功率调节器和功率调节方法
【专利摘要】本发明涉及功率调节器和功率调节方法。根据本发明的一个示例性方面的功率调节器包括：第一转换器，其把从外部电源供应的第一DC电压转换成第二DC电压；逆变器，其把该第二DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路以便把通过该外部线路来自供应源系统的接收功率保持在预定范围内；以及能量管理单元，其在先前基于连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率的幅度而确定的预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作。
【专利说明】功率调节器和功率调节方法
[0001]通过引用的结合
本申请是基于2013年2月22日提交的日本专利申请N0.2013-033783并且要求来自其的优先权的权益，其公开通过引用而被整体地结合到全文中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种功率调节器和一种功率调节方法，并且特别涉及一种负载跟随类型的功率调节器和功率调节方法。
【背景技术】
[0003]近年来，包括可再充电电池的光伏系统已经普及。在这样的光伏系统中，由光伏面板(太阳能面板)生成的电功率能够被蓄充到可再充电电池。然后，由太阳能面板生成的DC(直流)电压和从可再充电电池放电的DC电压通过功率调节器(即，功率调节系统(PCS))被转换成AC (交流)电压，并且被供应给负载。这减少了从供应源系统接收并购买的电功率的数量。
[0004]顺便说说，日本未审专利申请公开N0.2006-84373公开了一种具有负载跟随功能的功率调节器，其根据负载波动来调节从可再充电电池放电的电功率的数量。这样的负载跟随功能减少了从供应源系统购买的电功率的数量，同时实现了负载平衡，由此实现了所谓的峰值削减(peak shaving)。
【发明内容】
[0005]本
【发明者】已经发现了以下问题。
[0006]例如，几乎所有负载(空气调节器、电视、热水加热器、照明设备等等)都在午夜停止操作，并且只消耗负载的待机功率。在日本未审专利申请公开N0.2006-84373中公开的功率调节器(PCS)被认为即使在这样的负载的功率消耗(负载功率)小时也维持负载跟随功能。在这里，当负载功率小时，功率调节器本身的功率消耗将变得相对较大。结果，已经存在一个问题，诸如在维持负载跟随功能时，即使当负载功率小时，也会增加从供应源系统购买的电功率的数量或者消耗可再充电电池的电力以维持该负载跟随功能。
[0007]鉴于以上的技术背景做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种具有减少的功率消耗的功率调节器。
[0008]本发明的一个示例性方面是一种功率调节器，其包括:第一转换器，其把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压；逆变器，其把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路，以便把通过该外部线路从供应源系统接收到的接收功率保持在预定范围内；以及能量管理单元，其在先前基于连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率的幅度而确定的预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作。
[0009]因此，能够通过在先前基于负载功率的幅度而确定的预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作，来提供具有减少的功率消耗的功率调节器。[0010]本发明的另一个示例性方面是一种功率调节器，其包括:第一转换器，其把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压；逆变器，其把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路，以便把通过该外部线路从供应源系统接收到的接收功率保持在预定范围内；以及能量管理单元，其在连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作。
[0011]因此，能够通过在负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作，来提供具有减少的功率消耗的功率调节器。
[0012]本发明的一个示例性方面是一种针对功率调节器的调节功率的方法，该功率调节器包括把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压的第一转换器，以及把该第二DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路的逆变器。该方法包括:操作逆变器以便把通过该外部线路从供应源系统接收到的接收功率保持在预定范围内；以及在先前基于连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率的幅度而确定的预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作。
[0013]因此，能够通过在先前基于负载功率的幅度而确定的预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作，来减少功率消耗。
[0014]本发明的另一个示例性方面是一种针对功率调节器的调节功率的方法，该功率调节器包括把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压的第一转换器，以及把该第
二DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路的逆变器。该方法包括:操作逆变器以便把通过该外部线路从供应源系统接收到的接收功率保持在预定范围内；以及在连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作。
[0015]因此，能够通过在负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作，来减少功率消耗。
[0016]根据本发明，能够提供具有减少的功率消耗的功率调节器。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]根据在与附图进行结合时对特定示例性实施例的以下描述，本发明的以上和其它方面、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中:
图1是示出应用了根据第一示例性实施例的功率调节器的功率接收系统的一个配置示例的框图；
图2是示出根据第一示例性实施例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图；
图3是用于解释根据第一示例性实施例的功率调节器PCS中的从休眠状态起的激活方法的序列图；
图4是示出根据第一示例性实施例的一个修改示例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图；
图5是示出根据第二示例性实施例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图；
图6是示出从根据第二示例性实施例的功率调节器PCS输出的调整功率Pc与负载功率Pl之间的关系的图表；以及
图7是示出根据第二示例性实施例的一个修改示例的功率调节器PCS的一个配置示例 的框图。
【具体实施方式】
[0018]在下文中，参照附图来详细地解释应用了本发明的具体示例性实施例。然而，本发明不必需受限于以下示例性实施例。此外，为了解释的清楚起见，以下描述和附图被适当简化。
[0019][第一示例性实施例]
首先，参照图1来解释能够应用根据第一示例性实施例的功率调节器的功率接收系统。图1是示出应用了根据第一示例性实施例的功率调节器的功率接收系统的一个配置示例的框图。
[0020]如图1中所示，根据第一示例性实施例的功率接收系统包括太阳能面板SP、主电池BAT1、功率调节器PCS、三个负载LI到L3、五个断路器BI到B5、安培计Al以及供应源系统SSS。在这里，功率调节器PCS包括两个DC/DC转换器CNVl和CNV2、DC/AC逆变器INVl以及能量管理单元EMS。负载和断路器的数目仅仅是一个示例。
[0021]太阳能面板SP例如由多晶硅、单晶硅、化合物半导体等制成。太阳能面板SP使用光伏效应把来自阳光的光能转换成电能。然后，太阳能面板SP把所生成的DC电压(B卩，DC功率)输出到DC/DC转换器CNV2。
[0022]主电池(外部电源)BATl由诸如锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池和飞轮电池之类的可再充电电池构成。主电池BATl向DC/DC转换器CNV2输出DC电压(即，DC功率)。
[0023]与此同时，主电池BATl能够通过DC/DC转换器CNVl和DC/DC转换器CNV2蓄充由太阳能面板SP生成的电力。可替换地，主电池BATl能够通过DC/AC逆变器INVl和DC/DC转换器CNV2蓄充从供应源系统SSS供应的电力。请注意，主电池BATl不限于可再充电电池，而是例如可以是不需要充电的燃料电池。
[0024]DC/DC转换器(第一转换器)CNVl把从主电池BATl输入的DC电压提升或减少到DC电压Vpn，并且把该DC电压Vpn输出到DC/AC逆变器INV1。稍后使用图2来描述DC/DC转换器CNVl的细节。
[0025]DC/DC转换器(第二转换器)CNV2把从太阳能面板SP输入的DC电压提升或减少到DC电压Vpn，并且把该DC电压Vpn输出到DC/AC逆变器INVl。稍后使用图2来描述DC/DC转换器CNV2的细节。
[0026]DC/AC逆变器INVl把从DC/DC转换器CNVl和DC/DC转换器CNV2输入的DC电压Vpn转换成AC电压，并且把该AC电压供应给负载LI到L3。也就是说，从DC/DC转换器CNVl和CNV2输出的DC功率被DC/AC逆变器INVl转换成AC功率。基于从能量管理单元EMS输出的控制信号cnt，DC/AC逆变器INVl生成并输出调节功率Pc，以便把来自供应源系统SSS的接收功率Ps保持恒定(即，把接收功率Ps保持在预定范围内)。也就是说，控制信号cnt指示DC/AC逆变器INVl把来自供应源系统SSS的接收功率Ps保持恒定。
[0027]从供应源系统SSS供应给负载LI到L3的电流值cv被反馈到DC/AC逆变器INVl。DC/AC逆变器INVl根据反馈电流值cv计算接收功率Ps。然后，DC/AC逆变器INVl生成并输出调节功率Pc，以便把接收功率Ps保持恒定。利用这样的配置，即使当在负载LI到L3所消耗的负载功率Pt中有波动时，也能够把接收功率Ps保持在恒定值(例如，OW)处。Sp，功率调节器PCS具有负载跟随功能。稍后使用图2来描述DC/AC逆变器INVl的细节。
[0028]能量管理单元EMS向DC/AC逆变器INVl输出用于把接收功率Ps保持在预定值处的控制信号cnt。
[0029]能量管理单元EMS还向DC/DC转换器CNVl和CNV2以及DC/AC逆变器INVl输出停止信号stp。能量管理单元EMS具有调度功能(调度器)，并且当负载LI到L3所消耗的负载功率小时在预定时间处激活停止信号stp。当停止信号stp被激活时，DC/DC转换器CNVl和CNV2以及DC/AC逆变器INVl的操作被停止。
[0030]如上所述，当负载功率匕小时，根据该示例性实施例的功率调节器PCS在预定时间处停止DC/DC转换器CNVl和CNV2以及DC/AC逆变器INVl的操作并且暂停负载跟随操作。因此，根据该示例性实施例的功率调节器PCS能够有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0031]例如，能够根据用户的生活模式对能量管理单元EMS适当地配置负载跟随操作的调度表。此外，能量管理单元EMS即使在负载跟随操作的暂停期间也可以继续监测接收功率Ps (接收功率Ps=负载功率Py因为调节功率Pc=O)并且在统计上处理电功率消耗的状态，以便按照需要自动地更新调度表(例如，以一星期的间隔)。
[0032]负载LI到L3构成负载L。负载LI到L3的负载功率是负载LI的负载功率PJ、负载LI的负载功率PJ和负载LI的负载功率PJ的总和。也就是说，满足P0\1+PJ+PJ。此外，负载LI到L3的负载功率是从供应源系统SSS供应的接收功率Ps和从功率调节器PCS供应的调节功率Pc的总和。也就是说，满足PfPs+Pc。
[0033]断路器BI是用于防止过电流流入连接到负载LI的线路的塑壳式(molded case)电路断路器。类似地，断路器B2是用于防止过电流流入连接到负载L2的线路的塑壳式电路断路器。类似地，断路器B3是用于防止过电流流入连接到负载L3的线路的塑壳式电路断路器。
[0034]断路器B4是用于中断来自供应源系统SSS的电功率的功率接收电路断路器。与此同时，断路器B5是用于中断来自功率调节器PCS的电功率的功率接收电路断路器。
[0035]安培计Al检测来自供应源系统SSS的接收电流。能够根据由安培计Al测量的电流值CV来计算对于负载跟随操作而言所必要的接收功率Ps的值。显而易见的是，可以提供功率计来替代安培计Al以便直接测量被反馈到DC/AC逆变器INVl的接收功率Ps的值。
[0036]接着，参照图2来解释功率调节器PCS的细节。图2是示出了根据第一示例性实施例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图。如图2中所示，除了图1中示出的两个DC/DC转换器CNVl和CNV2、DC/AC逆变器INVl以及能量管理单元EMS之外，功率调节器PCS还包括三个OR (或)电路ORl到0R3、AC/DC转换器CNV3以及辅助电池BAT2。换句话说，三个OR电路ORl到0R3、AC/DC转换器CNV3以及辅助电池BAT2未在图1中示出。
[0037]在这里，如图2中所示，DC/DC转换器CNVl包括控制器CNTl和开关电路SW1。DC/AC逆变器INVl包括控制器CNT2和开关电路SW2。DC/DC转换器CNV2包括控制器CNT3和开关电路SW3。
[0038]首先，解释DC/DC转换器CNVl。
[0039]控制器CNTl向开关电路SWl输出PWM (脉冲宽度调制)控制信号pwml。作为用于控制器CNTl进行操作的电压，通过OR电路ORl供应辅助电池BAT2的输出电压或者DC/AC逆变器INVl的对DC/AC逆变器INVl的输入电压Vpn (即，DC/DC转换器CNVl和CNV2的输出电压)。
[0040]开关电路SWl包括作为开关元件的晶体管和二极管。晶体管在对应于输入到控制端子的PWM控制信号pwml的脉冲宽度处反复导通和截止。开关电路SWl的这样的开关操作使得DC/DC转换器CNVl能够把从主电池BATl输出的DC电压转换成预定DC电压。请注意，作为开关元件的晶体管的种类不被特别限制。此外，其只要包括开关功能就不限于晶体管。
[0041 ] 接着，解释DC/DC转换器CNV2。
[0042]控制器CNT3向开关电路SW3输出PWM控制信号pwm3。作为用于控制器CNT3进行操作的电压，通过OR电路0R3供应辅助电池BAT2的输出电压或者对DC/AC逆变器INVl的输入电压Vpn。
[0043]开关电路SW3包括作为开关元件的晶体管和二极管。晶体管在对应于输入到控制端子的PWM控制信号pwm3的脉冲宽度处反复导通和截止。开关电路SW3的这样的开关操作使得DC/DC转换器CNV2能够把从太阳能面板SP输出的DC电压转换成预定DC电压。
[0044]接着，解释DC/AC逆变器INVl。
[0045]控制器CNT2基于从能量管理单元EMS输出的控制信号cnt和从供应源系统SSS供应给负载L (其对应于图1中的负载LI到L3)的电流值cv来生成PWM控制信号pwm2，以便把来自供应源系统SSS的接收功率Ps保持恒定。该PWM控制信号pwm2被输入到开关电路SW2。作为用于控制器CNT2进行操作的电压，通过OR电路0R2供应辅助电池BAT2的输出电压或者对DC/AC逆变器INVl的输入电压Vpn。
[0046]开关电路SW2包括作为开关元件的晶体管和二极管。晶体管在对应于输入到控制端子的PWM控制信号pwm2的脉冲宽度处反复导通和截止。开关电路SW2的这样的开关操作使得DC/AC逆变器INV2能够把从DC/DC转换器CNVl和DC/DC转换器CNV2输出的DC电压转换成预定AC电压。
[0047]此外，在DC/AC逆变器INVl中，从供应源系统SSS供应给负载L的电流值cv被反馈到控制器CNT2。因此，即使当负载功率1\中有波动时，控制器CNT2也能够通过控制从开关电路SW2输出的调节功率Pc (即，从功率调节器PCS输出的调节功率Pc)来把接收功率Ps保持在恒定值(例如，0W)处。在这里，控制器CNT2能够根据电流值cv来计算接收功率Ps0
[0048]所有OR电路ORl到0R3根据功率调节器PCS的操作状态来选择并输出辅助电池BAT2的输出电压和DC/AC逆变器INVl的输入电压Vpn之一。OR电路ORl到0R3例如能够
由二极管和开关构成。
[0049]请注意，开关电路SWl到SW3的控制方法不限于PWM控制，并且能够使用其它脉冲调制方法。另外，主电池BATl也可以被输入到OR电路ORl到0R3中的每一个，使得OR电路ORl到0R3具有三个输入。可替换地，OR电路ORl到0R3中的每一个可以保持具有两个输入，其中之一是主电池BATl以替代辅助电池BAT2。
[0050]能量管理单元EMS向DC/AC逆变器INVl的控制器CNT2输出控制信号cnt以用于把接收功率Ps保持在预定值处。从辅助电池BAT2供应用于能量管理单元EMS进行操作的电压。
[0051]在这里，辅助电池BAT2是与主电池BATl类似的电池。辅助电池BAT2能够蓄充通过AC/DC转换器CNV3从供应源系统SSS供应的电力。请注意，辅助电池BAT2可以由主电池BATl和DC/AC逆变器INVl的输入电压Vpn替代上述供应源系统SSS来充电。
[0052]此外请注意，可以采用其中控制器CNT2先前存储有用于把接收功率Ps保持在预定值处的控制信号cnt的配置，来替代其中能量管理单元EMS向DC/AC逆变器INVl的控制器CNT输出控制信号cnt的配置。
[0053]此外，能量管理单元EMS向控制器CNTl到CNT3输出停止信号stp。能量管理单元EMS具有调度功能，并且当负载功率小时在预定时间处激活停止信号stp。当停止信号stp被激活时，控制器CNTl到CNT3的操作被停止。例如，当停止信号stp被激活时，OR电路ORl到0R3停止向控制器CNTl到CNT3供应操作电压，由此使控制器CNTl到CNT3的操作停止。
[0054]当控制器CNTl到CNT3的操作被停止时，PWM控制信号pwml到pwm3的输出也被停止。因此，开关电路SWl到SW3的操作也被停止。请注意，能量管理单元EMS可以仅停止开关电路SWl到SW3的操作而不停止控制器CNTl到CNT3的操作。
[0055]如上所述，当负载功率小时，根据该示例性实施例的功率接收系统在预定时间处分别停止DC/DC转换器CNV1、DC/AC逆变器INVl和DC/DC转换器CNV2中的开关电路SWl到SW3的操作。此外，控制器CNTl到CNT3的操作也被停止。如上所述，优选的是通过中断向控制器供应操作电压而使控制器CNTl到CNT3的操作停止。
[0056]因此，在根据该示例性实施例的功率调节器PCS中，当负载功率小时在预定时间处停止开关电路的操作，由此有效地减少了功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0057]此外，在根据该示例性实施例的功率调节器PCS中，用于控制开关电路的控制器的操作也被停止。因此能够进一步有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0058]附加地，当中断向控制器供应操作电压以使控制器的操作停止时，将没有由控制器生成的待机功率。也就是说，能够非常有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。在将被调度器激活时，功率调节器PCS被激活并且恢复负载跟随操作，不管负载功率匕的幅度如何。
[0059]接着，参照图3来解释功率调节器PCS中的从休眠状态起的激活方法。图3是用于解释功率调节器PCS中的从休眠状态起的激活方法的序列图。如上所述，当DC/DC转换器CNV1、DC/AC逆变器INVl和DC/DC转换器CNV2的操作被停止时，功率调节器PCS停止负载跟随操作并且转变到休眠状态。在根据该示例性实施例的功率调节器PCS中，当在休眠状态下使用负载L时，功率调节器PCS被激活并且负载跟随操作被恢复。
[0060]图3的示例假设其中空气调节器(其例如对应于图1中的负载LI到L3之一)被开启的情况。
[0061]首先，人指示空气调节器(负载)开始操作。具体来说，人例如操作遥控以开启空气调节器。
[0062]接着，当空气调节器(负载)检测到人的用于开始操作的指令时，空气调节器(负载)向功率调节器PCS的能量管理单元EMS发送激活请求。
[0063]功率调节器PCS的能量管理单元EMS接收来自空气调节器(负载)的激活请求，并且然后能量管理单元EMS激活DC/DC转换器CNVl、DC/AC逆变器INVl和DC/DC转换器CNV2。具体来说，能量管理单元EMS激活图2中所示的控制器CNTl到CNT3 (例如通过对图1和2中所示的停止信号stp进行去激活)。随后，能量管理单元EMS向空气调节器(负载)发送激活通知。
[0064]然后，空气调节器(负载)接收来自功率调节器PCS的能量管理单元EMS的激活通知并且开始操作。
[0065]如上所述，当在功率调节器PCS的暂停期间对负载产生用于开始操作的指令时，在功率调节器PCS被激活之后，负载开始操作。因此，在用于开始操作的指令与实际操作开始之间生成了待机时间。然而，能够减少来自供应源系统SSS的接收功率Ps。
[0066]请注意，空气调节器(负载)与功率调节器PCS之间的通信方法不被特别限制。例如，该通信方法可以是例如符合ZigBee标准的无线通信以及诸如PLC (电力线通信)之类的有线通信。此外，由于能够预测负载的功率消耗，所以能够针对将要使用的负载中的每一个配置能量管理单元EMS是否要激活功率调节器PCS。也就是说，能量管理单元EMS能够被配置为当将要使用的负载的功率消耗小时不激活功率调节器PCS。请注意，配置可以被设定到功率调节器PCS的内部或外部(例如，负载L)。
[0067][第一示例性实施例的修改示例]
接着，参照图4来解释根据第一示例性实施例的一个修改示例的功率调节器。图4是示出根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图。如图4中所示，根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS不包括在图2中所示的功率调节器PCS中所包括的DC/DC转换器CNV2和OR电路0R3。也就是说，应用了根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS的功率接收系统不包括太阳能面板SP。由于其它配置与图2中相同，所以在这里将不提供解释。
[0068]在根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS中，当负载功率小时，在预定时间处分别停止DC/DC转换器CNVl和DC/AC逆变器INVl中的开关电路SWl和SW2的操作。控制器CNTl和CNT2的操作也被停止。优选的是通过中断向控制器供应操作电压而使控制器CNTl和CNT2的操作停止。
[0069]因此，在根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS中，当负载功率小时在预定时间处停止开关电路的操作，由此有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0070]此外，在根据第一示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS中，用于控制开关电路的控制器的操作也被停止，由此进一步有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0071]附加地，当中断向控制器供应操作电压以使控制器的操作停止时，将没有由控制器生成的待机功率。也就是说，能够非常有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0072]在将被调度器激活时，功率调节器PCS被激活并且恢复负载跟随操作，不管负载功率的幅度如何。
[0073][第二示例性实施例]
接着，参照图5来解释根据第二示例性实施例的功率调节器。图5是示出根据第二示例性实施例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图。如图5中所示，按照与第一示例性实施例类似的方式，功率调节器PCS包括两个DC/DC转换器CNVl和CNV2、DC/AC逆变器INVl以及能量管理单元EMS。请注意，图5未图示出在根据第一示例性实施例的图2中示出的三个OR电路ORl到0R3、AC/DC转换器CNV3和辅助电池BAT2。
[0074]在根据第一示例性实施例的功率调节器PCS中，能量管理单元EMS具有调度功能，并且当负载功率Pt小时在预定时间处停止DC/DC转换器CNVl和CNV2以及DC/AC逆变器INVl的操作。与此同时，在根据第二示例性实施例的功率调节器PCS中，能量管理单元EMS监测负载功率Py并且当负载功率降到预定参考值以下时，功率调节器PCS停止DC/DC转换器CNVl和CNV2以及DC/AC逆变器INVl的操作。
[0075]在这里，按照与第一示例性实施例类似的方式，在DC/AC逆变器INVl中，从供应源系统SSS供应给负载L的电流值CV被反馈到控制器CNT2，并且负载跟随操作被执行。因此，控制器CNT2能够根据电流值cv来计算接收功率Ps。控制器CNT2还识别将由控制器CNT2本身输出的调节功率Pc的值。如上所述，能够通过Pf Ps+Pc来计算负载功率Pp然后，控制器CNT2计算负载功率的值，并且向能量管理单元EMS通知负载功率的值以作为负载功率值lpv。
[0076]请注意，显而易见地，能量管理单元EMS可以替代DC/AC逆变器INVl的控制器CNT2来计算负载功率的值。此外,替代计算负载功率的值,可以对图1中所示的负载LI到L3所连接到的线路中的每一条提供安培计和功率计，以便直接测量负载功率Pd、PJ和匕3。然而，更加优选的是，功率调节器PCS根据被用于负载跟随操作的接收功率Ps和由功率调节器PCS输出的调节功率Pc来计算负载功率的值，因为没有必要进一步提供安培计和功率计。
[0077]能量管理单元EMS向DC/AC逆变器INVl的控制器CNT2输出控制信号cnt以用于把接收功率Ps保持在预定值处。此外，当从控制器CNT2接收到的负载功率的值(负载功率值Ipv)降到阈值功 率Pth以下时，能量管理单元EMS激活将被输出到控制器CNTl到CNT3的停止信号stp。然后，控制器CNTl到CNT3的操作被停止。例如，当停止信号stp被激活时，对控制器CNTl到CNT3的操作电压的供应也被停止，由此使控制器CNTl到CNT3的操作停止。
[0078]当控制器CNTl到CNT3的操作被停止时，PWM控制信号pwml到pwm3的输出也被停止。因此，开关电路SWl到SW3的操作也被停止。
[0079]请注意，能量管理单元EMS可以仅停止开关电路SWl到SW3的操作而不停止控制器CNTl到CNT3的操作。稍后参照图6来描述阈值功率Pth的确定方法的细节。
[0080]因此，在根据该示例性实施例的功率接收系统中，当负载功率^的值降到预定阈值功率Pth以下时，DC/DC转换器CNV1、DC/AC逆变器INVl和DC/DC转换器CNV2中的开关电路SWl到SW3的操作分别被停止。此外，控制器CNTl到CNT3的操作也被停止。如上所述，优选的是通过中断向控制器供应操作电压而使控制器CNTl到CNT3的操作停止。
[0081]因此，在根据该示例性实施例的功率调节器PCS中，当负载功率匕的值降到预定阈值功率Pth以下时，在预定时间处使开关电路的操作停止，由此有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0082]此外，在根据该示例性实施例的功率调节器PCS中，用于控制开关电路的控制器的操作也被停止，由此进一步有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0083]附加地，当中断向控制器供应操作电压以使控制器的操作停止时，将没有由控制器生成的待机功率。也就是说，能够非常有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。
[0084]接着，参照图6来解释阈值功率Pth的确定方法。图6是示出从功率调节器PCS输出的调节功率Pc与负载功率之间的关系的图表。水平轴表示调节功率PC，并且垂直轴表示负载功率1\。除了负载功率之外，图6还示出了功率调节器PCS本身的功率消耗Ppcs0实线指示负载功率，并且虚线指示功率消耗Ppcs。图6的示例示出了其中执行负载跟随操作以便把接收功率Ps维持在OW处的情况。因此，在调节功率Pc与负载功率1\之间满足Pl=Pc ο
[0085]如图6中所示，功率调节器PCS的功率消耗Ppcs由控制器CNTl到CNT3的功率消耗Pcnt和开关电路SWl到SW3的功率消耗Psw构成。如图6中所示，控制器CNTl到CNT3的功率消耗Pcnt几乎是恒定的，不管调节功率Pc如何。另一方面，调节功率Pc在调节功率Pc小的阶段急剧地增加，并且在那之后逐渐增加。
[0086]可以在考虑到负载功率与功率调节器PCS的功率消耗Ppcs之间的差、比例等等的情况下确定用于评估是否要执行负载跟随操作的阈值功率Pth。例如，当负载功率匕降到功率调节器PCS的功率消耗Ppcs以下时，明显优选的是使功率调节器PCS的操作停止。图6的示例把阈值功率Pth设定到一点，在该点处负载功率与功率调节器PCS的功率消耗Ppcs之间的差(该差通过Plj-Ppcs来计算)达到预定正值。
[0087]另外，如图6中所示，负载功率越小，控制器的功率消耗Pcnt与功率调节器PCS的功率消耗Ppcs的比例就越大。因此，负载功率越小，通过使控制器CNTl到CNT3的操作停止而实现的功率减少效果就越大。请注意，当负载功率超出阈值功率Pth时，功率调节器PCS被激活并且恢复负载跟随操作。
[0088][第二示例性实施例的修改示例]
接着，参照图7来解释根据第二示例性实施例的一个修改示例的功率调节器。图7是示出根据第二示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS的一个配置示例的框图。如图7中所示，根据第二示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS不包括在图5中所示的功率调节器PCS中所包括的DC/DC转换器CNV2。也就是说，应用了根据第二示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS的功率接收系统不包括太阳能面板SP。由于其它配置与图5相同，所以在这里将不提供解释。
[0089]在根据第二示例性实施例的修改示例的功率接收系统中，当负载功率的值降到预定阈值功率Pth以下时，DC/DC转换器CNVl和DC/AC逆变器INVl中的开关电路SWl和SW2的操作分别被停止。此外，控制器CNTl和CNT2的操作也被停止。优选的是通过中断向控制器供应操作电压而使控制器CNTl和CNT2的操作停止。
[0090]因此，在根据第二示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS中，当负载功率匕的值降到预定阈值功率Pth以下时使开关电路的操作停止，由此有效地减少功率调节器PCS的功率消耗。
[0091]此外，在根据第二示例性实施例的修改示例的功率调节器PCS中，用于控制开关电路的控制器的操作也被停止，由此进一步有效地减少功率调节器PCS的功率消耗。
[0092]附加地，当中断向控制器供应操作电压以使控制器的操作停止时，将没有由控制器生成的待机功率。也就是说，能够非常有效地减少功率调节器PCS本身的功率消耗。请注意，当负载功率Pt超出阈值功率Pth时，功率调节器PCS被激活并且恢复负载跟随操作。[0093]虽然已经基于示例性实施例详细地解释了本
【发明者】所做出的本发明，但是显而易见的是，本发明不限于以上解释的示例性实施例，而是在不偏离本发明的范围的情况下能够做出各种修改。
[0094]例如，在以上示例性实施例中，由太阳能面板SP生成的电压被供应给DC/DC转换器CNV2。然而，向DC/DC转换器CNV2供应电压的发电装置不限于太阳能面板，而是还能够应用使用了诸如风力发电之类的自然能量的其它发电装置。
[0095]虽然已经特别参照本发明的示例性实施例示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域中的普通技术人员将理解的是，在不偏离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本文中做出形式和细节方面的各种改变。
【权利要求】
1.一种功率调节器，其包括: 第一转换器，其把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压； 逆变器，其把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路以便把接收功率保持在预定范围内，该接收功率是通过该外部线路从供应源系统接收到的；以及能量管理单元，其在预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作，该预定时间是先前基于连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率的幅度而确定的。
2.—种功率调节器，其包括: 第一转换器，其把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压； 逆变器，其把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路以便把接收功率保持在预定范围内，该接收功率是通过该外部线路从供应源系统接收到的；以及能量管理单元，其在连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作。
3.根据权利要求2所述的功率调节器，其中，基于从逆变器输出的调节功率和接收功率来计算负载功率。
4.根据权利要求1所述的功率调节器，其中， 第一转换器包括第一开关电路和第一控制器， 逆变器包括第二开 关电路和第二控制器， 能量管理单元通过中断向第一控制器和第二控制器供应操作电压而使第一转换器和逆变器的操作停止。
5.根据权利要求1所述的功率调节器，其中， 当能量管理单元在第一转换器和逆变器的操作被停止的时候接收到来自构成负载的设备的激活请求时，能量管理单元激活第一转换器和逆变器，同时向该设备发送激活通知。
6.根据权利要求1所述的功率调节器，其还包括第二转换器，该第二转换器把第三DC电压转换成第二 DC电压并且把第二 DC电压输出到逆变器，该第三DC电压是从使用了自然能量的发电装置供应的， 其中，当能量管理单元停止第一转换器和逆变器的操作时，能量管理单元停止第二转换器的操作。
7.根据权利要求6所述的功率调节器，其中，使用了自然能量的发电装置是使用了太阳能面板的发电装置。
8.根据权利要求6所述的功率调节器，其中， 第二转换器包括第三开关电路和第三控制器，以及 能量管理单元通过中断向第三控制器供应操作电压来使第二转换器的操作停止。
9.根据权利要求1所述的功率调节器，其中，根据从供应源系统供应的接收电流的测量值来计算接收功率的值。
10.根据权利要求1所述的功率调节器，其中，外部电源是可再充电电池。
11.一种通过功率调节器调节功率的方法，该功率调节器包括把从外部电源供应的第一DC电压转换成第二 DC电压的第一转换器，以及把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路的逆变器，该方法包括: 操作逆变器以便把接收功率保持在预定范围内，该接收功率是通过该外部线路从供应源系统接收到的；以及 在预定时间处停止第一转换器和逆变器的操作，该预定时间是先前基于连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率的幅度而确定的。
12.—种针对功率调节器的调节功率的方法，该功率调节器包括把从外部电源供应的第一 DC电压转换成第二 DC电压的第一转换器，以及把该第二 DC电压转换成AC电压并且把该AC电压输出到外部线路的逆变器，该方法包括: 操作逆变器以便把接收功率保持在预定范围内，该接收功率是通过该外部线路从供应源系统接收到的；以及 在连接到该外部线路的负载所消耗的负载功率降到预定阈值以下时停止第一转换器和逆变器的操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于从逆变器输出的调节功率和接收功率来计算负载功率。
14.根据权利要求11所述的方法，其中， 第一转换器包括第一开关电路和第一控制器， 逆变器包括第二开 关电路和第二控制器，以及 通过中断向第一控制器和第二控制器供应操作电压而使第一转换器和逆变器的操作停止。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，响应于在第一转换器和逆变器的操作被停止的时候来自构成负载的设备的激活请求，激活第一转换器和逆变器，同时向该设备发送激活通知。
16.根据权利要求11所述的方法，其中， 功率调节器还包括第二转换器，该第二转换器把第三DC电压转换成第二 DC电压并且把第二 DC电压输出到逆变器，该第三DC电压是从使用了自然能量的发电装置供应的，以及 在停止第一转换器和逆变器的操作时，也停止第二转换器的操作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，使用了自然能量的发电装置是使用了太阳能面板的发电装置。
18.根据权利要求16所述的方法，其中， 第二转换器包括第三开关电路和第三控制器，以及 通过中断向第三控制器供应操作电压而使第二转换器的操作停止。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，测量从供应源系统供应的接收电流，并且根据接收电流的测量值来计算接收功率的值。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，外部电源是可再充电电池。
【文档编号】G05F1/66GK104007781SQ201410059125
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】石川康弘, 本田一晃 申请人:株式会社高砂制作所