JP2001037101A - Control device of photovoltaic generation system for system connection - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の動作電
圧を制御して最大電力を出力させる太陽光発電システム
の制御装置において、特に電力変換装置としてのインバ
ータの出力電流や出力電力が急激に変動することのない
ように制御する手段を備えて構成した装置の改良に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device of a photovoltaic power generation system for outputting maximum power by controlling the operating voltage of a solar cell, and in particular, the output current and output power of an inverter as a power conversion device are rapidly increased. The present invention relates to an improvement of an apparatus provided with means for controlling so as not to fluctuate.
【0002】[0002]
【従来の技術】太陽電池の出力特性は日射量によって大
きく変化し、太陽の移動に伴って変化する日射量に応じ
て出力電力が最大となる動作点も移動する。そのため、
日射量に追従して太陽電池の出力電力が最大となるよう
に前記太陽電池に接続する変換装置としてのインバータ
やチョッパ等を制御する装置が種々存在する。2. Description of the Related Art The output characteristics of a solar cell vary greatly with the amount of solar radiation, and the operating point at which the output power becomes maximum also moves in accordance with the amount of solar radiation that changes as the sun moves. for that reason,
There are various devices that control an inverter, a chopper, or the like as a converter connected to the solar cell so that the output power of the solar cell is maximized following the amount of solar radiation.
【0003】図5は前記太陽電池が発電した直流電力を
インバータによって交流電力に変換して系統に供給する
系統連系用太陽光発電システムの一例を示しており、図
5において、1は太陽電池2と既存の電力系統3との連
系をとる直交変換器としてのインバータであり、4は前
記インバータ1の制御装置である。FIG. 5 shows an example of a system interconnection solar power generation system in which the DC power generated by the solar cell is converted into AC power by an inverter and supplied to the system. In FIG. 2 is an inverter as an orthogonal transformer for linking the existing power system 3 and 4 is a control device of the inverter 1.
【0004】つづいて、前記制御装置4の構成について
説明する。前記制御装置4は、太陽電池2の出力電圧V
dと出力電流Idから太陽電池2の動作電圧を決定する
直流電圧指令値Vdrを作成する最大電力制御部5と、
太陽電池2の出力電圧Vdが前記直流電圧指令値Vdr
と一致するように電流指令値Iarを作成する直流電圧
制御部6、および、インバータ1の出力電流IaがIa
rになるようにインバータ1を制御する交流電流制御部
7から構成されている。[0004] Next, the configuration of the control device 4 will be described. The control device 4 controls the output voltage V of the solar cell 2
a maximum power control unit 5 that generates a DC voltage command value Vdr that determines the operating voltage of the solar cell 2 from the d and the output current Id;
The output voltage Vd of the solar cell 2 is equal to the DC voltage command value Vdr.
DC voltage control unit 6 that creates current command value Iar so as to match with Ia, and that output current Ia of inverter 1 is Ia
It is composed of an AC current controller 7 for controlling the inverter 1 so as to be r.
【0005】そして、前記最大電力制御部5は図6に示
すフローチャートに従って時間T0秒毎に動作する。す
なわち、前記最大電力制御部5は、最初に、太陽電池2
の現在の出力電圧Vdと出力電流Idを計測する。そし
て、前記計測した太陽電池2の出力電圧Vdと出力電流
Idから現在の太陽電池2の出力電力Pdを演算する。The maximum power control unit 5 operates every time T0 seconds according to the flowchart shown in FIG. That is, the maximum power control unit 5 first
The current output voltage Vd and output current Id are measured. Then, the current output power Pd of the solar cell 2 is calculated from the measured output voltage Vd and output current Id of the solar cell 2.
【0006】つづいて、前記現在の出力電力Pdと過去
(T0秒前)に同様の手順により求めた出力電力Pd’
との大小比較をし、その結果、現在の出力電力Pdが過
去の出力電力Pd’未満である場合は、前記計測した太
陽電池2の現在の出力電圧Vdと過去の出力電圧Vd’
との大小比較をする。Subsequently, the current output power Pd and the output power Pd 'obtained by the same procedure in the past (T0 seconds before) are calculated.
If the current output power Pd is less than the past output power Pd ′, the measured current output voltage Vd of the solar cell 2 and the past output voltage Vd ′ are compared.
Make a comparison with the size.
【0007】そして、現在の出力電圧Vdが過去の出力
電圧Vd’未満であった場合は、現在の直流電圧指令値
Vdrから予め設定した電圧値ΔV分だけ直流電圧指令
値Vdrを増加させる。また、現在の出力電圧Vdが過
去の出力電圧Vd’以上であった場合は、前記直流電圧
指令値Vdrを予め設定した電圧値ΔV分だけ減少させ
る。When the current output voltage Vd is lower than the past output voltage Vd ', the DC voltage command value Vdr is increased from the current DC voltage command value Vdr by a predetermined voltage value ΔV. When the current output voltage Vd is equal to or higher than the past output voltage Vd ′, the DC voltage command value Vdr is reduced by a preset voltage value ΔV.
【0008】さらに、前記太陽電池2の現在の出力電力
Pdが過去の出力電力Pd’以上であった場合も前述し
た制御動作同様、現在の出力電圧Vdと過去の出力電圧
Vd’とを比較し、現在の出力電圧Vdが過去の出力電
圧Vd’以上であった場合は、直流電圧指令値Vdrを
予め設定した電圧値ΔV分だけ増加させ、現在の出力電
圧Vdが過去の出力電圧Vd’未満であった場合は、直
流電圧指令値Vdrを電圧値ΔV分だけ減少させる。Further, when the current output power Pd of the solar cell 2 is equal to or higher than the past output power Pd ', the current output voltage Vd is compared with the past output voltage Vd' as in the control operation described above. If the current output voltage Vd is equal to or higher than the past output voltage Vd ', the DC voltage command value Vdr is increased by the preset voltage value ΔV, and the current output voltage Vd is lower than the past output voltage Vd'. If, the DC voltage command value Vdr is reduced by the voltage value ΔV.
【0009】このようにして、前記直流電圧指令値Vd
rが時間T0秒毎に変更されると、図5に示す直流電圧
制御部6は、太陽電池2の出力電圧Vdが前記変更した
直流電圧指令値Vdrと同値になるような電流指令値I
arを作成し、交流電流制御部7に出力する。すると、
前記交流電流制御部7はインバータ1の出力電流Iaが
前記作成した電流指令値Iarと等しくなるように前記
インバータ1を制御する。In this manner, the DC voltage command value Vd
When r is changed every time T0 seconds, the DC voltage control unit 6 shown in FIG. 5 controls the current command value I so that the output voltage Vd of the solar cell 2 becomes the same value as the changed DC voltage command value Vdr.
ar is created and output to the AC current controller 7. Then
The AC current control unit 7 controls the inverter 1 so that the output current Ia of the inverter 1 becomes equal to the created current command value Iar.
【0010】これにより、図5に示す従来の系統連系用
太陽光発電システムでは、図7に示すように、太陽電池
2の出力電圧VdがT0秒毎に予め設定した電圧幅ΔV
だけステップ状に変化する。その結果、前記系統連系用
太陽光発電システムの出力電力Paは、前記出力電圧V
dの変化に追従して電力幅ΔPだけステップ状に変化す
る。但し、ここではインバータ1による電力損失は無視
している。As a result, in the conventional grid-connected solar power generation system shown in FIG. 5, as shown in FIG. 7, the output voltage Vd of the solar cell 2 is set to a predetermined voltage width ΔV every T0 seconds.
Only changes stepwise. As a result, the output power Pa of the grid-connected solar power generation system becomes the output voltage V
Following the change of d, it changes stepwise by the power width ΔP. However, the power loss due to the inverter 1 is ignored here.
【0011】また、このとき、一般的に系統3における
電圧は一定であることから、系統連系用太陽光発電シス
テムの出力電流Iaも電力幅ΔPに相当する分だけT0
秒毎にステップ状に変化する。At this time, since the voltage in the grid 3 is generally constant, the output current Ia of the photovoltaic power generation system for grid connection also has a value T0 corresponding to the power width ΔP.
It changes stepwise every second.
【0012】最後に、過去の出力電圧Vd’および出力
電力Pd’を現在の出力電圧Vdおよび出力電力Pdに
置換える。そして、時間T0秒経過後、再び図6のフロ
ーチャートに示す動作を行う。この動作を繰返し行うこ
とによって、図4に示した太陽電池2のP−V特性から
わかるように、太陽電池2の出力電力Pdが常に最大と
なる付近に制御されるのである。Finally, the past output voltage Vd 'and output power Pd' are replaced with the present output voltage Vd and output power Pd. After a lapse of time T0 seconds, the operation shown in the flowchart of FIG. 6 is performed again. By repeating this operation, as can be seen from the PV characteristics of the solar cell 2 shown in FIG. 4, the output power Pd of the solar cell 2 is controlled so as to be near the maximum.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
前記従来の系統連系用太陽光発電システムは、太陽電池
2の出力電力Pdが最大となる動作点近傍で前記太陽電
池2を動作させることはできるが、太陽電池2の最大電
力動作点を探索する際、前記系統連系用太陽光発電シス
テムの出力電力Paや出力電流Iaはステップ状に変動
する。このため、このステップ状の変動が系統に接続さ
れる機器に好ましくない影響を与え、特に系統が商用の
場合、電力の急激な変動は電力品質の面でも好ましくな
いといった問題があった。As described above,
The conventional grid-connected solar power generation system can operate the solar cell 2 in the vicinity of the operating point where the output power Pd of the solar cell 2 is maximum, but searches for the maximum power operating point of the solar cell 2. At this time, the output power Pa and the output current Ia of the grid-connected solar power generation system fluctuate stepwise. For this reason, there is a problem that this step-like variation has an undesired effect on devices connected to the system, and particularly when the system is commercial, a sudden change in power is not preferable in terms of power quality.
【0014】そこで前記問題点を解決するために、例え
ば、太陽電池2の出力電圧Vdの変化幅ΔVを小さくす
ることにより、前記出力電力Paおよび出力電流Iaの
変動を小さくして、系統に接続された機器への影響を抑
制するようにしたとする。しかし、この場合、電力の変
化速度が小さくなるため、必然的に最大電力動作点に達
するまでの時間が長くなり、太陽電池2の発電効率が低
下してしまう。In order to solve the above-mentioned problem, for example, by reducing the variation width ΔV of the output voltage Vd of the solar cell 2, the fluctuations of the output power Pa and the output current Ia are reduced, and the connection to the grid is made. It is assumed that the influence on the equipment is suppressed. However, in this case, the rate of change of the power decreases, so that the time required to reach the maximum power operating point is inevitably increased, and the power generation efficiency of the solar cell 2 is reduced.
【0015】また、前記太陽電池2は日射量をパラメー
タとした場合、前記日射量の増大にしたがって前記出力
電力Paおよび出力電流Iaの変動分の変動は増大す
る。このため、日射量の増加に伴う出力電力Paおよび
出力電流Iaの増加は、系統に接続された機器に一層好
ましくない影響を与えることとなり、電力品質を低下さ
せることとなる。When the amount of solar radiation is used as a parameter of the solar cell 2, the fluctuations of the output power Pa and the output current Ia increase as the solar radiation increases. For this reason, the increase in the output power Pa and the output current Ia accompanying the increase in the amount of solar radiation has a more unfavorable effect on the devices connected to the system, and lowers the power quality.
【0016】本発明は前記問題点を解決するようにした
ものであり、太陽電池2の発電電力を系統に供給する系
統連系用太陽光発電システムにおいて、太陽電池を最大
電力動作点で動作させるように制御する際、系統に急激
な電流や電力の変動を与えることなく、前記太陽電池の
最大電力動作点を探索することのできる系統連系用太陽
光発電システムの制御装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. In a photovoltaic power generation system for system interconnection that supplies power generated by a solar cell 2 to a system, the solar cell is operated at a maximum power operating point. In such a control, it is possible to provide a control device for a grid-connected solar power generation system capable of searching for a maximum power operating point of the solar cell without giving a sudden change in current or power to the grid. Aim.
【0017】[0017]
【問題を解決するための手段】請求項1記載の系統連系
用太陽光発電システムの制御装置は、太陽電池の出力電
圧を所望の電圧までランプ状に変化させる手段を備えて
構成したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control system for a photovoltaic power generation system for grid connection, comprising a means for changing the output voltage of a solar cell to a desired voltage in a ramp shape. Features.
【0018】請求項2記載の系統連系用太陽光発電シス
テムの制御装置は、太陽電池の出力電圧を所望の電圧ま
でランプ状に変化させる手段において、太陽電池の出力
電圧をランプ状に変化させた後、その電圧を一定時間維
持した状態で、太陽電池の出力電圧と出力電力の所定時
間内の平均値を演算し、この平均値を利用して太陽電池
の出力電力が最大となる動作点を探索するようにしたこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for a grid-connected photovoltaic power generation system, wherein the means for changing the output voltage of the solar cell to a desired voltage in a ramp shape changes the output voltage of the solar cell in a ramp shape. After that, while maintaining the voltage for a certain period of time, the average value of the output voltage and output power of the solar cell within a predetermined time is calculated, and the operating point at which the output power of the solar cell becomes maximum using the average value. Is searched for.
【0019】請求項3記載の系統連系用太陽光発電シス
テムの制御装置は、太陽電池の出力電圧を所望の電圧ま
でランプ状に変化させる手段において、演算した太陽電
池の出力電圧および出力電力の所定時間内の平均値と、
既定時間前に同様に演算した太陽電池の出力電圧と出力
電力の所定時間内の平均値との大小比較によって、前記
太陽電池の出力電力が最大となる動作点を探索するよう
にしたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for a grid-connected photovoltaic power generation system, wherein the means for changing the output voltage of the solar cell to a desired voltage in the form of a ramp is provided. Average value within a predetermined time,
A comparison is made between the output voltage of the solar cell and the average value of the output power within a predetermined period of time calculated in the same manner before the predetermined time, thereby searching for an operating point at which the output power of the solar cell is maximum. And
【0020】本発明は、太陽電池の出力電圧をランプ状
に変化させて太陽電池の出力電力が最大となる動作点を
探索するように構成したので、系統に悪影響を及ぼす電
流および電力の急激な変動を確実に防止することがで
き、電力品質の低下を未然に阻止することができる。According to the present invention, the operating voltage at which the output power of the solar cell is maximized is searched by changing the output voltage of the solar cell in a ramp shape. Fluctuations can be reliably prevented, and a decrease in power quality can be prevented.
【0021】また本発明は、太陽電池の出力電圧および
出力電力の平均値を計算する際、前記出力電圧を一定時
間維持するように構成したので、系統に供給される電流
や電力の変動を一層緩和することができる。Further, according to the present invention, when the average value of the output voltage and the output power of the solar cell is calculated, the output voltage is maintained for a certain period of time. Can be eased.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図4により説明する。なお、図1において図5と
同一部品は同一符号を付して簡単に説明する。図1は本
発明の実施の一形態である制御装置を備えた系統連系用
太陽光発電システムの構成を示すものであり、図2は本
発明の制御装置を構成する後述する最大電力制御部の動
作アルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the same components as those in FIG. FIG. 1 shows a configuration of a grid interconnection photovoltaic power generation system including a control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a maximum power control unit (to be described later) configuring a control device of the present invention. 6 is a flowchart showing the operation algorithm of FIG.
【0023】図3は太陽電池2の出力電圧Vd,出力電
流Id,出力電力Pdとインバータ1が系統3に供給す
る交流出力電流Ia,交流出力電力Paの時間的変化を
示す波形図であり、図4は前記太陽電池2のI−V特性
およびP−V特性を示す特性図である。なお、ここでも
インバータ1による電力損失は無視している。FIG. 3 is a waveform diagram showing temporal changes in the output voltage Vd, output current Id, output power Pd of the solar cell 2 and the AC output current Ia and AC output power Pa supplied to the system 3 by the inverter 1. FIG. 4 is a characteristic diagram showing an IV characteristic and a PV characteristic of the solar cell 2. Here, the power loss due to the inverter 1 is also ignored.
【0024】最初に図1に示す系統連系用太陽光発電シ
ステムの構成について説明する。図1において、1は直
交変換器としてのインバータであり、2は太陽電池、3
は電力系統、4aはインバータ1の制御装置を示してい
る。前記制御装置4aは、Δt秒毎に計測した太陽電池
2の出力電圧Vdと出力電流Idから図2のフローチャ
ートにしたがって、太陽電池2の動作電圧を決定する直
流電圧指令値Vdrを作成する最大電力制御部5aと、
太陽電池2の出力電圧Vdが前記作成した直流電圧指令
値Vdrと同値となるように電流指令値Iarを作成す
る直流電圧制御部6、および、インバータ1の出力電流
Iaが前記電流指令値Iarと等しくなるようにインバ
ータ1を制御する交流電流制御部7から構成されてい
る。First, the configuration of the grid-connected solar power generation system shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, 1 is an inverter as an orthogonal transformer, 2 is a solar cell, 3
Denotes a power system, and 4a denotes a control device of the inverter 1. The control device 4a generates a DC voltage command value Vdr for determining an operation voltage of the solar cell 2 from the output voltage Vd and the output current Id of the solar cell 2 measured every Δt seconds according to the flowchart of FIG. A control unit 5a;
A DC voltage controller 6 that creates a current command value Iar so that the output voltage Vd of the solar cell 2 is the same as the created DC voltage command value Vdr, and the output current Ia of the inverter 1 is equal to the current command value Iar. It comprises an AC current control unit 7 for controlling the inverter 1 so as to be equal.
【0025】つづいて、前記制御装置4aの動作につい
て説明する。なお、図2に示す一連の動作S1 〜S10は
Δt秒毎に繰返し行われるものであり、そのうち、太陽
電池2の出力電力Pdを最大にする出力電圧Vdの判定
動作S3 〜S7 はT0秒毎に行われる。Next, the operation of the control device 4a will be described. Note that the series of operations S 1 to S 10 shown in FIG. 2 are repeatedly performed every Δt seconds, and among them, the determination operations S 3 to S 7 of the output voltage Vd that maximize the output power Pd of the solar cell 2. Is performed every T0 seconds.
【0026】まず最初に、図1に示す最大電力制御部5
aは図2(a)のS1 において、図示しないタイマのカ
ウント値TをΔt秒分増加させ、つづいて、S2 におい
てタイマのカウント値TがT0秒以上になったか否かの
判定を行う。その結果、T0秒未満の場合は、同図
(b)に示すS8 に移行して、それ以降の動作を行う。First, the maximum power control unit 5 shown in FIG.
a in S 1 in FIG. 2 (a), the count value T of the timer (not shown) to increase Δt seconds minute, subsequently makes a determination in S 2 count value T of the timer is whether it is above T0 seconds . As a result, if it is less than T0 seconds, the process proceeds to S 8 shown in FIG. (B), performing a subsequent operation.
【0027】前記S8 において、タイマのカウント値T
がT1秒以下(T≦T1)であった場合(当然、T<T
0)は、S9 に移行して、直流電圧指令値Vdrを以下
の計算式より作成する。[0027] In the S 8, the count of the timer value T
Is less than T1 seconds (T ≦ T1) (of course, T <T
0), the process proceeds to S 9, created from the following formula DC voltage command value Vdr.
【0028】[0028]
【数1】 (Equation 1)
【0029】なお、前記〔数1〕においてVdr0は、
直流電圧指令値Vdrをランプ状に変化させる際の開始
値であり、ΔVrは図2(a)に示すS6aまたはS6bに
て設定される直流電流指令値Vdrの変化分である。In the above [Equation 1], Vdr0 is
DC is the voltage command value start value when changing in a ramp shape to Vdr,? Vr is the change in the DC current command value Vdr that is set at S 6a or S 6b shown in FIG. 2 (a).
【0030】S8 において、タイマのカウント値Tを判
定した結果、前記カウント値TがT1<T<T0の範囲
内にある場合は、直流電圧指令値VdrをVdr0+Δ
Vrに維持する。[0030] In S 8, a result of determining the count value T of the timer, if the count value T is in the range of T1 <T <T0, the DC voltage command value Vdr Vdr0 + Δ
Maintain Vr.
【0031】また、前記タイマのカウント値TがT0−
T3≦T<T0の範囲内にあるときは、S10に移行し
て、太陽電池2の出力電圧Vdと出力電力Pdの平均値
Vave,Pave を求める。そして、Δt秒経過後、図1
に示す最大電力制御部5aは、図2(a)に示すS1 ま
で戻り、それ以降の動作を繰返し実行する。When the count value T of the timer is T0-
When in the range of T3 ≦ T <T0, the process proceeds to S 10, the average value V ave of the output power Pd and the output voltage Vd of the solar cell 2 to determine the P ave. After elapse of Δt seconds, FIG.
The maximum power control unit 5a shown, the process returns to S 1 shown in FIG. 2 (a), repeatedly executes the subsequent operations.
【0032】つまり、前記制御装置4aの最大電力制御
部5aは、太陽電池2の出力電圧Vdをランプ状に変化
させる直流電圧指令値Vdrの作成(演算動作S9 )を
T1秒間行い、その後、直流電圧指令値VdrをT2
(=T0−T1)秒間一定に維持した状態で、太陽電池
2の出力電圧Vdと出力電力PdのT3秒間の平均値V
ave ,Pave を求める(S10)のである(図3(a)参
照)。That is, the maximum power control of the controller 4a
The unit 5a changes the output voltage Vd of the solar cell 2 into a ramp shape.
Of the DC voltage command value Vdr to be performed (the operation S9 )
T1 second, and then the DC voltage command value Vdr is changed to T2
(= T0-T1) The solar cell is maintained at a constant level for seconds.
2 of the output voltage Vd and the average value V of the output power Pd for T3 seconds
ave , Pave (STen(See FIG. 3A)
See).
【0033】なお、前述した時間T0〜T3の間には、
それぞれT0=T1+T2,T3<T2の関係があり、
ΔtはT0〜T3と比較して十分小さい値である。In the meantime, during the time T0 to T3,
T0 = T1 + T2, T3 <T2, respectively.
Δt is a value sufficiently smaller than T0 to T3.
【0034】タイマのカウント値TがT0秒以上の場
合、図2(a)に示すS3 において、前記カウント値T
を0にリセットし、つづいて、同図(b)のS10にて計
算した太陽電池2の出力電力平均値Pave が、過去(T
0秒前)に計算した出力電力平均値Pave ’と比べて増
加しているか否かを判定する(S4 )。[0034] When the count value T of the timer is equal to or higher than T0 seconds, in S 3 shown in FIG. 2 (a), the count value T
The reset to 0, followed by the output electric power mean value P ave of the solar cell 2 calculated in S 10 of FIG. (B) is the past (T
It is determined whether the output power has increased compared to the output power average value P ave ′ calculated before (0 seconds before) (S 4 ).
【0035】その結果、現在の出力電力平均値Pave
が、過去の出力電力平均値Pave ’以上であった場合
は、S5aに移行して、現在の出力電圧平均値Vave が過
去の出力電圧平均値Vave ’(T0秒前にS10で計算し
た値)と比較して増加しているかどうかを判定する。As a result, the current output power average value P ave
But 'the case of equal to or more than, the process proceeds to S 5a, the present output voltage average value V ave output voltage average value V ave of the past' past output power mean value P ave S 10 to (T0 seconds ago Is determined by comparing with the value calculated in (1).
【0036】そして、現在の出力電圧平均値Vave が過
去の出力電圧平均値Vave ’以上である場合は、S6aに
移行して、時間T1秒の間に増加させる直流電圧指令値
Vdrの変化分ΔVrを、予め設定したΔVにする。If the current output voltage average value V ave is equal to or greater than the past output voltage average value V ave ′, the flow shifts to S6a, where the DC voltage command value Vdr is increased during the time T1 second. The variation ΔVr is set to a preset ΔV.
【0037】また、前記S5aにおいて、現在の出力電圧
平均値Vave が過去の出力電圧平均値Vave ’未満であ
った場合は、S6bに移行して、T1秒間に減少させる直
流電圧指令値Vdrの変化分ΔVrを予め設定した−Δ
Vにする。Further, in the S 5a, if the current output voltage average value V ave is less than the past output voltage average value V ave ', the process proceeds to S 6b, DC voltage decreases command to T1 seconds The change ΔVr of the value Vdr is set in advance to −Δ
V.
【0038】さらに、前記S4 において現在の出力電力
平均値Pave が過去の出力電力平均値Pave ’未満であ
る場合は、S5bに移行して、現在の出力電圧平均値V
ave と過去の出力電圧平均値Vave ’との大小を比較
し、その結果、現在の出力電圧平均値Vave が過去の出
力電圧平均値Vave ’以上である場合は、S6bに移行し
て、T1秒間に減少させる直流電圧指令値Vdrの変化
分ΔVrを−ΔVに設定する。[0038] In addition, the when the current output power average value P ave at S 4 is a past output power mean value less than P ave ', the process proceeds to S 5b, the current output voltage average value V
ave and the past output voltage average value V ave ′ are compared. As a result, if the current output voltage average value V ave is greater than or equal to the past output voltage average value V ave ′, the process proceeds to S6b. Then, the change ΔVr of the DC voltage command value Vdr that is reduced in T1 seconds is set to −ΔV.
【0039】また、前記S5bにおいて、現在の出力電圧
平均値Vave が過去の出力電圧平均値Vave ’未満であ
る場合は、S6aに移行して、T1秒間に増加させる直流
電圧指令値Vdrの変化分ΔVrをΔVにする。Further, in the S 5b, if the current output voltage average value V ave is less than the past output voltage average value V ave ', the process proceeds to S 6a, DC voltage command value is increased to T1 seconds The change amount ΔVr of Vdr is set to ΔV.
【0040】このようにして、直流電圧指令値Vdrの
変化分ΔVrを予め設定したΔVもしくは−ΔVにする
ことによって、前記直流電圧指令値VdrはT1秒間に
ΔVまたは−ΔV分ランプ状に変化することとなる
(〔数1〕参照)。In this way, by setting the variation ΔVr of the DC voltage command value Vdr to a predetermined ΔV or −ΔV, the DC voltage command value Vdr changes in a ramp shape by ΔV or −ΔV in T1 seconds. (See [Equation 1]).
【0041】そして、図1に示す直流電圧制御部6は、
前記太陽電池2の出力電圧Vdが、Δt秒毎に設定され
る電圧指令値Vdrになるように電流指令値Iarを作
成し、つづいて、交流電流制御部7はインバータ1の出
力電流Iaが直流電圧制御部6にて作成した電流指令値
Iarと同値となるようにインバータ1を制御する。The DC voltage controller 6 shown in FIG.
The current command value Iar is created so that the output voltage Vd of the solar cell 2 becomes the voltage command value Vdr set every Δt seconds. Subsequently, the AC current control unit 7 sets the output current Ia of the inverter 1 to DC. The inverter 1 is controlled so as to have the same value as the current command value Iar created by the voltage controller 6.
【0042】その後、図2(a)に示すS7 において、
直流電圧指令値Vdrの初期値Vdr0と、過去の出力
電圧平均値Vave ’および出力電力平均値Pave ’を、
前記S9 およびS10(図2(b)参照)で求めた直流電
圧指令値Vdrの最終値Vdr0+ΔVrと現在の出力
電圧平均値Vave および出力電力平均値Pave にそれぞ
れ変更する。[0042] Subsequently, in S 7 shown in FIG. 2 (a),
The initial value Vdr0 of the DC voltage command value Vdr, the past output voltage average value V ave 'and the output power average value P ave '
Change to each of the S 9 and S 10 (see FIG. 2 (b)) at the final value Vdr0 + ΔVr and the current output voltage average value V ave and the output electric power mean value P ave of the DC voltage command value Vdr obtained.
【0043】以上のルーチン(図2のフローチャート)
をΔt秒毎に繰返すことにより、太陽電池2の出力電圧
Vdは図3に示すように、時間tの経過とともに予め設
定した電圧値ΔV分ずつランプ状に増減を繰返すことと
なる。このとき、前記太陽電池2の出力電流Idと出力
電力Pdも前記太陽電池2の出力電圧Vdの増減に追従
してランプ状に変動する。The above routine (flow chart in FIG. 2)
Is repeated every Δt seconds, the output voltage Vd of the solar cell 2 is repeatedly increased and decreased in a ramp shape by a preset voltage value ΔV as time t elapses, as shown in FIG. At this time, the output current Id and the output power Pd of the solar cell 2 also fluctuate in a ramp shape following the increase and decrease of the output voltage Vd of the solar cell 2.
【0044】以上のように前記太陽電池2の出力電圧V
dを増減させると、図4の矢印で示すように、太陽電池
2の動作点は出力電力Pdが増加する方向に移動してい
く。As described above, the output voltage V of the solar cell 2
When d is increased or decreased, the operating point of the solar cell 2 moves in the direction in which the output power Pd increases, as indicated by the arrow in FIG.
【0045】そして、前記出力電力Pdが最大となる動
作点に近づいていき、最大電力動作点近傍になると、太
陽電池2の出力電圧Vdは、最大電力動作点近傍の一点
を中心に±ΔVの電圧幅で増減を繰返すことになる(図
4参照)。Then, as the output power Pd approaches the operating point where the output power Pd becomes maximum, and approaches the maximum power operating point, the output voltage Vd of the solar cell 2 becomes ± ΔV around one point near the maximum power operating point. The increase and decrease are repeated with the voltage width (see FIG. 4).
【0046】このとき、系統連系用太陽光発電システム
の出力電流Iaや出力電力Pa、太陽電池2の出力電圧
Vdや出力電流Id,出力電力Pdは、時間tとともに
図3に示すように推移していく。At this time, the output current Ia and output power Pa of the photovoltaic power generation system for grid connection, and the output voltage Vd, output current Id, and output power Pd of the solar cell 2 change with time t as shown in FIG. I will do it.
【0047】以上説明したように、本発明の系統連系用
太陽光発電システムの制御装置は、太陽電池2の出力電
圧Vdを変化させて、前記太陽電池2の出力電力Pdが
最大となる動作点を探索する際に、前記太陽電池2の出
力電圧Vdをステップ状に変化させるのではなく、ΔV
r/T1の傾きでランプ状に変化させる。これにより、
系統に接続された機器に急激な電力変動を与えることは
なく、電力品質を低下させることもない。As described above, the control device of the photovoltaic power generation system for system interconnection of the present invention changes the output voltage Vd of the solar cell 2 so that the output power Pd of the solar cell 2 becomes maximum. When searching for a point, instead of changing the output voltage Vd of the solar cell 2 stepwise, ΔV
It is changed in a ramp shape at a slope of r / T1. This allows
It does not cause sudden power fluctuations to the devices connected to the grid and does not lower the power quality.
【0048】また、本発明の系統連系用太陽光発電シス
テムの制御装置は、直流電圧指令値Vdrをランプ状に
変化させた後、その値を一定時間維持するように構成し
たので、系統に供給する電流や電力の変動をより緩和さ
せることができ、電力系統に急激な電力変動や電流変動
を与えて、前記系統に接続される機器に好ましくない影
響を及ぼすことを確実に防止することができる。Further, the control device of the photovoltaic power generation system for system interconnection according to the present invention is configured such that the DC voltage command value Vdr is changed into a ramp shape and then maintained for a certain period of time. Fluctuations in the supplied current and power can be further reduced, and abrupt power fluctuations and current fluctuations are given to the power system to reliably prevent undesirable effects on devices connected to the system. it can.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明の系統連系用太陽光発電システム
の制御装置は、太陽電池の出力電圧を任意に設定可能な
所定の電圧幅でランプ状に変化させていくことにより、
前記太陽電池の出力電力が最大となる動作点を探索する
ように構成したので、本システムが電力系統に供給する
電流や電力の変動を緩々とすることができ、前記系統上
に接続される各種機器に悪影響が及ぶことを未然に阻止
することができるため、非常に便利である。The control device of the photovoltaic power generation system for system interconnection of the present invention changes the output voltage of the solar cell in a ramp shape at a predetermined voltage width which can be set arbitrarily.
Since the system is configured to search for an operating point at which the output power of the solar cell is maximized, the present system can moderate the fluctuation of the current and power supplied to the power system, and various types connected to the system can be configured. This is very convenient because it is possible to prevent the device from being adversely affected.
【0050】また、本発明の系統連系用太陽光発電シス
テムの制御装置は、太陽電池の出力電圧をランプ状に変
化させた後、一定時間その電圧を維持した状態で、太陽
電池の出力電圧および出力電力の平均値を演算するよう
に構成したので、系統に供給する電流や電力の変動をよ
り緩やかにすることができ、系統の電力品質の低下を招
くこともない。Further, the control device of the photovoltaic power generation system for grid connection of the present invention changes the output voltage of the solar cell in a ramp-like manner and then maintains the output voltage of the solar cell for a certain period of time. In addition, since the average value of the output power is calculated, the fluctuation of the current and the power supplied to the system can be made gentler, and the power quality of the system does not deteriorate.
【図1】本発明の一実施例に係る制御装置を備えた系統
連系用太陽光発電システムの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a grid-connected solar power generation system including a control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】前記制御装置を構成する最大電力制御部の動作
を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation of a maximum power control unit constituting the control device.
【図3】前記系統連系用太陽光発電システムの電流およ
び電圧、電力の時間的推移を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing temporal changes in current, voltage, and power of the grid-connected solar power generation system.
【図4】太陽電池のI−V特性とP−V特性を示す特性
図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an IV characteristic and a PV characteristic of a solar cell.
【図5】従来の制御装置を備えた系統連系用太陽光発電
システムの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a grid-connected solar power generation system including a conventional control device.
【図6】従来の制御装置を構成する最大電力制御部の動
作を説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation of a maximum power control unit included in a conventional control device.
【図7】従来の系統連系用太陽光発電システムの電流お
よび電圧、電力の時間的推移を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing temporal changes in current, voltage, and power of a conventional photovoltaic power generation system for grid connection.
1 インバータ 2 太陽電池 3 電力系統 4,4a 制御装置 5,5a 最大電力制御部 6 直流電圧制御部 7 交流電流制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter 2 Solar cell 3 Power system 4, 4a Control device 5, 5a Maximum power control part 6 DC voltage control part 7 AC current control part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻本 賢次 愛知県春日井市愛知町1番地 愛知電機株 式会社内 Fターム(参考) 5F051 BA17 KA03 5G003 AA06 CA01 CA11 CC02 GB06 5H007 BB05 BB07 DB07 DC02 DC05 5H420 BB14 CC03 DD03 EB25 EB39 FF03 FF04 FF22 FF25 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Tsujimoto 1 Aichi-cho, Kasugai-shi, Aichi F-term in Aichi Electric Co., Ltd. CC03 DD03 EB25 EB39 FF03 FF04 FF22 FF25
Claims (3)
の出力電力を最大とする制御装置において、前記太陽電
池の出力電圧を所望の電圧までランプ状に変化させる手
段を備えて構成したことを特徴とする系統連系用太陽光
発電システムの制御装置。1. A control device for controlling the output voltage of a solar cell to maximize the output power of the solar cell, comprising a means for changing the output voltage of the solar cell to a desired voltage in a ramp shape. A control device for a photovoltaic power generation system for interconnection to a grid.
でランプ状に変化させる手段は、太陽電池の出力電圧を
ランプ状に変化させた後、その電圧を一定時間維持した
状態で、太陽電池の出力電圧と出力電力の所定時間内の
平均値を演算し、その平均値を利用して太陽電池の出力
電力が最大となる動作点を探索するようにしたことを特
徴とする請求項1記載の系統連系用太陽光発電システム
の制御装置。2. The means for changing the output voltage of the solar cell to a desired voltage in a ramp form, comprising: changing the output voltage of the solar cell to a ramp form; 2. An average value of the output voltage and output power of the photovoltaic device within a predetermined time is calculated, and the operating point at which the output power of the solar cell is maximized is searched using the average value. Control system for grid-connected photovoltaic power generation system.
でランプ状に変化させる手段は、演算した太陽電池の出
力電圧および出力電力の所定時間内の平均値と、既定時
間前に同様に演算した太陽電池の出力電圧と出力電力の
所定時間内の平均値との大小比較によって、前記太陽電
池の出力電力が最大となる動作点を探索するようにした
ことを特徴とする請求項2記載の系統連系用太陽光発電
システムの制御装置。3. The means for changing the output voltage of the solar cell to a desired voltage in a ramp-like manner includes calculating the average value of the calculated output voltage and output power of the solar cell within a predetermined time, and calculating the average value before a predetermined time. The operating point at which the output power of the solar cell is maximized is searched for by comparing the output voltage of the solar cell and the average value of the output power within a predetermined time. Control device for photovoltaic power generation system for grid connection.
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