JP2007133765A - Inverter device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly construct a power supply system including an inverter device and a direct current power source. <P>SOLUTION: The inverter device 2 is provided with an inverter part 9 for inverting direct current power outputted from at least any of solar battery modules 1a to 1c into alternating current power and supplying the alternating current power to a commercial power system 15 and a control part 11 for determining a connection relation between the solar battery modules 1a to 1c and the inverter part 9 on the basis of output characteristics of the solar battery modules 1a to 1c. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータ装置に関し、特に、複数個の直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ装置に関する。   The present invention relates to an inverter device, and more particularly to an inverter device that converts DC power output from a plurality of DC power supplies into AC power and supplies the AC power to a load.

図７は、直流電力源をたとえば太陽電池とした太陽光発電装置における従来のインバータ装置を示す図である。同図を参照して、太陽電池モジュール１０１から出力される直流電力は、インバータ装置１０２によって交流電力に変換され、負荷または商用電力系統に供給される。   FIG. 7 is a diagram showing a conventional inverter device in a solar power generation device in which a DC power source is a solar cell, for example. Referring to the figure, DC power output from solar cell module 101 is converted into AC power by inverter device 102 and supplied to a load or a commercial power system.

インバータ装置１０２において、太陽電池モジュール１０１から出力される直流電力は、直流-直流変換器１０３に入力される。直流-直流変換器１０３で昇圧された直流電力は、インバータ部１０４によって交流電力に変換され、保護リレー１０７、連系リレー１０８を介して出力端子である交流コンセント用のプラグを通じて出力される。   In the inverter device 102, the DC power output from the solar cell module 101 is input to the DC-DC converter 103. The DC power boosted by the DC-DC converter 103 is converted into AC power by the inverter unit 104, and is output through the protective relay 107 and the interconnection relay 108 through an AC outlet plug as an output terminal.

また、インバータ部１０４は、ダイオードが逆並列された４個のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、またはＦＥＴ（Field-Effect Transistor）等のスイッチング素子がフルブリッジ接続されたものが一般的である。   The inverter unit 104 is generally one in which switching elements such as four IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) or FETs (Field-Effect Transistors) in which diodes are antiparallel are connected in a full bridge.

インバータ部１０４の出力には、リアクトルおよびコンデンサを含むフィルタ１０５が接続される。   A filter 105 including a reactor and a capacitor is connected to the output of the inverter unit 104.

ここで、商用電力系統が１００Ｖ系である場合、商用電力系統のピーク電圧値は約１４１Ｖとなるため、直流-直流変換器１０３によって、太陽電池モジュール１０１の出力電圧をたとえば１８０Ｖ以上まで昇圧させる必要がある。   Here, since the peak voltage value of the commercial power system is about 141 V when the commercial power system is a 100 V system, the DC-DC converter 103 needs to boost the output voltage of the solar cell module 101 to, for example, 180 V or more. There is.

直流-直流変換器１０３によって昇圧された直流電圧は、インバータ部１０４および制御部１０６によってパルス幅変調されて高周波パルスに変換される。   The DC voltage boosted by the DC-DC converter 103 is subjected to pulse width modulation by the inverter unit 104 and the control unit 106 to be converted into a high-frequency pulse.

高周波パルスは、フィルタ１０５によって平滑化されて正弦波電流となり、交流電力として、たとえば家庭用コンセントを介して家電製品等の家庭内の負荷に供給され、また、商用電力系統１１０に供給される。   The high-frequency pulse is smoothed by the filter 105 to become a sine wave current, supplied as AC power to a load in the home such as a home appliance via a household outlet, and also to the commercial power system 110.

インバータ装置１０２は、太陽電池モジュール１０１から出力される直流電力が負荷の消費電力よりも少ない場合には不足分の電力を商用電力系統から受電し、また、負荷の消費電力よりも大きい場合には余剰電力を商用電力系統へ逆潮流する。   When the DC power output from the solar cell module 101 is less than the power consumption of the load, the inverter device 102 receives the insufficient power from the commercial power system, and when the DC power output from the solar cell module 101 is larger than the power consumption of the load. Reverse flow of surplus power to the commercial power system.

また、インバータ装置１０２は、商用電力系統が停電し、非常用電源として太陽電池モジュール１０１を使用する場合、または独立電源として負荷に電力を供給する場合には、自立リレー１１１および自立負荷用のコンセント１１２を用いて自立運転を行なう。   Further, when the commercial power system fails and the solar cell module 101 is used as an emergency power source or when power is supplied to a load as an independent power source, the inverter device 102 is provided with a self-supporting relay 111 and a power outlet for the self-supporting load. 112 is used for self-sustained operation.

このようなインバータ装置の一例として、特許文献１には以下のようなインバータ装置が開示されている。すなわち、複数の太陽電池モジュールを電力源とする太陽光発電用電力変換装置において、各太陽電池モジュールごとに最大電力追従を行う昇圧チョッパおよび波形成形部等のＤＣ／ＤＣコンバータを設け、各太陽電池モジュールより最大電力を導出し、その後まとめてインバータおよびＤＣ／ＡＣコンバータ３６等で交流出力に変換する。
特開平１１−３１８０４２号公報 As an example of such an inverter device, Patent Document 1 discloses the following inverter device. That is, in a power conversion apparatus for photovoltaic power generation using a plurality of solar cell modules as power sources, each solar cell module is provided with a DC / DC converter such as a step-up chopper and a waveform shaping unit that performs maximum power tracking for each solar cell module. The maximum power is derived from the module, and then collectively converted into an AC output by the inverter and the DC / AC converter 36 or the like.
JP 11-318042 A

ところで、一般的な太陽電池モジュールは、一個あたりの発電電力が１５０Ｗ程度であり、大きさは１ｍ×１ｍ程度であり、また、重量は１０ｋｇ以上と比較的大きなものであるため、事前に設置場所および接続関係を検討する必要がある。   By the way, a general solar cell module has a generated power per unit of about 150 W, a size of about 1 m × 1 m, and a relatively large weight of 10 kg or more. It is necessary to consider connection relations.

ここで、家庭内のコンセントに出力端子であるプラグを差し込んで電力供給するような方式のインバータ装置の場合、窓およびベランダ等の太陽光を受光できる限られた場所に太陽電池モジュールを設置することが想定される。このため、限られた場所に太陽電池モジュールを設置するために太陽電池モジュールのサイズの多様化が求められ、また、これにともない太陽電池モジュールから出力される直流電力の電力量、すなわち電力容量も多様化する。したがって、専門的な知識のないユーザが、太陽電池モジュールを含む電力供給システムの的確な設置方法を判断することは図７に示す従来のインバータ装置および特許文献１記載のインバータ装置のいずれを使用しても困難である。   Here, in the case of an inverter device that supplies power by plugging an output terminal into a household outlet, install a solar cell module in a limited place where sunlight can be received, such as windows and verandas. Is assumed. For this reason, diversification of the size of the solar cell module is required in order to install the solar cell module in a limited place, and accordingly, the amount of DC power output from the solar cell module, that is, the power capacity is also increased. Diversify. Therefore, it is possible to use any of the conventional inverter device shown in FIG. 7 and the inverter device described in Patent Document 1 to determine an appropriate installation method of the power supply system including the solar cell module by a user who has no specialized knowledge. It is difficult.

また、日射条件および設置条件等が悪く、太陽電池モジュールが規格通りの直流電力を出力しない場合には、一般的に太陽電池モジュールの増設、または日射に対する太陽電池モジュールの設置方向の変更等が行われるが、日射条件および設置条件等を判断するにはある程度専門的な知識を必要とすることから、太陽電池モジュールの発電量が少ない場合の対応、すなわち太陽電池モジュールを含む電力供給システムの的確な設置方法をユーザが判断することは困難である。   In addition, when the solar radiation conditions and installation conditions are poor and the solar cell module does not output standard DC power, the solar cell module is generally added or the installation direction of the solar cell module relative to solar radiation is changed. However, since it requires some specialized knowledge to determine the solar radiation conditions and installation conditions, etc., it is necessary to deal with the case where the amount of power generated by the solar cell module is small, that is, the accuracy of the power supply system including the solar cell module. It is difficult for the user to determine the installation method.

それゆえに、本発明の目的は、インバータ装置と直流電源とを含む電力供給システムを適切に構築することが可能なインバータ装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter device that can appropriately construct a power supply system including an inverter device and a DC power supply.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるインバータ装置は、複数個の直流電源のうちの少なくともいずれか一つから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、複数個の直流電源の出力特性に基づいて各直流電源およびインバータ部の接続関係を決定する制御部とを備える。   In order to solve the above problems, an inverter device according to an aspect of the present invention is an inverter that converts DC power output from at least one of a plurality of DC power sources into AC power and supplies the AC power to a load. And a control unit that determines the connection relationship between each DC power source and the inverter unit based on the output characteristics of the plurality of DC power sources.

好ましくは、インバータ装置は、さらに、制御部が決定した接続関係を表示する表示部を備える。   Preferably, the inverter device further includes a display unit that displays the connection relationship determined by the control unit.

好ましくは、制御部は、複数個の直流電源の出力電力、出力電圧および変換効率の少なくともいずれか１つに基づいて各直流電源およびインバータ部の接続関係を決定する。   Preferably, the control unit determines a connection relationship between each DC power source and the inverter unit based on at least one of output power, output voltage, and conversion efficiency of the plurality of DC power sources.

好ましくは、インバータ装置は、さらに、スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を切り替えることにより、直流電源から受けた直流電力の電圧値を調整する直流-直流変換器を備え、インバータ部は、電圧値の調整された直流電力を交流電力に変換して負荷へ出力し、制御部は、スイッチング素子を制御することにより直流電源の出力特性を測定し、測定結果に基づいて接続関係を決定する。   Preferably, the inverter device further includes a DC-DC converter that adjusts the voltage value of the DC power received from the DC power supply by switching the ON state and the OFF state of the switching element, and the inverter unit has a voltage value of The adjusted DC power is converted to AC power and output to the load, and the control unit measures the output characteristics of the DC power source by controlling the switching element, and determines the connection relation based on the measurement result.

より好ましくは、インバータ装置は、さらに、測定結果を記憶する記憶部を備え、制御部は、現在の測定結果および記憶部に記憶されている過去の測定結果に基づいて接続関係を決定する。   More preferably, the inverter device further includes a storage unit that stores the measurement result, and the control unit determines the connection relation based on the current measurement result and the past measurement result stored in the storage unit.

好ましくは、制御部は、複数個の直流電源からの直流電力の最大値の合計と、インバータ装置の入力電力仕様における最大値との差を算出し、インバータ装置は、さらに、制御部が算出した電力差を表示する表示部を備える。   Preferably, the control unit calculates a difference between the sum of the maximum values of the DC power from the plurality of DC power supplies and the maximum value in the input power specification of the inverter device, and the inverter device is further calculated by the control unit. A display unit for displaying the power difference is provided.

またこの発明のさらに別の局面に係わるインバータ装置は、複数個の直流電源のうちの少なくともいずれか一つから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、各直流電源からの直流電力が並列にインバータ部へ出力される接続関係と、複数個の直流電源の全部または一部からの直流電力が直列にインバータ部へ出力される接続関係とを切り替えるスイッチとを備える。   An inverter device according to still another aspect of the present invention includes an inverter unit that converts DC power output from at least one of a plurality of DC power sources into AC power and supplies the AC power to a load; A switch that switches between a connection relationship in which DC power from the power source is output in parallel to the inverter unit and a connection relationship in which DC power from all or a part of the plurality of DC power sources is output in series to the inverter unit. .

好ましくは、インバータ装置は、さらに、複数個の直流電源の出力特性に基づいて各直流電源およびインバータ部の接続関係を決定し、スイッチを制御して決定した接続関係に切り替える制御部を備える。   Preferably, the inverter device further includes a control unit that determines a connection relationship between each DC power source and the inverter unit based on output characteristics of a plurality of DC power sources, and controls the switch to switch to the determined connection relationship.

本発明によれば、インバータ装置と直流電源とを含む電力供給システムを適切に構築することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power supply system containing an inverter apparatus and DC power supply can be constructed | assembled appropriately.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置を備える太陽光発電システムを示す図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a photovoltaic power generation system including an inverter device according to a first embodiment of the present invention.

同図を参照して、太陽光発電システムは、太陽電池モジュール（直流電源）１ａ〜１ｃと、インバータ装置２とを備える。インバータ装置２は、ケーブルに接続されたプラグ１２と、たとえばリモコンである表示部１４とを含む。   With reference to the figure, the solar power generation system includes solar cell modules (DC power supplies) 1 a to 1 c and an inverter device 2. Inverter device 2 includes a plug 12 connected to a cable and a display unit 14 which is a remote controller, for example.

太陽電池モジュール１ａ〜１ｃは、受光した太陽光から直流電力を発電する。
インバータ装置２は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから受けた直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ装置２は、家庭用ＡＣコンセントに差し込み可能なプラグ１２を出力端子として交流電力を商用電力系統へ逆潮流するか、または、交流電力を家庭内の負荷へ供給する。 The solar cell modules 1a to 1c generate DC power from the received sunlight.
The inverter device 2 converts the DC power received from the solar cell modules 1a to 1c into AC power. Then, the inverter device 2 reversely flows AC power to the commercial power system using the plug 12 that can be plugged into a household AC outlet as an output terminal, or supplies AC power to a load in the home.

表示部１４は、ユーザの操作に基づいて、インバータ装置２の運転および停止の切り替え、ならびに商用電力系統に対する連系および自立の切り替え等を行なう。また、表示部１４は、インバータ装置２の状態、出力電力および出力履歴等を表示する。   The display unit 14 performs switching between operation and stop of the inverter device 2 and switching between interconnection and independent for the commercial power system based on the user's operation. The display unit 14 displays the state of the inverter device 2, output power, output history, and the like.

図２は太陽電池モジュールの設置例を示す図である。同図を参照して、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃはベランダおよび窓等に備え付けられている。同図に示すような設置形態の住宅では、インバータ装置２は、各太陽電池モジュールの出力を並列に入力する構成が望ましい。   FIG. 2 is a diagram showing an installation example of the solar cell module. With reference to the figure, solar cell modules 1a to 1c are provided on a veranda, a window or the like. In the house of the installation form as shown in the figure, the inverter device 2 is preferably configured to input the outputs of the solar cell modules in parallel.

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２の構成を示す図である。
同図を参照して、インバータ装置２は、チョッパ回路６ａ〜６ｃと、コンデンサ７と、分圧抵抗８と、インバータ部９と、検出部１０ａ〜１０ｃと、制御部１１と、表示部１４と、記憶部１６とを備える。チョッパ回路６ａ〜６ｃは、リアクトル３ａ〜３ｃと、スイッチング素子４ａ〜４ｃと、ダイオード５ａ〜５ｃとを含む。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the inverter device 2 according to the first embodiment of the present invention.
Referring to the figure, inverter device 2 includes chopper circuits 6a-6c, capacitor 7, voltage dividing resistor 8, inverter unit 9, detection units 10a-10c, control unit 11, and display unit 14. And a storage unit 16. Chopper circuits 6a-6c include reactors 3a-3c, switching elements 4a-4c, and diodes 5a-5c.

チョッパ回路６ａ〜６ｃは、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから受けた直流電力の電圧値を調整、たとえば昇圧する。より詳細には、スイッチング素子４ａ〜４ｃは、制御部１１からそれぞれ制御信号ＧＡ〜ＧＣを受けて、制御信号ＧＡ〜ＧＣのデューティに応じてそれぞれオン状態およびオフ状態を切り替えることによってリアクトル３ａ〜３ｃに流れる電流をそれぞれ制御する。   The chopper circuits 6a to 6c adjust, for example, boost the voltage value of the DC power received from the solar cell modules 1a to 1c. More specifically, the switching elements 4a to 4c receive the control signals GA to GC from the control unit 11, respectively, and respectively switch the on state and the off state in accordance with the duty of the control signals GA to GC, thereby causing the reactors 3a to 3c. Each of the currents flowing through the current is controlled.

リアクトル３ａ〜３ｃに蓄積されるエネルギーは、それぞれダイオード５ａ〜５ｃを介してコンデンサ７へ出力され、コンデンサ７は、リアクトル３ａ〜３ｃから受ける電力を充電する。   The energy accumulated in reactors 3a-3c is output to capacitor 7 via diodes 5a-5c, respectively, and capacitor 7 charges the electric power received from reactors 3a-3c.

このようにスイッチング素子４ａ〜４ｃのオン状態およびオフ状態の切り替え、すなわちスイッチング動作を繰り返すことにより、チョッパ回路６ａ〜６ｃは太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから受けた直流電力の電圧値を昇圧して出力する。スイッチング素子４ａ〜４ｃとしては、ＩＧＢＴおよびパワーＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴを用いる場合が多い。   As described above, the switching of the switching elements 4a to 4c is switched between the on state and the off state, that is, the switching operation is repeated, whereby the chopper circuits 6a to 6c boost and output the voltage value of the DC power received from the solar cell modules 1a to 1c. To do. As the switching elements 4a to 4c, an IGBT and a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) FET are often used.

なお、チョッパ回路６ａ〜６ｃは、入出力間が絶縁されたＤＣ−ＤＣコンバータ等の他の直流-直流変換器であってもよい。各チョッパ回路の電力容量は、たとえば約２５０Ｗである。また、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力電圧が常に商用電力系統のピーク電圧値以上である場合には、チョッパ回路６ａ〜６ｃを備えない構成とすることが可能である。   The chopper circuits 6a to 6c may be other DC-DC converters such as a DC-DC converter in which the input and output are insulated. The power capacity of each chopper circuit is about 250 W, for example. Moreover, when the output voltage of solar cell module 1a-1c is always more than the peak voltage value of a commercial power system, it can be set as the structure which is not provided with chopper circuits 6a-6c.

コンデンサ７は、チョッパ回路６ａ〜６ｃから受けた直流電圧を平滑化する。
分圧抵抗８は、コンデンサ７で平滑化された直流電圧、すなわちインバータ部９の入力電圧を検出するために設けられる。 Capacitor 7 smoothes the DC voltage received from chopper circuits 6a-6c.
The voltage dividing resistor 8 is provided to detect the DC voltage smoothed by the capacitor 7, that is, the input voltage of the inverter unit 9.

インバータ部９は、コンデンサ７で平滑化された直流電圧を商用電力系統１５に同期した交流電圧に変換し、商用電力系統１５へ出力する。インバータ部９は、コンデンサ７で平滑化された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、変換された交流電圧を平滑化するフィルタとを含む。インバータ回路は主にフルブリッジ回路で構成され、フルブリッジ回路の含むスイッチング素子はＩＧＢＴおよびパワーＭＯＳ−ＦＥＴ等が用いられる。また、フィルタはＬＣフィルタを用いるのが一般的である。   The inverter unit 9 converts the DC voltage smoothed by the capacitor 7 into an AC voltage synchronized with the commercial power system 15 and outputs the AC voltage to the commercial power system 15. The inverter unit 9 includes an inverter circuit that converts the DC voltage smoothed by the capacitor 7 into an AC voltage, and a filter that smoothes the converted AC voltage. The inverter circuit is mainly composed of a full bridge circuit, and IGBTs, power MOS-FETs and the like are used as switching elements included in the full bridge circuit. The filter generally uses an LC filter.

検出部１０ａ〜１０ｃは、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから受けた直流電力の電圧値および電流値を検出し、検出結果ＰＡ〜ＰＣを制御部１１へ出力する。   Detection units 10a to 10c detect voltage values and current values of DC power received from solar cell modules 1a to 1c, and output detection results PA to PC to control unit 11.

制御部１１は、検出部１０ａ〜１０ｃによってそれぞれ検出された太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力電圧および出力電流に基づいて太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力電力すなわちチョッパ回路６ａ〜６ｃの入力電力をそれぞれ算出する。そして、制御部１１は、チョッパ回路６ａ〜６ｃの各々において入力電力が最大となるように、スイッチング素子４ａ〜４ｃへそれぞれ出力する制御信号ＧＡ〜ＧＣのデューティを制御する最大電力点追従を行なう。   The control unit 11 determines the output power of the solar cell modules 1a to 1c, that is, the input power of the chopper circuits 6a to 6c, based on the output voltage and output current of the solar cell modules 1a to 1c detected by the detection units 10a to 10c, respectively. calculate. And control part 11 performs maximum power point tracking which controls the duty of control signals GA-GC output to switching elements 4a-4c, respectively, so that input power may become the maximum in each of chopper circuits 6a-6c.

また、制御部１１は、インバータ部９の出力電流を制御することにより、コンデンサ７に印加される電圧、すなわちチョッパ回路６ａ〜６ｃの出力電圧を定電圧化する。ここでは、たとえばチョッパ回路６ａ〜６ｃの出力電圧を１６０Ｖに定電圧化している。   In addition, the control unit 11 controls the output current of the inverter unit 9 to make the voltage applied to the capacitor 7, that is, the output voltage of the chopper circuits 6a to 6c constant. Here, for example, the output voltage of the chopper circuits 6a to 6c is constant at 160V.

また、制御部１１は、分圧抵抗８を用いてインバータ部９の入力電圧すなわちコンデンサ７の端子間電圧を検出し、この検出された電圧値が所定の保護電圧値以上になったときは、前述の最大電力点追従に優先して、制御信号ＧＡ〜ＧＣのデューティ比を小さくし、コンデンサ７の端子間電圧を保護電圧値未満に制御する。   Further, the control unit 11 detects the input voltage of the inverter unit 9, that is, the voltage across the terminals of the capacitor 7 using the voltage dividing resistor 8, and when the detected voltage value becomes equal to or higher than a predetermined protection voltage value, Prioritizing the aforementioned maximum power point tracking, the duty ratio of the control signals GA to GC is reduced, and the voltage across the terminals of the capacitor 7 is controlled to be less than the protection voltage value.

また、制御部１１は前述のチョッパ回路の最大電力点追従のためのパルス制御、およびインバータ部９の出力電流制御だけでなく、商用電力系統１５に対する保護協調制御を行なう。すなわち、制御部１１は、商用電力系統１５で異常が発生した場合にはインバータ装置２の動作を停止させ、インバータ装置２および商用電力系統１５の安全を確保する。   Further, the control unit 11 performs not only the pulse control for tracking the maximum power point of the chopper circuit and the output current control of the inverter unit 9 but also the protection cooperative control for the commercial power system 15. That is, when an abnormality occurs in the commercial power system 15, the control unit 11 stops the operation of the inverter device 2 and ensures the safety of the inverter device 2 and the commercial power system 15.

ここで、インバータ装置２の動作の具体例を説明する。商用電力系統１５は１００Ｖ系であると仮定する。約１５Ｖ〜２５Ｖである太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力電圧を昇圧チョッパ６ａ〜６ｃによって商用電力系統１５に電力を送り出すために必要な電圧値、たとえば約１８０Ｖ以上に昇圧する。これは、１００Ｖ系の商用電力系統１５ではインバータ装置２の出力電圧のピーク値は約１４１Ｖとなり、１４１Ｖ以上の電圧でなければインバータ部９から電力を商用電力系統１５に逆潮流させることができないためである。   Here, a specific example of the operation of the inverter device 2 will be described. It is assumed that the commercial power system 15 is a 100V system. The output voltage of the solar cell modules 1a to 1c, which is about 15V to 25V, is boosted to a voltage value necessary for sending power to the commercial power system 15 by the boost choppers 6a to 6c, for example, about 180V or more. This is because in the 100V commercial power system 15, the peak value of the output voltage of the inverter device 2 is about 141V, and power cannot be reversely flowed from the inverter unit 9 to the commercial power system 15 unless the voltage is 141V or higher. It is.

以上より、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置は、複数かつ容量の異なる太陽電池モジュールと組み合わせて電力供給システムを構築することができる。すなわち、太陽電池モジュールの増設が容易となり、また、比較的小容量の太陽電池モジュールおよび重量の軽い太陽電池モジュールをインバータ装置に接続することができ、太陽電池モジュールの設置による住宅環境の負荷を軽減することができる。   From the above, the inverter device according to the first embodiment of the present invention can construct a power supply system in combination with a plurality of solar cell modules having different capacities. In other words, it becomes easy to add solar cell modules, and solar cell modules with relatively small capacity and light weight can be connected to the inverter device, reducing the burden on the residential environment due to the installation of the solar cell modules. can do.

［システム構成モード］
次に、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２が行なう太陽電池特性探索によるシステム構成モードについて説明する。 [System configuration mode]
Next, a system configuration mode based on a solar cell characteristic search performed by the inverter device 2 according to the first embodiment of the present invention will be described.

このモードは、太陽電池モジュールの出力特性、たとえばＩ−Ｖ（電流−電圧）特性を調べ、電力供給システムを適切に構築するためのアドバイスをユーザに対して行なうモードである。   In this mode, the output characteristics of the solar cell module, for example, the IV (current-voltage) characteristics are examined, and advice for appropriately constructing the power supply system is given to the user.

制御部１１は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから見た負荷を変化させることにより、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃのＩ−Ｖ特性を測定する。より詳細には、制御部１１は、チョッパ回路６ａ〜６ｃに出力する制御信号ＧＡ〜ＧＣのパルス幅を広範囲に変化させることにより太陽電池モジュール１ａ〜１ｃのＩ−Ｖ特性を開放電圧から短絡電流まで調べる。   The control part 11 measures the IV characteristic of the solar cell modules 1a-1c by changing the load seen from the solar cell modules 1a-1c. More specifically, the controller 11 changes the pulse width of the control signals GA to GC output to the chopper circuits 6a to 6c over a wide range, thereby changing the IV characteristics of the solar cell modules 1a to 1c from the open circuit voltage to the short circuit current. Find out.

制御部１１は、検出部１０ａ〜１０ｃにおいて検出される太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから受けた直流電力の電圧値および電流値をサンプリング周期毎に取得し、記憶部１６に保存する。なお、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性のすべての値を保存する必要が無い場合には、開放電圧、短絡電流、最大電力、ならびに最大電力動作点における電圧および電流等の代表的な値のみを保存してもよい。   The control unit 11 acquires the voltage value and current value of the DC power received from the solar cell modules 1 a to 1 c detected by the detection units 10 a to 10 c for each sampling period, and stores them in the storage unit 16. In addition, when it is not necessary to preserve | save all the values of the output characteristics of the solar cell modules 1a-1c, only typical values, such as an open circuit voltage, a short circuit current, maximum power, and the voltage and current in a maximum power operating point, are used. May be saved.

このような構成により、インバータ装置２は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性の情報を入手することができる。   With such a configuration, the inverter device 2 can obtain information on the output characteristics of the solar cell modules 1a to 1c.

そして、制御部１１は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性に基づいて、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃが現在の設置条件でインバータ装置２の入力仕様を満足するかを判断する。このような構成により、太陽電池モジュールが、その容量およびサイズ等の多様化によってインバータ装置２の入力仕様を満足しない場合にも適切に対応することができる。   And the control part 11 judges whether the solar cell module 1a-1c satisfies the input specification of the inverter apparatus 2 on the present installation conditions based on the output characteristic of the solar cell module 1a-1c. With such a configuration, it is possible to appropriately cope with a case where the solar cell module does not satisfy the input specifications of the inverter device 2 due to diversification of capacity and size.

たとえば、制御部１１は、太陽電池モジュール１ｃの開放電圧が１２Ｖ、最大電力動作点電圧が９Ｖであり、インバータ装置２の入力電圧仕様が１５Ｖ〜１００Ｖである場合には、太陽電池モジュール１ｃの出力電圧がインバータ装置２の入力電圧として不適切である、すなわち太陽電池モジュール１ｃはインバータ装置２と接続すべきではないと判断して、たとえばリモコンである表示部１４にその旨を表示し、ユーザに知らせる。   For example, when the open voltage of the solar cell module 1c is 12V, the maximum power operating point voltage is 9V, and the input voltage specification of the inverter device 2 is 15V to 100V, the control unit 11 outputs the output of the solar cell module 1c. It is determined that the voltage is inappropriate as the input voltage of the inverter device 2, that is, the solar cell module 1c should not be connected to the inverter device 2, and the fact is displayed on the display unit 14 which is a remote controller, for example. Inform.

このような構成により、ユーザは太陽電池モジュールが使用可能かどうかおよび太陽電池モジュールの適切な組み合わせを容易に判断することができる。   With such a configuration, the user can easily determine whether the solar cell module can be used and an appropriate combination of the solar cell modules.

本実施の形態に係るインバータ装置では、制御部１１は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性に基づいて、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃが現在の設置条件でインバータ装置２の入力仕様を満足するかを判断する。したがって、本実施の形態に係るインバータ装置では、インバータ装置と直流電源とを含む電力供給システムを適切に構築することができる。   In the inverter device according to the present embodiment, the control unit 11 determines whether the solar cell modules 1a to 1c satisfy the input specifications of the inverter device 2 under the current installation conditions based on the output characteristics of the solar cell modules 1a to 1c. Judging. Therefore, in the inverter device according to the present embodiment, a power supply system including the inverter device and the DC power supply can be appropriately constructed.

また、本実施の形態に係るインバータ装置では、記憶部１６を備えることで、制御部１１が太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性の時系列的な情報を得ることができる。すなわち、制御部１１は、現在の太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性および記憶部１６に記憶されている過去の太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性に基づいて、太陽電池モジュールが使用可能かどうかおよび太陽電池モジュールの適切な組み合わせを判断することができる。   Moreover, in the inverter device according to the present embodiment, by providing the storage unit 16, the control unit 11 can obtain time-series information on the output characteristics of the solar cell modules 1a to 1c. That is, the control unit 11 determines whether or not the solar cell module can be used based on the current output characteristics of the solar cell modules 1a to 1c and the past output characteristics of the solar cell modules 1a to 1c stored in the storage unit 16. And an appropriate combination of solar cell modules can be determined.

［判定機能］
次に、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２が行なう太陽電池モジュールの入力形態の判定機能について説明する。 [Judgment function]
Next, the input function determination function of the solar cell module performed by the inverter device 2 according to the first embodiment of the present invention will be described.

この判定機能とは、前述のようにインバータ装置２の入力仕様に適合しない太陽電池モジュールおよび電力容量が不足している太陽電池モジュールが存在する場合に、他の太陽電池モジュールと接続して直流電力を合成した方が効率的に電力を取り出せるか等を判断する機能である。このような機能は、たとえば制御部１１がマイクロプロセッサである場合には、マイクロプロセッサに組み込まれたプログラムによって実現することができる。   This determination function refers to the DC power connected to other solar cell modules when there is a solar cell module that does not conform to the input specifications of the inverter device 2 and a solar cell module with insufficient power capacity as described above. This is a function for judging whether or not power can be extracted more efficiently by combining the two. For example, when the control unit 11 is a microprocessor, such a function can be realized by a program incorporated in the microprocessor.

図４は、本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２が太陽電池モジュールの入力形態の判定機能を実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。制御部１１は、フローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。以下、太陽電池モジュールの開放電圧をＶｏｃ、最大電力動作点電圧をＶｏｐ、最大電力動作点電流をＩｏｐ、短絡電流をＩｓｃ、最大電力をＰｍａｘとする。   FIG. 4 is a flowchart that defines an operation procedure when the inverter device 2 according to the first embodiment of the present invention executes the input function determination function of the solar cell module. The control unit 11 reads a program including each step of the flowchart from a memory (not shown) and executes the program. This program can be installed externally. Hereinafter, the open voltage of the solar cell module is Voc, the maximum power operating point voltage is Vop, the maximum power operating point current is Iop, the short-circuit current is Isc, and the maximum power is Pmax.

同図において破線で囲まれた部分であるＢｌｏｃｋ１の各ステップは、インバータ装置２に太陽電池モジュールが１個だけ接続されている場合におけるインバータ装置２の判定動作にも対応する。インバータ装置２に太陽電池モジュールが複数個接続されている場合には、Ｂｌｏｃｋ１の各ステップは、インバータ装置２に接続されている太陽電池モジュールごとに独立に実行される。   Each step of Block 1, which is a portion surrounded by a broken line in the figure, also corresponds to the determination operation of the inverter device 2 when only one solar cell module is connected to the inverter device 2. When a plurality of solar cell modules are connected to the inverter device 2, each block 1 step is executed independently for each solar cell module connected to the inverter device 2.

まず、インバータ装置２に太陽電池モジュールが１個だけ接続されている場合について説明する。   First, the case where only one solar cell module is connected to the inverter device 2 will be described.

制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールの出力特性データテーブルを記憶部１６から取得する（Ｓ１）。この出力特性データテーブルには、太陽電池モジュールのＶｏｃ、Ｖｏｐ、Ｉｏｐ、ＩｓｃおよびＰｍａｘの情報が含まれている。   The control part 11 acquires the output characteristic data table of the solar cell module of determination object from the memory | storage part 16 (S1). This output characteristic data table includes information on Voc, Vop, Iop, Isc and Pmax of the solar cell module.

次に、制御部１１は、ＶｏｃおよびＶｏｐをインバータ装置２の入力電圧仕様と比較する（Ｓ２）。   Next, the control part 11 compares Voc and Vop with the input voltage specification of the inverter apparatus 2 (S2).

制御部１１は、ＶｏｃおよびＶｏｐがインバータ装置２の入力電圧仕様における最大電圧値を超える場合には（Ｓ２でＹＥＳ）、入力電圧オーバーと判定する（Ｓ３）。   When Voc and Vop exceed the maximum voltage value in the input voltage specification of the inverter device 2 (YES in S2), the control unit 11 determines that the input voltage is over (S3).

一方、制御部１１は、ＶｏｃおよびＶｏｐがインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲内である場合には（Ｓ２でＮＯおよびＳ４でＮＯ）、Ｐｍａｘをインバータ装置２の入力電力仕様と比較する（Ｓ４）。   On the other hand, when Voc and Vop are within the input voltage specification range of inverter device 2 (NO in S2 and NO in S4), control unit 11 compares Pmax with the input power specification of inverter device 2 (S4). ).

制御部１１は、Ｐｍａｘがインバータ装置２の入力電力仕様における最大電力値を超える場合には（Ｓ５でＮＯ）、容量オーバーと判定する（Ｓ６）。   When Pmax exceeds the maximum power value in the input power specification of the inverter device 2 (NO in S5), the control unit 11 determines that the capacity is over (S6).

なお、インバータ装置２が入力電力の制限を行っている場合には、Ｐｍａｘがインバータ装置２の入力電力仕様における最大電力値を超えるような太陽電池モジュールの運転を許可してもよい。   In addition, when the inverter apparatus 2 is restrict | limiting input power, you may permit the driving | operation of a solar cell module that Pmax exceeds the maximum electric power value in the input power specification of the inverter apparatus 2.

制御部１１は、Ｐｍａｘがインバータ装置２の入力電力仕様における最大電力値を超えない場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、判定対象の太陽電池モジュールのＶｏｐおよびＰｍａｘから、記憶部１６に保存されている変換効率テーブルを参照して変換効率を取得する（Ｓ７）。   When Pmax does not exceed the maximum power value in the input power specification of the inverter device 2 (YES in S5), the control unit 11 is stored in the storage unit 16 from Vop and Pmax of the solar cell module to be determined. The conversion efficiency is acquired with reference to the conversion efficiency table (S7).

制御部１１は、取得した変換効率が所定の閾値、たとえば８５％を上回る場合には（Ｓ８でＮＯ）、判定対象の太陽電池モジュールを使用してよいと判定する（Ｓ９）。   When the acquired conversion efficiency exceeds a predetermined threshold, for example, 85% (NO in S8), the control unit 11 determines that the determination target solar cell module may be used (S9).

次に、インバータ装置２に太陽電池モジュールが複数個接続されている場合について説明する。ここでは、判定対象の太陽電池モジュールが他の太陽電池モジュールとの組み合わせの対象となる場合のステップについてのみ説明する。他のステップは前述のインバータ装置２に太陽電池モジュールが１個だけ接続されている場合のステップと同様である。   Next, a case where a plurality of solar cell modules are connected to the inverter device 2 will be described. Here, only the steps in the case where the solar cell module to be determined is a target for combination with other solar cell modules will be described. The other steps are the same as those in the case where only one solar cell module is connected to the inverter device 2 described above.

なお、他の太陽電池モジュールとの組み合わせの対象となる太陽電池モジュールとは、ステップＳ４において、入力電圧がインバータ装置２の入力電圧仕様における最小電圧値未満である太陽電池モジュール、およびステップＳ８において変換効率が所定の閾値以下であり、他の太陽電池モジュールとの組み合わせで太陽光発電システムの効率が向上する可能性がある太陽電池モジュールのことである。   Note that the solar cell module to be combined with other solar cell modules is a solar cell module whose input voltage is less than the minimum voltage value in the input voltage specification of the inverter device 2 in step S4, and conversion in step S8. It is a solar cell module whose efficiency is equal to or less than a predetermined threshold and the efficiency of the photovoltaic power generation system may be improved in combination with other solar cell modules.

まず、入力電圧がインバータ装置２の入力電圧仕様における最小電圧値未満である太陽電池モジュールが判定対象である場合について説明する。   First, a case where a solar cell module whose input voltage is less than the minimum voltage value in the input voltage specification of the inverter device 2 is a determination target will be described.

制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールのＶｏｃおよびＶｏｐがインバータ装置２の入力電圧仕様における最小電圧値未満である場合には（Ｓ４でＹＥＳ）、フラグ変数ｆｌａｇ１を”１”にセットする（Ｓ２１）。これは、後述する各ステップにおいてステップＳ８からの分岐と区別するためである。   When Voc and Vop of the solar cell module to be determined are less than the minimum voltage value in the input voltage specification of the inverter device 2 (YES in S4), the control unit 11 sets the flag variable flag1 to “1” ( S21). This is for distinguishing from the branch from step S8 in each step described later.

次に、制御部１１は、インバータ装置２に接続されている他の太陽電池モジュールのうち、判定対象の太陽電池モジュールのＩｏｐとほぼ等しいＩｏｐを有する太陽電池モジュールを探索する（Ｓ２２）。Ｉｏｐを探索基準とする理由は、複数個の太陽電池モジュールを直列に接続した場合において、最大電力動作点の出力電流が最も少ない太陽電池モジュールによって全体の出力電流が制限されてしまうためである。なお、Ｉｏｐが等しいかどうかは、完全に一致する場合に限らず、たとえば±１０％以内の誤差であれば等しいと判定してもよい。   Next, the control part 11 searches for the solar cell module which has Iop substantially equal to Iop of the solar cell module of determination object among the other solar cell modules connected to the inverter apparatus 2 (S22). The reason why Iop is used as a search criterion is that when a plurality of solar cell modules are connected in series, the total output current is limited by the solar cell module having the smallest output current at the maximum power operating point. It should be noted that whether or not Iop is equal is not limited to being completely coincident, and may be determined to be equal if the error is within ± 10%, for example.

ここで、制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールとＩｏｐが等しい他の太陽電池モジュールが存在しない場合には（Ｓ２２でＮＯ）、ｆｌａｇ１＝”１”であるため（Ｓ２３でＹＥＳ）、判定対象の太陽電池モジュールは出力不可であると判定する（Ｓ２４）。   Here, when there is no other solar cell module having the same Iop as the solar cell module to be determined (NO in S22), the control unit 11 determines that flag1 = "1" (YES in S23). It is determined that the target solar cell module cannot output (S24).

一方、制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールとＩｏｐが等しい他の太陽電池モジュールが存在する場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、その太陽電池モジュールを選択し、選択された太陽電池モジュール（以下、選択モジュールという。）および判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲内であるかをチェックする（Ｓ２５）。   On the other hand, when there is another solar cell module having the same Iop as the solar cell module to be determined (YES in S22), the control unit 11 selects the solar cell module and selects the selected solar cell module (hereinafter referred to as “Solar cell module”). It is checked whether the sum of the voltage values of the DC power from the solar cell module to be determined is within the range of the input voltage specification of the inverter device 2 (S25).

制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲外である場合には（Ｓ２５でＮＯ）、ｆｌａｇ１＝”１”であるため（Ｓ２６でＹＥＳ）、判定対象の太陽電池モジュールは出力不可であると判定する（Ｓ２４）。   When the sum of the voltage values of the DC power from the selected module and the determination target solar cell module is outside the range of the input voltage specification of the inverter device 2 (NO in S25), the control unit 11 flag1 = "1". (YES in S26), it is determined that the solar cell module to be determined cannot be output (S24).

一方、制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲内である場合には（Ｓ２５でＹＥＳ）、ｆｌａｇ１＝”１”であるため（Ｓ２７でＹＥＳ）、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールの組み合わせでインバータ装置２への合成出力を行なってもよいと判定する（Ｓ２９）。   On the other hand, when the sum of the voltage values of the DC power from the selected module and the solar cell module to be determined is within the input voltage specification range of the inverter device 2 (YES in S25), the control unit 11 flag1 = " Since it is 1 ″ (YES in S27), it is determined that the combined output to the inverter device 2 may be performed by a combination of the selected module and the solar cell module to be determined (S29).

なお、ステップＳ２２においてＩｏｐの等しい太陽電池モジュールが複数個存在する場合には、各太陽電池モジュールに対してステップＳ２５を実行する。   When there are a plurality of solar cell modules having the same Iop in step S22, step S25 is executed for each solar cell module.

具体的には、制御部１１は、ステップＳ２５において、入力電圧仕様の範囲内である太陽電池モジュールの組み合わせが一つだけの場合には、その組み合わせを採用する。一方、制御部１１は、ステップＳ２５において、入力電圧仕様の範囲内である太陽電池モジュールの組み合わせが複数存在する場合には、ステップＳ２８において、入力電力の仕様範囲外である組み合わせを候補から外す。   Specifically, when there is only one combination of solar cell modules within the range of the input voltage specification in step S25, the control unit 11 adopts the combination. On the other hand, when there are a plurality of combinations of solar cell modules that are within the input voltage specification range in step S25, the control unit 11 excludes combinations that are outside the input power specification range from candidates in step S28.

また、制御部１１は、ステップＳ２８において入力電力仕様の範囲内である組み合わせが複数存在する場合には、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールの合成後のＶｏｐおよびＰｍａｘから、記憶部１６に保存されている変換効率テーブルを参照して変換効率を取得する。そして、制御部１１は、最も変換効率の高い太陽電池モジュールの組み合わせでインバータ装置２への合成出力を行なってもよいと判定する（Ｓ２９）。   Further, when there are a plurality of combinations that are within the range of the input power specification in step S28, the control unit 11 stores the selected module and the determination target solar cell module from Vop and Pmax in the storage unit 16. The conversion efficiency is obtained by referring to the conversion efficiency table. Then, the control unit 11 determines that the combined output to the inverter device 2 may be performed with a combination of solar cell modules having the highest conversion efficiency (S29).

次に、変換効率が所定の閾値以下であり、他の太陽電池モジュールとの組み合わせで太陽光発電システムの効率が向上する可能性がある太陽電池モジュールが判定対象である場合について説明する。   Next, a case where a solar cell module whose conversion efficiency is equal to or lower than a predetermined threshold and whose solar power generation system efficiency may be improved in combination with another solar cell module will be described.

制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールの変換効率が所定の閾値以下である場合には（Ｓ８でＹＥＳ）、フラグ変数ｆｌａｇ２を”１”にセットする（Ｓ３０）。これは、後述する各ステップにおいてステップＳ４からの分岐と区別するためである。   When the conversion efficiency of the determination target solar cell module is equal to or lower than the predetermined threshold (YES in S8), the control unit 11 sets the flag variable flag2 to “1” (S30). This is for distinguishing from the branch from step S4 in each step described later.

次に、制御部１１は、インバータ装置２に接続されている他の太陽電池モジュールのうち、判定対象の太陽電池モジュールのＩｏｐとほぼ等しいＩｏｐを有する太陽電池モジュールを探索する（Ｓ２２）。   Next, the control part 11 searches for the solar cell module which has Iop substantially equal to Iop of the solar cell module of determination object among the other solar cell modules connected to the inverter apparatus 2 (S22).

ここで、制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールとＩｏｐが等しい他の太陽電池モジュールが存在しない場合には（Ｓ２２でＮＯ）、ｆｌａｇ１＝”１”でないため、すなわちｆｌａｇ２＝”１”であるため（Ｓ２３でＮＯ）、判定対象の太陽電池モジュールを単独使用すべき、すなわち他の太陽電池モジュールと合成せずに単独でインバータ装置２へ直流電力を出力させるべきであると判定する（Ｓ９）。   Here, when there is no other solar cell module having the same Iop as the determination target solar cell module (NO in S22), the control unit 11 is not flag1 = "1", that is, flag2 = "1". For this reason (NO in S23), it is determined that the solar cell module to be determined should be used alone, that is, the DC power should be output to the inverter device 2 alone without being combined with other solar cell modules (S9). ).

一方、制御部１１は、判定対象の太陽電池モジュールとＩｏｐが等しい他の太陽電池モジュールが存在する場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、その太陽電池モジュールを選択し、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲内であるかをチェックする（Ｓ２５）。   On the other hand, when there is another solar cell module having the same Iop as the determination target solar cell module (YES in S22), the control unit 11 selects the solar cell module, and selects the selected module and the determination target solar cell. It is checked whether the sum of the voltage values of the DC power from the module is within the input voltage specification range of the inverter device 2 (S25).

制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲外である場合には（Ｓ２５でＮＯ）、ｆｌａｇ２＝”１”であるため（Ｓ２６でＮＯ）、判定対象の太陽電池モジュールを単独使用すべきであると判定する（Ｓ９）。   When the sum of the voltage values of the DC power from the selected module and the determination target solar cell module is outside the range of the input voltage specification of the inverter device 2 (NO in S25), the control unit 11 flag2 = "1". Therefore, it is determined that the determination target solar cell module should be used alone (S9).

一方、制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールからの直流電力の電圧値の合計がインバータ装置２の入力電圧仕様の範囲内である場合には（Ｓ２５でＹＥＳ）、ｆｌａｇ２＝”１”であるため（Ｓ２７でＮＯ）、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールのＰｍａｘの合計がインバータ装置２の入力電力仕様の範囲内であるかをチェックする（Ｓ２８）。   On the other hand, when the sum of the voltage values of the DC power from the selected module and the solar cell module to be determined is within the range of the input voltage specification of the inverter device 2 (YES in S25), the control unit 11 flag2 = " Since it is 1 ″ (NO in S27), it is checked whether the sum of Pmax of the selected module and the solar cell module to be determined is within the input power specification range of the inverter device 2 (S28).

そして、制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールのＰｍａｘの合計がインバータ装置２の入力電力仕様の範囲内である場合には（Ｓ２８でＹＥＳ）、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールの組み合わせでインバータ装置２への合成出力を行なってもよいと判定する（Ｓ２９）。   When the sum of Pmax of the selected module and the determination target solar cell module is within the range of the input power specification of the inverter device 2 (YES in S28), the control unit 11 selects the selected module and the determination target solar cell. It is determined that the combined output to the inverter device 2 may be performed by a combination of modules (S29).

一方、制御部１１は、選択モジュールおよび判定対象の太陽電池モジュールのＰｍａｘの合計がインバータ装置２の入力電力仕様を超える場合には（Ｓ２８でＮＯ）、判定対象の太陽電池モジュールを単独使用すべきであると判定する（Ｓ９）。   On the other hand, when the sum of Pmax of the selected module and the determination target solar cell module exceeds the input power specification of the inverter device 2 (NO in S28), the control unit 11 should use the determination target solar cell module alone. (S9).

なお、ステップＳ２２においてＩｏｐの等しい太陽電池モジュールが複数個存在する場合には、各太陽電池モジュールに対してステップＳ２５およびステップＳ２８を実行する。   When there are a plurality of solar cell modules having the same Iop in step S22, step S25 and step S28 are executed for each solar cell module.

その他のステップは、ステップＳ４において、入力電圧がインバータ装置２の入力電圧仕様における最小電圧値未満である太陽電池モジュールの場合のステップと同様である。   The other steps are the same as those in the case of the solar cell module in which the input voltage is less than the minimum voltage value in the input voltage specification of the inverter device 2 in step S4.

したがって、本実施の形態に係るインバータ装置では、各太陽電池モジュールの出力特性に基づいて、各太陽電池モジュールの単独出力、合成出力および出力不可の判定、すなわち各太陽電池モジュールとチョッパ回路等の直流-直流変換器との接続関係を決定して電力供給システムを適切に構築することができる。すなわち、本実施の形態に係るインバータ装置では、ユーザが専門的な知識なしで、インバータ装置と直流電源とを含む電力供給システムを適切に構築することができる。   Therefore, in the inverter device according to the present embodiment, based on the output characteristics of each solar cell module, the individual output of each solar cell module, the combined output and the determination of the output impossibility, that is, the direct current of each solar cell module and the chopper circuit, etc. -The power supply system can be appropriately constructed by determining the connection relationship with the DC converter. That is, in the inverter device according to the present embodiment, the user can appropriately construct a power supply system including the inverter device and the DC power source without specialized knowledge.

なお、ステップＳ８では、変換効率を判定条件としたが、これに限定するものではなく、太陽電池モジュールからの入力電圧を判定条件としてもよい。   In step S8, the conversion efficiency is set as the determination condition. However, the present invention is not limited to this, and the input voltage from the solar cell module may be set as the determination condition.

また、表示部１４は、前述の制御部１１の各判定結果を表示してユーザに知らせる構成とすることができる。   Further, the display unit 14 can be configured to display each determination result of the control unit 11 and notify the user.

また、制御部１１は、各太陽電池モジュールのＰｍａｘの合計と、インバータ装置２の入力電力仕様における最大電力値との差を算出する。そして、表示部１４は、制御部１１が算出した差を表示する。このような構成により、ユーザにあとどれくらいの容量の太陽電池モジュールを接続できるかを知らせることができる。   Further, the control unit 11 calculates the difference between the total Pmax of each solar cell module and the maximum power value in the input power specification of the inverter device 2. Then, the display unit 14 displays the difference calculated by the control unit 11. With such a configuration, it is possible to inform the user how much of the remaining solar cell module can be connected.

また、本実施の形態に係るインバータ装置では、直流電源を太陽電池モジュールとして説明したが、これに限定するものではなく、太陽電池モジュールの代わりに燃料電池等の他の発電方式を採用する直流電源を備える構成とすることができる。   In the inverter device according to the present embodiment, the DC power source has been described as a solar cell module. However, the present invention is not limited to this, and the DC power source adopts another power generation method such as a fuel cell instead of the solar cell module. It can be set as the structure provided with.

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

＜第２の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るインバータ装置の構成を示す図である。同図を参照して、インバータ装置は、第１の実施の形態に係るインバータ装置に対して、さらに、スイッチ１７ａ〜１７ｄを備える。矢印は電流の流れを示している。 <Second Embodiment>
[Configuration and basic operation]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an inverter device according to the second embodiment of the present invention. With reference to the same figure, the inverter apparatus is further provided with switch 17a-17d with respect to the inverter apparatus which concerns on 1st Embodiment. Arrows indicate current flow.

スイッチ１７ａ〜１７ｄは、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃおよびチョッパ回路６ａ〜６ｃの接続関係を切り替えて、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの全部または一部からの直流電力をチョッパ回路経由で直列にインバータ部９へ出力することができる。より詳細には、スイッチ１７ａ〜１７ｄは、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃから直流電力が並列にチョッパ回路６ａ〜６ｃへ出力されている接続関係と、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃからの直流電力の全部または一部が、チョッパ回路６ａ〜６ｃのうちのいずれかに直列に出力される接続関係とを切り替える。   The switches 17a to 17d switch the connection relationship between the solar cell modules 1a to 1c and the chopper circuits 6a to 6c, and direct current power from all or part of the solar cell modules 1a to 1c is serially connected to the inverter unit 9 via the chopper circuit. Can be output. More specifically, the switches 17a to 17d include a connection relationship in which DC power is output from the solar cell modules 1a to 1c in parallel to the chopper circuits 6a to 6c, and all or all of the DC power from the solar cell modules 1a to 1c. A part switches the connection relation output in series to any of the chopper circuits 6a to 6c.

制御部１１は、第１の実施の形態に係るインバータ装置と同様に、太陽電池モジュール１ａ〜１ｃの出力特性に基づいて太陽電池モジュール１ａ〜１ｃおよびチョッパ回路６ａ〜６ｃの接続関係を決定する。そして、制御部１１はスイッチ１７ａ〜１７ｄを制御して、決定した接続関係に切り替える。   Control unit 11 determines the connection relationship between solar cell modules 1a-1c and chopper circuits 6a-6c based on the output characteristics of solar cell modules 1a-1c, similarly to the inverter device according to the first embodiment. Then, the control unit 11 controls the switches 17a to 17d to switch to the determined connection relationship.

同図において、制御部１１は、スイッチ１７ａ〜１７ｄを制御して太陽電池モジュール１ａ〜１ｂを直列に接続することにより、太陽電池モジュール１ａ〜１ｂの直流電力を合成してチョッパ回路６ａへ出力し、また、太陽電池モジュール１ｃからの直流電力は通常どおりチョッパ回路６ｃへ出力している。   In the same figure, the control part 11 synthesize | combines the direct-current power of solar cell module 1a-1b by controlling switch 17a-17d and connecting solar cell module 1a-1b in series, and outputs it to the chopper circuit 6a. Moreover, the DC power from the solar cell module 1c is output to the chopper circuit 6c as usual.

図６は、制御部１１が行なうスイッチ制御の他の例を示す図である。
同図において、制御部１１は、スイッチ１７ａ〜１７ｄを制御して太陽電池モジュール１ａおよび太陽電池モジュール１ｃを直列に接続することにより、太陽電池モジュール１ａ〜１ｂの直流電力を合成してチョッパ回路６ａへ出力し、また、太陽電池モジュール１ｂからの直流電力は通常どおりチョッパ回路６ｂへ出力している。 FIG. 6 is a diagram illustrating another example of switch control performed by the control unit 11.
In the figure, the control unit 11 controls the switches 17a to 17d to connect the solar cell module 1a and the solar cell module 1c in series, thereby synthesizing the DC power of the solar cell modules 1a to 1b, and the chopper circuit 6a. In addition, the DC power from the solar cell module 1b is output to the chopper circuit 6b as usual.

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るインバータ装置と同様である。
したがって、本実施の形態に係るインバータ装置では、第１の実施の形態に係るインバータ装置と同様に、インバータ装置と直流電源とを含む電力供給システムを適切に構築することできる。 Other configurations and operations are the same as those of the inverter device according to the first embodiment.
Therefore, in the inverter device according to the present embodiment, similarly to the inverter device according to the first embodiment, a power supply system including the inverter device and a DC power supply can be appropriately constructed.

さらに、本実施の形態に係るインバータ装置では、スイッチ１７ａ〜１７ｄが太陽電池モジュール１ａ〜１ｃおよびチョッパ回路６ａ〜６ｃの接続関係を切り替えることにより、インバータ装置内部で各太陽電池モジュールの直列接続が可能となり、インバータ装置外部で太陽電池モジュールの接続作業を行なう必要がなくなり、ユーザが容易に電力供給システムの構築を行なうことができる。   Furthermore, in the inverter device according to the present embodiment, the switches 17a to 17d switch the connection relationship between the solar cell modules 1a to 1c and the chopper circuits 6a to 6c, so that each solar cell module can be connected in series inside the inverter device. Thus, it is not necessary to connect the solar cell module outside the inverter device, and the user can easily construct the power supply system.

また、スイッチ１７ａ〜１７ｄを手動で切り替える構成ではなく、リレー等の電磁駆動で切り替える構成とすることにより、インバータ装置２における制御部１１が決定した接続関係をインバータ装置２側で自動的に構成することができ、電力供給システムの構築が極めて容易となる。   Further, the connection relationship determined by the control unit 11 in the inverter device 2 is automatically configured on the inverter device 2 side by adopting a configuration in which the switches 17a to 17d are not manually switched but switched by electromagnetic drive such as a relay. This makes it very easy to construct a power supply system.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置を備える太陽光発電システムを示す図である。It is a figure which shows a solar energy power generation system provided with the inverter apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 太陽電池モジュールの設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of a solar cell module. 本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter apparatus 2 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係るインバータ装置２が太陽電池モジュールの入力形態の判定機能を実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the inverter apparatus 2 which concerns on the 1st Embodiment of this invention performing the determination function of the input mode of a solar cell module. 本発明の第２の実施の形態に係るインバータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 制御部１１が行なうスイッチ制御の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of switch control which the control part 11 performs. 直流電力源をたとえば太陽電池とした太陽光発電装置における従来のインバータ装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional inverter apparatus in the solar power generation device which used the direct-current power source as the solar cell, for example.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ〜１ｃ，１０１ 太陽電池モジュール（直流電源）、２，１０２ インバータ装置、３ａ〜３ｃ リアクトル、４ａ〜４ｃ スイッチング素子、５ａ〜５ｃ ダイオード、６ａ〜６ｃ チョッパ回路、７ コンデンサ、８ 分圧抵抗、９，１０４ インバータ部、１０ａ〜１０ｃ 検出部、１１，１０６ 制御部、１２ プラグ、１４，１０９ 表示部、１５，１１０ 商用電力系統、１６ 記憶部、１７ａ〜１７ｄ スイッチ、１０３ 直流-直流変換器、１０５ フィルタ、１０７ 保護リレー、１０８ 連系リレー、１１１ 自立リレー、１１２ コンセント。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1c, 101 Solar cell module (DC power supply), 2,102 Inverter device, 3a-3c reactor, 4a-4c switching element, 5a-5c diode, 6a-6c chopper circuit, 7 capacitor, 8 voltage dividing resistor, 9 , 104 Inverter unit, 10a to 10c detection unit, 11, 106 control unit, 12 plug, 14, 109 display unit, 15, 110 commercial power system, 16 storage unit, 17a to 17d switch, 103 DC-DC converter, 105 Filter, 107 Protection relay, 108 Interconnection relay, 111 Free standing relay, 112 Outlet.

Claims (8)

複数個の直流電源のうちの少なくともいずれか一つから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記複数個の直流電源の出力特性に基づいて前記各直流電源および前記インバータ部の接続関係を決定する制御部とを備えるインバータ装置。 An inverter unit that converts DC power output from at least one of a plurality of DC power sources into AC power and supplies the AC power to a load;
An inverter device comprising: a control unit that determines a connection relationship between each DC power source and the inverter unit based on output characteristics of the plurality of DC power sources. 前記インバータ装置は、さらに、
前記制御部が決定した接続関係を表示する表示部を備える請求項１記載のインバータ装置。 The inverter device further includes:
The inverter apparatus of Claim 1 provided with the display part which displays the connection relation which the said control part determined. 前記制御部は、前記複数個の直流電源の出力電力、出力電圧および変換効率の少なくともいずれか１つに基づいて前記各直流電源および前記インバータ部の接続関係を決定する請求項１記載のインバータ装置。   2. The inverter device according to claim 1, wherein the control unit determines a connection relationship between each DC power source and the inverter unit based on at least one of output power, output voltage, and conversion efficiency of the plurality of DC power sources. . 前記インバータ装置は、さらに、
スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を切り替えることにより、前記直流電源から受けた直流電力の電圧値を調整する直流-直流変換器を備え、
前記インバータ部は、前記電圧値の調整された直流電力を交流電力に変換して前記負荷へ出力し、
前記制御部は、前記スイッチング素子を制御することにより前記直流電源の出力特性を測定し、前記測定結果に基づいて前記接続関係を決定する請求項１記載のインバータ装置。 The inverter device further includes:
A DC-DC converter that adjusts the voltage value of the DC power received from the DC power supply by switching the ON state and the OFF state of the switching element,
The inverter unit converts the DC power having the adjusted voltage value into AC power and outputs the AC power to the load.
The inverter device according to claim 1, wherein the control unit measures an output characteristic of the DC power supply by controlling the switching element, and determines the connection relation based on the measurement result. 前記インバータ装置は、さらに、
前記測定結果を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、現在の前記測定結果および前記記憶部に記憶されている過去の前記測定結果に基づいて前記接続関係を決定する請求項４記載のインバータ装置。 The inverter device further includes:
A storage unit for storing the measurement results;
The inverter device according to claim 4, wherein the control unit determines the connection relation based on the current measurement result and the past measurement result stored in the storage unit. 前記制御部は、前記複数個の直流電源からの直流電力の最大値の合計と、前記インバータ装置の入力電力仕様における最大値との差を算出し、
前記インバータ装置は、さらに、
前記制御部が算出した電力差を表示する表示部を備える請求項１記載のインバータ装置。 The control unit calculates the difference between the sum of the maximum values of DC power from the plurality of DC power supplies and the maximum value in the input power specifications of the inverter device,
The inverter device further includes:
The inverter apparatus of Claim 1 provided with the display part which displays the electric power difference which the said control part calculated. 複数個の直流電源のうちの少なくともいずれか一つから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記各直流電源からの直流電力が並列に前記インバータ部へ出力される接続関係と、前記複数個の直流電源の全部または一部からの直流電力が直列に前記インバータ部へ出力される接続関係とを切り替えるスイッチとを備えるインバータ装置。 An inverter unit that converts DC power output from at least one of a plurality of DC power sources into AC power and supplies the AC power to a load;
A connection relationship in which DC power from each DC power source is output in parallel to the inverter unit, and a connection relationship in which DC power from all or part of the plurality of DC power sources is output to the inverter unit in series An inverter device comprising a switch for switching between. 前記インバータ装置は、さらに、
前記複数個の直流電源の出力特性に基づいて前記各直流電源および前記インバータ部の接続関係を決定し、前記スイッチを制御して前記決定した接続関係に切り替える制御部を備える請求項７記載のインバータ装置。 The inverter device further includes:
The inverter according to claim 7, further comprising a control unit that determines a connection relationship between each of the DC power sources and the inverter unit based on output characteristics of the plurality of DC power sources, and controls the switch to switch to the determined connection relationship. apparatus.
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