具有測量持續(xù)時間功能的功率計以及功率測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有測量持續(xù)時間功能的功率計以及功率測量系統(tǒng)，可用來測量太陽光變頻器的持續(xù)時間，該功率計包含電流計以及處理器，其中，電流計可用來測量太陽光變頻器所輸出的電流信號，處理器則電性連接于電流計。處理器包含比較單元以及計時單元，當(dāng)太陽光變頻器根據(jù)觸發(fā)信號關(guān)閉輸出時，比較單元可將電流計所測量到的電流信號與一預(yù)設(shè)信號做比較，并于電流信號小于預(yù)設(shè)信號時發(fā)送停止信號，而計時單元則可根據(jù)觸發(fā)信號以及停止信號取得太陽光變頻器的持續(xù)時間。
【專利說明】具有測量持續(xù)時間功能的功率計以及功率測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種功率計以及功率測量系統(tǒng)，且特別關(guān)于一種具有測量太陽光變頻器的持續(xù)時間的功能的功率計，以及應(yīng)用此功率計的功率測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電以太陽能光電池接收太陽光，并且將太陽光的光能轉(zhuǎn)換成電能。由太陽能光電池轉(zhuǎn)換后的電能為直流電的形式，故需轉(zhuǎn)換為交流電方能供一般電器使用。太陽光變頻器(Photovoltaic Inverter, PV inverter),又稱太陽能光電轉(zhuǎn)換器,可將太陽能光電池所產(chǎn)生直流電轉(zhuǎn)換成交流電，其具有三種形式:獨(dú)立型、并網(wǎng)型以及混合型。獨(dú)立型太陽光變頻器所產(chǎn)生的交流輸出儲存于蓄電池以供獨(dú)立系統(tǒng)使用，但無法與市電并聯(lián)。并網(wǎng)型太陽光變頻器產(chǎn)生與市電同步的交流電輸出，并將其饋入市電而供電器使用，但并網(wǎng)型太陽光變頻器無法獨(dú)立進(jìn)行供電?；旌闲吞柟庾冾l器可同時與市電并聯(lián)并與蓄電池連接，其可將交流輸出饋入市電，并當(dāng)市電斷電時可做為并網(wǎng)型UPS而由蓄電池提供電源。
[0003]并網(wǎng)型太陽光變頻器由于是以饋入市電的方式供電，故當(dāng)市電斷電時，太陽光變頻器同時也應(yīng)于法規(guī)規(guī)范的時間內(nèi)停止輸出電流，否則電器操作人員可能以為停電但系統(tǒng)仍由太陽光變頻器持續(xù)供電，導(dǎo)致電器設(shè)備損傷甚至危害人身安全等意外事故。因此，并網(wǎng)式太陽光變頻器于制造后須測試其切斷后至無輸出所需的持續(xù)時間，當(dāng)持續(xù)時間小于法規(guī)規(guī)范的時間，方可出售此并網(wǎng)式太陽光變頻器，而此種測試稱之為run on time測試。
[0004]于先前技術(shù)中，run on time測試以示波器來進(jìn)行。請參閱圖1，圖1為先前技術(shù)的太陽光變頻器的run on time測試的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。如圖1所示，太陽光變頻器10與市電系統(tǒng)12并聯(lián)，且于太陽光變頻器10與市電系統(tǒng)12之間設(shè)置有開關(guān)SI。于測試前，開關(guān)SI導(dǎo)通且太陽光變頻器10輸出電流至RLC電路，其電流值為太陽光變頻器10的規(guī)格值。當(dāng)run on time測試啟動,控制裝置14開啟開關(guān)SI以模擬市電斷電狀態(tài),并同時觸發(fā)示波器16開始測量太陽光變頻器10的輸出電流波形。示波器16所測量的電流波形可傳送至控制裝置14，使得控制裝置14能根據(jù)電流波形判斷太陽光變頻器10于模擬市電斷電狀態(tài)開關(guān)SI切斷后至太陽光變頻器10停止輸出的持續(xù)時間。
[0005]上述先前技術(shù)的run on time測試方法是利用示波器或數(shù)字記錄器等來進(jìn)行，然而，示波器于系統(tǒng)中僅用來進(jìn)行此測試，因此其設(shè)備利用率極差。另一方面，用來判斷太陽光變頻器停止輸出的時間點(diǎn)，通常是設(shè)定于原始電流的1%，而示波器要達(dá)到小于1%誤差的水準(zhǔn)具有極高的困難度。更甚者，由于示波器本身無法直接算出持續(xù)時間，而是必須以其測量出的電流波形，由人為或其他計算軟件來計算，因此將會更進(jìn)一步地增加測試系統(tǒng)的誤差范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有測量持續(xù)時間功能的功率計以及功率測量系統(tǒng)，以解決先前技術(shù)的問題。[0007]根據(jù)一具體實(shí)施例，本發(fā)明的新式功率計用于測量太陽光變頻器，其包含電流計以及連接電流計的處理器，其中，電流計可用來測量太陽光變頻器輸出的電流信號。處理器包含有比較單元以及計時單元，比較單元可用來比較電流計所測量到的電流信號與一預(yù)設(shè)信號，并且當(dāng)電流信號小于預(yù)設(shè)信號時發(fā)送停止信號，計時單元則可根據(jù)停止信號進(jìn)行計時。
[0008]于本具體實(shí)施例中，當(dāng)太陽光變頻器根據(jù)一觸發(fā)信號模擬市電斷電狀態(tài)時，處理器的計時單元同時根據(jù)此觸發(fā)信號而開始計時作動。太陽光變頻器因市電斷電后，正常應(yīng)該于法規(guī)所規(guī)定的時間內(nèi)關(guān)閉輸出，其電流信號將會快速降低，當(dāng)比較單元比較出電流信號降低至其小于預(yù)設(shè)信號后傳送停止信號到計時單元，而計時單元則可根據(jù)觸發(fā)信號與停止信號計算出此太陽光變頻器在模擬市電斷電后至停止輸出的持續(xù)時間。
[0009]本發(fā)明的另一范疇在于提供一種有測量持續(xù)時間功能的功率測量系統(tǒng)，以解決先前技術(shù)的問題。
[0010]根據(jù)另一具體實(shí)施例，本發(fā)明的功率測量系統(tǒng)用于測量太陽光變頻器，其具有控制裝置、電流計以及處理器，其中控制裝置電性連接于太陽光變頻器，以產(chǎn)生觸發(fā)信號而切斷太陽光變頻器與市電端之間的電性連接。電流計電性連接于太陽光變頻器以測量其輸出的電流信號，處理器則電性連接于電流計，并包含有比較單元以及計時單元。比較單元可用來比較電流計所測量到的電流信號與一預(yù)設(shè)信號，并且當(dāng)電流信號小于預(yù)設(shè)信號時發(fā)送停止信號。計時單元可根據(jù)觸發(fā)信號以及停止信號進(jìn)行計時。
[0011]控制裝置可同時發(fā)送觸發(fā)信號至太陽光變頻器電性與市電端間的開關(guān)以及計時單元，以切斷太陽光變頻器的輸出并控制計時單元開始計時。當(dāng)比較單元比較出電流計所測量到的電流信號降低至其小于預(yù)設(shè)信號后，傳送停止信號至計時單元，而計時單元則可根據(jù)觸發(fā)信號與停止信號計算出此太陽光變頻器的持續(xù)時間。
[0012]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為先前技術(shù)的太陽光變頻器的run on time測試的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例的功率測量系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖3為圖2的功率計的內(nèi)部示意圖。
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的功率計的內(nèi)部示意圖。
[0017]圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的功率計的內(nèi)部示意圖。
[0018]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0019]10:太陽光變頻器
[0020]12:市電系統(tǒng)
[0021]14:控制裝置
[0022]16:示波器
[0023]S1:開關(guān)
[0024]2:功率測量系統(tǒng)
[0025]20:控制裝置[0026]22、3、4:功率計
[0027]S2:開關(guān)
[0028]P:太陽光變頻器
[0029]Μ:市電端
[0030]220、30、40:電流計
[0031]222、32、42:電壓計
[0032]224、36、48:處理器
[0033]2240:比較單元
[0034]2242:計時單元
[0035]340,440:第一信號調(diào)整器
[0036]342,442:第二信號調(diào)整器
[0037]460:第一轉(zhuǎn)換器
[0038]462:第二轉(zhuǎn)換器
【具體實(shí)施方式】
[0039]請參閱圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例的功率測量系統(tǒng)2的示意圖。如圖2所示，功率測量系統(tǒng)2包含了控制裝置20以及功率計22，其中功率計22電性連接于太陽光變頻器P以及市電端M之間，可用來測量太陽光變頻器P輸出至市電端M的功率。請注意，于此太陽光變頻器P為一并網(wǎng)型太陽光變頻器，其可與市電系統(tǒng)(市電端Μ)并聯(lián)以將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并饋入市電系統(tǒng)。
[0040]于本具體實(shí)施例中，控制裝置20與功率計22連接，以接收功率計22測量得到的電流及電壓信號。控制裝置20同時與連接太陽光變頻器P及市電端M的開關(guān)S2連接，以控制開關(guān)S2開啟或關(guān)閉。另外，控制裝置20也可電性連接至太陽光變頻器P，以獲得太陽光變頻器P的各種信息。功率計22包含有電流計220、電壓計222以及處理器224，其中電流計220以及電壓計222可測量太陽光變頻器P的輸出電流與電壓。詳言之，電流計220與太陽光變頻器P以及RLC電路(如圖2所示)串聯(lián)，電壓計222則與太陽光變頻器P以及RLC電路并聯(lián)。電流計220及電壓計222分別電性連接到處理器224，以將所測得的電流及電壓信號傳送至處理器224，并由處理器224計算出功率。
[0041]上述功率計22以及功率測量系統(tǒng)2除了可測量太陽光變頻器P的輸出功率之外，還可用來進(jìn)行run on time測試。請一并參閱圖2以及圖3，圖3為圖2的功率計22的內(nèi)部示意圖。如圖3所示，功率計22的處理器224中進(jìn)一步具有比較單元2240以及計時單元2242，其中比較單元2240電性連接至電流計220，以接收電流計220所測量到太陽光變頻器P的輸出電流信號，且計時單元2242電性連接于比較單元2240。
[0042]于本具體實(shí)施例中，于進(jìn)行run on time測試前，開關(guān)S2關(guān)閉使得太陽光變頻器P與市電端M間的電路導(dǎo)通，令太陽光變頻器P可正常輸出功率至市電端M。當(dāng)進(jìn)行run ontime測試時，控制裝置20產(chǎn)生觸發(fā)信號至開關(guān)S2令其開啟而在太陽光變頻器P與市電端M間形成斷路，也即，模擬市電斷電。同時，控制裝置20所產(chǎn)生的觸發(fā)信號也傳送至功率計22的計時單元2242，而計時單元2242接收到觸發(fā)信號后即開始進(jìn)行計時。
[0043]由于控制裝置20開啟開關(guān)S2，因此通過電流計220的電流信號將會快速降低。比較單元2240電性連接至電流計220以從電流計220接收電流信號，并將接收到的電流信號持續(xù)地與一預(yù)設(shè)信號進(jìn)行比較，當(dāng)比較出電流信號小于預(yù)設(shè)信號時，比較單元2240會產(chǎn)生一停止信號并將其傳送至計時單元2242。預(yù)設(shè)信號可設(shè)定為run on time測試前太陽光變頻器P所輸出電流值的固定比例值，也即處理器224接收到觸發(fā)信號時的電流信號的固定比例值。舉例而言，預(yù)設(shè)信號可設(shè)定為測試前或處理器224接收到觸發(fā)信號時的電流值的1%或更小的電流值。當(dāng)電流信號降低至其小于原來的百分之一時，可判斷為太陽光變頻器P已停止輸出電流。
[0044]計時單元2242接收到比較單元2240所傳送的停止信號后即停止計時，并將計時所累積的時間值作為太陽光變頻器P切斷后輸出電流的持續(xù)時間。詳言之，觸發(fā)信號代表系統(tǒng)切斷市電的時間點(diǎn)，停止信號則代表太陽光變頻器P實(shí)際停止輸出電流信號的時間點(diǎn)，故計時單元2242可計算出太陽光變頻器P于切斷市電后仍維持輸出的持續(xù)時間。由此，本具體實(shí)施例的功率計22以及功率測量系統(tǒng)2可測量太陽光變頻器P的持續(xù)時間，而不需通過示波器。
[0045]請參閱圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的功率計3的內(nèi)部示意圖。如圖4所示，功率計3包含電流計30、電壓計32、第一信號調(diào)整器340、第二信號調(diào)整器342以及處理器36，請注意，電流計30及電壓計32可用來測量太陽光變頻器輸出至市電端的功率，其連接關(guān)系如圖2所示，于此不再贅述。
[0046]于本具體實(shí)施例中，第一信號調(diào)整器340可電性連接于電流計30以及處理器36，以將電流計30所量得太陽光變頻器輸出的電流信號調(diào)整至處理器36所能處理的電流信號大小，進(jìn)而得到最佳的測試解析度。同樣地，第二信號調(diào)整器342可電性連接于電壓計32以及處理器36，以將電壓計32所量得太陽光變頻器輸出的電壓信號調(diào)整至處理器36所能處理的電壓信號大小，進(jìn)而得到最佳的測試解析度。處理器36自第一信號調(diào)整器340以及第二信號調(diào)整器342接收調(diào)整過的電流與電壓信號后，即可進(jìn)行功率的計算以及進(jìn)行run ontime測試。
[0047]請參閱圖5，圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的功率計4的內(nèi)部示意圖。如圖5所示,本具體實(shí)施例與上述具體實(shí)施例不同處,在于本具體實(shí)施例的功率計4進(jìn)一步包含第一轉(zhuǎn)換器460以及第二轉(zhuǎn)換器462。請注意，本具體實(shí)施例的其他單元，如電流計40、電壓計42、第一信號調(diào)整器440、第二信號調(diào)整器442以及處理器48等，均與上一具體實(shí)施例的相對應(yīng)單元大體上相同，故于此不再贅述。
[0048]于本具體實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)換器460電性連接于第一信號調(diào)整器440及處理器48之間，第二轉(zhuǎn)換器462則電性連接于第二信號調(diào)整器及處理器48之間。一般而言，電流計40與電壓計42所量得太陽光變頻器的輸出電流與電壓信號模擬的電流與電壓信號。電流計40所量得的模擬電流信號經(jīng)過第一信號調(diào)整器440調(diào)整大小后，可由第一轉(zhuǎn)換器460接收并轉(zhuǎn)換成數(shù)字的電流信號，接著，第一轉(zhuǎn)換器再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電流信號傳送至處理器48。同樣地，第二轉(zhuǎn)換器462可自第二信號調(diào)整器442接收調(diào)整后的模擬電壓信號，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號后傳送至處理器48。處理器48可直接對數(shù)字電流與電壓信號進(jìn)行處理，而獲得太陽光變頻器的輸出功率或持續(xù)時間。
[0049]根據(jù)另一具體實(shí)施例，若上述功率測量系統(tǒng)為一三相測量系統(tǒng)，也即，功率計具有三個電流計與三個電壓計，則可設(shè)置三個第一信號調(diào)整器分別連接各電流計以及三個第二信號調(diào)整器分別連接三個電壓計，更進(jìn)一步地，可設(shè)置三個第一轉(zhuǎn)換器分別連接各第一信號調(diào)整器以及三個第二轉(zhuǎn)換器分別連接各第二信號調(diào)整器。因此，處理器可接收三相的數(shù)字電流信號與數(shù)字電壓信號，以測量太陽光變頻器的輸出功率或持續(xù)時間。
[0050]綜上所述，本發(fā)明的功率計及功率測量系統(tǒng)除了可測量太陽光變頻器的輸出功率之外，還可進(jìn)行run on time測試而直接量得太陽光變頻器切斷市電后至停止輸出的持續(xù)時間。相較于先前技術(shù)，本發(fā)明的功率計進(jìn)一步包含處理器與功率計內(nèi)的電流計及電壓計連接。當(dāng)功率測量系統(tǒng)對太陽光變頻器進(jìn)行run on time測試而切斷太陽光變頻器與市電端間的電路連接時，處理器內(nèi)的計時單元隨即開始進(jìn)行計時。接著，當(dāng)處理器內(nèi)的比較單元比較出電流計量得電流信號小于預(yù)設(shè)信號時令計時單元停止計時，而計時單元自觸發(fā)至停止的時間即為太陽光變頻器切斷后的持續(xù)時間，因此不需另外裝設(shè)示波器即可進(jìn)行run ontime測試。同時，由于本發(fā)明的功率計是可以直接比較電流信號大小的方法而非以電流信號的波形進(jìn)行計算的方法來獲得持續(xù)時間，故可避免增加測試系統(tǒng)的誤差范圍。由此，本發(fā)明的功率計以及功率測量系統(tǒng)可準(zhǔn)確計算出太陽光變頻器切斷后的持續(xù)時間，并提升測試系統(tǒng)的設(shè)備使用率及簡化系統(tǒng)配置。
[0051]通過以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明所申請的專利范圍的范疇?wèi)?yīng)該根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
【權(quán)利要求】
1.一種具有測量持續(xù)時間功能的功率計，用以測量一太陽光變頻器，該太陽光變頻器根據(jù)一觸發(fā)信號關(guān)閉輸出，該功率計包含: 一電流計，用以測量該太陽光變頻器所輸出的一電流信號；以及 一處理器，電性連接于該電流計，該處理器包含: 一比較單元，用以將該電流信號與一預(yù)設(shè)信號進(jìn)行比較，并于該電流信號小于該預(yù)設(shè)信號時發(fā)送一停止信號；以及 一計時單元，根據(jù)該觸發(fā)信號以及該停止信號進(jìn)行計時，以取得該太陽光變頻器的一持續(xù)時間。
2.如權(quán)利要求1所述的功率計，其中該預(yù)設(shè)信號為該處理器接收到該觸發(fā)信號時的該電流信號I %以下的電流值。
3.如權(quán)利要求1所述的功率計，進(jìn)一步包含電性連接于該處理器的一電壓計，該電壓計用以測量該太陽光變頻器所輸出的一電壓信號，以供該處理器根據(jù)該電壓信號及該電流信號計算該太陽光變頻器的功率。
4.如權(quán)利要求3所述的功率計，進(jìn)一步包含: 一第一信號調(diào)整器，電性連接于該電流計及該處理器之間，該第一信號調(diào)整器用以調(diào)整該電流信號的大??；以及 一第二信號調(diào)整器，電性連接于該電壓計與該處理器之間，該第二信號調(diào)整器用以調(diào)整該電壓信號的大小。
5.如權(quán)利要求4所述的功率計，其中該電壓信號以及該電流信號為模擬信號，該功率計進(jìn)一步包含:` 一第一轉(zhuǎn)換器，電性連接于該第一信號調(diào)整器以及該處理器之間，該第一轉(zhuǎn)換器用以將模擬的該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字的該電流信號；以及 一第二轉(zhuǎn)換器，電性連接于該第二信號調(diào)整器以及該處理器之間，該第二轉(zhuǎn)換器用以將模擬的該電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字的該電壓信號。
6.一種具有測量持續(xù)時間功能的功率測量系統(tǒng)，包含: 一控制裝置，電性連接于一太陽光變頻器，該控制裝置用以產(chǎn)生一觸發(fā)信號以切斷該太陽光變頻器與一市電端間的電性連接； 一電流計，電性連接于該太陽光變頻器，該電流計用以測量該太陽光變頻器所輸出的一電流信號；以及 一處理器，電性連接于該電流計，該處理器包含: 一比較單元，用以將該電流信號與一預(yù)設(shè)信號進(jìn)行比較，并于該電流信號小于該預(yù)設(shè)信號時發(fā)送一停止信號；以及 一計時單元，根據(jù)該觸發(fā)信號以及該停止信號進(jìn)行計時，以取得該太陽光變頻器的一持續(xù)時間。
7.如權(quán)利要求6所述的功率測量系統(tǒng)，其中該預(yù)設(shè)信號為該處理器接收到該觸發(fā)信號時的該電流信號1%以下的電流值。
8.如權(quán)利要求6所述的功率測量系統(tǒng)，進(jìn)一步包含電性連接于該處理器的一電壓計，該電壓計用以測量該太陽光變頻器所輸出的一電壓信號，以供該處理器根據(jù)該電壓信號及該電流信號計算該太陽光變頻器的功率。
9.如權(quán)利要求8所述的功率測量系統(tǒng)，其中該功率計進(jìn)一步包含: 一第一信號調(diào)整器，電性連接于該電流計及該處理器之間，該第一信號調(diào)整器用以調(diào)整該電流信號的大?。灰约? 一第二信號調(diào)整器，電性連接于該電壓計與該處理器之間，該第二信號調(diào)整器用以調(diào)整該電壓信號的大小。
10.如權(quán)利要求9所述的功率測量系統(tǒng)，其中該電壓信號以及該電流信號為模擬信號，該功率計進(jìn)一步包含: 一第一轉(zhuǎn)換器，電性連接于該第一信號調(diào)整器以及該處理器之間，該第一轉(zhuǎn)換器用以將模擬的該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字的該電流信號；以及 一第二轉(zhuǎn)換器，電性連接于該第二信號調(diào)整器以及該處理器之間，該第二轉(zhuǎn)換器用以將模擬的該電壓信號轉(zhuǎn)換為`數(shù)字的該電壓信號。
【文檔編號】G01R19/175GK103630737SQ201210313638
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】王耀南, 盧志誠, 劉正彬 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司