当级的交流发电模块,该输出端耦接至一后级的交流发电模 块。

8. 如权利要求 7所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块更包 含一第二电流感测器耦接于该第二输入端以及该输出端之间,用以感测该当级 的交流发电模块的输出电流, 以产生该第二电流参数, 该通讯单元更传输该第 二电流参数至该监控模块,该监控模块用以通过这些测量模块所回传的这些第 二电流参数判断这些交流发电模块的工作状态。

9. 如权利要求 7所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 该第一电流感测器 耦接于该第一输入端以及该输出端之间,用以感测该前级的交流发电模块以前 各级的一加总输出电流, 以产生该第一电流参数。

10. 如权利要求 7所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块包 含一断路器, 耦接于该第二输入端与该输出端之间。

11. 如权利要求 10所述的太阳能发电系统, 其特征在于, 每一测量模块更 包含:

一控制单元, 用以依据该监控模块的配置断开该断路器;

其中该监控模块通过该控制单元逐次断开这些测量模块中每一者的该断 路器,并通过这些测量模块所回传的这些第一电流参数计算这些交流发电模块 的相对位置次序。

12. 一种定位方法, 适用于包含多个交流发电模块的一发电系统, 其特征 在于, 这些交流发电模块各自产生一输出电流, 这些交流发电模块彼此电性连 接于一电力回路, 该定位方法包含:

测量这些交流发电模块在该电力回路的多个相异位置上所形成的交流电 流, 以分别取得多个对应的电流参数; 以及

根据这些电流参数计算出对应的这些交流发电模块的相对位置次序。

13. 如权利要求 12所述的定位方法, 其特征在于, 还包含:

逐次切断这些交流发电模块中的一者所提供的该输出电流,并测量这些交 流发电模块在该电力回路的这些相异位置上所形成的交流电流,以分别取得这 些电流参数。

14. 如权利要求 12所述的定位方法, 其特征在于, 还包含:

逐次断开这些交流发电模块中的一者与相邻的两交流发电模块中的一者 之间的连接路径,并测量这些交流发电模块中每一者在该电力回路的位置上的 电压值, 以分别取得多个对应的电压参数; 以及

通过这些电压参数计算出这些交流发电模块的相对位置次序。

15. 一种测量模块, 其特征在于, 具有一第一输入端、 一第二输入端与一 输出端, 该测量模块包含:

一第一电流感测器, 耦接于该第一输入端与该输出端之间, 用以产生一第 一电流参数;

一第二电流感测器, 耦接于该第二输入端与该输出端之间, 用以产生一第 二电流参数;

一电压感测器, 用以检测该输出端的电压, 以产生一电压参数;

一控制单元,用以接收该第一电流参数、该第二电流参数以及该电压参数 ·' 一通讯单元, 用以依据该控制单元的配置以传输该第一电流参数、该第二 电流参数以及该电压参数至一外部监控系统; 以及

一储存单元, 用以储存该第一电流参数、 该第二电流参数、 该电压参数以 及该测量模块的一结构资讯, 其中该结构资讯包含该测量模块的该第一输入 端、 该第二输入端与该输出端的连接状态以及该测量模块的内部结构。

16. 如权利要求 15所述的测量模块, 其特征在于, 还包含:

一第一断路器,用以该测量模块执行一定位操作时依据该控制单元的配置 以切断该第一输入端与该第一电流感测器之间的一电流路径;

一第二断路器,用以该测量模块执行该定位操作时依据该控制单元的配置 以切断该输出端与该第一电流感测器之间的一电流路径; 以及

一第三断路器,用以该测量模块执行该定位操作时依据该控制单元的配置 以切断该第二输入端与该第二电流感测器之间的一电流路径。

Description:
太阳能发电系统、 测量模块与定位方法

技术领域

本发明是关于一种太阳能发电系统,特别是关 于一种太阳能发电系统内的 测量模块与其定位方法。 背景技术

因石油资源的快速减少, 发展再生能源的议题逐渐被人类重视。而目前 可 行的替代能源之一便是太阳能, 利用太阳能板将太阳能转换成电能, 已经是许 多国家正积极使用的发电系统。

所谓在线式太阳能交流模块系统,指的是太阳 能发电系统中具有多个交流 发电模块互相连接, 而每一交流发电模块具有太阳能板与微逆变器 (μ

-inverter), 太阳能发电系统系通过太阳能板将太阳能转换 成直流电能, 并通过 前述的微逆变器将直流电转换成交流电后再馈 入市电。

在实际使用上, 我们需要对各交流发电模块进行监控, 来确保各交流发电 模块能够正常运作并维持一定的转换效率。然 而,在目前的太阳能发电系统中, 大多数只能实时得知太阳能发电系统的总发电 情形,若需要单一交流发电模块 的操作情形, 则需要安装能与微逆变器通讯的数据搜集器, 通过微逆变器传回 的发电数据对各交流模块进行监测, 然因为各微逆变器所采用的通讯协议不 同,要开发通用型数据搜集器有一定的难度与 较高的成本, 此方式会导致系统 安装商尽量采用单一厂商的微逆变器, 且由于微逆变器仅检测自身输出电流, 故需通过人工记录的方式才能对各交流发电模 块进行定位,当交流发电模块的 数量过于庞大时, 使用人工进行监测的方式将显得不够具有效率 ; 此外, 微逆 变器内部的感测器其精密度也不如电表。

由此可见, 上述现有的方式, 显然仍存在不便与缺陷, 而有待加以进一歩 改进。为了解决上述问题, 相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道, 但长久以 来一直未见适用的方式被发展完成。因此, 如何达到实时监控太阳能发电系统 中各交流发电模块的操作情形,同时以自动化 的方式来取代人工对各交流发电 模块进行定位, 实属当前重要研发课题之一,亦成为当前相关 领域需改进的目 标。 发明公开

为了解决上述的问题, 本揭露内容的一态样提供了一种太阳能发电系 统。 太阳能发电系统包含监控模块、多个交流发电 模块以及多个测量模块。多个交 流发电模块将太阳能转换为电能, 并各自输出电流。多个交流发电模块彼此电 性连接在电力回路上, 并通过电力回路将各输出电流汇整并传送至市 电。多个 测量模块分别电性连接多个交流发电模块,每 一测量模块包含电流和电压感测 器、断路器与通讯单元。 电流感测器用以感测于测量模块在电力回路的 位置上 所通过的交流电流并产生电流参数。电压感测 器用以感测于测量模块在电力回 路连接点上的交流电压并产生电压参数。 断路器用以取代人工断开电性的连 接。通讯单元用以传输电流和电压参数至前述 的监控模块,亦可接收来自监控 模块对断路器的控制命令。且前述的监控模块 用以通过各测量模块所回传的多 个电流和 /或电压参数计算多个交流发电模块的相对位 次序。

根据本发明一实施例, 前述的测量模块包含第一断路器。第一断路器 耦接 于测量模块的输入端与第一电流感测器之间。

根据本发明一实施例, 前述的测量模块包含第二断路器。第二断路器 耦接 于测量模块的输出端与第一电流感测器之间。

根据本发明又一实施例, 前述的测量模块更包含电压感测器以及控制单 元。电压感测器用以感测于测量模块在电力回 路的位置的电压并产生对应的电 压参数。控制单元用以依据监控模块的配置断 开第一断路器或第二断路器, 且 监控模块通过控制单元逐次断开多个测量模块 中每一者的第一断路器或第二 断路器或第三断路器, 并通过多个测量模块所回传的多个电压和 /或电流参数 计算多个交流发电模块的相对位置次序。

上述的太阳能发电系统,其中每一测量模块设 置于相邻的两级交流发电模 块之间, 每一测量模块包含一输入端以及一输出端, 该输入端耦接至一前级的 交流发电模块, 该输出端耦接至一后级的交流发电模块或耦接 至市电。

上述的太阳能发电系统,其中该第一电流感测 器耦接于该输入端以及该输 出端之间,用以感测该级的交流发电模块以前 各级的一加总输出电流, 以产生 该第一电流参数。

上述的太阳能发电系统,其中每一测量模块对 应设置于一当级交流发电模 块中, 并通过该电力回路耦接于相邻的两交流发电模 块之间, 或是交流发电模 块与市电之间,每一测量模块包含一第一输入 端、一第二输入端以及一输出端, 该第一输入端耦接至一前级的交流发电模块, 该第二输入端耦接至该当级的交 流发电模块, 该输出端耦接至一后级的交流发电模块。

上述的太阳能发电系统,其中每一测量模块更 包含一第二电流感测器耦接 于该第二输入端以及该输出端之间,用以感测 该当级的交流发电模块的输出电 流,以产生该第二电流参数,该通讯单元更传 输该第二电流参数至该监控模块, 该监控模块用以通过这些测量模块所回传的这 些第二电流参数判断这些交流 发电模块的工作状态。

上述的太阳能发电系统,其中该第一电流感测 器耦接于该第一输入端以及 该输出端之间, 用以感测该前级的交流发电模块以前各级的一 加总输出电流, 以产生该第一电流参数。

上述的太阳能发电系统, 其中每一测量模块包含一断路器, 耦接于该第二 输入端与该输出端之间。

上述的太阳能发电系统, 其中每一测量模块更包含: 一控制单元, 用以依 据该监控模块的配置断开该断路器;其中该监 控模块通过该控制单元逐次断开 这些测量模块中每一者的该断路器,并通过这 些测量模块所回传的这些第一电 流参数计算这些交流发电模块的相对位置次序 。

本揭露内容的另一态样提供了一种测量模块, 可应用于前述的太阳能发电 系统。测量模块具有第一输入端、第二输入端 与输出端, 测量模块包含第一电 流感测器、 第二电流感测器、 电压感测器、 控制单元、 通讯单元与储存单元。 第一电流感测器耦接于第一输入端与输出端之 间, 并产生第一电流参数。第二 电流感测器耦接于第二输入端与输出端之间, 并产生第二电流参数。 电压感测 器用以检测输出端的电压, 以产生一电压参数。控制单元用以接收第一电 流参 数、第二电流参数以及电压参数。通讯单元用 以依据控制单元的配置以传输第 一电流参数、第二电流参数以及电压参数至外 部监控系统。储存单元用以储存 第一电流参数、第二电流参数、 电压参数以及测量模块的一结构资讯。前述的 结构资讯包含测量模块的第一输入端、第二输 入端与输出端的连接状态以及测 量模块的内部结构。

根据本发明的一实施例,前述的测量模块更包 含第一断路器或第二断路器 或第三断路器。第一断路器用以在测量模块执 行定位操作时依据控制单元的配 置以切断测量模块的第一输入端与第一电流感 测器之间的电流路径。第二断路 器用以在测量模块执行定位操作时依据控制单 元的配置以以切断输出端与第 一电流感测器之间的一电流路径。第三断路器 用以在测量模块执行定位操作时 依据控制单元的配置以切断于测量模块的第二 输入端与第二电流感测器之间 的电流路径。

本揭露内容的又一态样系提供了一种定位方法 。定位方法适用于包含多个 交流发电模块的发电系统, 定位方法包含了下列歩骤:测量多个交流发电 模块 在电力回路的多个相异位置上所形成的交流电 流或连接点电压,以分别取得多 个对应的电流或电压参数; 以及, 根据多个电流或电压参数计算出对应的各交 流发电模块的相对位置次序。

根据本发明的一实施例,前述的定位方法更包 含逐次断开多个交流发电模 块中的一者与相邻的两交流发电模块中的一者 之间的连接路径,并测量多个交 流发电模块中每一者在电力回路的位置上的一 电压值,以分别取得多个对应的 电压参数;以及,通过多个电压参数计算出多 个交流发电模块的相对位置次序。

上述的定位方法, 其中还包含: 逐次切断这些交流发电模块中的一者所提 供的该输出电流,并测量这些交流发电模块在 该电力回路的这些相异位置上所 形成的交流电流, 以分别取得这些电流参数。

综上所述, 本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的 优点和有益效 果。通过上述技术方案, 可达到相当的技术进歩, 并具有产业上的广泛利用价 值,本揭示内容能够对太阳能发电系统中多个 交流发电模块进行快速的定位以 及实时监控各个交流发电模块的工作情形。 國麵兑日月

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与 实施例能更明显易懂, 所附 附图的说明如下:

图 1依照本发明一实施例绘示一种测量模块的示 图;

图 2A依照本发明一实施例绘示太阳能发电系统的 意图;

图 2B依照图 2A太阳能发电系统于另一实施例的示意图;

图 3A依照本发明另一实施例绘示太阳能发电系统 示意图; 图 3B依照本发明内容的另一实施例绘示测量模块 示意图; 图 3C依照本发明内容的又一实施例绘示测量模块 示意图; 以及 图 4依照本发明绘示一定位方法的流程图。 其中, 附图标记:

测量模块: 100、 100a 电流感测器: 110、

电压感测器: 120 控制单元: 130

通讯单元: 140 储存单元 150

断路器: 160、 162、 164

太阳能发电系统: 200、 200a、 300

监控模块: 220 交流发电模块: 240、 320、 322、 324 子发电系统: 210、 212 直流模块: 320a

微逆变器: 320b 连接接口: 320c

微逆变器主电路: 320d 定位方法: 400

歩骤: 410、 420

电流: lN,input 1、 lN,input2、 IN? input、 IN? output、

下文举实施例配合所附附图作详细说明,但 所提供的实施例并非用以限制 本发明所涵盖的范围, 而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序, 任何由元 件重新组合的结构, 所产生具有均等功效的装置, 皆为本发明所涵盖的范围。 此外, 附图仅以说明为目的, 并未依照原尺寸作图。 为使便于理解, 下述说明 中相同元件将以相同的符号标示来说明。

关于本文中所使用的 "第一"、 "第二"、 …等, 并非特别指称次序或顺位 的意思,亦非用以限定本发明, 其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件 或操作而已。

另外, 关于本文中所使用的 "耦接 "或 "连接", 均可指二或多个元件相 互直接作实体或电性接触, 或是相互间接作实体或电性接触,亦可指二或 多个 元件相互操作或动作。

请同时参照图 1与图 2A, 图 1依照本发明一实施例绘示一种测量模块 100的 示意图。 图 2A其绘示根据本发明的一实施例中太阳能发电 统 200的示意图。 如图 2A所示, 太阳能发电系统 200包含监控模块 220、 多个交流发电模块 240以 及多个测量模块 100。

多个测量模块 100用以对应多个交流发电模块 240设置, 于图 2A的实施例 中, 每一测量模块 100分别耦接于其中两个交流发电模块 240之间,亦或是在一 个交流发电模块 240与市电之间。

如图 1所示, 测量模块 100包含第一电流感测器 110以及通讯单元 140。

测量模块 100具有二输入端与一输出端,其中第一电流感 测器 110耦接于测 量模块 100的输入端与输出端之间,第一电流感测器 110用以产生第一电流参数 ( S口 IN, uti )。

举例来说, 第一电流感测器 110检测测量模块 100的输入端接收的总电流 i N , mputl , 此总电流 ^可为设置于此测量模块 100的位置以前各交流发电模块 输出的交流电流总和。 例如于图 2A中, 第 2级的测量模块 100其输入端接收的 总电流 i 2 , mputl 为第 1级交流发电模块与第 2级交流发电模块输出的交流电流总和 (亦即 i putf l^+I^) , 并依据此总电流^, ^产生对应的第一电流参数。

通讯单元 140用以将第一电流参数与电压参数传送至外部 监控系统。 举例 而言, 通讯单元 140可以通过无线传输或有线如电力线通讯 (power line communication, PLC ) 的传输方式, 将第一电流参数与电压参数传送至外部监 控系统。通过此种方式, 使用者可以通过外部监控达到中央控管并实时 得知各 个交流发电模块的操作情形。

以下段落将提出数个应用测量模块 100的实施例,来说明上述测量模块 100 的功能与应用, 但本发明并不仅以下所列的实施例为限。

如图 2A所示, 多个交流发电模块 240将太阳能转换为电能, 并各自输出电 流 I ac , N 。 多个交流发电模块 240彼此电性连接在电力回路上, 通过电力回路将 各输出电流 i ac , N 汇整并传送至电厂或市电。

在此实施例中, 多个测量模块 100分别电性连接多个交流发电模块, 且此 实施例中测量模块 100的第一电流感测器 110用以感测测量模块 100配置在电力 回路的位置上所通过的交流电流, 并产生对应的第一电流参数。

举例而言, 如图 2A所示, 从 1到 N-1级的每一测量模块 100设置于相邻的两 级交流发电模块 240之间, 其中每一测量模块 100包含输入端与输出端,测量模 块 100的输入端耦接至前级的交流发电模块 240, 而测量模块 100的输出端则耦 接至后级的交流发电模块 240。 第 N级的测量模块 100设置于交流发电模块 240 与市电之间, 其输入端耦接至前级的交流发电模块 240, 而输出端则耦接至市 电。

如此,每一级测量模块 100内的第一电流感测器 110可感测前级的交流发电 模块 240以前各级的加总输出电流, 以产生第一电流参数。

例如,第 1级测量模块 100中的电流感测器 110可测量自第 1级的交流发电模 块 240所产生的输出电流 而第 2级测量模块 100中的电流感测器 110则可测 量自第 1级交流发电模块 240所产生的输出电流 与第 2级交流发电模块 240所 产生的输出电流 I ac , 2 的总和。

测量模块 100内的通讯单元 140则将前述的第一电流参数传输至监控模块

220。

而监控模块 220通过多个测量模块 100所回传多个第一电流参数来计算出 多个交流发电模块 240在电力回路上的相对位置次序。

举例来说, 假设每一交流发电模块 240在正常操作下能够产生 1安培 (A) , 而在第 1级测量模块 100所产生的对应的第一电流参数应为 1A (即第 1级交流发 电模块 240所输出的电流 第 2级测量模块 100所产生的对应的第一电流参 数应为 2A (即为第 1级交流发电模块 240输出的电流 Iac,l与第 2级交流发电模块 240输出的电流 Ι , 2 ), 依此类推, 在第 Ν级测量模块 100所产生的第一电流参数 应为 Ν倍的 1Α。

如此, 通过前述多个第一电流参数的大小排列, 便能排列出多个交流发电 模块 240的相对位置。 相对于公知的人工记录方式, 本实施例中的太阳能发电 系统 200通过监控模块 220对多个第一电流参数进行计算,便能快速地 定位多个 交流发电模块 240。

再者, 假设第 2级交流发电模块出现故障, 使得第 2级交流发电模块的转换 效率降低, 此时第 2级交流发电模块的输出电流 I ae , 2 为 0.3Α, 且其余的交流发电 模块皆正常输出 1A的电流。 此时对应的第 2级测量模块产生的第一电流参数为 1.3A, 而第 3级测量模块产生的第一电流参数为 2.3A, 使用者通过监控模块 220 得知以上资讯时, 便能得知第 2级的交流模块出现故障, 以利使用者进行后续 的维修。 根据本发明另一实施例,太阳能发电系统 200中的多个测量模块 100可进一 歩地包含电压感测器 120、 控制单元 130以及第一断路器 160或第二断路器 162。

第一断路器 160用以根据控制单元 130的配置以切断测量模块 100的输入端 与第一电流感测器 110之间的电流路径。 第二断路器 162用以根据控制单元 130 的配置以切断测量模块 100的输出端与第一电流感测器 110之间的电流路径。

请同时参照图 1与图 2A, 第一断路器 160耦接在测量模块 100的输入端与第 一电流感测器 110之间, 而第二断路器 162耦接在测量模块 100的输出端与第一 电流感测器 110和第二电流感测器 112耦接节点 nodel之间。

电压感测器 120用以检测测量模块 100的输出端的电压,并产生对应的电压 参数。 例如图 2A中的第 2级测量模块 100内的电压感测器 120可感测第 2级测量 模块 100在电力回路上的位置的电压 (亦即测量模块 100内部的节点 nodel上的 电压) 并产生对应的电压参数。

控制单元 130用以接收前述的第一电流参数、 第二电流参数与电压参数, 并传送至通讯单元 140与储存单元 150。且控制单元 130更根据监控模块 220的配 置以断开第一断路器 160或第二断路器 162。

在此实施例中, 监控模块 220通过控制单元 130逐次地断开多个测量模块 100中每一者的第一断路器 160或第二断路器 162,并通过多个测量模块 100所回 传的多个电压参数来计算出多个交流发电模块 的相对次序。

举例而言,若是断开第 N-1级测量模块 100的第二断路器 162,亦即切断第 1 至 N-1级交流发电模块 240与电力回路的连接, 则第 1级至第 N-1级的测量模块 100内的电压感测器 120皆会感测到电力回路上出现电压变化。 同理, 若断开第 2级测量模块 100的第二断路器 162, 亦即切断第 1级至第 2级交流发电模块 240 与电力回路的连接,则第 1级至第 2级的测量模块 100内的电压感测器 120皆会感 测到电力回路上出现电压变化。 同理可知, 当切断一测量模块 100后, 前方感 受到电压变化的电压感测器个数越多者, 其对应的测量模块 100的排序应在电 力回路中的越后端, 亦即越接近责任分界点 (如第 N级测量模块 100), 反之, 感受到变化的电压感测器个数越少者, 则应在电力回路中的在越前端 (如第 1 级测量模块 100)。

因此, 监控模块 220可逐次断开每一级测量模块 100的第一断路器 160或第 二断路器 162,并观察每次断开一个测量模块 100后受到影响的电压参数的个数 以定位出各交流发电模块 240。 电力操作者可以通过外部监控系统来远端控制 上述的第一断路器 160、 第二断路器 162, 通过依序切断第一断路器 160或第二 断路器 162, 可以对电力回路中各个端点进行不同的测试, 免去了以往需要操 作者到现场一一测试的繁复过程。

测量模块 100并不限于同时包含第一断路器 160与第二断路器 162。 实际应 用中,于测量模块 100中设置其中一个断路器 (第一断路器 160或第二断路器 162) 即可完成上述功能。

请参阅图 2B,其绘示根据图 2A的太阳能发电系统的另一实施例的示意图。 如图 2B所示, 太阳能发电系统 200a具有两个子发电系统 210、 212, 且子发 电系统 210、 212中亦具有多个交流发电模块 240与多个测量模块 100。

在此实施例中, 子发电系统 210、 212分别具有相同数目的交流发电模块 240, 且假设各个测量模块 100不具有前述的第一断路器 160或第二断路器 162 时。 此时监控模块 220无法辨别子发电系统 210与子发电系统 212的位置, 可在 子发电系统 210与子发电系统 212上通过遮荫停止任一交流发电模块 240的操 作, 进而使两个子发电系统的总电流产生差异, 以让监控模块 220进行辨别子 发电系统 210与子发电系统 212。在监控模块 220辨别出子发电系统 210与子发电 系统 212之后,再分别对子发电系统 210与子发电系统 212进行前述的定位操作, 以让监控模块排序出子发电系统 210与子发电系统 212内多个交流发电模块 240 的相对位置。

举例而言, 假设每一子发电系统中皆具有 N级的交流发电模块 240, 且每 一交流发电模块 240在正常操作下能够产生 1A。理论上, 在图 2B中的总测量模 块 100a产生的第一电流参数应为 (2N) X 1A。若让子发电系统 212中的第 1级交流 发电模块 240停止运作, 例如通过人工方式遮蔽交流发电模块 240, 使其无法正 常接收太阳能, 贝 ij总测量模块 100a产生的第一电流参数应为 (2N-1) X 1A, 子发 电系统 212中的第 N级测量模块产生的第一电流参数应为 (N-1) X 1A, 子发电系 统 210中的第 N级测量模块 100产生的第一电流参数应为 (N) X 1A。监控模块 220 根据上述的第一电流参数的电流大小排序, 便可定位出子发电系统 210与子发 电系统 212,进而依序定位各子发电系统中的各个交流 发电模块 240之间的相对 位置次序。

请参阅图 3A, 其绘示本发明内容的另一实施例中太阳能发电 系统的示意 图。

如图 3A所示, 在太阳能发电系统 300中, 每一个测量模块 100对应设置于 当级交流发电模块 320中, 并通过电力回路耦接于相邻的两交流发电模块 320 之间。 在此实施例中, 每一测量模块 100可直接测量单一级交流发电模块 320 产生的交流电流 I ac , N , 并同时测量前级交流发电模块 320所产生的总交流电流 和。

请一并参照图 1与图 3A, 于此实施例中测量模块 100可更进一歩包含另一 第二电流感测器 112耦接于测量模块 100的另一输入端与输出端之间,电流感测 器 112用以产生第二电流参数(即 i N , mput2 )。第二电流感测器 112可用来检测单一 交流发电模块 (当级交流发电模块 320) 输出的交流电流, 并产生对应的第二 电流参数 i N , mput2 。 或者, 当电力回路有多个并联的子发电系统时, 亦可通过第 二电流感测器 112测量并联的子发电系统的总电流值。

在本实施例中,测量模块 100对应设置于当级交流发电模块 320内具有多种 实现方式。下列将提出数个实现方式,但本发 明并不仅以下所列的实现方式为 限。

如图 3B所示, 其绘示本发明内容的另一实施例中测量模块的 示意图。 一般而言, 交流发电模块 320具有直流模块 320a、 微逆变器 320b以及连接 接口 320c。 直流模块 320a将太阳能转换成电能。 微逆变器 320b则将此电能 (直 流电:)转换成交流电, 以输出电流 I ac , N 。连接接口 320c则通过模块化的电力线插 座来连接各级交流发电模块 320。

在此一实施例中, 测量模块 100可整合在前述的连接接口 320c中 (如交流 发电模块 322), 以降低交流发电模块的体积及成本,使得电力 回路的布线可以 更有弹性的应用。 连接接口 320c可为将前述测量模块 100整合或安置于其内部 的中间接口装置, 譬如为一连接器。

如图 3C所示, 其绘示本发明内容的又一实施例中测量模块的 示意图。 在此实施例中,当微逆变器 320b本身具有电流感测器以监控微逆变器 320b 所转换的交流电流 Ι , Ν 时-, 测量模块 100可与微逆变器 320b进一歩地整合。 举 例来说, 测量模块 100可共用微逆变器 320b本身的电流感测器 (如交流发电模 块 324), 即共用第二电流感测器 112, 来达到更高度的系统整合并节省了硬件 成本上额外的支出,但本发明并不以此为限。 此外,图中的微逆变器主电路 320d 用以将直流模块 320a产生的直流电流转换成交流电流 i ac , N

另一方面, 请参照图 3A, 太阳能发电系统 300中的每一测量模块 100具有 一第一输入端、 一第二输入端与一输出端。 测量模块 100的第一输入端耦接至 前级交流发电模块 320,测量模块 100的第二输入端耦接至当级的交流发电模块 320, 而测量模块 100的输出端则耦接至一后级的交流发电模块。

举例来说, 图 3A中的第 N-1级的交流发电模块 320内的测量模块 100的第一 输入端耦接至第 N-2级的交流发电模块, 级至第 N-2级交流发电模块 320所输出的交流电流总和, 即 z Iac, 2 十… +Iac,N- 2 ) o 第 N-1级的交流发电模块 320内的测量模块 100的第二输入端用以接收 第 N-1级交流发电模块 320自行输出的交流电流 Iac,N-l。 第 N-1级的交流发电模 块 320内的测量模块 100的输出端耦接第 N级的交流发电模块 320以传送交流电 流 i N- i ,ouput, 其中 i N-houput― 1 N-1, input + IacN- 亦即交流电流 i ^put为第 1级至第

N-1级交流发电模块 320所输出的交流电流总和。

请同时参照图 1, 在此实施例中的测量模块 100的第二电流感测器 112耦接 于测量模块 100的第二输入端以及输出端之间。

在此实施例中,测量模块 100内通讯单元 140将前述的第二电流参数传输至 监控模块 220。

监控模块 220通过测量模块 100所回传的第二电流参数来判断交流发电模 块 320的工作状态。

举例来说, 假设每一交流发电模块 320在正常操作下能够输出电流 ^为

100mA, 若第 1级交流发电模块 320发生故障,第 1级交流发电模块 320的输出电 流 Iac,l降低至 30mA,此时监控模块 220通过第 1级交流发电模块 320中的测量模 块 100所回传的第二电流参数, 便能得知第 1级交流发电模块 320的工作状态出 现异常。

再者, 在太阳能系统 300中的监控模块 220亦可通过各个测量模块 100回传 的第一电流参数来排序各交流发电模块的相对 次序。

请同时参照图 1与图 3A, 在又另一实施例中, 太阳能发电系统 300中的每 一测量模块 100更可进一歩地包含第三断路器 164。

第三断路器 164用以根据控制单元 130的配置以切断测量模块 100的第二输 入端与第二电流感测器 112之间的电流路径。 在此实施例中, 控制单元 130根据监控模块 220的配置来断开第三断路器 164。 监控模块 220可通过控制单元 130逐次断开测量模块中的各第三断路器 164, 并通过各测量模块 100所回传的第一电流参数来计算各个交流发电 模块 320的相对位置次序。

举例而言, 当切断第 1级交流发电模块 320中的第三断路器 164, 此时后方 第 2级至第 N级的交流发电模块 320所测得的第一电流参数 (即 i 2 , mput 〜i N , mput :>皆 会产生对应的变化。同理,而当切断第 N-2级交流发电模块 320中的第三断路器 164, 此时后方第 N-1级至第 N级的交流发电模块 320所测得的第一电流参数 (即 皆会产生对应的变化, 但第 1级至第 N-2级交流发电模块 320中 的第一电流感测器 110所测得的第一电流参数 (即 i pu i^^ut)不会改变。

因此,在此实施例中,监控模块 220可依序一次断开一个交流发电模块 320, 并同时纪录各测量模块回传的多个第一电流参 数,通过观测各个第一电流参数 的变化, 便可依序定位出交流发电模块 320在电力回路上的相对位置次序。 或 者,在此实施例中,太阳能发电系统 300中的每一测量模块 100可具有前述的第 一断路器 160或第二断路器 162与电压感测器 120,此时监控模块 220亦可通过测 量多个电压参数来定位交流发电模块 320。

另一方面, 在上述各实施例中, 测量模块 100更可包含储存单元 150。请参 照图 1, 储存单元 150用以储存前述的第一电流参数、第二电流参 数、 电压参数 以及测量模块 100的结构资讯。 测量模块 100的结构资讯可包含测量模块 100的 每一输入端、 输出端的连接状态以及测量模块 100的内部结构。

因此, 电力操作者能通过外部监控系统 (即监控模块 220) 通过通讯单元 140读取储存单元 150内部储存的数据,便可得知目前电力系统应 用的测量模块 100的结构, 以针对各种不同情形进行对应的操作。 再者, 在前述的各实施例 中, 监控模块 220亦可整合至测量模块 100内部, 来达成更高的整合度。

请参阅图 4, 其绘示根据本发明内容的一定位方法的流程图 。

本发明的另一态样提供了一种定位方法 400,定位方法 400可适用于具有多 个交流模块的发电系统, 其中多个交流发电模块各自产生输出电流, 且彼此电 性连接于电力回路上。

在歩骤 410中, 测量各交流发电模块在电力回路上多个位置的 耦接点电压 和所形成的交流电流, 并纪录为多个对应的电流及电压参数。此歩骤 中, 亦可 针对测量模块的架构信息, 决定是否于控制断路器后再做测量, 抑或是直接测 量, 或者暂时无法判断, 须以人工遮荫辅助以阶段性完成。

在歩骤 420中, 根据前述的电流来计算出多个交流发电模块的 相对位置次 序。在暂时无法判断,须以人工遮荫辅助以阶 段性完成的状况时,定位方法 400 可能是由歩骤 410与 420穿插而成。

举例而言, 如图 2A所示, 通过测量模块 100测量在电力回路上多个位置上 的电流, 并产生对应的电流参数 (如前述的第一电流参数), 便可依据各个电 流参数的大小来排序出各交流发电模块 240的相对位置次序。

或者, 在歩骤 410中, 可通过逐次切断交流发电模块中的一者提供的 输出 电流, 并同时测量各交流发电模块在电力回路各个位 置上所形成的交流电流, 并纪录为多个对应的电流参数。

举例而言, 如图 3A所示, 当切断第 N-1级交流发电模块 320电流 1^^, 此 时后方第 Ν级的交流发电模块 320所测得的第一电流参数 (即 i N , mput :>会产生对应 的变化, 但第 1级至第 N-1级交流发电模块 320所测得的第一电流参数(即 因此, 通过上述的关系可排列出各交流发电模块的相 对位置次序。

另一方面, 在定位方法 400中, 可通过逐次断开各交流发电模块与相邻的 两交流发电模块中的一者之间的连接路径,并 测量交流发电模块中每一者在电 力回路的位置上的电压值, 并分别取得多个对应的电压参数。通过多个电 压参 数亦可计算出多个交流发电模块的相对位置次 序。

例如, 如图 2A所示, 切断第 N级交流发电模块与第 N-1级交流发电模块的 连接,而前方第 1级至第 N-1级的测量模块皆会感受到电压变化, 故可依据电压 参数发生变化的个数来排序各个交流发电模块 的位置次序。

上述各个实施例中的太阳能发电系统以单相发 电的方式为例,但本发明并 不以此为限, 本领域技术人员可根据上述实施例设置于各式 发电系统, 例如三 相发电系统等等。

综上所述, 本揭露内容所示的测量模块具有多种应用。 随着不同的需求, 测量模块可同时包含全部的电流感测器、 电压感测器以及断路器。或者, 依据 成本考量,测量模块可仅包含单一的电流感测 器与断路器或上述各元件的各种 组合。使用者可通过测量模块的储存单元得知 目前电力回路中所应用的测量模 块中是具有何种组合的结构资讯, 以进行各种不同的定位与监控的操作。 虽然本发明已以实施方式揭露如上, 然其并非用以限定本发明, 任何本领 域技术人员, 在不脱离本发明的精神和范围内, 当可作各种的更动与润饰, 因 此本发明的保护范围当以权利要求书为准。 工业应用性

本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的 优点和有益效果。通过上述 技术方案, 可达到相当的技术进歩, 并具有产业上的广泛利用价值, 本揭示内 容能够对太阳能发电系统中多个交流发电模块 进行快速的定位以及实时监控 各个交流发电模块的工作情形。