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智慧電網催生 PV逆變器整合PLC成局

文‧王智弘 發布日期:2011/01/10 關鍵字:SolarPVInverterMPPTPiccoloMCUTI逆變器SMAEnphaseTigoSolarEdgePLC電力線通訊Smart GridViterbiDSP

為提升智慧電網(Smart Grid)電力監控彈性與能源轉換效率,包括Enphase Energy、SMA、SolarEdge與Tigo Energy等主要太陽能逆變器(Inverter)製造商已紛紛朝整合電力線通訊(PLC)控制功能的研發方向邁進,從而帶動可編程且具備高效能浮點運算能力的微控制器(MCU)需求增溫。  

德州儀器亞洲區市場開發經理陳俊宏指出,基於微控制器開發出的可編程方案可因應各種電力線通訊標準進行設計。
德州儀器(TI)亞洲區市場開發經理陳俊宏表示,隨著太陽能發電成本快速下滑,未來勢必成為智慧電網的重要一環,而為實現智慧電網精準、多樣的監控與管理,在太陽能逆變器中整合電力線通訊已是大勢所趨,可較採用射頻(RF)模組進行電力監控的設計方式更為簡便,布線也相對單純。因此,不少太陽能逆變器業者已著手在產品中整合電力線通訊功能,以簡化電力系統設計,同時提高管理效率。  

然而,目前太陽能逆變器開發商多半是採用額外購買電力線通訊模組的方式進行整合,成本仍舊偏高,加上目前市面上電力線通訊方案多為特定應用積體電路(ASIC),設計彈性不佳,因而讓可編程的高效能微控制器方案快速嶄露頭角。  

陳俊宏分析,電力線通訊技術已發展多年,近來受惠智慧電網的興起再度受到重視,並已逐漸成為未來各區域電網間相互串聯的主要骨幹網路技術。不過,由於現今電力線通訊的調變規格相當分歧,市場上沒有統一的主流標準,因此,若採用ASIC方案設計,僅能適用某種規格,應用彈性較為受限;而基於微控制器所開發而成的可編程方案,則可因應不同的電力線通訊調變規格進行設計,可擁有更大的開發彈性。  

值得注意的是,為了具備足夠執行電力線通訊調變的能力,以硬體方式實作數位訊號處理加速器的可編程微控制方案更是不二的設計選擇,尤其是電力線通訊調變/解調變常用的Viterbi演算法若能以硬體來實作,將可大幅減輕中央處理器(CPU)的運算負擔。  

陳俊宏透露,目前德州儀器Piccolo 2803x系列已可實現太陽能逆變器最大功率點追蹤(MPPT)功能,未來將再推出內建Viterbi硬體數位訊號處理加速器電路的高效能微控制器,以進一步在單一晶片中實現太陽能逆變器與電力線通訊整合的方案,同時降低元件成本與設計複雜度。

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