JP2001037101A - 系統連系用太陽光発電システムの制御装置 - Google Patents
系統連系用太陽光発電システムの制御装置Info
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- JP2001037101A JP2001037101A JP11205871A JP20587199A JP2001037101A JP 2001037101 A JP2001037101 A JP 2001037101A JP 11205871 A JP11205871 A JP 11205871A JP 20587199 A JP20587199 A JP 20587199A JP 2001037101 A JP2001037101 A JP 2001037101A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池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に、前記系統に急
激な電流や電力の変動を与えることのない系統連系用太
陽光発電システムの制御装置を提供する。 【解決手段】 太陽電池の出力電圧を目標電圧までラン
プ状に変化させることにより、太陽電池の最大電力動作
点を探索するように構成した。
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に、前記系統に急
激な電流や電力の変動を与えることのない系統連系用太
陽光発電システムの制御装置を提供する。 【解決手段】 太陽電池の出力電圧を目標電圧までラン
プ状に変化させることにより、太陽電池の最大電力動作
点を探索するように構成した。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２８】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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 ）。
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 ）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を説明するためのフローチャートである。
【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。
び電圧、電力の時間的推移を示す波形図である。
【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。
図である。
【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。
システムの構成を示すブロック図である。
【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。
作を説明するためのフローチャートである。
【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。
よび電圧、電力の時間的推移を示す波形図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【請求項１】 太陽電池の出力電圧を制御して太陽電池
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。 - 【請求項２】 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。 - 【請求項３】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20587199A JP3630589B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 系統連系用太陽光発電システムの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20587199A JP3630589B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 系統連系用太陽光発電システムの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001037101A true JP2001037101A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3630589B2 JP3630589B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=16514117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20587199A Expired - Fee Related JP3630589B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 系統連系用太陽光発電システムの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3630589B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073785A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | International Power Systems, Inc. | Converter/inverter controller |
| US6738692B2 (en) | 2001-06-25 | 2004-05-18 | Sustainable Energy Technologies | Modular, integrated power conversion and energy management system |
| WO2007087755A1 (fr) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Binxuan Yi | Système et procédé de suivi et de commande automatiques de cellules solaires |
| US7808125B1 (en) | 2006-07-31 | 2010-10-05 | Sustainable Energy Technologies | Scheme for operation of step wave power converter |
| US8031495B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-10-04 | Sustainable Energy Technologies | Prediction scheme for step wave power converter and inductive inverter topology |
| CN102856969A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-02 | 宁波南方新能源科技有限公司 | 一种太阳能光伏发电系统 |
| CN103412609A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-11-27 | 西安龙腾新能源科技发展有限公司 | 光伏并网逆变器的输出功率控制方法 |
| JP2014531096A (ja) * | 2011-10-28 | 2014-11-20 | エスエムエーソーラー テクノロジー アーゲー | 光起電力システムに向けた電圧コンバータのための追従方法および追従デバイス |
-
1999
- 1999-07-21 JP JP20587199A patent/JP3630589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073785A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | International Power Systems, Inc. | Converter/inverter controller |
| US6765315B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-07-20 | International Power Systems, Inc. | Bi-directional regulator/converter with buck/boost by fuzzy logic control |
| US6738692B2 (en) | 2001-06-25 | 2004-05-18 | Sustainable Energy Technologies | Modular, integrated power conversion and energy management system |
| WO2007087755A1 (fr) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Binxuan Yi | Système et procédé de suivi et de commande automatiques de cellules solaires |
| US7808125B1 (en) | 2006-07-31 | 2010-10-05 | Sustainable Energy Technologies | Scheme for operation of step wave power converter |
| US8026639B1 (en) | 2006-07-31 | 2011-09-27 | Sustainable Energy Technologies | Scheme for operation of step wave power converter |
| US8031495B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-10-04 | Sustainable Energy Technologies | Prediction scheme for step wave power converter and inductive inverter topology |
| JP2014531096A (ja) * | 2011-10-28 | 2014-11-20 | エスエムエーソーラー テクノロジー アーゲー | 光起電力システムに向けた電圧コンバータのための追従方法および追従デバイス |
| CN102856969A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-02 | 宁波南方新能源科技有限公司 | 一种太阳能光伏发电系统 |
| CN103412609A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-11-27 | 西安龙腾新能源科技发展有限公司 | 光伏并网逆变器的输出功率控制方法 |
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|---|---|
| JP3630589B2 (ja) | 2005-03-16 |
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