控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種控制系統(tǒng)，例如包括：多個(gè)第一設(shè)備；以及至少一個(gè)第二設(shè)備，該至少一個(gè)第二設(shè)備被連接至第一設(shè)備中的每一個(gè)。第一設(shè)備具有多個(gè)轉(zhuǎn)換單元，該多個(gè)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)從發(fā)電設(shè)備提供的第一電壓的大小將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，并且第二設(shè)備具有電力存儲(chǔ)單元和對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制的充電控制單元。從多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的至少之一輸出的第二電壓被提供到第二設(shè)備，并且充電控制單元根據(jù)第二電壓的偏差對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制。
【專利說(shuō)明】控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及一種控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)利用可再生能源獲得的電力對(duì)電池充電。在下面的專利文獻(xiàn)I中，記載了通過(guò)從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生成的電力對(duì)電存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電的技術(shù)。
[0003]引用列表_4] 專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)公報(bào)2009-232668號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
_6] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007]根據(jù)專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)，能夠僅通過(guò)開(kāi)-關(guān)控制對(duì)電存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電。存在不能根據(jù)來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出的改變來(lái)控制充電的問(wèn)題。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出的改變對(duì)控制充電的控制系統(tǒng)。
_9] 問(wèn)題的解決方案
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上面描述的目的，本公開(kāi)例如提供一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括多個(gè)第一設(shè)備和被連接至多個(gè)第一設(shè)備中的每一個(gè)的至少一個(gè)第二單元，其中[0011 ] 第一設(shè)備包括多個(gè)轉(zhuǎn)換單元，該多個(gè)轉(zhuǎn)換單元被配置為根據(jù)第一電壓的水平將從發(fā)電設(shè)備提供的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，
[0012]第二單元包括電力存儲(chǔ)單元和充電控制單元，該充電控制單元被配置為對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制，
[0013]從多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換單元輸出的第二電壓被提供到第二設(shè)備，并且
[0014]充電控制單元根據(jù)第二電壓的波動(dòng)對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，能夠根據(jù)來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出對(duì)充電進(jìn)行控制。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是例示示例性系統(tǒng)配置的框圖。
[0018]圖2是例示控制單元與電池單元之間的示例性連接的圖。
[0019]圖3是控制單元的簡(jiǎn)要配置的示例性圖。
[0020]圖4是控制單元的配置的示例性圖。
[0021]圖5是轉(zhuǎn)換單元的具體配置的示例性圖。
[0022]圖6是與控制單元的電力系統(tǒng)有關(guān)的配置的示例性圖。
[0023]圖7是電池單元的配置的示例性圖。
[0024]圖8是充電控制單元的具體配置的示例性圖。
[0025]圖9是與電池單元的電力系統(tǒng)有關(guān)的配置的示例性圖。
[0026]圖1OA是例示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線圖。圖1OB是例示在通過(guò)特定曲線來(lái)指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的情況下太陽(yáng)能電池的端電壓與來(lái)自太陽(yáng)能電池的生成功率之間的關(guān)系的曲線圖(P-V曲線)。
[0027]圖11是與指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線的改變有關(guān)的操作點(diǎn)的改變的示例性圖。
[0028]圖12A是當(dāng)對(duì)太陽(yáng)能電池的照度減小的情況下在執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)操作點(diǎn)的改變的示例性圖。圖12B是當(dāng)從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看負(fù)載增加的情況下在執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)操作點(diǎn)的改變的示例性圖。
[0029]圖13是當(dāng)對(duì)太陽(yáng)能電池的照度和從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載二者均改變的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變的示例性圖。
[0030]圖14是例示示例性調(diào)度表的圖。
[0031]圖15是例示另一示例性調(diào)度表的圖。
[0032]圖16是例示示例性處理流的流程圖。
[0033]圖17是例不不例性處理流的流程圖。
[0034]圖18是在轉(zhuǎn)換單元實(shí)際上啟動(dòng)期間的周期的示例性圖。
[0035]圖19是例示描述了要啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目的示例性調(diào)度表的圖。
[0036]圖20是修改示例的示例性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]在下文中，將參照附圖來(lái)描述根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例。請(qǐng)注意:將按照下面的順序來(lái)給出描述。
[0038]〈1.第一實(shí)施例>
[0039]<2.第二實(shí)施例>
[0040]<3.第三實(shí)施例>
[0041]<4.修改示例>
[0042]請(qǐng)注意:下面描述的實(shí)施例是本公開(kāi)的優(yōu)選示例，并且本公開(kāi)的內(nèi)容并不限于這些實(shí)施例。
[0043]〈1.第一實(shí)施例>
[0044][1-1.系統(tǒng)配置]
[0045]圖1是根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施例的示例性系統(tǒng)配置。例如，來(lái)自多個(gè)發(fā)電設(shè)備的輸出被提供到系統(tǒng)I。對(duì)于發(fā)電設(shè)備，例示了太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備。在圖1中，用太陽(yáng)能面板示意性地圖示了太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3。用風(fēng)車示意性地圖示了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4。用罐和罐內(nèi)的火焰示意性地圖示了生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5?？梢詰?yīng)用已知的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備作為太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3。同樣地，可以應(yīng)用已知的風(fēng)力和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5。
[0046]發(fā)電設(shè)備基于在例如光、熱、振動(dòng)、無(wú)線電波、溫差及離子濃度差等的周圍環(huán)境中存在的能量來(lái)生成電力。發(fā)電設(shè)備可以由通過(guò)并網(wǎng)電力(輸電網(wǎng))和人力來(lái)生成電力的設(shè)備來(lái)形成。此外，發(fā)電設(shè)備可以由多個(gè)相同種類的發(fā)電設(shè)備來(lái)形成。
[0047]從發(fā)電設(shè)備中的每一個(gè)獲得的直流(DC)電壓被提供到后一級(jí)中的塊。在從發(fā)電設(shè)備獲得交流(AC)電壓的情況下，交流電壓被轉(zhuǎn)換為直流電壓，以被提供到在后一級(jí)中的塊。系統(tǒng)I包括多個(gè)塊。該多個(gè)塊被例示為塊BL1、塊BL2和塊BL3。在沒(méi)有必要識(shí)別單獨(dú)的塊的情況下，為了方便將塊稱為塊BL。請(qǐng)注意:塊是為了便于說(shuō)明所提供的術(shù)語(yǔ)，而不具有任何特定的含義。下面將描述塊BL的配置等。
[0048]塊BL被并聯(lián)連接至發(fā)電設(shè)備中的每一個(gè)。從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3提供的直流電壓V3被提供到塊BLlJ^ BL2和塊BL3。從風(fēng)力能發(fā)電設(shè)備4提供的直流電壓V4被提供到塊BLlJ^ BL2和塊BL3。從生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5提供的直流電壓V5被提供到塊BLlJ^ BL2和塊BL3。電壓V3、電壓V4和電壓V5中的每一個(gè)是第一電壓的不例。
[0049]盡管電壓V3、電壓V4和電壓V5的值可能根據(jù)設(shè)備尺寸等而波動(dòng)，但是在下文中將給出關(guān)于電壓V3、電壓V4和電壓V5可以在75V(伏特)至100V的范圍內(nèi)波動(dòng)的情況的描述。在圖1中，電壓V3用實(shí)線來(lái)指示，電壓V4用點(diǎn)劃線來(lái)指示，而電壓V5用雙點(diǎn)劃線來(lái)指
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[0050][1-2.塊配置]
[0051]將通過(guò)例示塊BLl來(lái)描述塊BL的示例性配置。塊BLl被配置為包括例如一個(gè)控制單元和至少一個(gè)電池單元。控制單元是第一設(shè)備的示例，而電池單元是第二設(shè)備的示例。
[0052]控制單元⑶I被連接至例如電池單元BUla、電池單元BUlb和電池單元BUlc。在沒(méi)有必要識(shí)別單獨(dú)的電池單元的情況下，為了方便將電池單元稱為電池單元BU1。在圖1中，圖示了電池單元BUla和電池單元BUlb。
[0053]控制單元⑶I包括例如多個(gè)端口，并且電池單元BUl以能夠自由拆除的方式附接至各端口中的每一個(gè)。換句話說(shuō)，可以在適當(dāng)時(shí)改變連接至控制單元CUl的電池單元BUl的數(shù)目。例如，當(dāng)電池單元BUla、電池單元BUlb和電池單元BUlc被連接至控制單元⑶I時(shí)，可以將新的電池單元連接至控制單元CUl。例如，當(dāng)電池單元BUla、電池單元BUlb和電池單元BUlc被連接至控制單元⑶I時(shí)，可以將電池單元BUlb從控制單元⑶I拆除。
[0054]電池單元BUl經(jīng)由線路LI連接至控制單元⑶I。如圖2所示,例如線路LI包括:電力線L10，電力通過(guò)電力線LlO從控制單元⑶I傳輸至電池單元BUl ;以及電力線L11，電力通過(guò)電力線Lll從電池單元BUl傳輸至控制單元⑶I。線路LI還包括用于在控制單元⑶I與電池單元BUl的每一個(gè)之間進(jìn)行通信的信號(hào)線SL12。
[0055]同時(shí)，在以下描述中，將給出在經(jīng)由導(dǎo)線來(lái)執(zhí)行電力傳輸和通信的情況下的描述；然而，還可以經(jīng)由無(wú)線電來(lái)執(zhí)行電力傳輸和通信。在這種情況下，不需要提供物理線路，也就是線路LI。
[0056]直流電壓VlO被從控制單元⑶I經(jīng)由電力線LlO提供到電池單元BU1。在多個(gè)電池單元BUl中，基于朝向被給予充電指令的電池單元BUl的電壓VlO來(lái)執(zhí)行充電?？梢詫?duì)一個(gè)電池單元BUl執(zhí)行充電，并且還可以對(duì)多個(gè)電池單元BUl執(zhí)行充電。
[0057]對(duì)于當(dāng)前正在放電的電池單元BUl不執(zhí)行充電。從已對(duì)其給出放電指令的電池單元BUl輸出直流電壓VII。電壓Vll例如經(jīng)由控制單元CUl被提供到外部設(shè)備也就是負(fù)載。電壓Vll還可以在不經(jīng)過(guò)控制單元CUl的情況下直接被提供到外部設(shè)備。
[0058]根據(jù)諸如SMBus (系統(tǒng)管理總線)和UART (通用異步收發(fā)器)的規(guī)范來(lái)執(zhí)行控制單元⑶I與電池單元BUl的每一個(gè)之間的通信。信號(hào)線SL12是在電池單元BUl之間共享的線路，并且通過(guò)信號(hào)線SL12來(lái)傳輸控制命令。例如，將控制命令從控制單元CUl傳輸至預(yù)定的電池單元BUl。
[0059]可以通過(guò)控制命令獨(dú)立地控制電池單元BUl中的每一個(gè)。電池單元BUl可以識(shí)別與電池單元本身連接的端口的端口號(hào)。例如，在控制命令的報(bào)頭中描述指示端口號(hào)的標(biāo)識(shí)符。電池單元BUl可以通過(guò)分析控制命令的報(bào)頭來(lái)識(shí)別控制命令是否指向自己的單元。
[0060]此外，電池單元BUl可以通過(guò)通信向控制單元⑶I通知電池單元BUl自己的信息。電池單元BUl可以向控制單元⑶I通知例如電池單元BUl中包括的電池的剩余容量。在從電池單元BUl到控制單元CUl的通知信號(hào)的報(bào)頭中描述了指示端口號(hào)的標(biāo)識(shí)符。這使得控制單元⑶I能夠識(shí)別電池單元BUl中的哪個(gè)電池單元已經(jīng)傳輸了通知信號(hào)。
[0061]下面描述的例如使用多個(gè)電池單元BUl的應(yīng)用模式可能是可行的。提供充電指令的控制命令從控制單元⑶I被傳輸至電池單元BUla，以執(zhí)行對(duì)電池單元BUla進(jìn)行充電的控制。提供放電指令的控制命令從控制單元CUl被傳輸至電池單元BUlb，以執(zhí)行對(duì)電池單元BUlb進(jìn)行放電的控制。電池單元BUlc用作備用電源。例如，當(dāng)電池單元BUlb的剩余容量減小時(shí)，將使用中的電池單元從電池單元BUlb切換至電池單元BUlc。以上描述的應(yīng)用模式僅是示例，并且應(yīng)用模式不限于此。
[0062]塊BL2的配置例如與塊BLl的配置相同。塊BL2被配置為包括控制單元⑶2?？刂茊卧?被經(jīng)由線路L2連接至例如電池單元BU2a、電池單元BU2b和電池單元BU2c。在圖1中，圖示了電池單元BU2a和電池單元BU2b。
[0063]例如，線路L2包括:電力線L20，電力通過(guò)電力線L20從控制單元⑶2被傳輸至電池單元BU2 ;以及電力線L21，電力通過(guò)電力線L21從電池單元BU2被傳輸至控制單元⑶2。線路L2還包括用于在控制單元⑶2與電池單元BU2中的每一個(gè)之間進(jìn)行通信的信號(hào)線SL22。
[0064]塊BL3的配置例如與塊BLl的配置相同。塊BL3被配置為包括控制單元⑶3?？刂茊卧?被經(jīng)由線路L3連接至例如電池單元BU3a、電池單元BU3b和電池單元BU3c。在圖1中，圖示了電池單元BU3a和電池單元BU3b。
[0065]例如，線路L3包括:電力線L30，電力被通過(guò)電力線L30從控制單元⑶3傳輸至電池單元BU3 ;以及電力線L31，電力被通過(guò)電力線L31從電池單元BU3傳輸至控制單元⑶3。線路L3還包括用于在控制單元⑶3與電池單元BU3中的每一個(gè)之間進(jìn)行通信的信號(hào)線SL32。
[0066]請(qǐng)注意:在不偏離本公開(kāi)的范圍和精神的情況下，在各個(gè)塊BL之間可以存在任意構(gòu)成差異。在以下描述中，可以通過(guò)指出配置相同來(lái)避免對(duì)相同描述進(jìn)行重復(fù)；然而，在不偏離本公開(kāi)的范圍和精神的情況下，這不排除構(gòu)成差異的存在。
[0067][1-3.控制單元的配置]
[0068]圖3是控制單元⑶I的示例性的示意性配置。控制單元⑶I包括轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c。在不需要識(shí)別各個(gè)轉(zhuǎn)換單元的情況下，為了方便將轉(zhuǎn)換單元稱為轉(zhuǎn)換單元100。作為太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出電壓的電壓V3被提供到轉(zhuǎn)換單元10a0轉(zhuǎn)換單元10a根據(jù)電壓V3的水平將電壓V3轉(zhuǎn)換為電壓VlO。如上所述，電壓V3是例如在75V至10V的范圍內(nèi)波動(dòng)的電壓。電壓VlO是例如在45V至48V的范圍內(nèi)波動(dòng)的直流電壓。
[0069]當(dāng)電壓V3為75V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10a對(duì)電壓V3進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成45V。當(dāng)電壓V3為100V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10a對(duì)電壓V3進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成48V。根據(jù)電壓V3在75V至100V的范圍內(nèi)的改變，轉(zhuǎn)換單元10a將電壓V3轉(zhuǎn)換為電壓V10，使得電壓VlO在45V至48V的范圍內(nèi)基本上線性地改變。代替使改變率線性地改變，還可以使用不同類型的反饋電路。通過(guò)反饋電路獲得的輸出可以從轉(zhuǎn)換單元10a輸出。
[0070]轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c以與轉(zhuǎn)換單元10a相同的方式進(jìn)行操作。當(dāng)電壓V4為75V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10b對(duì)電壓V4進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成45V。當(dāng)電壓V4為100V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10a對(duì)電壓V4進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成48V。根據(jù)電壓V4在75V至100V的范圍內(nèi)的改變，轉(zhuǎn)換單元10a將電壓V4轉(zhuǎn)換為電壓V10，使得電壓VlO在45V至48V的范圍內(nèi)基本上線性地改變。同時(shí)，在電壓V4例如在200V至420V的范圍內(nèi)改變的情況下，轉(zhuǎn)換單元10b通過(guò)使電壓V4逐步降壓來(lái)生成45V至48V的范圍內(nèi)的電壓VlO。因而，轉(zhuǎn)換單元100中的每一個(gè)被配置為根據(jù)輸入電壓適當(dāng)?shù)夭僮鳌?br>
[0071]當(dāng)電壓V5為75V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10c對(duì)電壓V5進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成45V。當(dāng)電壓V5為100V時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10c對(duì)電壓V5進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓VlO變成48V。根據(jù)電壓V5在75V至100V的范圍內(nèi)的改變，轉(zhuǎn)換單元10a轉(zhuǎn)換電壓V5，使得電壓VlO在45V至48V的范圍內(nèi)基本上線性地改變。同時(shí)，在電壓V5例如在1V至40V的范圍內(nèi)改變的情況下，轉(zhuǎn)換單元10c使電壓V5升壓，以生成45V至48V的范圍內(nèi)的電壓V10。因而，轉(zhuǎn)換單元100被配置為根據(jù)輸入電壓適當(dāng)?shù)夭僮鳌?br>
[0072]從轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c中的每一個(gè)輸出電壓V10，并且電壓VlO之一被經(jīng)由電力線LlO提供到電池單元BUl。例如，最大的電壓VlO被經(jīng)由電力線LlO提供到電池單元BUl。在電池單元BUl的功耗較大的情況下，來(lái)自多個(gè)轉(zhuǎn)換單元的輸出可以被組合并提供到電池單元BUl。
[0073]請(qǐng)注意:可以在來(lái)自多個(gè)轉(zhuǎn)換單元100的多個(gè)輸出中選擇待提供到電池單元BUl的輸出。如下面描述的，例如在轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c中的每一個(gè)中設(shè)置有可變電阻器(體積)。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置可變電阻器的值，可以將從預(yù)定的轉(zhuǎn)換單元100輸出的電壓VlO提供到電池單元BUl。
[0074]圖4是控制單元⑶I的示例性的示意性配置?？刂茊卧荌的轉(zhuǎn)換單元10a包括DC-DC轉(zhuǎn)換器101a，該DC-DC轉(zhuǎn)換器10Ia將電壓V3轉(zhuǎn)換(逐步下降)到電壓VlO。在例如電壓V3低于45V的情況下，DC-DC轉(zhuǎn)換器1la被配置為升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。對(duì)于DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的配置，可以應(yīng)用已知的配置。另外，在交流電壓被提供為電壓V3的情況下，可以在DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的前一級(jí)設(shè)置AC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0075]電壓傳感器、電子開(kāi)關(guān)和電流傳感器被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的輸入級(jí)和輸出級(jí)中的每一個(gè)。另外，可變電阻器被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的輸出級(jí)。在圖4和后面描述的圖7中，分別以簡(jiǎn)單的方式，用矩形標(biāo)記來(lái)指示電壓傳感器，用圓形標(biāo)記來(lái)指示電子開(kāi)關(guān)，用具有對(duì)角線的圓形標(biāo)記來(lái)指示電流傳感器，以及用三角形標(biāo)記來(lái)指示可變電阻器。
[0076]電壓傳感器101b、電子開(kāi)關(guān)1lc和電流傳感器1ld被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的輸入級(jí)。電流傳感器101e、電子開(kāi)關(guān)1lf、電壓傳感器1lg和可變電阻器1lh被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的輸出級(jí)。
[0077]轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c具有例如與轉(zhuǎn)換單元10a相同的配置。轉(zhuǎn)換單元10b包括DC-DC轉(zhuǎn)換器102a。電壓傳感器102b、電子開(kāi)關(guān)102c和電流傳感器102d被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器102a的輸入級(jí)。電流傳感器102e、電子開(kāi)關(guān)102f、電壓傳感器102g和可變電阻器102h被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器102a的輸出級(jí)。
[0078]轉(zhuǎn)換單元10c包括DC-DC轉(zhuǎn)換器103a。電壓傳感器103b、電子開(kāi)關(guān)103c和電流傳感器103d被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器103a的輸入級(jí)。電流傳感器103e、電子開(kāi)關(guān)103f、電壓傳感器103g和可變電阻器103h被順序地連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器103a的輸出電壓?？梢酝ㄟ^(guò)斷開(kāi)轉(zhuǎn)換單元100的每一個(gè)中的電子開(kāi)關(guān)來(lái)使來(lái)自轉(zhuǎn)換單元100的輸出停止。例如，可以通過(guò)斷開(kāi)電子開(kāi)關(guān)1lc和電子開(kāi)關(guān)1lf中的至少之一來(lái)使來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出停止。
[0079]代替對(duì)電子開(kāi)關(guān)的控制，可以調(diào)節(jié)可變電阻器101h、可變電阻器102h和可變電阻器103h的電阻值?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)可變電阻器的電阻值來(lái)限制DC-DC轉(zhuǎn)換器1la等的輸出。例如，通過(guò)將可變電阻器1lh的電阻值設(shè)置成零或幾乎為零來(lái)將可變電阻器102h和可變電阻器103h的電阻值設(shè)置成預(yù)定值。
[0080]通過(guò)可變電阻器102h將DC-DC轉(zhuǎn)換器102a的輸出電壓逐步降低，并且通過(guò)可變電阻器103h將DC-DC轉(zhuǎn)換器103a的輸出電壓逐步降低。作為最大電壓的從轉(zhuǎn)換單元10a輸出的電壓VlO被提供到電力線L10，并且電壓VlO被提供到電池單元BU1。因而，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)三個(gè)可變電阻器(可變電阻器101h、可變電阻器102h和可變電阻器103h)的電阻值來(lái)選擇來(lái)自三個(gè)轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c)的輸出之一 O
[0081]控制單元⑶I還包括CPU(中央處理單元)110。存儲(chǔ)器111、D/A(數(shù)字到模擬)轉(zhuǎn)換器112、A/D(模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換器113和溫度傳感器114被經(jīng)由總線115連接至CPU110。總線115由例如I2C總線形成。
[0082]CPU 110對(duì)控制單元⑶I的各個(gè)部分進(jìn)行控制。例如，CPU 110執(zhí)行例如對(duì)轉(zhuǎn)換單元100的電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)-關(guān)控制，并且根據(jù)從電壓傳感器和電流傳感器提供的傳感器信息在轉(zhuǎn)換單元100中執(zhí)行控制。
[0083]請(qǐng)注意:指示電壓傳感器和電流傳感器的箭頭示出通過(guò)傳感器獲得的傳感器信息經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換單元113被提供到CPU 110。另外，指向指示電子開(kāi)關(guān)和可變電阻器的標(biāo)記的箭頭示出通過(guò)CPU 110來(lái)控制電子開(kāi)關(guān)和可變電阻器。
[0084]CPU 110還對(duì)被連接到控制單元⑶I的電池單元BUl進(jìn)行控制。例如，CPU 110生成用于接通預(yù)定電池單元BUl的電源的控制命令以及用于提供對(duì)預(yù)定電池單元BUl進(jìn)行充電或放電的指令的控制命令。然后，CPU 110將所生成的控制命令傳輸至信號(hào)線SL12。另夕卜，CPU 10獲取從電池單元BUl中的每一個(gè)傳輸?shù)男畔?例如電池單元BUl的電池中的剩余容量)，并且根據(jù)所獲取的信息來(lái)執(zhí)行控制。
[0085]存儲(chǔ)器111是代表如下存儲(chǔ)器的總體術(shù)語(yǔ):只讀存儲(chǔ)器(ROM)，其存儲(chǔ)由CPU 110執(zhí)行的程序；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，其用作當(dāng)CPU 110執(zhí)行處理時(shí)的工作存儲(chǔ)器；以及非易失性存儲(chǔ)器，諸如EEPR0M(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)，其中存儲(chǔ)有各種數(shù)據(jù)(例如后面描述的調(diào)度表)；等。
[0086]D/A轉(zhuǎn)換器112將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換單元113將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。來(lái)自例如電壓傳感器和電流傳感器的模擬數(shù)據(jù)傳感器信息被提供到A/D轉(zhuǎn)換單元113。A/D轉(zhuǎn)換單元113將模擬數(shù)據(jù)傳感器信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳感器信息。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳感器信息被提供到CPU 110。
[0087]溫度傳感器114測(cè)量周圍環(huán)境溫度。例如，測(cè)量控制單元⑶I的內(nèi)部溫度和控制單元CUl的周圍環(huán)境溫度。通過(guò)溫度傳感器114獲得的溫度信息在被A/D轉(zhuǎn)換單元113轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之后被提供到CPU 110。
[0088]控制單元⑶I可以被配置為與其它設(shè)備進(jìn)行通信。例如，CPU 110可以被配置為具有通信功能，并且在CPU 110與其它設(shè)備118之間保持通信。其它設(shè)備118的示例可以是諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、平板計(jì)算機(jī)和智能電話的設(shè)備。
[0089]通信可以經(jīng)由因特網(wǎng)和近場(chǎng)通信來(lái)執(zhí)行。近場(chǎng)通信的示例包括便利于網(wǎng)絡(luò)形成的基于“W1-Fi (注冊(cè)商標(biāo))”的通信、使用紅外線的通信、基于“Zigbee (注冊(cè)商標(biāo))”標(biāo)準(zhǔn)的通信和基于“Bluetooth (注冊(cè)商標(biāo))”標(biāo)準(zhǔn)的通信。
[0090]圖5是轉(zhuǎn)換單元10a的具體配置的示例。如圖5所示,轉(zhuǎn)換單元10a包括DC-DC轉(zhuǎn)換器1la和后面描述的前饋控制系統(tǒng)。在圖5中，沒(méi)有示出電壓傳感器101b、電子開(kāi)關(guān)101c、電流傳感器101d、電流傳感器101e、電子開(kāi)關(guān)101f、電壓傳感器1lg和可變電阻器1lh0
[0091]DC-DC轉(zhuǎn)換器1la由例如包括開(kāi)關(guān)設(shè)備的初級(jí)電路121、變壓器122和包括整流設(shè)備的次級(jí)電路123來(lái)形成。圖5中示出的DC-DC轉(zhuǎn)換器1la例如是電流諧振轉(zhuǎn)換器(LLC諧振轉(zhuǎn)換器)。
[0092]前饋控制系統(tǒng)包括運(yùn)算放大器124、晶體管125、電阻器Rcl、電阻器Rc2和電阻器Rc3，并且例如來(lái)自前饋控制系統(tǒng)的輸出在DC-DC轉(zhuǎn)換器1la的初級(jí)電路121的驅(qū)動(dòng)器處設(shè)置的控制端處被接收。DC-DC轉(zhuǎn)換器1la對(duì)來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得控制端的輸入電壓成為恒定的。
[0093]由于在轉(zhuǎn)換單元10a處設(shè)置有前饋控制系統(tǒng)，作為轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的電壓VlO被調(diào)節(jié)為在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓值。因此，包括轉(zhuǎn)換單元10a的控制單元CUl包括例如電壓轉(zhuǎn)換器的功能，該電壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)例如來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸入電壓(電壓V3)的改變來(lái)改變輸出電壓(電壓V10)。
[0094]如圖5所示，經(jīng)由初級(jí)電路121、變壓器122和次級(jí)電路123從轉(zhuǎn)換單元10a中取出輸出電壓。來(lái)自控制單元⑶I的輸出經(jīng)由電力線LlO被傳輸至電池單元BU1。請(qǐng)注意:在電壓V3是交流電壓的情況下，AC-DC轉(zhuǎn)換器被連接至初級(jí)電路121的前一級(jí)。AC-DC轉(zhuǎn)換器例如是功率因數(shù)校正電路。
[0095]在下文中，將描述轉(zhuǎn)換單元10a中所包括的前饋控制系統(tǒng)。
[0096]在運(yùn)算放大器124的非反相輸入端處接收到通過(guò)將轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓(電壓V3)乘以kc(kc:大約幾十至一百)所獲得的電壓。另一方面，在運(yùn)算放大器124的反相輸入端Cl處接收到通過(guò)將預(yù)定的恒定電壓Vtci乘以kc獲得的電壓。例如從D/A轉(zhuǎn)換器112施加運(yùn)算放大器124的反相輸入端Cl的輸入電壓(kcXVO。電壓Vtci的值被保持在例如D/A轉(zhuǎn)換器112的嵌入式存儲(chǔ)器中，并且可以在需要時(shí)改變電壓Vtci的值。電壓Vh的值可以被保持在經(jīng)由總線115連接到CPU 110的存儲(chǔ)器111中，并且可以被傳輸至D/A轉(zhuǎn)換器112。電壓Vtci的值可以是固定值。
[0097]運(yùn)算放大器124的輸出端被連接至晶體管125的基極，并且根據(jù)在運(yùn)算放大器124中的非反相輸入端處接收的輸入電壓與在反相輸出端處接收的輸入電壓之間的差，由晶體管125執(zhí)行電流-電壓轉(zhuǎn)換。
[0098]連接到晶體管125的發(fā)射極的電阻器Rc2的電阻值被設(shè)置為大于與電阻器Rcl并聯(lián)連接的電阻器Rc2的電阻值。
[0099]例如，假設(shè)轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓是充分高于預(yù)設(shè)的恒定值Vtci的電壓。此時(shí)，晶體管125導(dǎo)通并且電阻器Rcl和電阻器Rc2的組合電阻值變得小于電阻器Rcl的電阻值。因此，圖5中示出的f點(diǎn)處的電勢(shì)變得接近地電勢(shì)。
[0100]然后，經(jīng)由光電耦合器126連接的在初級(jí)電路121的驅(qū)動(dòng)器處設(shè)置的控制端的輸入電壓減小。已經(jīng)檢測(cè)到控制端的輸入電壓的減小的DC-DC轉(zhuǎn)換器1la使來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓升壓，使得控制端的輸入電壓變成恒定值。
[0101]相反地，例如假設(shè)被連接到控制單元⑶I的太陽(yáng)能電池的端電壓被減小，并且轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓變得接近預(yù)設(shè)的恒定電壓VtQ。
[0102]當(dāng)轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓減小時(shí)，晶體管125從斷開(kāi)狀態(tài)變成幾乎導(dǎo)通狀態(tài)。歸因于晶體管125從導(dǎo)通狀態(tài)到斷開(kāi)狀態(tài)的這種改變，電流幾乎難以在電阻器Rcl和電阻器Rc2處流動(dòng)，從而增大圖5中圖示的f點(diǎn)處的電勢(shì)。
[0103]然后，在初級(jí)電路121的驅(qū)動(dòng)器處所設(shè)置的控制端的輸入電壓不能保持恒定。于是，DC-DC轉(zhuǎn)換器1la使來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓逐步下降，使得控制端的輸入電壓保持恒定。
[0104]換句話說(shuō)，在輸入電壓充分高于預(yù)設(shè)的恒定電壓Vtci的情況下，轉(zhuǎn)換單元10a使輸出電壓升高。另外，當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓減小并且輸入電壓變得接近預(yù)設(shè)的恒定電壓Vt0時(shí)，轉(zhuǎn)換單元10a使輸出電壓逐步下降。因而，包括轉(zhuǎn)換單元10a的控制單元⑶I根據(jù)輸入電壓的水平來(lái)動(dòng)態(tài)地改變輸出電壓。
[0105]另外，如下面描述的，轉(zhuǎn)換單元10a根據(jù)在控制單元CUl的輸出側(cè)所需的電壓的改變來(lái)動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)換輸出電壓。
[0106]例如，假設(shè)在太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3發(fā)電的同時(shí)，被電連接到控制單元CUl的待充電的電池單元BUl的數(shù)目增大。換句話說(shuō)，假設(shè)從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的角度來(lái)看的負(fù)載增大。
[0107]在這種情況下，由于電池單元BUl新近電連接至控制單元⑶I，所以被連接到控制單元CUl的太陽(yáng)能電池的端電壓減小。然后，歸因于轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓的減小，晶體管125的狀態(tài)從導(dǎo)通狀態(tài)變成斷開(kāi)狀態(tài)，從而使來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓逐步降低。
[0108]另一方面，在太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3發(fā)電的同時(shí)，當(dāng)電連接到控制單元CUl的待充電的電池單元BUl的數(shù)目減小時(shí)，從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3中的太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載減小，并且被連接到控制單元CUl的太陽(yáng)能電池的端電壓增大。當(dāng)轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓變得充分高于預(yù)設(shè)的恒定電壓Vtci時(shí)，在初級(jí)電路121的驅(qū)動(dòng)器處設(shè)置的控制端的輸入電壓減小，并且來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓升高。
[0109]同時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x擇電阻器Rcl、電阻器Rc2和電阻器Rc3的電阻值，使得來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的值變成預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)的電壓值。換句話說(shuō)，來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的上限由電阻器Rcl和電阻器Rc2的電阻值來(lái)確定。晶體管125被布置為:使得當(dāng)轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓超過(guò)預(yù)定值時(shí)來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的值不會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)的上限電壓值。
[0110]另一方面，如隨后所描述的，來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的下限由電池單元BUl中的充電控制單元中的前饋控制系統(tǒng)的運(yùn)算放大器的反相輸出端的輸入電壓來(lái)確定。
[0111]轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c的配置例如與轉(zhuǎn)換單元10a的配置相同。轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c例如還以與轉(zhuǎn)換單元10a相同的方式進(jìn)行操作。
[0112]可以獨(dú)立地接通或斷開(kāi)控制單元⑶1、控制單元⑶2和控制單元⑶3中的每一個(gè)的電源。圖6是主要示出控制單元CUl的供電系統(tǒng)的示例性配置的圖。
[0113]回流防止二極管130a被連接至轉(zhuǎn)換單元10a的輸出級(jí)?；亓鞣乐苟O管130b被連接至轉(zhuǎn)換單元10b的輸出級(jí)?；亓鞣乐苟O管130c被連接至轉(zhuǎn)換單元10c的輸出級(jí)。轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c并聯(lián)地由二極管130a、二極管130b和二極管130c進(jìn)行或(OR)連接。
[0114]來(lái)自轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c的輸出被組合并提供到電池單元BUl。實(shí)際上，在來(lái)自轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c的輸出中具有最高電壓的輸出被提供到電池單元BUl。請(qǐng)注意:可以根據(jù)電池單元BUl的功耗來(lái)提供來(lái)自多個(gè)轉(zhuǎn)換單元100的輸出。
[0115]在控制單元⑶I處設(shè)置有能夠由用戶操作的主開(kāi)關(guān)SW1。當(dāng)主開(kāi)關(guān)SWl被接通時(shí)，電力被提供到CPU 110，從而啟動(dòng)控制單元⑶I?？梢酝ㄟ^(guò)遙控設(shè)備的諸如開(kāi)-關(guān)切換操作的遠(yuǎn)程控制對(duì)主開(kāi)關(guān)SWl進(jìn)行操作。
[0116]例如，來(lái)自結(jié)合到控制單元⑶I內(nèi)的電池133的電力被提供到CPU 110。電池133是例如鋰離子二次電池。DC-DC轉(zhuǎn)換器134將從電池133提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于CPU110的電壓。轉(zhuǎn)換的電壓被提供到CPU 110作為電源電壓。在啟動(dòng)控制系統(tǒng)CUl時(shí)使用電池133。例如由CPU 110對(duì)電池133進(jìn)行控制(例如，用于充電和放電)。
[0117]例如，可以基于從電池單元BUl提供的電壓對(duì)電池133進(jìn)行充電。還可以基于從轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b等提供的電壓對(duì)電池133進(jìn)行充電。
[0118]例如，從電池單元BUla提供的電壓Vll被提供到充電控制單元135。充電控制單元135將電壓Vll轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)碾妷海⑶一谵D(zhuǎn)換的電壓對(duì)電池133進(jìn)行充電?；贑VCC(恒壓恒流)方法來(lái)執(zhí)行由充電控制單元135進(jìn)行的充電。
[0119]同時(shí)，CPU 110可以被配置為基于從電池單元BUl提供的電壓VlI或者從轉(zhuǎn)換單元10a和轉(zhuǎn)換單元10b等提供的電壓來(lái)進(jìn)行操作。DC-DC轉(zhuǎn)換器136將從電池單元BUl提供的電壓Vll轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定水平的電壓。轉(zhuǎn)換的電壓被提供到CPU 110作為電源電壓，從而來(lái)操作CPU 110。
[0120]在控制單元⑶I被啟動(dòng)之后，CPU 110接通轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換單元，并且在與控制單元CUl對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換單元處接收到電壓V3、電壓V4和電壓V5中的至少一個(gè)電壓，并且電壓VlO被從轉(zhuǎn)換單元輸出。電壓VlO經(jīng)由電力線LlO被提供到電池單元BUl。
[0121]CPU 110通過(guò)使用信號(hào)線SL來(lái)與電池單元BUl進(jìn)行通信。通過(guò)該通信，CPU 110輸出控制命令，該控制命令提供啟動(dòng)電池單元BUl的指令以執(zhí)行放電。CPU 110接通開(kāi)關(guān)Sff20開(kāi)關(guān)SW2例如由FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)形成。開(kāi)關(guān)SW2還可以由IGBT (絕緣柵雙極晶體管)形成。當(dāng)開(kāi)關(guān)SW2被接通時(shí)，電壓Vll從預(yù)定的電池單元BUl被提供到控制單元CUl。
[0122]當(dāng)從電池單元BUl提供的電壓Vll被提供到外部設(shè)備時(shí)，CPU 110接通開(kāi)關(guān)SW3。當(dāng)開(kāi)關(guān)SW3被接通時(shí)，基于電壓Vll的電壓V12被經(jīng)由電力線L12提供到外部設(shè)備。電壓V12可以是電壓Vll本身，或者可以通過(guò)轉(zhuǎn)換電壓Vll來(lái)獲得，從而接受外部設(shè)備。電力線L12被連接至作為負(fù)載的各種外部設(shè)備。此時(shí)，基于電壓V12的電力被提供到與正在放電的電池單元BUl不同的電池單元BUl，從而對(duì)被提供電力的電池單元BUl進(jìn)行充電。
[0123]回流防止二極管130d被連接至開(kāi)關(guān)SW2的輸出側(cè)(陰極側(cè))。通過(guò)連接二極管130d，可以防止從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4提供的不穩(wěn)定電力被提供到作為負(fù)載的外部設(shè)備?？梢詫碾姵貑卧狟Ul提供的電力穩(wěn)定地提供到外部設(shè)備。當(dāng)然，為了安全性的目的，還可以在電池單元BUl的末級(jí)處設(shè)置二極管。
[0124]以上描述了塊BLl中的控制單元CUl的示例性配置。請(qǐng)注意:其它塊BL中的控制單元(例如控制單元⑶2和控制單元⑶3)的配置具有例如與控制單元⑶I相同的配置，并且還與控制單元⑶I以相同的方式操作。
[0125]同時(shí)，已經(jīng)描述了通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)可變電阻器的電阻值來(lái)在來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓、來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10b的輸出電壓和來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10c的輸出電壓中確定待列為優(yōu)先的輸出電壓的示例，但是還可以根據(jù)其它方法來(lái)確定待列為優(yōu)先的輸出電壓。例如，可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換單元100中的每一個(gè)中的電阻器Rcl、電阻器Rc2和電阻器Rc3的電阻值來(lái)確定優(yōu)先提供的輸出電壓。
[0126]還可以改變轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓。例如，假設(shè)優(yōu)先使用從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3提供的電力。在這種情況下，轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的從45V至48V的范圍被改變成略微更高的范圍。如上所述，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電阻器Rcl、電阻器Rc2和電阻器Rc3的電阻值來(lái)改變范圍。這使得轉(zhuǎn)換單元10a的輸出能夠相對(duì)于其它轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c)更優(yōu)先地提供到電池單元BU。
[0127]以下例示了輸出電壓的范圍。
[0128](I)上限(48V)和下限(45V) 二者均增大(例如從45.5V至48.5V的范圍)。
[0129](2)僅下限增大(例如從45.5V至48V的范圍)。
[0130](3)僅上限增大(例如從45V至48.5V的范圍)。
[0131]在示例設(shè)置(I)的情況下，可以將轉(zhuǎn)換單元10a的輸出一直列為優(yōu)先。在示例設(shè)置(2)的情況下，例如當(dāng)電壓V3的值較小(例如大約75V至于80V)時(shí)，可以將轉(zhuǎn)換單元10a的輸出列為優(yōu)先。當(dāng)電壓V3的值較大時(shí)，以與其它轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c)的輸出相同的方式對(duì)待轉(zhuǎn)換單元10a的輸出。在示例設(shè)置(3)的情況下，當(dāng)電壓V3的值較大(例如大約100V)時(shí)，可以將轉(zhuǎn)換單元10a的輸出列為優(yōu)先。在電壓V3的值較小時(shí)(例如大約75V至80V)的情況下，以與其它轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c)的輸出相同的方式對(duì)待轉(zhuǎn)換單元10a的輸出。因而，可以向電池單元優(yōu)先提供來(lái)自預(yù)定轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓。以相同的方式，可以向電池單元BU優(yōu)先提供來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10b或轉(zhuǎn)換單元10c的輸出。
[0132][1-4.電池單元的配置]
[0133]接下來(lái)，將描述連接至控制單元⑶的電池單元BU。在下文中，將通過(guò)例示連接至控制單元⑶I的電池單元BUla來(lái)進(jìn)行描述。
[0134]圖7是圖示電池單元BUla的示例性配置的圖。電池單元BUla被配置為包括充電控制單元140、放電控制單元141和電池Ba。電壓VlO被從控制單元CUl提供到充電控制單元140。從電池單元BUla輸出的電壓Vll被經(jīng)由放電控制單元141提供到控制單元⑶I。在電池單元BUla中設(shè)置有與電力線Lll不同的電力線L14。電壓Vll從放電控制單元141被經(jīng)由電力線L14直接提供到外部設(shè)備?？梢允÷噪娏€L14。
[0135]作為電力存儲(chǔ)單元的示例的電池Ba例如是諸如鋰離子二次電池的可再充電電池。充電控制單元140和放電控制單元141具有與電池Ba的種類相對(duì)應(yīng)的配置。
[0136]充電控制單元140包括DC-DC轉(zhuǎn)換器142a。DC-DC轉(zhuǎn)換器142a將待輸入至充電控制單元140的電壓VlO轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓。從DC-DC轉(zhuǎn)換器142a輸出的電壓被提供到電池Ba，并且對(duì)電池Ba進(jìn)行充電。預(yù)定電壓值根據(jù)電池Ba的種類而變化。電壓傳感器142b、電子開(kāi)關(guān)142c和電流傳感器142d被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器142a的輸入級(jí)。電流傳感器142e、電子開(kāi)關(guān)142f和電壓傳感器142g被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器142a的輸出級(jí)。
[0137]放電控制單元141包括DC-DC轉(zhuǎn)換器143a。DC-DC轉(zhuǎn)換器143a基于從電池Ba向放電控制單元141提供的直流電壓來(lái)生成電壓VII。電壓Vll被從放電控制單元141輸出。電壓傳感器143b、電子開(kāi)關(guān)143c和電流傳感器143d被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器143a的輸入級(jí)。電流傳感器143e、電子開(kāi)關(guān)143f和電壓傳感器143g被連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器143a的輸出級(jí)。
[0138]電池單元BUla包括CPU 145。CPU 145控制電池單元BUla的各個(gè)部分。例如，控制充電控制單元140和放電控制單元141中的電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)-關(guān)操作。CPU 145可以被配置為執(zhí)行諸如過(guò)充電防止功能和過(guò)電流防止功能的安全確保處理。CPU 145經(jīng)由信號(hào)線SL與控制單元CUl的CPU 110進(jìn)行通信，以傳輸和接收控制命令和數(shù)據(jù)。
[0139]存儲(chǔ)器146、A/D轉(zhuǎn)換單元147和溫度傳感器148被經(jīng)由總線149連接至CPU 145?？偩€149由例如I2C總線形成。
[0140]存儲(chǔ)器146是代表如下存儲(chǔ)器的總體術(shù)語(yǔ):R0M，其存儲(chǔ)由CPU 145執(zhí)行的程序；RAM,其用作當(dāng)CPU 145執(zhí)行處理時(shí)的工作存儲(chǔ)器；以及非易失性存儲(chǔ)器，諸如EEPR0M，其中存儲(chǔ)有各種數(shù)據(jù)等。
[0141]來(lái)自例如電壓傳感器和/或電流傳感器的模擬數(shù)據(jù)傳感器信息被提供到A/D轉(zhuǎn)換單元147。A/D轉(zhuǎn)換單元147將模擬數(shù)據(jù)傳感器信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳感器信息。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳感器信息被提供到CPU 145。
[0142]溫度傳感器148測(cè)量周圍環(huán)境溫度。例如，測(cè)量電池單元BUla內(nèi)部的溫度和電池單元BUla的周圍環(huán)境溫度。通過(guò)溫度傳感器148獲得的溫度信息被A/D轉(zhuǎn)換單元147轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后被提供到CPU 145。
[0143]圖8是圖示電池單元BUla中的充電控制單元140的示例性配置的圖。如圖8所示，充電控制單元140包括DC-DC轉(zhuǎn)換器142a以及后面描述的前饋控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)。請(qǐng)注意:在圖8中，沒(méi)有圖示電壓傳感器142b、電子開(kāi)關(guān)142c、電流傳感器142d、電流傳感器142e、電子開(kāi)關(guān)142f和電壓傳感器142g。
[0144]DC-DC轉(zhuǎn)換器142a由例如晶體管151、線圈152和控制IC (集成電路)153等形成。通過(guò)控制IC 153來(lái)控制晶體管151。
[0145]前饋控制系統(tǒng)包括運(yùn)算放大器155、晶體管156、電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3。例如，來(lái)自前饋控制系統(tǒng)的輸出在DC-DC轉(zhuǎn)換器142a中的控制IC 153處所設(shè)置的控制端處被接收。DC-DC轉(zhuǎn)換器142a中的控制IC 153調(diào)節(jié)來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓，使得控制端的輸入電壓變成恒定值。
[0146]換句話說(shuō)，充電控制單元140中所包括的前饋控制系統(tǒng)以與轉(zhuǎn)換單元10a中包括的前饋控制系統(tǒng)相同的方式進(jìn)行操作。
[0147]充電控制單元140包括前饋控制系統(tǒng)，從而對(duì)來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得成為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓值。將來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的值調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓值，從而根據(jù)來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓(電壓V10)的改變來(lái)調(diào)節(jié)被電連接到控制單元CUl的電池B中每一個(gè)的充電電流。因此，包括充電控制單元140的電池單元BUla具有作為改變對(duì)電池Ba的充電速率的電池充電器的功能。
[0148]通過(guò)改變對(duì)被電連接至控制單元⑶I的電池B中的每一個(gè)的充電速率，將電池單元BUl的每一個(gè)的充電控制單元140的輸入電壓的值(其可以被稱為來(lái)自轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c中至少之一的輸出值的值)調(diào)節(jié)成預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓值。
[0149]如圖8所示，經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器142a、電流傳感器154和濾波器159從充電控制單元140取出輸出電壓。輸出電壓被提供到電池Ba。
[0150]如后面所描述的，根據(jù)連接至充電控制單元140的電池的種類，將來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的值調(diào)節(jié)成預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓值。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3的電阻值來(lái)調(diào)節(jié)來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的范圍。
[0151]因此，由于根據(jù)連接至充電控制單元140的電池B的種類來(lái)單獨(dú)地確定來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的范圍，所以不限制電池單元BUl中所包括的電池B的種類。這是因?yàn)楦鶕?jù)所連接的電池B的種類來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇充電控制單元140內(nèi)部的電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3的電阻值。
[0152]同時(shí)，在圖8中，例示了其中前饋控制系統(tǒng)的輸出在控制IC 153的控制端處被接收的配置，但是電池單元BUl的CPU 145可以被配置為向控制IC 153的控制端提供輸入。例如，電池單元BUl的CPU 145可以被配置為經(jīng)由信號(hào)線SL接收來(lái)自控制單元⑶I的CPU110的與朝向電池單元BUl的輸入電壓有關(guān)的信息。控制單元⑶I的CPU 110可以接收基于電壓傳感器101g、電壓傳感器102g或電壓傳感器103g的測(cè)量結(jié)果的與朝向電池單元BUl的輸入電壓有關(guān)的信息。
[0153]在下文中，將描述在充電控制單元140中設(shè)置的前饋控制系統(tǒng)。
[0154]運(yùn)算放大器155的非反相輸入端的輸入具有通過(guò)將充電控制單元140的輸入電壓(電壓V10)乘以kb (kb:大約幾十至幾百)所獲得的電壓。另一方面，運(yùn)算放大器155的反相輸出端bl的輸入具有通過(guò)將電壓Vb乘以kb所獲得的電壓。意在將電壓Vb設(shè)置成轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c的輸出電壓的下限。例如從CPU 145朝向運(yùn)算放大器155的反相輸出端bl施加輸入電壓(kb X Vb)。
[0155]因此，在朝向充電控制單元140的輸入電壓充分高于預(yù)設(shè)的恒定電壓Vb的情況下，充電控制單元140中包括的前饋控制系統(tǒng)使來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓升高。另夕卜，當(dāng)朝向充電控制單元140的輸入電壓變得接近預(yù)設(shè)的恒定電壓Vb時(shí)，前饋控制系統(tǒng)使來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓逐步降低。
[0156]以與圖5中示出的晶體管125相同的方式，晶體管156被布置成使得當(dāng)朝向充電控制單元140的輸入電壓超過(guò)預(yù)定值時(shí)來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的值不會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)的上限。請(qǐng)注意:來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的值的范圍由電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3的電阻值的組合來(lái)確定。相應(yīng)地，根據(jù)連接至充電控制單元140的電池B的種類來(lái)調(diào)節(jié)電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3的電阻值。
[0157]如上所述，充電控制單元140還包括反饋控制系統(tǒng)。反饋控制系統(tǒng)由例如電流傳感器154、運(yùn)算放大器157和晶體管158等形成。
[0158]當(dāng)提供到電池Ba的電流的量超過(guò)預(yù)設(shè)的指定值時(shí)，反饋控制系統(tǒng)逐步降低來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓，并且提供到電池Ba的電流的量受到限制。通過(guò)對(duì)連接至充電控制單元140的電池Ba進(jìn)行定額(rate)來(lái)確定由反饋控制系統(tǒng)對(duì)提供到電池Ba的電流的量的限制程度。
[0159]當(dāng)通過(guò)前饋控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)逐步降低來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓時(shí)，提供到電池Ba的電流的量受到限制。作為限制提供到電池Ba的電流的量的結(jié)果，對(duì)連接至充電控制單元140的電池Ba的充電變慢。
[0160]圖9是主要圖示與電池單元BUla的供電系統(tǒng)有關(guān)的示例性配置的圖。電池單元BUla未設(shè)置主開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)SW5和DC-DC轉(zhuǎn)換器160被連接在電池Ba與CPU 145之間。開(kāi)關(guān)SW6被連接在電池Ba與放電控制單元141之間。開(kāi)關(guān)SW7被連接至充電控制單元140的輸入級(jí)。開(kāi)關(guān)SW8被連接至放電控制單元141的輸出級(jí)。各個(gè)開(kāi)關(guān)SW由例如FET形成。
[0161]例如通過(guò)來(lái)自控制單元⑶I的控制命令來(lái)啟動(dòng)電池單元BUla。例如，經(jīng)由預(yù)定信號(hào)線從控制單元CUl恒定地提供高水平信號(hào)。為此，通過(guò)僅僅將電池單元BUla的端口連接至預(yù)定信號(hào)線來(lái)將高水平信號(hào)提供到開(kāi)關(guān)SW5，從而接通開(kāi)關(guān)SW5。通過(guò)接通開(kāi)關(guān)SW5，電池單元BUla被啟動(dòng)。通過(guò)接通開(kāi)關(guān)SW5，來(lái)自電池Ba的電壓被提供到DC-DC轉(zhuǎn)換器160。通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器160來(lái)生成基于來(lái)自電池Ba的電壓的電源電壓。電源電壓被提供到CPU145 以致動(dòng) CPU 145。
[0162]CPU 145根據(jù)控制單元⑶I的控制命令執(zhí)行處理。例如，提供充電指令的控制命令被從控制單元CUl提供到CPU 145。根據(jù)提供充電指令的命令，CPU 145斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW6和SW8，然后接通開(kāi)關(guān)SW7。通過(guò)接通開(kāi)關(guān)SW7，從控制單元CUl提供的電壓VlO被提供到充電控制單元140。充電控制單元140將電壓VlO轉(zhuǎn)換為預(yù)定值，并且利用所轉(zhuǎn)換的電壓對(duì)電池Ba進(jìn)行充電。請(qǐng)注意:可以根據(jù)電池Ba的種類適當(dāng)?shù)馗淖儗?duì)電池Ba進(jìn)行充電的方法。
[0163]從控制單元CUl向CPU 145提供例如提供放電指令的控制命令。根據(jù)提供放電指令的控制命令，CPU 145斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW7并且接通開(kāi)關(guān)SW6和開(kāi)關(guān)SW8。例如，在從接通開(kāi)關(guān)SW6起的預(yù)訂時(shí)間之后接通開(kāi)關(guān)SW8。通過(guò)接通開(kāi)關(guān)SW6，從電池Ba向放電控制單元141提供電壓。放電控制單元141將從電池Ba提供的電壓轉(zhuǎn)換為電壓VII。所轉(zhuǎn)換的電壓Vll經(jīng)由開(kāi)關(guān)SW8被提供到控制單元CU1。同時(shí)，可以向開(kāi)關(guān)SW8的末級(jí)添加二極管，以避免與來(lái)自其它電池單元BUl的輸出相沖突。
[0164]同時(shí)，可以通過(guò)CPU 145的控制來(lái)接通或斷開(kāi)放電控制單元141。經(jīng)由從CPU 145指向放電控制單元141的開(kāi)-關(guān)信號(hào)線向放電控制單元141提供用于接通/斷開(kāi)放電控制單元的控制命令。根據(jù)控制命令，接通或斷開(kāi)放電控制單元141的電子開(kāi)關(guān)143c和電子開(kāi)關(guān)143f中的至少之一。
[0165]已經(jīng)通過(guò)例示電池單元BUla描述了電池單元BU的示例性配置。請(qǐng)注意:電池單元BUlb和電池單元BUlc具有例如與電池單元BUla相同的配置并且以與電池單元BUla相同的方式進(jìn)行操作。在各個(gè)電池單元BU之間可以存在構(gòu)成差異。例如，電池單元BUlb中包括的電池B可以是鋰離子電池之外的二次電池。
[0166]其它塊的電池單元(例如電池單元BU2a和電池單元BU3a)具有例如與電池單元BUla相同的配置并且以與電池單元BUla相同的方式進(jìn)行操作。
[0167][1-5.操作的概述]
[0168]接下來(lái)，將描述塊BLl的示例性操作。塊BL2和塊BL3以例如與塊BLl相同的方式操作。相應(yīng)地將省略與塊BL2和塊BL3的操作有關(guān)的描述。
[0169]電壓V3、電壓V4和電壓V5被提供到塊BLl中的控制單元⑶I。電壓V3由轉(zhuǎn)換單元10a來(lái)接收。電壓V4由轉(zhuǎn)換單元10b來(lái)接收。而電壓V5則由轉(zhuǎn)換單元10c來(lái)接收。通過(guò)轉(zhuǎn)換單元100中的每一個(gè)來(lái)生成例如在45至48V的范圍內(nèi)波動(dòng)的電壓V10。
[0170]這里，請(qǐng)注意:太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出依據(jù)天氣而波動(dòng)。例如，在白天期間在良好天氣情況下利用太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出是有效的，而在夜間期間或當(dāng)臺(tái)風(fēng)逼近時(shí)利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出是有效的。換句話說(shuō)，優(yōu)選的是，電壓VlO由三個(gè)轉(zhuǎn)換單元100 (轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c)來(lái)生成,并且從通過(guò)轉(zhuǎn)換單元生成的電壓VlO中選擇要提供到電池單元BUl側(cè)的預(yù)定電壓VlO以適應(yīng)于天氣等。否則，優(yōu)選的是僅接通待使用其輸出的轉(zhuǎn)換單元。
[0171]如上作為示例，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)可變電阻器(可變電阻器101h、可變電阻器102h和可變電阻器103h)的電阻值來(lái)選擇在由三個(gè)轉(zhuǎn)換單元100生成的電壓VlO之一。在下文中，將給出關(guān)于其中對(duì)由轉(zhuǎn)換單元10a生成的電壓VlO進(jìn)行選擇并且將由轉(zhuǎn)換單元10a生成的電壓VlO提供到電池單元BUl的情況的描述。
[0172]在從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3提供的電壓V3足夠高(例如大約100V)的情況下，由轉(zhuǎn)換單元10a生成的電壓VlO變?yōu)榇蠹s48V。這里，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的太陽(yáng)能電池的照度減小并且電壓V3減小時(shí)，電壓VlO減小。隨著電壓VlO的減小，在正在充電的電池單元BUl (電池單元BUla、電池單元BUlb和電池單元BUlc中的任意一個(gè))的充電控制單元140中執(zhí)行對(duì)充電進(jìn)行限制的控制。換句話說(shuō)，從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看負(fù)載減小。
[0173]隨著從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載的減小，作為太陽(yáng)能電池的端電壓的電壓V3增大(恢復(fù))。電壓VlO由于電壓V3的增大而增大。正在充電的電池單元BUl的充電控制單元140使輸出電壓升壓以增大充電速率。在這之后，重復(fù)通過(guò)控制單元⑶I的轉(zhuǎn)換單元10a和電池單元BUl進(jìn)行的協(xié)作控制，直到電壓VlO達(dá)到特定收斂值并且在電力的需求與提供之間實(shí)現(xiàn)平衡為止。在以下描述中，通過(guò)控制單元CU的轉(zhuǎn)換單元和被連接至控制單元CU的電池單元BU進(jìn)行的協(xié)作控制可以被稱為協(xié)作控制。
[0174]請(qǐng)注意:太陽(yáng)能電池的端電壓的減小不僅僅由太陽(yáng)能電池的減小的照度引起。例如，在要充電的電池單元BUI的數(shù)目增大的情況下，從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3中的太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載增大，從而使電壓VlO減小。同樣在這種情況下，在電池單元BUl中執(zhí)行對(duì)充電進(jìn)行限制的控制，并且重復(fù)通過(guò)控制單元CUl的轉(zhuǎn)換單元10a和電池單元BUl進(jìn)行的協(xié)作控制。因而，即使在所提供的電力波動(dòng)的情況下，電池單元也可以根據(jù)波動(dòng)對(duì)充電進(jìn)行自主控制。
[0175]在使用從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4提供的電力的情況下，執(zhí)行相同的控制。換句話說(shuō)，在從轉(zhuǎn)換單元10b輸出的電壓VlO被提供到電池單元BUl的情況下，以相同的方式執(zhí)行通過(guò)控制單元⑶I的轉(zhuǎn)換單元10b和電池單元BUl進(jìn)行的協(xié)作控制。
[0176]在使用從生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5提供的電力的情況下，也執(zhí)行相同的控制。換句話說(shuō)，在從轉(zhuǎn)換單元10c輸出的電壓VlO被提供到電池單元BUl的情況下，以相同的方式執(zhí)行通過(guò)控制單元CUl的轉(zhuǎn)換單元10c和電池單元BUl進(jìn)行的協(xié)作控制。與來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出相比,來(lái)自生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出波動(dòng)較小。然而,在使用生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出的情況下，當(dāng)待充電的電池單元BUl的數(shù)目增大時(shí)，來(lái)自轉(zhuǎn)換單元10c的電壓VlO減小。同樣在這種情況下，電池單元BUl根據(jù)生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出來(lái)控制充電，從而實(shí)現(xiàn)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡。
[0177]在其它塊(塊BL2和塊BL3)中以相同的方式執(zhí)行通過(guò)控制單元⑶和電池單元BU進(jìn)行的協(xié)作控制。通過(guò)在各個(gè)塊BL中執(zhí)行協(xié)作控制，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)I中的電力的需求與供應(yīng)之間的平衡。
[0178]同時(shí)，作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的特性之一，發(fā)動(dòng)機(jī)(motor)部分包括較大的L (電抗)分量并且具有較大負(fù)載，并且因此存在即使發(fā)動(dòng)機(jī)部分的轉(zhuǎn)速減小的情況下也對(duì)一定量的電力進(jìn)行放電的特性。然而，當(dāng)持續(xù)較大的負(fù)載狀態(tài)時(shí)，可能存在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的風(fēng)車最終停止并且風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出停止的情況。因此，期望的是:與處理負(fù)載波動(dòng)的情況相t匕，將發(fā)動(dòng)機(jī)部分的轉(zhuǎn)速保持在預(yù)定水平或者更高水平。
[0179]在以上描述的示例中，轉(zhuǎn)換單元10b根據(jù)作為輸入電壓的電壓V4來(lái)調(diào)節(jié)作為45V至48V的范圍內(nèi)的輸出電壓的電壓VlO的值，但是代替地，例如可以根據(jù)與發(fā)動(dòng)機(jī)部分的預(yù)定轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的電壓(出于方便被稱為電壓V50)來(lái)調(diào)節(jié)電壓VlO的值。通常，要考慮的是:風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量與發(fā)動(dòng)機(jī)部分的轉(zhuǎn)速成比例。因此，可以設(shè)置與預(yù)定轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的電壓V50。可以將電壓V50輸入至運(yùn)算放大器124的反相輸入端Cl來(lái)代替以上描述的參考電壓(75V)。
[0180]利用該配置，例如當(dāng)電壓V4變得接近電壓V50時(shí)，上述協(xié)作控制工作并減小電池單元BU的充電速率。然后，負(fù)載被減小，并且可以防止電壓V4變得低于電壓V50。換句話說(shuō)，可以防止風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4中的發(fā)動(dòng)機(jī)部分的轉(zhuǎn)速下降到預(yù)定轉(zhuǎn)速以下。
[0181][1-6.對(duì)操作的詳細(xì)描述]
[0182]將詳細(xì)地描述在使用來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出的情況下進(jìn)行的協(xié)作控制。
[0183][1-6-1.MPPT 控制]
[0184]首先，將在下面描述最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制的概述。
[0185]圖1OA是圖示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線圖。在圖1OA中，垂直軸代表太陽(yáng)能電池的端電流，而水平軸代表太陽(yáng)能電池的端電壓。在圖1OA中，Isc指示在曝光期間當(dāng)太陽(yáng)能電池的端子短路時(shí)的輸出電流，而Voc指示在曝光期間當(dāng)太陽(yáng)能電池的端子開(kāi)路時(shí)的輸出電壓。Isc和Voc分別被稱為短路電流和開(kāi)路電壓。
[0186]如圖1OA所示，在曝光期間當(dāng)太陽(yáng)能電池的端子短路并且在此時(shí)太陽(yáng)能電池的端電壓基本上為OV時(shí)，太陽(yáng)能電池的端電流最大。另一方面，在曝光期間當(dāng)太陽(yáng)能電池的端子開(kāi)路并且在此時(shí)太陽(yáng)能電池的端電流基本上為OA(安培)時(shí)，太陽(yáng)能電池的端電壓最大。
[0187]現(xiàn)在，假設(shè)指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線圖用圖1OA中示出的曲線Cl來(lái)指示。這里，當(dāng)負(fù)載被連接至太陽(yáng)能電池時(shí)，通過(guò)連接的負(fù)載所需的功耗來(lái)確定從太陽(yáng)能電池取出的電壓和電流。此時(shí)由太陽(yáng)能電池在該點(diǎn)成對(duì)的端電壓和端電流表示的曲線Cl上的點(diǎn)被稱為太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)。請(qǐng)注意:在圖1OA中，示意性地示出了操作點(diǎn)的位置，而沒(méi)有示出實(shí)際操作點(diǎn)的位置。這也被應(yīng)用于本公開(kāi)其它附圖中所示的操作點(diǎn)。
[0188]通過(guò)改變?cè)谥甘咎?yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線上的操作點(diǎn)，可以找到端電壓和端電流的乘積，也就是提供最大生成功率的一對(duì)端電壓Va和端電流Ia的乘積。提供通過(guò)太陽(yáng)能電池獲得的最大功率的一對(duì)端電壓Va和端電流Ia所表示的點(diǎn)被稱為太陽(yáng)能電池的最優(yōu)操作點(diǎn)。請(qǐng)注意:最優(yōu)操作點(diǎn)還可以被稱為最大功率點(diǎn)、最大操作點(diǎn)等。
[0189]當(dāng)表示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線圖用圖1OA中示出的曲線Cl來(lái)指示時(shí)，可以通過(guò)提供最優(yōu)操作點(diǎn)的Va和Ia的乘積來(lái)獲得從太陽(yáng)能電池獲得的最大功率。換句話說(shuō)，當(dāng)表示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線圖用圖1OA中示出的曲線Cl來(lái)指示時(shí)，從太陽(yáng)能電池獲得的最大功率通過(guò)圖1OA中的陰影區(qū)域所示出的面積(VaXIa)來(lái)指示。同時(shí)，通過(guò)將(VaXIa)除以(VocXIsc)獲得的量為填充因數(shù)。
[0190]最優(yōu)操作點(diǎn)按照被連接到太陽(yáng)能電池的負(fù)載所需的功率而改變，并且指示最優(yōu)操作點(diǎn)的點(diǎn)PA根據(jù)被連接到太陽(yáng)能電池的負(fù)載所需的功率的改變而在曲線Cl上移動(dòng)。在負(fù)載所需的功率的量較小的情況下，要提供到負(fù)載的電流可以被小于最優(yōu)操作點(diǎn)處的端電流的電流覆蓋。因此，太陽(yáng)能電池的端電壓的值變得高于最優(yōu)操作點(diǎn)處的電壓值。另一方面，在所需功率的量大于可以在最優(yōu)操作點(diǎn)處提供的功率的量的情況下，功率量超過(guò)了可以由在該點(diǎn)的照度提供的功率。相應(yīng)地，可以認(rèn)為太陽(yáng)能電池的端電壓將會(huì)下降至零。
[0191]圖1OA中示出的曲線C2和C3示出了在例如太陽(yáng)能電池的照度被改變的情況下太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性。例如，圖1OA中示出的曲線C2對(duì)應(yīng)于在太陽(yáng)能電池的照度增大的情況下的電壓-電流特性，而圖1OA中示出的曲線C3對(duì)應(yīng)于在太陽(yáng)能電池的照度減小的情況下的電壓-電流特性。
[0192]例如，當(dāng)太陽(yáng)能電池的照度增大并且指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線Cl改變至曲線C2時(shí)，最優(yōu)操作點(diǎn)也伴隨太陽(yáng)能電池的照度的增大而改變。請(qǐng)注意:在此時(shí)，最優(yōu)操作點(diǎn)從曲線Cl上的點(diǎn)移動(dòng)到曲線C2上的點(diǎn)。
[0193]MPPT控制就是相對(duì)于指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線的改變來(lái)獲得最優(yōu)操作點(diǎn)的控制，并且控制太陽(yáng)能電池的端電壓(或端電流)，使得從太陽(yáng)能電池獲得的功率變得最大。
[0194]圖1OB是在通過(guò)給定曲線來(lái)指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的情況下示出太陽(yáng)能電池的端電壓與太陽(yáng)能電池的生成功率之間的關(guān)系的曲線圖(P-V曲線)。
[0195]如圖1OB所示，在太陽(yáng)能電池的生成輸出在提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓處取最大值Pmax的情況下，提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓可以通過(guò)爬山方法來(lái)獲取。以下描述的一系列步驟通常由被連接在太陽(yáng)能電池與電力系統(tǒng)之間的功率調(diào)節(jié)器的CPU等來(lái)執(zhí)行。
[0196]例如，首先，計(jì)算此時(shí)從太陽(yáng)能電池接收的生成功率Ptl,將此時(shí)的電壓的初始值定義為Vtl。接下來(lái)，從太陽(yáng)能電池接收的電壓增加量ε，如下所示:V1 = Vc^e (其中ε >0)。接下來(lái)，計(jì)算此時(shí)從太陽(yáng)能電池接收的生成功率P1，將此時(shí)的電壓定義為％。然后，對(duì)所獲得的Pc^PP1進(jìn)行比較，并且在P1 > Ptl的情況下，從太陽(yáng)能電池接收的電壓增加量ε，如下所示:V2 = V1+ε。接下來(lái)，計(jì)算此時(shí)從太陽(yáng)能電池接收的生成功率P2，將此時(shí)的電壓定義為ν2。然后，對(duì)獲得的P1和P2進(jìn)行比較，并且在P2 > P1的情況下，從太陽(yáng)能電池接收的電壓增加量ε，如下所示:V3 = V2+ ε。接下來(lái)，計(jì)算此時(shí)從太陽(yáng)能電池接收的生成功率P3，將此時(shí)的電壓定義為V3。
[0197]這里，在P3 < P2的情況下，提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓位于V2與V3之間。因此，可以通過(guò)利用量ε進(jìn)行調(diào)節(jié)用任意準(zhǔn)確度獲取提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓。在以上描述的步驟中還可以應(yīng)用對(duì)分法算法。同時(shí)，由于簡(jiǎn)單的爬山方法不能處理其中諸如當(dāng)太陽(yáng)能電池的照度表面部分地被陰影遮蔽時(shí)P-V曲線包括兩個(gè)或更多峰的情況，所以需要對(duì)控制程序進(jìn)行一些改變。
[0198]根據(jù)MPPT控制，由于將端電壓調(diào)節(jié)為使得從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載持久地為最優(yōu)，所以在各天氣條件下都可以從太陽(yáng)能電池取得最大功率。另一方面，由于需要模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)來(lái)計(jì)算提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓并且另外該計(jì)算包括乘法，所以執(zhí)行控制將花費(fèi)一些時(shí)間。因此，MPPT控制有時(shí)不能處理太陽(yáng)能電池的照度的快速改變，諸如當(dāng)天空突然云層密布且太陽(yáng)能電池的照度迅速改變時(shí)。
[0199][1-6-2.利用電壓跟蹤法進(jìn)行的控制]
[0200]這里，對(duì)圖1OA中示出的曲線Cl至C3進(jìn)行比較，相對(duì)于太陽(yáng)能電池的照度的改變(其可以被稱為指示電流-電壓特性的曲線的改變)，開(kāi)路電壓Voc的改變小于短路電流Isc的改變。另外，已知的是:任何太陽(yáng)能電池指示類似的電壓-電流特性，并且在晶體硅太陽(yáng)能電池的情況下，提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓處于開(kāi)路電壓的大約70%至80%的區(qū)域內(nèi)。因此，可以預(yù)期的是:可以通過(guò)將適當(dāng)?shù)碾妷褐翟O(shè)置成太陽(yáng)能電池的端電壓并且對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)使得太陽(yáng)能電池的端電壓變成所設(shè)置的電壓值來(lái)從太陽(yáng)能電池中高效地提取電力。通過(guò)電流限制進(jìn)行的上述控制被稱為電壓跟蹤法。
[0201]在下文中，將描述根據(jù)電壓跟蹤法的控制的概述。作為前提，開(kāi)關(guān)設(shè)備被布置在太陽(yáng)能電池與功率調(diào)節(jié)器之間，并且電壓測(cè)量單元被布置在太陽(yáng)能電池與開(kāi)關(guān)設(shè)備之間。另夕卜，太陽(yáng)能電池處于曝光的狀態(tài)下。
[0202]首先，將開(kāi)關(guān)設(shè)備斷開(kāi)，并且在開(kāi)關(guān)設(shè)備接通之后已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)段時(shí)，通過(guò)電壓測(cè)量單元來(lái)測(cè)量太陽(yáng)能電池的端電壓。在測(cè)量太陽(yáng)能電池的端電壓之前等待直到在開(kāi)關(guān)設(shè)備斷開(kāi)之后已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)段為止的原因在于:等待太陽(yáng)能電池的端電壓穩(wěn)定。此時(shí)的端電壓為開(kāi)路電壓Voc。
[0203]接下來(lái)，例如，將通過(guò)測(cè)量獲得的開(kāi)路電壓Voc的80%的電壓值計(jì)算為目標(biāo)電壓值，并且將目標(biāo)電壓值臨時(shí)保存在存儲(chǔ)器等中。然后，將開(kāi)關(guān)設(shè)備接通，并且開(kāi)始使功率調(diào)節(jié)器內(nèi)部的轉(zhuǎn)換器通電。此時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得太陽(yáng)能電池的端電壓變成目標(biāo)電壓值。以可選的時(shí)間間隔來(lái)執(zhí)行以上描述的步驟。
[0204]與MPPT控制方法相比，根據(jù)電壓跟蹤法的控制在通過(guò)太陽(yáng)能電池獲得的功率方面具有較大損失，但是可以通過(guò)簡(jiǎn)單的電路配置以低成本來(lái)實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)使包括轉(zhuǎn)換器的功率調(diào)節(jié)器的成本減小。
[0205]圖11是關(guān)于操作點(diǎn)相對(duì)于指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線的改變的改變的示例性圖。在圖11中，垂直軸代表太陽(yáng)能電池的端電流，而水平軸代表太陽(yáng)能電池的端電壓。另外，圖11中的白圓指示當(dāng)執(zhí)行MPPT控制時(shí)的操作點(diǎn)，而黑圓指示當(dāng)執(zhí)行電壓跟蹤法時(shí)的操作點(diǎn)。
[0206]現(xiàn)在，假設(shè)指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線是曲線C5。接下來(lái)，在指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線伴隨太陽(yáng)能電池的照度的改變從曲線C5改變至曲線C8的情況下，各控制方法的操作點(diǎn)也會(huì)伴隨指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線的改變而改變。請(qǐng)注意:由于開(kāi)路電壓Voc相對(duì)于太陽(yáng)能電池的照度的改變的改變較小，所以在圖11中在執(zhí)行電壓跟隨時(shí)的目標(biāo)電壓值被認(rèn)為是基本上恒定的值Vs。
[0207]從圖11中可以看出，在指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線是曲線C6的情況下，在MPPT控制的操作點(diǎn)與電壓跟蹤法的操作點(diǎn)之間的分散度較小。因此，在指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線是曲線C6的情況下，可以認(rèn)為在任一控制情況下從太陽(yáng)能電池獲得的生成功率不會(huì)存在明顯差異。
[0208]另一方面，在指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線是曲線C8的情況下，在MPPT控制的操作點(diǎn)與電壓跟蹤法的操作點(diǎn)之間的分散度較大。例如，如圖11所示，對(duì)應(yīng)用MPPT控制時(shí)的端電壓與應(yīng)用電壓跟蹤法時(shí)的端電壓之間的差Λ V6和Λ V8進(jìn)行比較，Δ V6小于AV8。相應(yīng)地，在指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線是曲線CS的情況下，在應(yīng)用MPPT控制時(shí)從太陽(yáng)能電池獲得的生成功率與應(yīng)用電壓跟蹤法時(shí)從太陽(yáng)能電池獲得的生成功率之間的差異較大。
[0209][1-6-3.由控制單元和電池單元進(jìn)行的協(xié)作控制]
[0210]接下來(lái)，將描述由控制單元和電池單元進(jìn)行的協(xié)作控制。
[0211]通常，在利用從太陽(yáng)能電池獲得的電力對(duì)一個(gè)電池進(jìn)行充電的情況下，通過(guò)介于太陽(yáng)能電池與電池之間的功率調(diào)節(jié)器來(lái)執(zhí)行上述MPPT控制或電壓跟蹤法的控制。上述電池可以包括與其內(nèi)部結(jié)合的多個(gè)電池整體操作的電池,但是電池通常由單一種類的多個(gè)電池來(lái)形成。換句話說(shuō)，假設(shè)上述MPPT控制或電壓跟蹤法控制通過(guò)被連接在太陽(yáng)能電池與一個(gè)電池之間的功率調(diào)節(jié)器來(lái)單獨(dú)執(zhí)行。另外，在充電的同時(shí)不改變待充電的電池的數(shù)目和配置(諸如串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的連接模式)，并且在充電期間固定待充電的電池的數(shù)目和配置。
[0212]另一方面，在協(xié)作控制中，控制單元⑶I和多個(gè)電池單元BUla、電池單元BUlb、電池單元BU Ic等中的每一個(gè)自主地執(zhí)行控制，使得實(shí)現(xiàn)控制單元⑶I的輸出電壓與多個(gè)電池單元BUl所需的電壓之間的平衡。如上所述，電池單元BUla、電池單元BUlb、電池單元BUlc等中包括的電池B可以是任何種類。換句話說(shuō)，根據(jù)本公開(kāi)的控制單元CU能夠針對(duì)多種電池B執(zhí)行協(xié)作控制。
[0213]另外，在系統(tǒng)I中，各電池單元BUl以可拆除的方式附接至控制單元⑶I。換句話說(shuō)，在太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的太陽(yáng)能電池的發(fā)電期間，可以改變連接至控制單元CUl的電池單元BUl的數(shù)目，并且可以改變待充電的電池單元BUl的數(shù)目。
[0214]可以在太陽(yáng)能電池發(fā)電的同時(shí)改變從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載，但是根據(jù)協(xié)作控制，不僅可以處理太陽(yáng)能電池的照度的改變，而且還可以處理在太陽(yáng)能電池發(fā)電的同時(shí)從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載改變。另外，在多個(gè)塊BL中的每個(gè)塊中執(zhí)行協(xié)作控制，從而在整個(gè)系統(tǒng)I中可以實(shí)現(xiàn)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡。
[0215]通過(guò)將以上描述的控制單元⑶I連接至電池單元BU1，可以創(chuàng)建根據(jù)來(lái)自控制單元CUl的供電能力來(lái)動(dòng)態(tài)地改變充電速率的控制系統(tǒng)。在下文中，將描述示例性的協(xié)作控制。同時(shí)，盡管將在在初始狀態(tài)下一個(gè)電池單元BUla連接至控制單元CUl的假設(shè)下給出以下描述，但是控制同樣適用于多個(gè)電池單元BUl被連接至控制單元CUl的情況。
[0216]例如，太陽(yáng)能電池被連接至控制單元⑶I的輸入側(cè)，并且電池單元BUla被連接至控制單元⑶I的輸出偵彳。另外，例如太陽(yáng)能電池的輸出電壓的上限為100V，并且期望太陽(yáng)能電池的輸出電壓的下限保持在75V。換句話說(shuō)，設(shè)置Vtci = 75V，并且運(yùn)算放大器124的反相輸出端的輸入電壓為(kcX75)V。
[0217]另外，來(lái)自控制單元CUl的輸出電壓(電壓V10)的上限和下限分別被設(shè)置為例如48V和45V。換句話說(shuō)，設(shè)置Vb = 45V，并且運(yùn)算放大器155的反相輸入端的輸入電壓為(kbX45)V。請(qǐng)注意:通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇轉(zhuǎn)換單元10a內(nèi)部的電阻器Rcl和電阻器Rc2來(lái)調(diào)節(jié)作為來(lái)自控制單元CUl的輸出電壓的上限的值48V。換句話說(shuō)，將來(lái)自控制單元CUl的輸出的目標(biāo)電壓值設(shè)置在48V。
[0218]另外，將來(lái)自電池單元BUla的充電控制單元140的輸出電壓的上限和下限分別設(shè)置在例如42V和28V。因此，對(duì)充電控制單元140內(nèi)部的電阻器Rbl、電阻器Rb2和電阻器Rb3進(jìn)行選擇，使得來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓的上限和下限分別變成42V和28V。
[0219]同時(shí)，作為充電控制單兀140的輸入電壓的電壓VlO處于上限的時(shí)間對(duì)應(yīng)于電池Ba的充電速率為100%的狀態(tài)，而電壓VlO處于下限的時(shí)間對(duì)應(yīng)于電池Ba的充電速率為O %的狀態(tài)。換句話說(shuō)，朝向充電控制單元140的電壓VlO為48V的時(shí)間對(duì)應(yīng)于電池Ba的充電速率為100%的狀態(tài)，而朝向充電控制單元140的電壓VlO為45V的時(shí)間對(duì)應(yīng)于電池Ba的充電速率為0%的狀態(tài)。與電壓VlO在45V至48V的范圍內(nèi)的波動(dòng)一致，充電速率被設(shè)置在O至100%的范圍內(nèi)。
[0220]請(qǐng)注意:可以與協(xié)作控制分開(kāi)地并行地執(zhí)行電池的充電速率的控制。換句話說(shuō)，由于在充電開(kāi)始時(shí)執(zhí)行恒定電流充電，通過(guò)對(duì)來(lái)自充電控制單元140的輸出執(zhí)行反饋調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)充電電壓，以保持充電電流等于或低于預(yù)定水平，并且在末級(jí)，保持充電電壓小于或等于預(yù)定水平。這里，將待調(diào)節(jié)的充電電壓設(shè)置成等于或低于通過(guò)以上描述的協(xié)作控制所調(diào)節(jié)的電壓。以此方式，在從控制單元CUl提供的電力范圍內(nèi)執(zhí)行充電處理。
[0221 ] 首先，將描述當(dāng)在太陽(yáng)能電池的照度改變的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變。
[0222]圖12A是當(dāng)在太陽(yáng)能電池的照度減小的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變的示例性圖。在圖12A中，垂直軸代表太陽(yáng)能電池的端電流，而水平軸代表太陽(yáng)能電池的端電壓。另外，圖12A中的白圓指示當(dāng)執(zhí)行MPPT控制時(shí)的操作點(diǎn)，而圖12A中的陰影圓指示當(dāng)執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)。圖12A中示出的曲線C5至CS圖示在太陽(yáng)能電池的照度改變的情況下太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性。
[0223]現(xiàn)在，假設(shè)電池Ba所需的電力為100W(瓦特)并且太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性用曲線C5(最佳天氣下的狀態(tài))來(lái)指示。太陽(yáng)能電池在此時(shí)的操作點(diǎn)用例如曲線C5上的點(diǎn)a來(lái)指示，并且假設(shè)從太陽(yáng)能電池經(jīng)由轉(zhuǎn)換單元10a和充電控制單元140提供到電池Ba的電力(供應(yīng)量)超過(guò)電池Ba所需的電力(需求量)。
[0224]在從太陽(yáng)能電池向電池Ba提供的電力超過(guò)電池Ba所需的電力的情況下，作為從控制單元CUl到電池單元BUla的輸出電壓的電壓VlO變成上限48V。換句話說(shuō)，由于作為電池單元BUla的輸入電壓的電壓VlO為48V，所以來(lái)自電池單元BUla的充電控制單元140的輸出電壓變成上限42V，并且以100%的充電速率對(duì)電池Ba執(zhí)行充電。盡管已經(jīng)描述了以100%對(duì)電池執(zhí)行充電，但是請(qǐng)注意:充電并不限于100%，并且可以根據(jù)電池的特性來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)充電速率。
[0225]當(dāng)天氣從該狀態(tài)變成陰天時(shí)，指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C5改變至曲線C6。由于天空開(kāi)始變得多云，太陽(yáng)能電池的端電壓逐漸減小，并且從控制單元⑶I到電池單元BUla的輸出電壓也逐漸減小。因此，由于指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C5改變至曲線C6，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)移動(dòng)到例如曲線C6上的點(diǎn)b。
[0226]在天空從該狀態(tài)變得更加多云的情況下，指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C6改變至曲線C7，并且太陽(yáng)能電池的端電壓逐漸減小，從而使作為從控制單元CUl到電池單元BUla的輸出電壓的電壓VlO減小。當(dāng)電壓VlO減小到一定水平時(shí)，不能向電池Ba提供100%電力。
[0227]此時(shí)，在太陽(yáng)能電池的端電壓從100V變得接近下限即Vtci = 75V的情況下，控制單元⑶I的轉(zhuǎn)換單元10a開(kāi)始將朝向電池單元BUla的電壓VlO從48V降壓逐步降至Vb =45V。
[0228]當(dāng)電壓VlO被逐步降低時(shí)，朝向電池單元BUla的輸入電壓減小，并且因此，電池單元BUla的充電控制單元140開(kāi)始使朝向電池Ba的輸出電壓逐步降低。當(dāng)電壓VlO被逐步降低時(shí)，向電池Ba提供的充電電流減小，從而對(duì)被連接至充電控制單元140的電池Ba的充電變慢。換句話說(shuō)，電池Ba的充電速率減小。
[0229]當(dāng)電池Ba的充電速率減小時(shí),功耗減小,從而使從太陽(yáng)能電池角度來(lái)看的負(fù)載減小。因此，太陽(yáng)能電池的端電壓增大(恢復(fù))與從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的減小的負(fù)載相對(duì)應(yīng)的量。
[0230]當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓升壓時(shí)，通過(guò)控制單元⑶I使電壓VlO降壓的程度減小，從而使朝向電池單兀BUla的輸入電壓升壓。由于朝向電池單兀BUla的輸入電壓升壓，電池單元BUla的充電控制單元140使來(lái)自充電控制單元140的輸出電壓升壓，從而使電池Ba的充電速率增大。
[0231]當(dāng)電池Ba的充電速率增大時(shí),從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載增大,從而使太陽(yáng)能電池的端電壓逐步降低與從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載的增大量相對(duì)應(yīng)的量。當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓逐步降低時(shí)，控制單元⑶I的轉(zhuǎn)換單元10a逐步降低朝向電池單元BUla的輸出電壓。
[0232]在這之后，以上描述的對(duì)充電速率的調(diào)節(jié)自動(dòng)地重復(fù)，直到從控制單元CUl到電池單元BUla的輸出電壓達(dá)到特定收斂值并且能夠?qū)崿F(xiàn)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡為止。
[0233]與MPPT控制不同，協(xié)作控制不是通過(guò)軟件來(lái)控制。因此，在協(xié)作控制中，不需要提供最優(yōu)操作點(diǎn)的端電壓的計(jì)算。此外，當(dāng)根據(jù)協(xié)作控制對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)不涉及通過(guò)CPU進(jìn)行的計(jì)算。因此，與MPPT控制相比，協(xié)作控制的功耗較低，并且在諸如大約幾納秒至幾百納秒的短時(shí)段內(nèi)執(zhí)行以上描述的對(duì)充電速率的調(diào)節(jié)。
[0234]此外，轉(zhuǎn)換單元10a和充電控制單元140僅檢測(cè)其中接收的輸入電壓并且調(diào)節(jié)輸出電壓，并且因此不需要模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且也不需要控制單元CUl與電池單元BUla之間的通信。因此，協(xié)作控制不需要任何復(fù)雜的電路，并且用于實(shí)施協(xié)作控制的電路變緊湊。
[0235]現(xiàn)在，假設(shè)當(dāng)操作點(diǎn)在曲線C5上的點(diǎn)a處時(shí)控制單元⑶I能夠提供100W的功率，并且從控制單元CUl朝向電池單元BUla的輸出電壓已達(dá)到特定收斂值。換句話說(shuō)，假設(shè)太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)已移動(dòng)到例如曲線C7上的點(diǎn)C。此時(shí)，盡管向電池Ba提供的功率下降到10ff功率以下，但是如圖12A所示，取決于電壓Vtci的所選擇值，能夠向電池Ba提供不劣于在執(zhí)行MPPT控制的情況下的功率的功率。
[0236]當(dāng)天空更加多云時(shí)，指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C7改變至曲線C8，并且太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)移動(dòng)到例如曲線C8上的點(diǎn)d。
[0237]如圖12A所示，在協(xié)作控制下，對(duì)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，太陽(yáng)能電池的端電壓被防止下降到電壓Vtci以下。換句話說(shuō)，即使當(dāng)太陽(yáng)能電池的照度極端減小時(shí)，在協(xié)作控制下，太陽(yáng)能電池的端電壓也被防止下降到電壓Vtci以下。
[0238]在太陽(yáng)能電池的照度極端減小的情況下，太陽(yáng)能電池的端電壓變成接近于電壓Vt0的值，并且提供到電池Ba的電流量變得較少。因此，在太陽(yáng)能電池的照度極端減小的情況下，要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池Ba進(jìn)行充電，但是由于在電力的需求與供應(yīng)之間實(shí)現(xiàn)了平衡，所以太陽(yáng)能電池的端電壓不會(huì)下降并且系統(tǒng)I不會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0239]如上所述，由于在協(xié)作控制中在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以即使當(dāng)天空突然云層密布并且太陽(yáng)能電池的照度快速減小的情況下，也可以根據(jù)協(xié)作控制來(lái)避免系統(tǒng)I停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0240]接下來(lái)，將給出關(guān)于當(dāng)在從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載改變的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變。
[0241]圖12B是當(dāng)在從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載增大的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變的示例性圖。在圖12B中，垂直軸代表太陽(yáng)能電池的端電流，而水平軸代表太陽(yáng)能電池的端電壓。另外，圖12B中的陰影圓指示當(dāng)執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)。
[0242]現(xiàn)在，假設(shè)太陽(yáng)能電池的照度沒(méi)有改變并且太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性用圖12B中示出的曲線CO來(lái)指示。
[0243]由于可以認(rèn)為緊接在塊BL的每一個(gè)啟動(dòng)之后幾乎沒(méi)有功耗，所以假設(shè)太陽(yáng)能電池的端電壓基本上等于開(kāi)路電壓。因此，可以認(rèn)為緊接在塊BL的每一個(gè)啟動(dòng)之后的太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)在例如曲線CO上的點(diǎn)e處。請(qǐng)注意:從控制單元⑶I朝向電池單元BUla的輸出電壓為上限48V。
[0244]當(dāng)開(kāi)始向連接至電池單元BUla的電池Ba提供電力時(shí)，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)移動(dòng)到例如曲線CO上的點(diǎn)g。請(qǐng)注意:由于在本實(shí)施例的描述中電池Ba所需的功率為100W，所以圖12B中所示出的陰影區(qū)域SI的面積等于100W。
[0245]太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)在曲線CO上的點(diǎn)g處的時(shí)間對(duì)應(yīng)于從太陽(yáng)能電池經(jīng)由轉(zhuǎn)換單元10a和充電控制單元140朝向電池Ba提供的功率超過(guò)電池Ba所需的功率的狀態(tài)。因此，當(dāng)操作點(diǎn)在曲線CO上的點(diǎn)g處時(shí)，太陽(yáng)能電池的端電壓、來(lái)自控制單元CU I的輸出電壓以及提供到電池Ba的電壓分別稍微低于100V、48V和42V。
[0246]這里，假設(shè)具有與電池單元BUla相同的配置的電池單元BUlb新近連接至控制單元⑶I。與連接至電池單元BUla的電池Ba的情況一樣，假設(shè)電池單元BUlb中包括的電池(出于方便稱之為電池Bb)需要100W的功率以用于充電，則功耗增大并且從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載快速增大。
[0247]例如，為了向兩個(gè)電池提供總共200W的電力，有必要將總的輸出電流加倍，同時(shí)保持來(lái)自電池單元BUla的充電控制單元140的輸出電壓和電池單元BUlb的充電控制單元140的輸出電壓。
[0248]然而，在發(fā)電設(shè)備為太陽(yáng)能電池的情況下，由于與來(lái)自電池單元BUla中包括的充電控制單元140的輸出電流和電池單元BUlb中包括的充電控制單元140的輸出電流增大，所以太陽(yáng)能電池的端電壓減小。因此，與太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)在點(diǎn)g處時(shí)相比，需要將總的輸出電流加倍。這意味著，如圖12B所示，需要使太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)在例如曲線CO上的點(diǎn)h處，并且太陽(yáng)能電池的端電壓被快速減小。當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓快速減小時(shí)，電壓V3可能下降并且系統(tǒng)I可能會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0249]根據(jù)協(xié)作控制，當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓由于新近連接的電池單元BUlb而減小時(shí)，在塊BLl中執(zhí)行協(xié)作控制并且調(diào)節(jié)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡。更加具體地，使兩個(gè)電池的充電速率自動(dòng)地減小，使得向電池單元BUla的電池Ba和電池單元BUlb的電池Bb提供的總的功率變成例如150W。
[0250]換句話說(shuō)，當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓由于新近連接的電池單元BUlb而減小時(shí)，從控制單元⑶I向電池單元BUla和電池單元BUlb的輸出電壓也減小。當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓從100V變得接近作為下限的Vtci = 75V，則控制單元⑶I的轉(zhuǎn)換單元10a開(kāi)始將朝向電池單元BUla和電池單元BUlb的輸出電壓從48V逐步降低到Vb = 45V。
[0251]當(dāng)從控制單元⑶I朝向電池單元BUla和電池單元BUlb的輸出電壓被逐步降低時(shí)，電池單元BUla和電池單元BUlb的輸入電壓被減小。然后，在電池單元BUla中包括的充電控制單元140和在電池單元BUlb中包括的充電控制單元140開(kāi)始分別逐步降低朝向電池Ba和電池Bb的輸出電壓。當(dāng)來(lái)自充電控制單元140的每一個(gè)的輸出電壓被逐步降低時(shí)，對(duì)電池Ba和電池Bb的充電變慢。換句話說(shuō)，各個(gè)電池的充電速率減小。
[0252]當(dāng)各個(gè)電池的充電速率減小時(shí)，功耗總體減小。因此，從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載減小，并且太陽(yáng)能電池的端電壓增大(恢復(fù))所減小的負(fù)載的量。
[0253]在這之后，以與太陽(yáng)能電池的照度快速減小的情況相同，對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到從控制單元⑶I朝向電池單元BUla和電池單元BUlb的輸出電壓達(dá)到特定收斂值并且在電力的需求與供應(yīng)之間實(shí)現(xiàn)平衡為止。
[0254]請(qǐng)注意:實(shí)際收斂電壓值取決于情況而不同。相應(yīng)地，盡管實(shí)際收斂電壓值不清楚，但是由于當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓變成下限即Vtci = 75V時(shí)充電會(huì)停止，所以將收斂電壓值估計(jì)成稍微高于下限Vtci的電壓。此外，由于沒(méi)有以互鎖的方式對(duì)各個(gè)電池單元進(jìn)行控制，所以盡管各個(gè)電池單元具有相同的配置，但是歸因于所使用的設(shè)備的不同將充電速率估計(jì)成彼此不同。然而，因此這在能夠執(zhí)行協(xié)作控制的方面沒(méi)有不同。
[0255]由于在極短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)協(xié)作控制對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以當(dāng)電池單元BUlb被新近連接時(shí)，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)從曲線CO上的點(diǎn)g移動(dòng)到點(diǎn)i。請(qǐng)注意:盡管為了易于說(shuō)明起見(jiàn)在圖12B中示出了點(diǎn)h作為曲線CO上的操作點(diǎn)的示例，但是在協(xié)作控制情況下太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)實(shí)際上不會(huì)移動(dòng)到點(diǎn)h。
[0256]因此，根據(jù)協(xié)作控制，當(dāng)從太陽(yáng)能的角度來(lái)看的負(fù)載增大時(shí)，在各個(gè)電池單元BUl中包括的充電控制單元140檢測(cè)被施加到其本身的輸入電壓，并且在各個(gè)電池單元BUl中的充電控制單元140自動(dòng)地控制電流的量。根據(jù)協(xié)作控制，即使在由于連接至控制單元⑶I的電池單元BUl的數(shù)目增大而引起從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載快速增大的情況下，也可以避免系統(tǒng)I停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0257]接下來(lái)，將給出關(guān)于當(dāng)在太陽(yáng)能電池的照度和從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載二者都改變的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)操作點(diǎn)的改變的描述。
[0258]圖13是用于在太陽(yáng)能電池的照度和從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載二者都改變的情況下執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)的改變的示例性圖。在圖13中，垂直軸代表太陽(yáng)能電池的端電流，而水平軸代表太陽(yáng)能電池的端電壓。另外，圖13中的陰影圓指示當(dāng)執(zhí)行協(xié)作控制時(shí)的操作點(diǎn)。圖13中示出的曲線C5至CS示出了在太陽(yáng)能電池的照度改變的情況下太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性。
[0259]首先，假設(shè)包括電池Ba并且需要100W的功率以用于充電的電池單元BUla連接至控制單元⑶I。另外，太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性用曲線C7來(lái)指示，并且太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)用曲線C7上的點(diǎn)P來(lái)指示。
[0260]如圖13所示，假設(shè)太陽(yáng)能電池在點(diǎn)P處的端電壓非常接近于電壓Vtci，其中電壓Vtci被預(yù)設(shè)為太陽(yáng)能電池的輸出電壓的下限。太陽(yáng)能電池的端電壓非常接近于電壓Vtci的狀態(tài)指示:通過(guò)協(xié)作控制對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)并且充電速率被極大地抑制。換句話說(shuō)，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)用圖13中示出的點(diǎn)P來(lái)指示的狀態(tài)指示:經(jīng)由充電控制單元140向電池Ba提供的電力大大地超過(guò)了從太陽(yáng)能電池向控制單元CUl的轉(zhuǎn)換單元10a提供的電力。因此，在太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)用圖13中示出的點(diǎn)P來(lái)指示的狀態(tài)下，在較大程度上對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且遠(yuǎn)低于100W的功率被提供到對(duì)電池Ba進(jìn)行充電的充電控制單元140。
[0261]接下來(lái)，假設(shè)太陽(yáng)能電池的照度增大并且指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C7改變至曲線C6。另外，假設(shè)具有與電池單元BUla相同的配置的電池單元BUlb新近連接至控制單元CU1。此時(shí)，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)從曲線C7上的點(diǎn)P移動(dòng)到例如曲線C6上的點(diǎn)q。
[0262]由于兩個(gè)電池單元連接至控制單元⑶1，所以當(dāng)電池單元BUla中包括的充電控制單元140和電池單元BUlb中包括的充電控制單元140對(duì)電池Ba和電池Bb進(jìn)行充分充電時(shí)功耗變成200W。然而，在太陽(yáng)能電池的照度不足的情況下，繼續(xù)協(xié)作控制并且將功耗調(diào)節(jié)成低于200W(例如150胃等)。
[0263]接下來(lái)，假設(shè)由于天空晴朗等而指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C6改變至曲線C5。此時(shí)，當(dāng)從太陽(yáng)能電池生成的電力由于太陽(yáng)能電池的照度的增大而增大時(shí)，來(lái)自太陽(yáng)能電池的輸出電流增大。
[0264]當(dāng)太陽(yáng)能電池的照度充分增大并且從太陽(yáng)能電池生成的電力進(jìn)一步增大時(shí)，太陽(yáng)能電池的端電壓在某一點(diǎn)處達(dá)到充分高于電壓Vtci的值。當(dāng)向電池單元BUla和電池單元BUlb的兩個(gè)電池提供的電力超過(guò)了對(duì)這兩個(gè)電池進(jìn)行充電所需的電力時(shí)，根據(jù)協(xié)作控制的充電速率調(diào)節(jié)被釋放或自動(dòng)地取消。
[0265]此時(shí)，太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)用例如曲線C5上的點(diǎn)r來(lái)指示，并且以100%的充電速率對(duì)各個(gè)電池Ba和Bb執(zhí)行充電。
[0266]接下來(lái)，假設(shè)太陽(yáng)能電池的照度減小，并且指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線已從曲線C5改變至曲線C6。
[0267]然后，太陽(yáng)能電池的端電壓減小，并且當(dāng)太陽(yáng)能電池的端電壓變得接近預(yù)設(shè)電壓Vt0時(shí)，根據(jù)協(xié)作控制再次對(duì)充電速率執(zhí)行調(diào)節(jié)。太陽(yáng)能電池在此時(shí)的操作點(diǎn)用曲線C6上的點(diǎn)q來(lái)指示。
[0268]接下來(lái)，假設(shè)太陽(yáng)能電池的照度減小，并且指示太陽(yáng)能電池的電壓-電流特性的曲線從曲線C6改變至曲線C8。
[0269]然后，對(duì)充電速率進(jìn)行調(diào)節(jié)使得太陽(yáng)能電池的端電壓不下降到電壓Vtci以下。因此，來(lái)自太陽(yáng)能電池的端電流減小，并且太陽(yáng)能電池的操作點(diǎn)從曲線C6上的點(diǎn)q移動(dòng)到曲線C8上的點(diǎn)S。
[0270]根據(jù)協(xié)作控制，在控制單元CUl與電池單元BUl中的每個(gè)電池單元之間調(diào)節(jié)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡，使得朝向電池單元BUl中的每個(gè)電池單元的輸入電壓不下降到預(yù)設(shè)電壓Vtci以下。因此，根據(jù)協(xié)作控制，可以根據(jù)從電池單元BUl中的每個(gè)電池單元的角度來(lái)看的輸入側(cè)提供能力來(lái)實(shí)時(shí)地改變關(guān)于電池B中的每個(gè)單元的充電速率。因此，根據(jù)協(xié)作控制，不僅可以處理太陽(yáng)能電池的照度的改變，而且還可以處理從太陽(yáng)能電池的角度來(lái)看的負(fù)載的改變。
[0271]在其它塊BL中使用來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出的情況下，以相同的方式執(zhí)行協(xié)作控制。在各個(gè)塊中調(diào)節(jié)電力的需求與供應(yīng)之間的平衡，并且作為結(jié)果，在整個(gè)系統(tǒng)I中實(shí)現(xiàn)了電力的需求與供應(yīng)之間的平衡。即使在來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出減小并且從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3等的角度來(lái)看的負(fù)載增大的情況下，也可以防止系統(tǒng)I停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0272]請(qǐng)注意:與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4中包括的發(fā)動(dòng)機(jī)部分的預(yù)定轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的電壓可以輸入到如上的反饋系統(tǒng)中。這可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)部分的轉(zhuǎn)速下降到預(yù)定倍數(shù)以下。
[0273]〈2.第二實(shí)施例>
[0274][2-1.第二實(shí)施例的概述]
[0275]接下來(lái)，將描述第二實(shí)施例。第二實(shí)施例具有與根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)I的配置相同的系統(tǒng)配置。組成該系統(tǒng)的控制單元和電池單元具有與第一實(shí)施例相同的配置和操作。相應(yīng)地，將省略對(duì)與第一實(shí)施例相同的問(wèn)題的描述。
[0276]塊BL2中的控制單元⑶2包括轉(zhuǎn)換單元200a、轉(zhuǎn)換單元200b和轉(zhuǎn)換單元200c。電壓V3由轉(zhuǎn)換單元200a接收。電壓V4由轉(zhuǎn)換單元200b接收。電壓V5由轉(zhuǎn)換單元200c接收。控制單元⑶2包括與控制單元⑶I相同的CPU和存儲(chǔ)器?？刂茊卧?中包括的CPU被稱為CPU 210，而控制單元⑶2中包括的存儲(chǔ)器則被稱為存儲(chǔ)器211。
[0277]塊BL3中的控制單元⑶3包括轉(zhuǎn)換單元300a、轉(zhuǎn)換單元300b和轉(zhuǎn)換單元300c。電壓V3由轉(zhuǎn)換單元300a接收。電壓V4由轉(zhuǎn)換單元300b接收。電壓V5由轉(zhuǎn)換單元300c接收?？刂茊卧?包括與控制單元⑶I相同的CPU和存儲(chǔ)器?？刂茊卧?中包括的CPU被稱為CPU 310，而控制單元⑶3中包括的存儲(chǔ)器則被稱為存儲(chǔ)器311。
[0278]與在第一實(shí)施例中描述的一樣，可以例如通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)各個(gè)轉(zhuǎn)換單元中設(shè)置的可變電阻器的電阻值來(lái)優(yōu)先地使用來(lái)自轉(zhuǎn)換單元中的任一轉(zhuǎn)換單元的輸出。換句話說(shuō)，可以將來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出以及生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出中的任一發(fā)電設(shè)備的輸出優(yōu)先提供到電池單元BU。
[0279]同時(shí)，例如，在優(yōu)先使用來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出的情況下，在塊BLl中需要啟動(dòng)僅轉(zhuǎn)換單元100a,而不需要啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元100c。根據(jù)第二實(shí)施例,例如，通過(guò)使用調(diào)度表對(duì)各個(gè)控制單元CU中的轉(zhuǎn)換單元有效地執(zhí)行開(kāi)-關(guān)控制。
[0280][2-2.調(diào)度表和基于調(diào)度表的操作]
[0281]圖14是示出用于兩天的示例調(diào)度表的圖。例如，調(diào)度表包括用于控制單元CUl的調(diào)度表STA1、用于控制單元⑶2的調(diào)度表STA2和用于控制單元⑶3的調(diào)度表STA3。例如，在每個(gè)調(diào)度表STA中，描述了每個(gè)轉(zhuǎn)換單元的導(dǎo)通/斷開(kāi)周期。在每個(gè)調(diào)度表STA中，在對(duì)應(yīng)于陰影部分的時(shí)區(qū)中接通有關(guān)的轉(zhuǎn)換單元的電子開(kāi)關(guān)，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元。
[0282]調(diào)度表STAl被存儲(chǔ)在控制單元⑶I中包括的存儲(chǔ)器111中。CPU 110查閱調(diào)度表STA1，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元10b和轉(zhuǎn)換單元10c執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0283]根據(jù)調(diào)度表STA1，在可以認(rèn)為期間來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出增大的白天時(shí)區(qū)(例如從早上六點(diǎn)到晚上六點(diǎn))中，CPU 110接通轉(zhuǎn)換單元10a的電子開(kāi)關(guān)(電子開(kāi)關(guān)1lc和電子開(kāi)關(guān)1lf)，并且接通轉(zhuǎn)換單元100a。
[0284]調(diào)度表STA2被存儲(chǔ)在控制單元⑶2中的存儲(chǔ)器211中。CPU 210查閱調(diào)度表STA2，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元200a、轉(zhuǎn)換單元200b和轉(zhuǎn)換單元200c執(zhí)行開(kāi)-關(guān)控制。
[0285]根據(jù)調(diào)度表STA2，在可以認(rèn)為期間來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出增大的白天時(shí)區(qū)(例如從早上六點(diǎn)到晚上六點(diǎn))中，CPU 210接通轉(zhuǎn)換單元200a的電子開(kāi)關(guān)，并且接通轉(zhuǎn)換單元200a。在可以認(rèn)為期間來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出基本上為零的夜間時(shí)區(qū)(例如從晚上六點(diǎn)到早上六點(diǎn))中，CPU 210接通轉(zhuǎn)換單元200c的電子開(kāi)關(guān)。
[0286]調(diào)度表STA3被存儲(chǔ)在控制單元⑶3中包括的存儲(chǔ)器311中。CPU 310查閱調(diào)度表STA3，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元300a、轉(zhuǎn)換單元300b和轉(zhuǎn)換單元300c執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0287]根據(jù)調(diào)度表STA3，在可以認(rèn)為期間來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出大大增大的時(shí)區(qū)(例如從早上十點(diǎn)到下午四點(diǎn))中，CPU 310接通轉(zhuǎn)換單元300a的電子開(kāi)關(guān)，并且接通轉(zhuǎn)換單元300a。在夜間時(shí)區(qū)(例如從晚上六點(diǎn)到早上六點(diǎn))中，CPU 310接通轉(zhuǎn)換單元300b的電子開(kāi)關(guān)。
[0288]在白天，啟動(dòng)被配置為主要處理作為來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出的電壓V3的轉(zhuǎn)換單元，而在夜間，啟動(dòng)被配置為主要處理作為來(lái)自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出的電壓V4和電壓V5的轉(zhuǎn)換單元。另外，在預(yù)期期間來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出增大的時(shí)區(qū)(從接近中午到接近晚上時(shí)間)中，處理從太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3提供的電壓的所有轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元200a和轉(zhuǎn)換單元300a)被啟動(dòng)，從而有效利用來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出。另外，防止轉(zhuǎn)換單元的不需要的啟動(dòng)。
[0289]此外，可以根據(jù)需要來(lái)更新(或改變)用于處理的調(diào)度表STA。例如，各個(gè)控制單元⑶保存調(diào)度表STA1、調(diào)度表STA2和調(diào)度表STA3。在頭兩天，CPU 110基于調(diào)度表STAl對(duì)轉(zhuǎn)換單元100執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；在接下來(lái)的兩天，基于調(diào)度表STA2對(duì)轉(zhuǎn)換單元100執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；而在隨后的兩天，基于調(diào)度表STA3對(duì)轉(zhuǎn)換單元100執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0290]在頭兩天，CPU 210基于調(diào)度表STA2對(duì)轉(zhuǎn)換單元200執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；在接下來(lái)的兩天，基于調(diào)度表STA3對(duì)轉(zhuǎn)換單元200執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；而在隨后的兩天，基于調(diào)度表STAl對(duì)轉(zhuǎn)換單元200執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0291]在頭兩天，CPU 310基于調(diào)度表STA3對(duì)轉(zhuǎn)換單元300執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；在接下來(lái)的兩天，基于調(diào)度表STAl對(duì)轉(zhuǎn)換單元300執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制；而在隨后的兩天，基于調(diào)度表STA2對(duì)轉(zhuǎn)換單元300執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。這樣，控制單元CU保存多個(gè)調(diào)度表STA，并且可以被配置為每隔預(yù)定周期(例如每個(gè)季節(jié))對(duì)切換使用調(diào)度表STA。
[0292]可以動(dòng)態(tài)地改變調(diào)度表STA的內(nèi)容。例如，每個(gè)控制單元CU中的CPU獲取有關(guān)天氣狀況(天氣晴朗、多云、下雨或臺(tái)風(fēng)到達(dá))有關(guān)的信息，并且可以根據(jù)所獲取的有關(guān)天氣狀況的信息來(lái)改變要查閱的調(diào)度表STA。針對(duì)每種天氣狀況創(chuàng)建調(diào)度表STA。
[0293]圖15是示出當(dāng)預(yù)見(jiàn)到臺(tái)風(fēng)接近時(shí)的調(diào)度表STA11、調(diào)度表STA12和調(diào)度表STA13的示例的圖。CPU 110查閱調(diào)度表STA11，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元100執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。CPU210查閱調(diào)度表STA12，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元200執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。CPU 310查閱調(diào)度表STA13，并且對(duì)轉(zhuǎn)換單元300執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0294]由于預(yù)期風(fēng)力會(huì)因臺(tái)風(fēng)逼近而增大，所以在所有的調(diào)度表STA11、調(diào)度表STA12和調(diào)度表STA13中，處理來(lái)自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出的轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100b、轉(zhuǎn)換單元200b和轉(zhuǎn)換單元300b)被接通。這樣，例如可以根據(jù)預(yù)測(cè)天氣來(lái)改變要查閱的調(diào)度表STA?？梢詮耐獠糠?wù)器向每個(gè)控制單元CU傳輸與預(yù)測(cè)天氣相適應(yīng)的調(diào)度表STA。還可以基于安裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的位置的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(例如，風(fēng)強(qiáng)的時(shí)區(qū)、風(fēng)弱的時(shí)區(qū)等)來(lái)創(chuàng)建調(diào)度表STA。
[0295]<3.第三實(shí)施例>
[0296][3-1.第三實(shí)施例的概況]
[0297]接下來(lái)，將描述第三實(shí)施例。第三實(shí)施例具有與根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)I相同的系統(tǒng)配置。組成該系統(tǒng)的控制單元和電池單元具有與第一實(shí)施例相同的配置和操作。相應(yīng)地，將省略對(duì)與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例相同的方面的描述。
[0298]將描述第三實(shí)施例的概況。如第二實(shí)施例所例示的，基于調(diào)度表STAl對(duì)轉(zhuǎn)換單元100執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制，基于調(diào)度表STA2對(duì)轉(zhuǎn)換單元200執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制，并且基于調(diào)度表STA3對(duì)轉(zhuǎn)換單元300執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。例如，通過(guò)調(diào)度表STAl和調(diào)度表STA2來(lái)命令在早上六點(diǎn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元10a和轉(zhuǎn)換單元200a。
[0299]轉(zhuǎn)換單元10a啟動(dòng)需要充電的電池單元(例如電池單元BUla),并且對(duì)電池單元BUla進(jìn)行充電。轉(zhuǎn)換單元200a啟動(dòng)需要充電的電池單元(例如電池單元BU2a)，并且對(duì)電池單元BU2a進(jìn)行充電。特別地，當(dāng)在某個(gè)時(shí)間啟動(dòng)多個(gè)轉(zhuǎn)換單元并且在作為太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出的電壓V3較小的情況下執(zhí)行與每個(gè)轉(zhuǎn)換單元連接的電池單元BU的充電處理時(shí)，電壓V3可能下降并且系統(tǒng)I可能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。考慮到這一點(diǎn)，根據(jù)第三實(shí)施例來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)換單元的啟動(dòng)。
[0300][3-2.處理流程]
[0301]將描述第三實(shí)施例的處理流程。在處理來(lái)自同一發(fā)電設(shè)備的輸出的多個(gè)轉(zhuǎn)換單元基于調(diào)度表STA而被啟動(dòng)的情況下，每個(gè)控制單元CU中的CPU在不同時(shí)刻執(zhí)行有關(guān)是否實(shí)際啟動(dòng)每個(gè)轉(zhuǎn)換單元的確定處理。例如，以分時(shí)方式來(lái)執(zhí)行有關(guān)是否實(shí)際啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的確定處理。可以在調(diào)度表STA中描述執(zhí)行有關(guān)是否實(shí)際啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的確定處理的時(shí)間。在以下描述中，通過(guò)例示由調(diào)度表STA來(lái)命令在相同時(shí)區(qū)中啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元10a和轉(zhuǎn)換單元200a的情況來(lái)給出描述。
[0302]圖16是示出根據(jù)第三實(shí)施例的示例性處理流程的流程圖。在步驟STl中，確定由調(diào)度表STA命令啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元10a和轉(zhuǎn)換單元200a中的任一轉(zhuǎn)換單元是否已經(jīng)被啟動(dòng)。在初始狀態(tài)下，由于轉(zhuǎn)換單元10a和轉(zhuǎn)換單元200a尚未被啟動(dòng),所以處理前進(jìn)至步驟ST2。
[0303]首先由控制單元CUl執(zhí)行有關(guān)是否啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的確定處理。還可以從控制單元CU2啟動(dòng)確定處理。在步驟ST2中，執(zhí)行對(duì)可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元的搜索處理?？梢詥?dòng)的轉(zhuǎn)換單元指的是例如由調(diào)度表STA命令啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元。這里，由于由調(diào)度表STA來(lái)命令啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元100a，所以將轉(zhuǎn)換單元10a設(shè)置成可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元。然后，處理前進(jìn)至步驟 ST3。
[0304]在步驟ST3中，CPU 110與連接至控制單元⑶I的電池單元(例如電池單元BUla、電池單元BUlb和電池單元BUlc)的CPU進(jìn)行通信。通過(guò)該通信，CPU 110獲取有關(guān)每個(gè)電池單元BUl中包括的電池B的剩余容量的信息。
[0305]CPU 110基于所獲取的有關(guān)剩余容量的信息來(lái)搜索需要充電的電池單元BU1，并且基于搜索的結(jié)果確定要充電的電池單元。例如，CPU 110將具有最小剩余容量的電池單元BUl確定為要充電的電池單元。這里，將給出描述，其中假設(shè)電池單元BUla被確定為要充電的電池單元。然后，處理前進(jìn)至步驟ST4，并且轉(zhuǎn)換單元10a被確定為要啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元。此外，在連接至控制單元CUl的所有電池單元BUl都具有超過(guò)閾值的剩余容量的情況下，可以執(zhí)行隨后描述的控制單元CU2中的處理(如圖16中的用A指示的處理)。然后，處理前進(jìn)至步驟ST5。
[0306]在步驟ST5中，確定作為轉(zhuǎn)換單元10a的輸入電壓的電壓V3是否大于指定值。該指定值是用于確定是否啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的電壓值，并且該指定值被設(shè)置成例如90V。由轉(zhuǎn)換單元10a中包括的電壓傳感器(例如電壓傳感器1lb)來(lái)獲取電壓V3，并且將所獲取的傳感器信息提供到CPU 110。作為確定的結(jié)果，在電壓V3沒(méi)有超過(guò)指定值的情況下，將步驟ST5中的確定處理重復(fù)預(yù)定周期。如果即使在將確定處理重復(fù)預(yù)定周期之后電壓V3也沒(méi)有超過(guò)90V，由控制單元⑶I的CPU 110進(jìn)行的處理結(jié)束，并且執(zhí)行由控制單元⑶2的CPU 210進(jìn)行的處理。
[0307]在步驟ST5中，在電壓V3超過(guò)90V的情況下，處理前進(jìn)至步驟ST6。在步驟ST6中，CPU 110接通電子開(kāi)關(guān)1lc和電子開(kāi)關(guān)101f，以啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元100a。此時(shí)，在電池單元BUl中未消耗電力，并且因此作為轉(zhuǎn)換單元10a的輸出的電壓VlO變成大體上48V。然后，處理前進(jìn)至步驟ST7。
[0308]在步驟ST7中，CPU 110向電池單元BUla的CPU 145傳輸用于接通并開(kāi)始充電的控制命令。CPU 145根據(jù)控制命令來(lái)啟動(dòng)充電控制單元140，并且對(duì)電池Ba進(jìn)行充電。然后，處理前進(jìn)至步驟ST8。
[0309]在步驟ST8中，確定作為轉(zhuǎn)換單元10a的輸出電壓的電壓VlO是否大于指定值。該指定值是指示是否存在足夠的電力來(lái)提供以及是否允許對(duì)別的電池單元BU進(jìn)行充電的值。該指定值被設(shè)置成例如47V。例如通過(guò)電壓傳感器1lg獲取電壓V10。
[0310]在電壓VlO等于或小于47V的情況下，處理返回至步驟ST8。此外，如果盡管將步驟ST8中的確定處理重復(fù)預(yù)定周期但是電壓VlO仍沒(méi)有超過(guò)47V,由控制單元⑶I的CPU110進(jìn)行的處理結(jié)束，并且執(zhí)行由控制單元⑶2的CPU 210進(jìn)行的處理。在電壓VlO大于47V的情況下，處理前進(jìn)至步驟ST9。
[0311]在步驟ST9中，確定除了電池單元BUla之外是否存在需要充電的其它電池單元。例如，將具有第二最小剩余容量的電池單元設(shè)置成需要充電的電池單元。在步驟ST9中，在存在需要進(jìn)行充電的任何電池單元的情況下，處理前進(jìn)至步驟ST10。在步驟STlO中，以與步驟ST7相同的方式，執(zhí)行所涉及的電池的用于對(duì)電池進(jìn)行充電的控制。在步驟ST9中，在除了電池單元BUla之外不存在需要充電的任何電池單元的情況下，處理前進(jìn)至A。請(qǐng)注意:圖16中被稱為A的處理指示處理繼續(xù)前進(jìn)至隨后描述的圖17中的處理，而不是指示任何特定處理。
[0312]該處理還可以在步驟ST8之后在不執(zhí)行步驟ST9中的處理的情況下前進(jìn)至A。例如，每個(gè)塊BL中可以充電的電池單元的數(shù)目可以被限制到一個(gè)?？梢栽诳紤]到對(duì)連接至其它控制單元的電池單元進(jìn)行充電的必要性或緊迫性的情況下執(zhí)行該處理。在這種情況下，在存在足夠能量來(lái)提供的情況下，在由每個(gè)控制單元的CPU執(zhí)行的程序中描述對(duì)要充電的電池單元的確定步驟(算法)。
[0313]圖17是示出從圖16中的A繼續(xù)的處理流程的流程圖。例如由控制單元⑶2來(lái)執(zhí)行圖17中例示的處理。如上所述，例如以分時(shí)方式在控制單元CU之間執(zhí)行有關(guān)是否實(shí)際啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的確定處理。不需要提供用于執(zhí)行控制單元CU之間的通信的配置。
[0314]在步驟ST20中，執(zhí)行對(duì)可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元的搜索處理。可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元指的是例如由調(diào)度表STA命令啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元。這里，由調(diào)度表STA來(lái)命令啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元200a,并且因此將轉(zhuǎn)換單元200a設(shè)置成可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元。然后，處理前進(jìn)至步驟ST21。
[0315]在步驟ST21中，確定作為轉(zhuǎn)換單元200a的輸入電壓的電壓V3是否大于指定值。該指定值是用于確定是否啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的電壓值，并且該指定值被設(shè)置成例如90V。由轉(zhuǎn)換單元200a中包括的電壓傳感器來(lái)獲取電壓V3，并且將所獲取的傳感器信息提供到CPU210。作為確定的結(jié)果，在電壓V3沒(méi)有超過(guò)指定值的情況下，將步驟ST21中的確定處理重復(fù)在預(yù)定周期。如果即使將確定處理重復(fù)預(yù)定周期之后電壓V3也沒(méi)有超過(guò)90V，處理結(jié)束。換句話說(shuō)，確定沒(méi)有足夠電力來(lái)提供，并且轉(zhuǎn)換單元200a未被啟動(dòng)。
[0316]在步驟ST21中，在電壓V3超過(guò)90V的情況下，處理前進(jìn)至步驟ST22。在步驟ST22中，CPU 210接通轉(zhuǎn)換單元200a中包括的電子開(kāi)關(guān)，以啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元200a。然后，處理前進(jìn)至步驟ST23。
[0317]在步驟ST23中，確定轉(zhuǎn)換單元200a的輸出電壓是否大于指定值。從轉(zhuǎn)換單元200a向電池單元BU2提供轉(zhuǎn)換單元200a的輸出電壓。在下文中，為了方便起見(jiàn)將轉(zhuǎn)換單元200a的輸出電壓稱為電壓V20。
[0318]步驟ST23中的指定值是指示是否存在足夠的電力來(lái)提供以及是否允許對(duì)電池單元BU進(jìn)行充電的值。該指定值被設(shè)置成例如47V。在電壓V20等于或小于47V的情況下，處理返回至步驟ST23。如果即使將步驟ST23中的確定處理重復(fù)預(yù)定周期而電壓V20仍沒(méi)有超過(guò)47V，處理結(jié)束。在這種情況下，確定沒(méi)有足夠電力來(lái)提供，并且不執(zhí)行用于執(zhí)行充電的控制。在電壓V20大于47V的情況下，處理前進(jìn)至步驟ST24。
[0319]在步驟ST24中，對(duì)連接至控制單元⑶2的電池單元BU2中的預(yù)定電池單元進(jìn)行充電。例如，在電池單元BU2a、電池單元BU2b和電池單元BU2c中，將具有最小剩余容量的電池單元確定為要充電的電池單元。在連接至控制單元⑶2的所有電池單元BU2a、電池單元BU2b和電池單元BU2c都不需要充電的情況下，處理結(jié)束而不執(zhí)行充電。
[0320]控制單元⑶2的CPU 210對(duì)要充電的電池單元執(zhí)行充電控制?？刂频膬?nèi)容與以上描述的步驟ST7和步驟STlO中的控制的內(nèi)容相同。因此，這里將省略重復(fù)的描述。然后，處理前進(jìn)至步驟ST25。
[0321]在步驟ST25中，確定電壓V20是否大于47V，這與步驟ST23中相同。在電壓V20等于或小于47V的情況下，處理返回至步驟ST25，并且重復(fù)步驟ST25中的確定處理。如果即使將確定處理重復(fù)預(yù)定周期而電壓V20仍沒(méi)有超過(guò)47V，處理結(jié)束。
[0322]如果在步驟ST25中電壓V20大于47V，處理前進(jìn)至步驟ST26。在步驟ST26中，確定是否存在需要充電的電池單元。在不存在需要充電的電池單元的情況下，處理結(jié)束。如果存在需要充電的電池單元，處理前進(jìn)至步驟ST27，以執(zhí)行對(duì)電池單元進(jìn)行充電的處理。
[0323]因此，即使在由調(diào)度表STA命令啟動(dòng)對(duì)同一發(fā)電設(shè)備的輸出進(jìn)行處理的多個(gè)轉(zhuǎn)換單元的情況下，該多個(gè)轉(zhuǎn)換單元也不會(huì)同時(shí)啟動(dòng)。執(zhí)行確定是否實(shí)際啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的處理，并且然后基于確定結(jié)果，對(duì)轉(zhuǎn)換單元執(zhí)行接通-斷開(kāi)控制。
[0324]通過(guò)監(jiān)視來(lái)自發(fā)電設(shè)備的輸出(例如電壓V3)，可以確定是否存在充足的電力來(lái)提供到負(fù)載側(cè)。在有足夠電力來(lái)提供的情況下，執(zhí)行控制以啟動(dòng)下一個(gè)轉(zhuǎn)換單元，并且因此防止發(fā)電設(shè)備的輸出下降，并且防止系統(tǒng)I停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0325]即使在由調(diào)度表STA命令啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的情況下，轉(zhuǎn)換單元也不總是被實(shí)際啟動(dòng)。圖18中，示意性地示出了每個(gè)轉(zhuǎn)換單元實(shí)際啟動(dòng)的時(shí)間。轉(zhuǎn)換單元實(shí)際啟動(dòng)的時(shí)間示意性地用參考標(biāo)記OT示出。因此,根據(jù)調(diào)度表STA,僅允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元,而是否實(shí)際啟動(dòng)轉(zhuǎn)換單元由來(lái)自發(fā)電設(shè)備的輸出來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂啤?br>
[0326]第三實(shí)施例不限于使用調(diào)度表STA進(jìn)行的啟動(dòng)?？梢匀缦逻M(jìn)一步修改第三實(shí)施例。例如，根據(jù)控制單元⑶I進(jìn)行的控制對(duì)電池單元BUla進(jìn)行充電。電壓V3減小至例如90V或以下。由于電壓V3減小至90V或以下，所以控制單元CU2中的轉(zhuǎn)換單元200a未被啟動(dòng)。
[0327]控制單元CU2獲取由轉(zhuǎn)換單元200b的輸入級(jí)處的電子開(kāi)關(guān)獲取的電壓V4。在電壓V4大于90V的情況下，可以通過(guò)使用電壓V4對(duì)連接至控制單元⑶2的電池單元BU2進(jìn)行充電。換句話說(shuō)，在確定某個(gè)發(fā)電設(shè)備沒(méi)有足夠的電力來(lái)提供的情況下，可以啟動(dòng)對(duì)來(lái)自其它發(fā)電設(shè)備的輸出進(jìn)行處理的轉(zhuǎn)換單元。
[0328]另外，可以一個(gè)接一個(gè)地確定是否接收來(lái)自不同發(fā)電設(shè)備的輸入。例如，假設(shè)調(diào)度表STA允許啟動(dòng)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出進(jìn)行處理的三個(gè)轉(zhuǎn)換單元，并且允許啟動(dòng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出進(jìn)行處理的一個(gè)轉(zhuǎn)換單元。例如，首先在控制單元CUl的轉(zhuǎn)換單元10a中確定電壓V3是否等于或大于90V，然后可以在控制單元CU2的轉(zhuǎn)換單元200b中確定電壓V4是否等于或大于90V。轉(zhuǎn)換單元200b中進(jìn)行的確定和轉(zhuǎn)換單元10a中進(jìn)行的確定可以同時(shí)進(jìn)行。請(qǐng)注意:用與以上描述的處理相同的方式來(lái)執(zhí)行其它處理。
[0329]如圖19所示，可以在調(diào)度表STA中描述可以啟動(dòng)的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目。圖19中例示的調(diào)度表STA21、調(diào)度表STA22和調(diào)度表STA23示出了兩天的調(diào)度。通常，使用調(diào)度表STA21。在臺(tái)風(fēng)在第一天到達(dá)并且天氣在次日轉(zhuǎn)好的情況下，使用調(diào)度表STA22。在天氣是多云或下雨等情況下，使用調(diào)度表ST23。
[0330]將描述調(diào)度表STA21。在處理來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出(電壓V3)的三個(gè)轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100a、轉(zhuǎn)換單元200a和轉(zhuǎn)換單元300a)中，在調(diào)度表STA21中描述在每個(gè)時(shí)區(qū)中可以接通的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目。在處理來(lái)自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出(電壓V4)的三個(gè)轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100b、轉(zhuǎn)換單元200b和轉(zhuǎn)換單元300b)中，在調(diào)度表STA21中描述在每個(gè)時(shí)區(qū)中可以接通的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目。在處理來(lái)自生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出(電壓V5)的三個(gè)轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100c、轉(zhuǎn)換單元200C和轉(zhuǎn)換單元300c)中，在調(diào)度表STA21中描述在每個(gè)時(shí)區(qū)中可以接通的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目。
[0331]將描述調(diào)度表STA22。在臺(tái)風(fēng)經(jīng)過(guò)之前和之后，風(fēng)較強(qiáng)。因此，在調(diào)度表STA22中，將最大數(shù)目(例如3)設(shè)置為使得能夠使用盡可能多的對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備4的輸出(電壓V4)進(jìn)行處理的轉(zhuǎn)換單元。另外，在臺(tái)風(fēng)過(guò)去之后，將最大數(shù)目設(shè)置為使得能夠以與正常狀態(tài)相同的方式來(lái)使用對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的電壓(電壓V3)進(jìn)行處理的轉(zhuǎn)換單元。
[0332]將描述調(diào)度表STA23。在多云或下雨的日子，可以認(rèn)為太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備3的輸出(電壓V3)較低。因此，在處理來(lái)自生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備5的輸出(電壓V5)的三個(gè)轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換單元100c、轉(zhuǎn)換單元200C和轉(zhuǎn)換單元300c)中，將可以接通的轉(zhuǎn)換單元數(shù)目設(shè)置成兩個(gè)，使得可以使用電壓V5。
[0333]當(dāng)然，由調(diào)度表STA21、調(diào)度表STA22和調(diào)度表STA23指示的值是可以接通的轉(zhuǎn)換單元的最大數(shù)目，而實(shí)際上接通的轉(zhuǎn)換單元的數(shù)目不一定與最大數(shù)目一致。根據(jù)來(lái)自每個(gè)發(fā)電設(shè)備的輸出等適當(dāng)?shù)卮_定實(shí)際接通的轉(zhuǎn)換單元的數(shù)目。
[0334]盡管已經(jīng)根據(jù)第三實(shí)施例描述了轉(zhuǎn)換單元100以分時(shí)方式來(lái)獲取輸入電壓的值，但是實(shí)施例并不限于此。例如，如圖20所示，可以提供與每個(gè)控制單元CU連接的主控制器。主控制器由例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)形成。從個(gè)人計(jì)算機(jī)PC向每個(gè)控制單元CU的CPU(例如CPU 110,CPU 210和CPU 310)傳輸控制命令。每個(gè)控制單元⑶的CPU可以被配置為根據(jù)控制命令來(lái)獲取輸入電壓的值(通過(guò)預(yù)定轉(zhuǎn)換單元中包括的電壓傳感器獲取的值)，并且確定輸入電壓的值是否大于90V。
[0335][4.修改示例]
[0336]盡管上面已描述了本公開(kāi)的實(shí)施例，但是本公開(kāi)并不限于以上實(shí)施例，而是可以進(jìn)行各種修改。根據(jù)以上描述的多個(gè)實(shí)施例的配置、操作和值等僅是示例，并且本公開(kāi)的范圍并不限于例示的配置等。
[0337]本公開(kāi)不僅可以被實(shí)施為設(shè)備，而且還可以被實(shí)施為方法、程序和記錄介質(zhì)。
[0338]請(qǐng)注意:在不背離本公開(kāi)的技術(shù)精神和范圍的情況下，可以適當(dāng)?shù)貙?duì)根據(jù)實(shí)施例和修改示例的配置和操作進(jìn)行組合。在不背離本公開(kāi)的技術(shù)精神和范圍的情況下，可以改變例示的處理流程中的各個(gè)處理的順序。
[0339]本公開(kāi)可以適用于所謂的云系統(tǒng)，通過(guò)云系統(tǒng)，由以分布方式的多個(gè)設(shè)備來(lái)執(zhí)行例示處理。本公開(kāi)可以被實(shí)施為執(zhí)行例示處理的系統(tǒng)，并且可以被實(shí)施為執(zhí)行例示處理的至少一部分的設(shè)備。
[0340]本公開(kāi)還可以具有以下配置。
[0341](I) 一種控制系統(tǒng)，包括:
[0342]多個(gè)第一設(shè)備；以及
[0343]至少一個(gè)第二設(shè)備，至少一個(gè)第二設(shè)備連接至多個(gè)第一設(shè)備中的每一個(gè)，其中
[0344]第一設(shè)備包括多個(gè)轉(zhuǎn)換單元，多個(gè)轉(zhuǎn)換單元被配置為根據(jù)從發(fā)電設(shè)備提供的第一電壓的水平將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，
[0345]第二設(shè)備包括電力存儲(chǔ)單元和充電控制單元，充電控制單元被配置為對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制，
[0346]從多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換單元輸出的第二電壓被提供給第二設(shè)備，以及
[0347]充電控制單元根據(jù)第二電壓的波動(dòng)對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制。
[0348](2)根據(jù)(I)的控制系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)換單元以使得第二電壓在第一電壓增大的情況下增大的方式轉(zhuǎn)換第一電壓，并且轉(zhuǎn)換單元以使得第二電壓在第一電壓減小的情況下減小的方式轉(zhuǎn)換第一電壓。
[0349](3)根據(jù)(I)或(2)的控制系統(tǒng)，其中，充電控制單元在第二電壓增大的情況下使對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電速率增大，并且在第二電壓減小的情況下使對(duì)電力存儲(chǔ)單元的充電速率減小。
[0350](4)根據(jù)⑴至(3)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，不同的第一電壓被從不同的發(fā)電設(shè)備提供到多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的每一個(gè)。
[0351](5)根據(jù)⑴至(4)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，發(fā)電設(shè)備是太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備中的至少之一。
[0352](6)根據(jù)⑴至(5)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，第二設(shè)備以能夠拆除的方式附接到第一設(shè)備。
[0353](7)根據(jù)⑴至(6)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，第一電壓經(jīng)由預(yù)定線路被提供到第二設(shè)備。
[0354](8)根據(jù)(I)至(7)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)換單元包括被配置為獲取第一電壓的值的傳感器。
[0355](9)根據(jù)(I)至(8)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，充電控制單元包括被配置為獲取第二電壓的值的傳感器。
[0356](10)根據(jù)(I)至(9)中任一項(xiàng)的控制系統(tǒng)，其中，第一設(shè)備能夠與第二設(shè)備通信。
[0357]附圖標(biāo)記列表
[0358]1:系統(tǒng)
[0359]3:太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備
[0360]4:風(fēng)力發(fā)電設(shè)備
[0361]5:生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備
[0362]100a、100b、10c:轉(zhuǎn)換單元
[0363]101b、142b:電壓傳感器
[0364]140:充電控制單元
[0365]110、145、210、310:CPU
[0366]CU:控制單元
[0367]BU:電池單元
[0368]Ba:電池
[0369]V3、V4、V5、VlO:電壓
[0370]L10:電力線
[0371]STA:調(diào)度表
【權(quán)利要求】
1.一種控制系統(tǒng)，包括: 多個(gè)第一設(shè)備；以及 至少一個(gè)第二設(shè)備，所述至少一個(gè)第二設(shè)備連接至所述多個(gè)第一設(shè)備中的每一個(gè)，其中 所述第一設(shè)備包括多個(gè)轉(zhuǎn)換單元，所述多個(gè)轉(zhuǎn)換單元被配置為根據(jù)從發(fā)電設(shè)備提供的第一電壓的水平將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓， 所述第二設(shè)備包括電力存儲(chǔ)單元和充電控制單元，所述充電控制單元被配置為對(duì)所述電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制， 從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換單元輸出的所述第二電壓被提供給所述第二設(shè)備，以及 所述充電控制單元根據(jù)所述第二電壓的波動(dòng)對(duì)所述電力存儲(chǔ)單元的充電進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換單元以使得所述第二電壓在所述第一電壓增大的情況下增大的方式轉(zhuǎn)換所述第一電壓，并且所述轉(zhuǎn)換單元以使得所述第二電壓在所述第一電壓減小的情況下減小的方式轉(zhuǎn)換所述第一電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述充電控制單元在所述第二電壓增大的情況下使對(duì)所述電力存儲(chǔ)單元的充電速率增大，并且在所述第二電壓減小的情況下使對(duì)所述電力存儲(chǔ)單元的所述充電速率減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，不同的所述第一電壓被從不同的發(fā)電設(shè)備提供到所述多個(gè)轉(zhuǎn)換單元中的每一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電設(shè)備是太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備中的至少之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二設(shè)備以能夠拆除的方式附接到所述第一設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一電壓經(jīng)由預(yù)定線路被提供到所述第二設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換單元包括被配置為獲取所述第一電壓的值的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述充電控制單元包括被配置為獲取所述第二電壓的值的傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一設(shè)備能夠與所述第二設(shè)備通信。
【文檔編號(hào)】H02J7/10GK104303392SQ201380025458
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】石橋義人, 澤田淳一, 鐮田壘 申請(qǐng)人:索尼公司