可过流保护的功率优化装置、光伏发电系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及光伏并网发电技术领域，特别是涉及一种可过流保护的功率优化装置，包含有该功率优化装置的光伏发电系统，以及优化装置的过流保护控制方法。


背景技术：

2.光伏发电技术是利用半导体而将光能直接转变为电能的一种技术。随新能源的发展，太阳能发电也得到了广泛的应用。在光伏发电系统中，主要是通过若干光伏组件串联成光伏组件串，再将若干光伏组串呈阵列地输出到逆变器，经逆变器转换为交流电后传输至电网。按照行业安规要求，在串组式光伏系统中，带有mppt(最大电力跟踪)的组串的串数超过两路时需要安装保护装置。光伏组件或组串当发生绝缘破会、金属接头松动、元件老化、动物撕咬等状况，不仅会造成光伏系统的短路或过电流；再有会产生拉弧现象，导致接线盒、接线头、线缆等造成烧损。特别是当光伏组件带有buck型或buck-boost型功率优化器时，当太阳辐照条件特别好，而优化器处于低占空比状况，由于优化器的降压升流作用，优化器的输出电流可能会超出限值。
3.现有技术中，光伏组件串的过电路和短路的保护主要依赖于熔丝。而由熔丝本身的特性已经难以适应光伏发电系统的发展。一方面，随系统电压的提升，配套熔丝的体积也需要相应增加，成本优势在下降；另一方面，熔丝熔断后不能受控地自启动；再有，光伏组件串和光伏组件伏安特性决定其短路电流仅略大于工作电流，导致熔丝不能准确判断过流和短路。
4.为了在过流关断后重新启动光伏组件，现有技术的过流保护装置需要中央控制器持续发送心跳通讯信号，或者，需要位于直流总线上的关断控制模块发送周期性激励脉冲源；而这两种方案中，需在光伏组件的接线盒中设置额外的接收模块，从而增加了光伏组件关断器硬件成本。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种可过流保护的功率优化装置，包含有该功率优化装置的光伏发电系统，以及优化装置的过流保护控制方法，一方面可利用功率优化装置在进行最大功率跟踪的基础上调节其输出端的电流，减少过流的发生；另一方面可在过流发生后可快速关闭优化装置，防止过流对优化装置本身、回流装置和逆变装置等光伏系统所造成的损害，实现提高在光伏系统中的光伏组件级别上配置功率优化装置的安全性、稳定性和效率。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
7.本发明在一方面提供了一种可过流保护的功率优化装置，该优化装置包括功率变换模块、控制模块和辅助电源，所述功率变换模块连接在光伏单元与电力获取系统的连接回路，辅助电源取电连接于光伏单元并供电连接于控制模块，控制模块控制连接于功率变换模块；
8.所述功率变换模块包括第一开关件，所述控制模块以脉冲调制信号控制连接于第一开关件，以使光伏单元的输出端电参量设置在最大功率点；所述优化装置还包括连接在光伏单元与电力获取系统的连接回路的第二开关件，所述控制模块以开关信号控制连接于所述第二开关件；
9.所述控制模块获取功率变换模块输出端的电流参量，并将电流参量第一预设限值和第二预设限值作比较，在电流参量超出第一预设限值时调节脉冲调制信号，以使电流参量不超过限制；在电流参量超出第二预设限制且脉冲调制信号达至可调的限制，则确认优化装置过流状况，并控制第二开关件关断以断开光伏单元和电力获取系统的连接。
10.上述功率优化装置，可选的有，所述控制模块对因优化装置过流状况而关闭进行第一计数，并在延时预设时间后在经对第一计数的判定后尝试恢复优化装置运行，若第一计数在预设要求以内，则由第二控制单元重新导通第二开关件并恢复优化装置运行；若第二计数在预设要求以外，则在当天保持第二开关件的关断。
11.上述功率优化装置，可选的有，所述控制模块对因优化装置过流异常而当天关闭进行第二计数，并在辅助电源一天中首次获电后在经对第二计数的判定后尝试恢复优化装置运行，若第二计数在预设要求以内，则启动优化装置的运行；若第二计数在预设要求以外，则确认优化装置过流故障，则不启优化装置的运行。
12.上述功率优化装置，可选的有，所述功率变换模块为buck型或boost型或boost-buck型的直流斩波电路，所述第一开关件连接在光伏单元与电力获取系统的连接回路，所述控制模块以开关信号控制连接于所述第二开关件。
13.上述功率优化装置，可选的有，所述功率变换模块为降压式buck直流斩波电路，其包括输入电容、作为所述第一开关件的开关元件、电感器、作为所述储能元件的输出电容；所述第一开关件、电感器和第二开关件依次串联于直流斩波电路的正极路，所述输入电容正负回路并联连接在功率变换模块的输入端和第一开关件之间，所述输出电容正负极并联地连接在电感器和第二开关件之间。
14.上述功率优化装置，可选的有，所述控制模块包括用于控制第一开关件的第一采集单元、第一判断单元、第一控制单元和第一驱动单元，以及控制所述第二开关件的第二采集单元、第二判断单元、第二控制单元和第二驱动单元；
15.所述第一采集单元用于采集光伏单元输出端的电压和电流参量；
16.所述第一判断单元用于判断电压和电流参量的变化特征，并驱使第一控制单元满足功率最大化要求地执行相应的操作；
17.所述第一控制单元用于根据判断结果输出脉冲调制信号；
18.所述第一驱动单元以经脉冲调制的驱动信号控制第一开关件运行，以将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点；
19.所述第二采集单元用于采集功率转换模块输出端的电流参量；
20.所述第二判断单元用于根据功率转换模块输出端的电流参量与第一预设电流限值和第二预设电流限值作比较判断；
21.所述第二控制单元在电流参量超出第一预设电流限值，由第一控制单元调节脉冲调制信号使输出电流下降；在脉冲调制信号达到可调的限制且电流参量产出第二预设电流限值，以开关量控制第二开关件关闭；
22.所述第二驱动单元以经开关量调制的驱动信号控制第二开关件的关断和导通。
23.上述功率优化装置，可选的有，所述控制模块还包括第一计数单元和第二计数单元，
24.所述第一计数单元用于对因优化装置过流状况而关闭进行计数，所述第二判断单元在延时预设时间后对第一计数进行判断，若第一计数在预设要求以内，则由第二控制单元重新导通第二开关件并恢复优化装置运行；若第二计数在预设要求以外，则在当天保持第二开关件的关断；
25.所述第二计数单元用于对因优化装置过流异常而当天关闭进行计数，所述第二判断单元在日辅助电源一天中首次获电后对第二计数进行判断，若第二计数在预设要求以内，则启动优化装置的运行；若第二计数在预设要求以外，则确认优化装置过流故障，则不启优化装置的运行。
26.本发明相匹配地提供了一种控制方法，用于控制上述的功率优化装置，该方法包括：
27.采集光伏单元输出端的电压和电流参量，判断电压和电流参量的变化特征，并驱使控制模块满足功率最大化要求地执行相应的操作，根据判断结果输出脉冲调制信号，以经脉冲调制的驱动信号控制第一开关件运行，以将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点；
28.采集功率转换模块输出端的电流参量，根据功率转换模块输出端的电流参量与第一预设电流限值和第二预设电流限值作比较判断；
29.若电流参量未超出第一预设电流限值，则优化装置以当前脉冲调制信号继续跟踪光伏单元的最大功率点；
30.若电流参量超出第一预设电流限制，则调节脉冲调制信号使输出电流下降；
31.若脉冲调制信号达到可调的限制，且电流参量达到第二预设电流限制，则确认优化装置过流状况，并控制第二开关件关断以断开光伏单元和电力获取系统的连接。
32.上述控制方法，可选的有，该方法还包括：
33.对因优化装置过流状况而关闭进行第一计数；
34.在延时预设时间后对第一计数进行判断，若第一计数在预设要求以内，则由重新导通第二开关件并恢复优化装置运行；若第二计数在预设要求以外，则在当天保持第二开关件的关断；
35.对因优化装置过流异常而当天关闭进行计数；
36.在日辅助电源一天中首次获电后对第二计数进行判断，若第二计数在预设要求以内，则启动优化装置的运行；若第二计数在预设要求以外，则确认优化装置过流故障，则不启优化装置的运行。
37.本发明在另一方面还提供了一种光伏发电系统，包括诸多光伏单元，所述光伏单元的输出端连接有上述的功率优化装置，诸多优化装置的输出端相串联成光伏串联体，光伏串联体的输出端接入至逆变器的直流输入侧或直流汇流箱的输入端。
38.与现有技术相比，本发明有益效果如下：
39.(1)本发明在光伏组件层面利用增设了第二开关件的功率优化装置在过流时保护光伏系统，可实现系统中的光伏组件发生轻微过流状况下，通过调节控制功率变换模块的
脉冲信号，而使优化装置输出电流降低到安全范围，并实现当系统中光伏组件发生较严重的过流状况下，且输出电流无法降低时，通过独立的开关件断开光伏组件的对外输出，以及在延时而消除过流高温影响后，可控制第二开关件导通而自动恢复光伏组件的运行发电，实现针对过流问题的可靠与安全的保护，延长光伏系统的使用寿命，并延长发电运行的时长和提高光伏发电效率，减少人工管理的成本，同时装置电路结构简单，发电系统也无需构建复杂的通讯结构，而可优化装置自动而智能地完成，使组件级功率优化装置的具有兼顾成本、效率和安全上的优势。
40.(2)本发明进一步利用优化装置的控制资源对因过流而重启进行计数，消除可能的故障而造成频繁的重启，不仅在连续发生过流状况进行保护，而且限制重启的次数对后侧汇流系统或逆变系统的冲击；更进一步的，允许因过流的当天停机的优化装置在次日日照发电时再次重启，在确保降低过流影响的同时提高发电效率，并对当天停机的状况进行计数，对连续当天停机的优化装置进行报修，整个过程由优化装置自行完成，实现自动和智能化。
41.为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
附图说明
42.图1为本发明实施例的功率优化装置电路的结构示意图；
43.图2为本发明实施例的buck型降压式功率优化装置电路的结构示意图；
44.图3为本发明实施例的控制模块实施过流保护的控制结构示意图；
45.图4为本发明实施例的功率优化装置实施过流保护的控制方法流程示意图；
46.图5为本发明实施例的配置有可过流保护的功率优化装置的结构示意图。
具体实施方式
47.为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不作为限制本发明的范围。
48.如图1所示，是根据本发明的实施例的一种可过流保护的功率优化装置的电路结构，其由功率变换模块e1、控制模块e2和辅助电源e3组成。功率变换模块e1配置在光伏组件a和其所接的光伏组串b之间，其输入端作为优化装置e的输入端，其输出端作为优化装置e的输出端，以将输入端一参量的直流电力转换为在输出端的另一参量的直流电力。控制模块e2控制以经脉冲调制信号驱动连接于设在功率变换模块e1上的第一开关件s1，以控制直流电力的电参量转换，辅助电源e3取电地并接在功率变换模块e1的输入端正极路pv+和负极路pv-之间，并供电地连接于控制模块e2。功率变换模块e1的输出端正极路上串接有第二开关件s2，控制模块e2以开关信号驱动连接于第二开关件s2。控制模块e2可获取功率变换模块e1输入端的电压v1/电流i1参量，以经脉冲信号调节将输入端电参量设置在最大功率点；并可获取功率变换模块e1输出端的电流参量，以在运行过程中判断是否过流。
49.本实施例中，参照光伏组件、优化装装置和逆变系统等的安全规定要求，控制模块e2设定相应的第一预设限值和第二预设限值，并根据实时获取的优化装置e输出电流参量
i2，其可使电流参量i2超出第一预设限值时，调节控制第一开关件s1的脉冲调制信号而使电流参量i2下降，其可使脉冲调制信号达到可调的限制，电流参量i2超出第二预设限值时，以关量信号控制第二开关件s2关断，实现在光伏组件a的优化装置e层级以安全可靠、自动智能、高发电效率和低成本地解决过流问题。
50.需要说明的是，本实施例中光伏单元是光伏组件a，在其他实施例中还可以是含有多个光伏组件a的串联结构，或一光伏组件a中部分光伏电池片的串联体。本实施例中电力获取系统是诸多光伏组件a经优化装置e输出端串联而成的光伏组串b。本实施例中，功率变换模块e1具体地是直流斩波电路，可以是buck降压型直流斩波电路，或者boost升压型直流斩波电路，或者boost-buck升降压型直流斩波电路。本实施例中，第一开关件s1和第二开关件s2为半导体全控开关管，控制第一开关件s1运行的脉冲调制信号，是脉冲宽度调制pwm，及调节脉冲信号的占空比d，而在其他实施例还可以是脉冲频率调制pfm。
51.需要说明的是，光伏组串b是串联，则其中各优化装置e的输出电流与光伏组串b的电流相一致，可根据优化装置e的电流限制要求确定第一预设限值ilim1，可根据光伏组串b电流的保护限制确定第二预设限值ilim1，其中有ilim2＞ilim1，示例性地有，取ilim2＝1.1*ilim1，在其他实施例中，不限于预设限值的设置依据，而是以利用ilim1和ilim2的不同所限定的不同电流区间段，而分别进行正常运行、调节第一开关件s1脉冲信号和关断第二开关件s2的运行动作。
52.如图2所示，是图1可过流保护的功率优化装置的具体实施的电路结构，其功率变换模块e1具体为buck降压型直流斩波电路拓扑结构，其包括，输入电容c1、第一开关管m1、电感器l、续流二极管d1、输出电容c2、第二开关管m2和旁路二极管d2。具体地有，所述第一开关件s1对应作为第一开关管m1，而第二开关件s2对应作为第二开关管m2，第一开关管m1和第二开关管m2是n型常开型开关场效应管，在其他实施例中，第一开关管m1和第二开关管m2还可以是其他全控开关管。该第一开关管m1、电感器l和第二开关管m2依次串接在直流斩波电路的正极路pv+上。第一开关管m1和第二开关管m2的源极朝向pv+的输出侧连接，第一开关管m1和第二开关管m2的漏极朝向pv+的输入侧连接，第一开关管m1和第二开关管m2的栅极分别连接于控制模块e2。辅助电容元件和输入电容c1分别并联在直流斩波电路的正极路pv+和负极路pv-之上，位于直流斩波电路的输入端和第二开关管m2之间。续流二极管d1的阳极连接在负极回路pv-上，续流二极管d1的阴极连接在正极回路pv+上，并且位于第一开关管m1和电感之间。输出电容c2并联在直流斩波电路的pv+和pv-之上，位于电感器l和第二开关管m2之间。旁路二极管d2并联在直流斩波电路的pv+和pv-之上，位于第二开关管m2和直流斩波电路的输出端之间。其中，输入电容c1和输出电容c2用于斩波电路的滤波；第一开关管m1控制光伏组件a对电感器l的斩波转换；续流二极管d1，也可以开关管所替代，以用于保持输出电平。
53.需要说明的是，在buck降压型直流斩波电路当中，第一开关管m1和第二开关管m2同为串接在直流斩波电路的正极路上，且控制模块e2可分别以开关量信号控制第一开关管m1和第二开关管m2的运行，以使双重阻断光伏组件a和其所接光伏组串b的连接，同时第一开关管m1和第二开关管m2的单独导通可控制电路中不同元件分别与光伏组件a和所接组串的连通状态，使不同运行状态或出现故障状态下，均能实现过流关断。如早上优化装置e的启动中，可先导通第二开关管m2，经控制模块e2检测出输出电容c2的电压状态检测外部电
路是否被短接，分别导通两开关管也可以降低启动的冲击。
54.如图3所示，是图1可过流保护的功率优化装置中控制模块的具体控制结构，控制模块e2包括用于控制第一开关件s1的第一采集单元11、第一判断单元12、第一控制单元13和第一驱动单元14，以及控制第二开关件s2的第二采集单元21、第二判断单元22、第二控制单元23、第二驱动单元24、第一计数单元25和第二计数单元26。
55.具体地，在不同电流参量区间下进行相应的过流保护控制：第一采集单元11用于采集光伏单元输出端的电压和电流参量；第一判断单元12用于判断电压和电流参量的变化特征，并驱使第一控制单元13满足功率最大化要求地执行相应的操作；第一控制单元13用于根据判断结果输出脉冲调制信号；第一驱动单元14以经脉冲调制的驱动信号控制第一开关件s1运行，以将光伏单元输出端的电参量设置在最大功率点；第二采集单元21用于采集功率转换模块输出端的电流参量；第二判断单元22用于根据功率转换模块输出端的电流参量与第一预设电流限值和第二预设电流限值作比较判断；第二控制单元23在电流参量超出第一预设电流限值，由第一控制单元13调节脉冲调制信号使输出电流下降；在脉冲调制信号达到可调的限制且电流参量产出第二预设电流限值，以开关量控制第二开关件s2关闭；第二驱动单元24以经开关量调制的驱动信号控制第二开关件s2的关断和导通。
56.具体地，在过流状况的一天中的频繁发生或多天的频繁发生进行相应的过流保护控制有：第一计数单元25用于对因优化装置e过流状况而关闭进行计数，第二判断单元22在延时预设时间后对第一计数进行判断，若第一计数在预设要求以内，则由第二控制单元23重新导通第二开关件s2并恢复优化装置e运行；若第二计数在预设要求以外，则在当天保持第二开关件s2的关断；第二计数单元26用于对因优化装置e过流异常而当天关闭进行计数，第二判断单元22在日辅助电源e3一天中首次获电后对第二计数进行判断，若第二计数在预设要求以内，则启动优化装置e的运行；若第二计数在预设要求以外，则确认优化装置e过流故障，则不启优化装置e的运行。
57.需要说明的是，第一采集单元11可包括并接在斩波电路输入端的正负极回路上的电压传感器，串接在斩波电路输入端的正或负极路上的电流传感器，传感器具体可以是感应电阻器以获取电流/电压的信号，并包括接收该电流/电压的信号经初步处理的信号放大电路，以及包括微控制器中接收并处理该电流/电压的信号的接入端口，最终获取输入端的电压参量v1和电流参量i1。第二采集单元21可包括串接在斩波电路输出端的正或负极路上的电流传感器，以及相应的放大电路和微控制器接收端口。第一判断单元12和第二判断单元22可设置于微控制器中，根据电参量参数及程式进行相应的逻辑判断，第一控制单元13和第二控制单元23可设置于微控制器中，根据判断的结果在相应微控制器输出引脚中输出相应的控制信号。驱动单元可包括驱动电路，其根据控制信号输出可驱动第一开关管m1和第二开关管m2的电信号。第一计数单元25和第二计数单元26可设在微处理器中，对判断程式或控制程式的触发的结果进行计数，对满足条件进行计数+1，对不满足条件进行计数清零。计数的结果进一步进行判断并控制。
58.可以理解的是，控制模块e2还可以包括通讯单元。由于本发明中可利用优化装置e自身进行过流状况的检测、判断和控制，因此仅需建立结构简单、周期较长、准确要求较低的通讯架构，如蓝牙、wifi或zibee等的无线通讯，并利用通讯单元在故障发生后进行报警信息的传递。
59.如图4所示，是根据本发明的实施例的优化装置的过流保护控制方法，该方法包括最大功率跟踪步骤，过流监控步骤、过流重启步骤、过流异常当天停机步骤和过流故障停机报警步骤。
60.在优化装置e正常运行的过程中，执行最大功率跟踪步骤：控制第二开关管m2保持导通。采集光伏组件a输出端的电压参量v1和电流参量i1，判断v1和i1的变化特征，并驱使控制模块e2满足功率最大化要求地确定脉冲宽度信号的占空比d，根据占空比d输出脉冲控制信号，经脉冲控制信号驱动电路调制控制第一开关管m1的运行，使斩波电路的输入端的电压参量运行在最大功率点电压。
61.在优化装置e正常运行的过程中，执行过流监控步骤：制第二开关管m2保持导通。采集功率转换模块输出端的电流参量i2，根据i2与ilim1和ilim2作比较判断：
62.若i2＜ilim1，则保持m2的导通，保持当前占空比d的脉冲宽度调制信号控制m1运行，继续获取电流参量i2并比较判断；
63.若ilim1≤i2≤ilim2，且占空比d＜0.95(假设0.95为设定可调限制)，则保持m2的导通，增加当前占空比d进行增加操作，继续获取电流参量i2并比较判断(在可调的限制内，增加占空比d以使i2重新满足i2＜ilim1)；
64.若ilim1≤i2＜ilim2，且占空比d＝0.95，则保持m2的导通，不在调节占空比d，并继续获取电流参量i2并比较判断。
65.若i2≥ilim2，且占空比d＝0.95，则确定优化装置e的输出端过流，光伏组串b过流，并控制m2切换为关断，进一步可控制m1关断，以及最大功率跟踪步骤停止。
66.过流监控步骤触发确定过流状况的结果，将执行过流重启步骤：在因过流而关断m2的状况下，控制模块e2保持运行，在延时3分钟后再次导通m2，并重新执行最大功率跟踪步骤和过流监控步骤。
67.在优化装置e运行和停止的过程中，将执行异常当天停机步骤：对确定过流状况进行第一计数count1，并对count1进行计时跟踪，记录相邻的两次计数间的时间间隔，若是下一次count1+1使3次计数的总时间大于30min，则更新相邻的两次计数的间隔时间；若是下一次count1+1技术时3次计数的总时间小于或等于30min，则在当天至日落的余下时间均保持m2的关断，使当天优化装置e停机。
68.在每天的优化装置e早上获取光照启动时，将执行过流故障停机报警步骤：对短时间多次过流引发的过流停机进行第二计数count2，若当天发生过流停机则count2+1，若当天未发生过过流停机则count2＝0。在优化装置e早上启动时，均对count2进行判断，若count2≥2，则优化装置e当天保持关机，经通讯单元对中控系统进行报警。若count＜2，则优化装置e启动，导通m2,并控制m1进行最大功率跟踪。
69.可以理解的是，本实施例的控制方法可运行于优化装置e当中，在一方面，利用优化装置e的电流调节减少过流的发生，并允许确认的过流后进行独立的关断和重启。另一方面，可消除因未确认故障而造成频繁的重启，不仅在连续发生过流状况进行保护，而且限制重启的次数对后侧汇流系统或逆变系统j的冲击，允许因过流的当天停机的优化装置e在次日日照发电时再次重启，在确保降低过流影响的同时提高发电效率，并对连续当天停机的优化装置e进行报修。最终实优化装置e自行过流启闭，实现自动和智能化。
70.参考图5，并结合图1，是根据本发明的实施例的一种光伏发电系统，由光伏组件a、
光伏功率优化装置e、光伏逆变系统j组成。各光伏组件a的输出端连接于优化装置e的输入端。光伏组件a数量有多个，即图中的a-1、a-2、
…
、a-n；优化装置e的数量相对应，即图中的e-1、e-2、
…
、e-n。优化装置e的输出端相串联形成光伏组串b，光伏组串b的输出端接入至逆变系统j的直流侧。在其他实施例中，还可接入到直流汇流箱。在光伏发电系统的运行过程中，若发生过流现象，如因局部辐照上升而导致的过流，一光伏组串b中的各个优化装置e将优先通过调节其占空比d增加。基于buck降压型直流斩波电路的特点，i1＝i2/d，占空比的增加将使优化装置e输出端的电流下降，即光伏组串b的电流下降，使电流不超出优化装置e输出端的要求(ilim1)。在特殊状况下，部分优化装置e的占空比将达到可调的限制，若电流仍在ilim2之内，仍可继续运行；若电流超过ilim2，则部分优化装置e将关闭，其他优化器将保持运行，并通过旁路二极管d2保持组串的输出。若过流仍然存在，光伏组串b的各优化装置e均关断。同时，优化装置e在延时后，将重新启动运行，在过流因素消除后，光伏系统将恢复正常发电运行。若部分优化装置e频繁的过流关断重启，将在当天保持其关断。若部分优化装置e连续两天均出现停机现象，则需通知管理人员进行检修。根据本发明的光伏功率优化装置e以及配置该优化装置e，整体上可实现过流的自动保护，克服了保险丝过流检测不准确，一些异常状况不能自动重启的问题。
71.以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。