TWI860891B - 主從充電控制方法及相關再生能源最大功率追蹤供電系統 - Google Patents
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Abstract
一種控制方法,適用於包含多個充電裝置的再生能源供電系統。多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端互相並聯,該多個充電裝置包含主充電裝置。該控制方法包含以下步驟:計算當前系統總功率;依據當前系統總功率計算多個MPPT參數,並傳送到該多個充電裝置;分別依據該多個當前功率,計算多個目標功率;分別依據該多個MPPT參數及該多個目標功率,計算多個控制命令;以及分別依據該多個控制命令,控制多個輸出電流與多個輸出電壓。
Description
本揭露有關於一種充電控制方法及其再生能源最大功率追蹤供電系統,特別是用於多個充電裝置並聯的一種主從充電控制方法及其再生能源最大功率供電系統。
再生能源供電系統包含再生能源發電機組與充電裝置,其中再生能源發電機組可以是太陽能面板或風力發電機。一般而言,發電機組產生的直流電源可經由直流轉換器轉換為符合要求的直流電源後,傳送到近端負載或遠端電網,而一部分的電源可儲存於本地電池。
最大功率點追蹤(Maximum Power Point Tracking,簡稱MPPT)是常用在太陽能面板或風力發電機的技術,其目的是在各種情形下都可以得到最大的功率輸出。傳統上,一個充電裝置通常僅對一個發電機組進行MPPT。考量人員安全與產品可靠度,充電裝置的前端會設置保護裝置,例如阻抗偵測器(Impedance Detector,IMD)、主要電路斷路器(Main Circuit Breaker,MCB)、突波保護裝置(Surge Protection Device,SPD)等。在此架構下,當再生能源供電系統使用的充電裝置的數量越多,所需的元件數越多,成本也越高。此外,為了適應不同的發電功率瓦數,需要開發多種不同功率的充電裝置,如此不利於工程開發與維護。
有鑑於環保意識抬頭,再生能源的供電需求也隨之提高,如何提供一種充電控制方法及其再生能源供電系統,能夠不過度增加成本並且有利於開發與維護,實為本領域的重要課題。
為了解決上述問題,本揭露提出一種控制方法,適用於包含多個充電裝置的再生能源供電系統,其中多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端互相並聯,多個充電裝置包含主充電裝置,其中控制方法包含以下步驟S31至S35。S31:通過多個充電裝置,收集多個當前功率,以計算當前系統總功率。S32:通過主充電裝置,收集當前系統總功率,進行最大功率追蹤(MPPT),以計算多個MPPT參數,並傳送到多個充電裝置。S33:通過多個充電裝置,分別依據多個當前功率,均分計算多個目標功率。S34:通過多個充電裝置,分別依據多個MPPT參數及多個目標功率,計算多個控制命令。S35:通過多個充電裝置,分別依據多個控制命令,控制多個輸出電流與多個輸出電壓。
本揭露並提出一種再生能源供電系統,包含再生能源發電機組以及多個充電裝置。再生能源發電機組經配置來產生輸入電壓及輸入電流。多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端互相並聯,且多個充電裝置中的每一者包含控制電路,控制電路電連接多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端,經配置來執行如上所述的控制方法。
本揭露的主從充電控制方法及其再生能源供電系統具備了以下優勢:(1)將多個充電裝置互相並聯,可適應不同的發電功率瓦數,無須另外開發不同功率瓦數的充電裝置,可增加系統規劃彈性;(2)採用單一保護裝置的集中式保護,可節省系統成本;(3)多個充電裝置採用主從式控制方法,同時兼具MPPT、輸入與輸出功率調節的能力;以及(4)依據充電裝置的額定功率來分配輸出功率占比,可增加系統規劃彈性。
應該理解的是,前述的一般性描述和下列具體說明僅僅是示例性和解釋性的,並旨在提供所要求的本揭露的進一步說明。
請參照第1圖,第1圖是依據本發明實施例的再生能源供電系統10的示意圖。再生能源供電系統10電連接負載90,經配置以提供電能到負載90。於一實施例中,再生能源供電系統10電連接電池80,經配置以提供電能到電池80。於一實施例中,負載90是直流通訊電源設備。
在結構上,再生能源供電系統10包含再生能源發電機組13、保護裝置15以及多個充電裝置CG1~CGj,其中j是大於1的正整數。再生能源發電機組13經配置以產生總輸入電壓VIN及總輸入電流IIN。保護裝置15電連接於再生能源發電機組13與多個充電裝置CG1~CGj之間,經配置以傳遞總輸入電壓VIN及總輸入電流IIN,並保護多個充電裝置CG1~CGj免於過電流、過載及短路的損害。多個充電裝置CG1~CGj的輸入端與輸出端互相並聯,經配置以將多個輸入電壓VIN1~VINj及多個輸入電流IIN1~IINj分別轉換為輸出電壓V1~Vj及輸出電流I1~Ij,其中輸出電壓V1~Vj的總和為母線電壓VOUT且輸出電流I1~Ij的總和為母線電流IOUT。總輸入電壓VIN近似於多個充電裝置CG1~CGj的多個輸入電壓VIN1~VINj的每一者,且總輸入電流IIN等於多個充電裝置CG1~CGj的多個輸入電流IIN1~IINj的總和。
於本實施例中,多個充電裝置CG1~CGj中的其中一者為主充電裝置,而其餘充電裝置為從屬充電裝置。舉例而言,充電裝置CG1為主充電裝置,而充電裝置CG2~CGj為從屬充電裝置,但不限於此。
請參閱第2圖,第2圖是依據本發明實施例的充電裝置CGi的示意圖。充電裝置CGi用以代表第1圖的充電裝置CG1~CGj中的一者,其中i是正整數且1≦i≦j。
在結構上,充電裝置CGi包含第一轉換電路21、中繼電容、第二轉換電路22以及控制電路23i。第一轉換電路21電連接圖1的保護裝置15、第二轉換電路22及控制電路23i,經配置來依據第一控制訊號C1i,將輸入電壓VINi及輸入電流IINi轉換為中繼電壓VMi及中繼電流IMi。中繼電容的一端電連接於第一轉換電路21與第二轉換電路22之間,中繼電容的另一端電連接接地端,中繼電容經配置以儲存中繼電壓VMi及中繼電流IMi的電能。第二轉換電路22電連接中繼電容、控制電路23i及圖1的負載90及電池80,經配置來依據第二控制訊號C2i,將中繼電壓VMi及中繼電流IMi轉換為輸出電壓Vi及輸出電流Ii。控制電路23i電連接第一轉換電路21的輸入端、第二轉換電路22的輸出端及負載90的輸入端,經配置來依據輸入電壓VINi、輸入電流IINi、母線電壓VOUT及母線電流IOUT,產生第一控制訊號C1i到第一轉換電路21以及產生第二控制訊號C2i到第二轉換電路22。本實施例的充電裝置CGi採用兩級轉換器,可同時達到充電裝置CGi的輸入端與輸出端的調節。
請參照第3圖,第3圖是依據本發明實施例的控制方法30的流程圖。控制方法30適用於第1圖的再生能源供電系統10,控制方法30可編譯為程式碼,經配置來指示多個充電裝置CG1~CGj執行控制方法30包含的步驟S31至S34。
步驟S31:通過全部的充電裝置,收集多個當前功率,以計算當前系統總功率。
步驟S32:通過主充電裝置,依據當前系統總功率,進行最大功率追蹤,以計算多個MPPT參數,並傳送到全部的充電裝置。
步驟S33:通過全部的充電裝置,分別依據多個當前功率,計算目標功率。
步驟S34:通過全部的充電裝置,分別依據多個MPPT參數、目標功率,計算擾動分量及控制命令。
步驟S35:過全部的充電裝置,分別依據控制命令,控制輸出電流與輸出電壓。回到步驟S31。
於部分實施例中,第2圖的控制電路23i可以包含特殊應用積體電路(ASIC)、微控制電路(MCU)、伺服器或其他具有資料存取、資料計算、資料儲存、資料傳送與接收、或類似功能的運算電路或元件,並可用以執行控制方法30。
請同時參照第3圖及第4圖,第4圖是依據本發明實施例用的控制方法30的操作時序圖。於本實施中,假設充電裝置CG1是主充電裝置,其餘的充電裝置CG2~CGj是從屬充電裝置。
於步驟S31,主充電裝置CG1收集再生能源供電系統10中全部的充電裝置CG1~CGj的多個當前功率P1~Pj,以計算總當前功率。
於步驟S32,主充電裝置CG1依據當前系統總功率,進行最大功率追蹤,以計算多個MPPT參數,並傳送到全部的充電裝置。
於步驟S33,全部的充電裝置CG1~CGj分別依據多個當前功率P1~Pj,計算目標功率P1_target~Pj_target。於第一實施例中,假設多個充電裝置CG1~CGj的額定功率(或最大操作功率)相同,那麼全部的充電裝置CG1~CGj 依據以下算式(1)計算目標功率。
算式(1)
。
於算式(1)中,Pi_target為第i個充電裝置CGi的目標功率,Pi=VINi╳IINi為第i個充電裝置CGi的當前功率,VINi為第i個充電裝置CGi的輸入電壓,IINi為第i個充電裝置CGi的輸入電流,j為充電裝置的數量, i、j是正整數且1≦i≦j。依據算式(1)可知,在額定功率相同的前提下,多個充電裝置CG1~CGj的目標功率P1_target~Pj_target是當前系統總功率的平均值。
舉例而言,假設只有兩台充電裝置,主充電裝置CG1的當前功率為200W(瓦),從屬充電裝置CG2的當前功率為100W,且充電裝置CG1和CG2的額定功率均為200W。於此情況下,充電裝置CG1和CG2的目標功率為(200+100)/2=150W,以平均分配每個充電裝置的輸出功率。
於第二實施例中,假設多個充電裝置CG1~CGj的額定功率(或最大操作功率)不盡相同,那麼全部的充電裝置CG1~CGj依據以下算式(2)計算目標功率。
算式(2)
。
於算式(2)中,Pi_target為第i個充電裝置CGi的目標功率,Pi為第i個充電裝置CGi的當前功率,Pi_rated為第i個充電裝置CGi的額定功率,j為充電裝置的數量。依據述算式(2)可知,主充電裝置CG1計算每一個充電裝置的額定功率在總額定功率中的比例,並且按比例來乘以總當前功率,以計算每一個充電裝置的目標功率。
舉例而言,假設只有兩台充電裝置,主充電裝置CG1的當前功率為50W,從屬充電裝置CG2的當前功率為100W,那麼總當前功率為50+100=150W。假設主充電裝置CG1的額定功率為200W,而從屬充電裝置CG2的額定功率為100W,那麼主充電裝置CG1的額定功率比例為,而從屬充電裝置CG2的
額定功率比例為。依據算式(2)可計算出主充電裝置CG1的目標功率P1_target為,而從屬充電裝置CG2的目標功
率P2_target為,以按照額定功率的比例來分配每個充電裝置的輸出功率。
於步驟S34,全部的充電裝置CG1~CGj,依據多個MPPT參數及目標功率,計算擾動分量及控制命令。於一實施例中,多個MPPT參數包含MPPT的擾動方向參數DIR、斜率參數SLP及擾動振幅ΔXsys_step。擾動振幅ΔXsys_step為每一MPPT調節周期的系統步長(system step size),並由主充電裝置所設置或分配。於另一實施例中,擾動振幅ΔXsys_step事先預設在每一個充電裝置內建的記憶體。
全部的充電裝置CG1~CGj依據以下算式(3)計算擾動分量。
算式(3)
。
於算式(3)中,ΔXi是第i個充電裝置CGi的擾動分量,Pi_base是第i個充電裝置CGi的基礎功率;若每一個充電裝置的額定功率相同,那麼基礎功率Pi_base是當前系統總功率的平均值;若每一個充電裝置的額定功率不盡相同,那麼基礎功率Pi_base是額定功率Pi_rated。
接著,步驟S34更包含:全部的充電裝置CG1~CGj依據擾動分量、多個MPPT參數及先前控制命令Yi_prev,計算控制命令Yi。具體而言,全部的充電裝置CG1~CGj依據以下算式(4)計算控制命令Yi。
算式(4)
。
於算式(4)中,Yi是第i個充電裝置CGi的控制命令,ΔXi是第i個充電裝置CGi的擾動分量,ΔXconst_step是固定振幅,DIR是方向參數,SLP是斜率參數,且Yi_prev是第i個充電裝置CGi在先前MPPT週期的先前控制命令。
於一實施例中,當再生能源供電系統10是採用擾動觀察法來找到最大功率點(MPP)輸出時,擾動分量ΔXi、擾動振幅ΔXsys_step、固定振幅ΔXconst_step、控制命令Yi和先前控制命令Yi_prev皆為電壓訊號。
於一實施例中,進行最大功率追蹤時,若方向參數DIR為1,那麼充電裝置CGi增加控制命令Yi;若MPPT調節方向參數DIR為-1,那麼充電裝置CGi減少控制命令Yi。若主充電裝置CG1判斷在下一個MPPT週期需增加功率,那麼斜率參數SLP為1;若主充電裝置CG1判斷在下一個MPPT週期需降低功率,那麼斜率參數SLP為-1。此外,目前有各種MPPT控制方法被提出,例如擾動觀察法、增量電導法、電流掃描法等。本實施例以擾動觀察法為例,充電裝置的控制電路會於每次MPPT調節周期小幅地增加或減少電壓,並且量測充電裝置的當前功率。若當前功率增加,控制電路繼續依相同方向調節電壓,直到當前功率不增加為止。
最後,於步驟S35,全部的充電裝置CG1~CGj,分別依據控制命令Y1~Yj,控制輸出電流I1~Ij與輸出電壓V1~Vj。詳細來說,步驟S35更包含:全部的充電裝置CG1~CGj分別依據控制命令Y1~Yj、輸入電壓VIN1~VINj及輸入電流IIN1~IINj,產生第一控制訊號C11~C1j,以進行輸入端的功率調節;以及依據輸入穩壓命令Vstable、中繼電壓VM1~VMj、輸出電流I1~Ij及輸出電壓V1~Vj,產生第二控制訊號C21~C2j,以進行輸出端的功率調節。
於一實施例中,步驟S32更包含:主充電裝置CG1傳送同步時序到全部的充電裝置CG1~CGj,因此在步驟S35中,全部的充電裝置CG1~CGj在同步時序下,分別控制多個輸出電流I1~Ij及多個輸出電壓V1~Vj,以同步調節功率。
如此一來,控制方法30可適用於多個充電裝置CG1~CGj互相並聯的再生能源供電系統10,無須另外開發不同功率瓦數的充電裝置,可增加系統規劃彈性。並且,多個充電裝置CG1~CGj同時兼具MPPT、輸入端與輸出端功率調節的能力。
請參閱第5圖,第5圖是依據本發明實施例的主控制電路與從屬控制電路並聯的功能方塊示意圖。於本實施例中,假設控制電路231為主充電裝置CG1中的主控制電路,而控制電路232~23j為從屬充電裝置CG2~CGj中的從屬控制電路,但不限於此。
在結構上,主控制電路231包含MPPT單元50、功率偵測器501、第一運算單元51、第二運算單元52、PI(proportional–integral)控制電路53~57、暫存器58~59、乘法器M1以及減法器S1~S5。MPPT單元50電連接多個充電裝置CG1~CGj,經配置來向全部的充電裝置CG1~CGj收集多個當前功率P1~Pj,據以產生方向參數DIR、斜率參數SLP及擾動振幅ΔXsys_step。然後,MPPT單元50將方向參數DIR、斜率參數SLP及擾動振幅ΔXsys_step傳送到全部的第一運算單元51。此外,MPPT單元50傳送同步時序到全部的第一運算單元51,以同步進行功率調節。於一實施例中,只有主控制電路231設置MPPT單元50。於另一實施例中,全部的控制電路231~23j皆包含MPPT單元,但是僅有主控制電路231的MPPT單元50被致能,其餘的從屬控制電路232~23j的MPPT單元50被禁能;在此情況下,當主控制電路231故障時,致能一個從屬控制電路的MPPT單元50即可作為替代的主控制電路。
全部的控制電路231~23j都採用相同的電路結構來實現功率調節。以主控制電路231為例,功率偵測器501電連接多個充電裝置CG1~CGj的輸入端,經配置來偵測當前的輸入電壓VIN1及輸入電流IIN1。乘法器M1經配置來相乘輸入電壓VIN1和輸入電流IIN1,以計算當前功率P1。第一運算單元51電連接乘法器M1,經配置來向全部的第一運算單元51收集多個當前功率P1~Pj及多個額定功率P1_rated~Pj_rated。於部分實施例中,MPPT單元50和第一運算單元51通過數位訊號或類比訊號來傳輸多個MPPT參數、多個當前功率P1~Pj、多個額定功率P1_rated~Pj_rated 等資訊到其他充電裝置。
若全部的充電裝置CG1~CGj的額定功率皆相同,那麼第一運算單元51經配置來依據算式(1),計算目標功率P1_target。若充電裝置CG1~CGj的額定功率不盡相同,那麼第一運算單元51經配置來依據算式(2),計算目標功率P1_target。接著,第一運算單元51經配置來依據當前功率P1、目標功率P1_target、方向參數DIR、斜率參數SLP、擾動振幅ΔXsys_step及算式(3),計算擾動分量ΔX1。
暫存器58經配置來儲存固定振幅ΔXconst_step。第二運算單元52電連接第一運算單元51及暫存器58,經配置來依據擾動分量ΔX1、固定振幅ΔXconst_step、先前控制命令Y1_prev、方向參數DIR、斜率參數SLP及算式(4)計算控制命令Y1後,反饋控制命令Y1到自身以儲存為先前控制命令Y1_prev。減法器S1電連接充電裝置CG1的輸入端,經配置來將輸入電壓VIN1減去控制命令Y1,以產生第一電壓補償。PI控制器53電連接減法器S2,經配置來將第一電壓補償轉換為第一電流值。減法器S2電連接充電裝置CG1的輸入端,經配置來將第一電流值減去輸入電流IIN1,以產生第一電流補償。PI控制器54電連接減法器S2,經配置來將第一電流補償轉換為第一控制訊號C11,並輸入到第一轉換電路21。
暫存器59經配置來儲存輸入穩壓命令Vstable。減法器S3電連接暫存器59、第一轉換電路21的輸出端及中繼電容,經配置來將輸入穩壓命令Vstable減去中繼電壓VM1來產生穩壓補償。PI控制器55電連接減法器S3,經配置來將穩壓補償轉換為第二電流值。減法器S4電連接PI控制器55,經配置來將第二電流值減去輸出電流I1,以產生第二電流補償。PI控制器56電連接減法器S4,經配置來將該第二電流補償轉換為第一電壓值。減法器S5電連接PI控制器56,經配置來將第一電壓值減去輸出電壓V1,以產生第二電壓補償。PI控制器57電連接減法器S5,經配置來將第二電壓補償轉換為第二控制訊號C21。
因此,通過第5圖的控制電路並聯的電路架構,可執行第3圖的控制方法30。
綜上所述,本揭示實施例的主從充電控制方法及其再生能源供電系統具備了以下優勢:(1)將多個充電裝置互相並聯,可適應不同的發電功率瓦數,無須另外開發不同功率瓦數的充電裝置,可增加系統規劃彈性;(2)採用單一保護裝置的集中式保護,可節省系統成本;(3)多個充電裝置採用主從式控制方法,同時兼具MPPT、輸入與輸出功率調節的能力;及(4)依據充電裝置的額定功率來分配輸出功率占比,可增加系統規劃彈性。
雖然本揭示的特定實施例已經揭露有關上述實施例,各種替代及改良可藉由相關領域中的一般技術人員在本揭示中執行而沒有從本揭示的原理及精神背離。因此,本揭示的保護範圍由所附申請專利範圍確定。
10:再生能源供電系統
CG1~CGj,CGi:充電裝置
13:再生能源發電機組
15:保護裝置
90:負載
80:電池
VIN:總輸入電壓
IIN:總輸入電流
VIN1~VINj,VINi:輸入電壓
IIN1~IINj,IINi:輸入電流
VOUT:母線電壓
IOUT:母線電流
V1~Vj,Vi:輸出電壓
I1~Ij,Ii:輸出電流
VM1~VMj,VMi:中繼電壓
IM1~IMj,IMi:中繼電流
231~23j,23i:控制電路
21:第一轉換電路
22:第二轉換電路
C1i,C11~C1j:第一控制訊號
C2i,C21~C2j:第二控制訊號
30:控制方法
S31,S32,S33,S34,S35:步驟
231:主控制電路
232~23j:從屬控制電路
50:MPPT單元
DIR:方向參數
SLP:斜率參數
ΔXsys_step:擾動振幅
M1:乘法器
P1~Pj:當前功率
51:第一運算單元
52:第二運算單元
53,54,55,56,57:PI控制器
58,59:暫存器
ΔXconst_step:固定振幅
ΔX1~ΔXj:擾動分量
Vstable:輸入穩壓命令
S1,S2,S3,S4,S5:減法器
Y1_prev~Yj_prev:先前控制命令
Y1~Yj:控制命令
Pj_rated:額定功率
為讓本揭露的上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式的說明如下:
第1圖是依據本發明實施例的再生能源供電系統的示意圖;
第2圖是依據本發明實施例的充電裝置的示意圖;
第3圖是依據本發明實施例的控制方法的流程圖;
第4圖是依據本發明實施例的控制方法的操作時序圖;以及
第5圖是依據本發明實施例的主控制電路與從屬控制電路並聯的功能方塊示意圖。
30:控制方法
S31,S32,S33,S34,S35:步驟
Claims (19)
- 一種控制方法,適用於包含多個充電裝置的一再生能源供電系統,其中該多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端互相並聯,該多個充電裝置包含一主充電裝置,其中該控制方法包含:步驟S31:通過該多個電裝置,收集多個當前功率,以計算一當前系統總功率;步驟S32:通過該主充電裝置,依據該當前系統總功率,進行最大功率追蹤(MPPT),以計算多個MPPT參數,並傳送到該多個充電裝置;步驟S33:通過該多個充電裝置,分別依據該多個當前功率,計算多個目標功率;步驟S34:通過該多個充電裝置,分別依據該多個MPPT參數及該多個目標功率,計算多個控制命令;以及步驟S35:通過該多個充電裝置,分別依據該多個控制命令,控制多個輸出電流與多個輸出電壓。
- 如請求項4所述的控制方法,其中多個MPPT參數包含一擾動方向、一斜率參數及該擾動振幅,且該擾動振幅為每一MPPT調節周期的一系統步長。
- 如請求項5所述的控制方法,其中該步驟S34包含:通過該多個充電裝置,分別依據該多個擾動分量、該多個MPPT參數及多個先前控制命令,計算該多個控制命令中的一者:(4) Yi=(△Xi+△Xconst_step)×DIR×SLP+Yi_prev其中Yi是該第i個充電裝置的一第一控制命 令,△Xi是該第i個充電裝置的該第一擾動分量,△Xconst_step是固定振幅,DIR是擾動方向MPPT參數,SLP是該斜率參數,且Yi_prev是該第i個充電裝置在一先前MPPT週期的一第一先前控制命令。
- 如請求項1所述的控制方法,其中該步驟S35更包含:通過該多個充電裝置,分別依據該多個控制命令、多個輸入電壓及多個輸入電流,產生多個第一控制訊號,以進行該多個輸入端的功率調節;以及通過該多個充電裝置,分別依據一輸入穩壓命令、多個中繼電壓、該多個輸出電流及該多個輸出電壓,產生多個第二控制訊號,以進行該多個輸出端的功率調節。
- 如請求項1所述的控制方法,其中該步驟S32更包含:通過該主充電裝置傳送一同步時序到該多個充電裝置;以及該多個充電裝置在該同步時序下,分別控制該多個輸出電流及該多個輸出電壓,以同步進行該多個輸出端的調節功率。
- 一種再生能源供電系統,包含:一再生能源發電機組,經配置來產生一總輸入電壓及一總輸入電流;以及多個充電裝置,其中該多個充電裝置的多個輸入端及多個輸出端互相並聯,且該多個充電裝置中的每一者包含:一控制電路,電連接該多個充電裝置的該多個輸入端及該多個輸出端,經配置來執行如請求項1所述的控制方法。
- 如請求項9所述的再生能源供電系統,其中該控制電路包含:一功率偵測器,電連接該多個充電裝置的該多個輸入端,經配置來偵測多個輸入電壓及多個輸入電流;一乘法器,經配置來相乘該多個輸入電壓和該多個輸入電流,以計算多個當前功率;一第一運算單元,電連接該乘法器及該多個充電裝置的多個第一運算單元,經配置來收集該多個當前功率及多個額定功率,並依據該多個當前功率及該多個額定功率,計算多個目標功率;其中該總輸入電壓近似於該多個充電裝置 的該多個輸入電壓的每一者,且該總輸入電流等於該多個充電裝置的該多個輸入電流的總和。
- 如請求項13所述的再生能源供電系統,其中該控制電路包含:一第一暫存器,經配置來儲存一固定振幅;以及 一第二運算單元,電連接該第一運算單元及該第一暫存器,經配置來依據該擾動分量、該固定振幅、一方向參數、一斜率參數、一先前控制命令及以下算式(4)計算一控制命令:(4) Yi=(△Xi+△Xconst_step)×DIR×SLP+Yi_prev其中Yi是該第i個充電裝置的該控制命令,△Xi是該第i個充電裝置的該擾動分量,△Xconst_step是該固定振幅,DIR是該方向參數,SLP是該斜率參數,且Yi_prev是該第i個充電裝置在一先前MPPT週期的該先前控制命令。
- 如請求項14所述的再生能源供電系統,其中該多個充電裝置包含一主充電裝置,且該控制電路為一主控制電路,包含:一MPPT單元,電連接該多個充電裝置,經配置來依據該多個當前功率,產生多個MPPT參數;其中該多個MPPT參數包含該方向參數、該斜率參數及該擾動振幅,且該擾動振幅為每一MPPT調節周期的一系統步長。
- 如請求項15所述的再生能源供電系統,其中該多個充電裝置的多個控制電路 中的每一者皆包含該MPPT單元,僅有該主控制電路的該MPPT單元被致能,其餘的MPPT單元被禁能。
- 如請求項14所述的再生能源供電系統,其中該控制電路包含:一第一減法器,電連接該多個充電裝置的該輸入端,經配置來將該第一輸入電壓減去該控制命令,以產生一第一電壓補償;一第一PI控制器,電連接該減法器,經配置來將該第一電壓補償轉換為一第一電流值;一第二減法器,電連接該多個充電裝置的該輸入端,經配置來將該第一電流值減去該第一輸入電流,以產生一第一電流補償;一第二PI控制器,電連接該第二減法器,經配置來將該第一電流補償轉換為一第一控制訊號。
- 如請求項17所述的再生能源供電系統,其中該控制電路包含:一第二暫存器,經配置來儲存一輸入穩壓命令;一第三減法器,電連接該第二暫存器,經配置來將該輸入穩壓命令減去一中繼電壓,以產 生一穩壓補償;一第三PI控制器,電連接該第三減法器,經配置來將該穩壓補償轉換為一第二電流值;一第四減法器,電連接該第三PI控制器,經配置來將該第二電流值減去一輸出電流,以產生一第二電流補償;一第四PI控制器,電連接該第四減法器,經配置來將該第二電流補償轉換為一第一電壓值;一第五減法器,電連接該第四PI控制器,經配置來將該第一電壓值減去一輸出電壓,以產生一第二電壓補償;以及一第五PI控制器,電連接該第五減法器,經配置來將該第二電壓補償轉換為一第二控制訊號。
- 如請求項18所述的再生能源供電系統,其中該多個充電裝置中的每一者更包含:一第一轉換電路,電連接該再生能源發電機組,經配置來依據該第一控制訊號,將該第一輸入電壓及該第一輸入電流轉換為該中繼電壓及一中繼電流;一第二轉換電路,電連接該第一轉換電路, 經配置來依據該第二控制訊號,將該中繼電壓及該中繼電流轉換為該輸出電壓及該輸出電流;以及一中繼電容,該中繼電容的一端電連接於該第一轉換電路與該第二轉換電路之間,該中繼電容的另一端電連接一接地端,該中繼電容經配置以儲存該中繼電壓及該中繼電流的電能。
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