JP2012160667A - Photovoltaic power generation system - Google Patents

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勉 丹野
Katsuhiko Sekiguchi
勝彦 関口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation system having excellent reliability and economic efficiency which includes equipment and components having proper quality without requiring equipment and components, such as a main switch, power lines having excessive quality, and is capable of preventing suspension of the whole system and damage to the equipment and components even when the output of a solar cell module exceeds a rated output.SOLUTION: A photovoltaic power generation system 1 includes a power line 3 having a plurality of branch lines 2 connected in parallel; a solar cell string 6 connected to the branch lines 2; and a power conditioner 7. When current flowing in the branch lines 2 or current joined to the power line 3 has a predetermined current value or less, the power conditioner 7 performs maximum power follow-up control for producing maximum output from the solar cell string 6. On the other hand, when the current flowing in the branch lines 2 or the current joined to the power line 3 exceeds the predetermined current value, the power conditioner 7 performs control by stopping the maximum power follow-up control and separating an operation point of the solar cell string 6 from a maximum power point, and also electrically connects it to the power line 3 to allow the solar cell string 6 to be linked to an electric power system.

Description

本発明に係る実施形態は、太陽光発電システムに関する。   Embodiments according to the present invention relate to a photovoltaic power generation system.

電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを電気的に並列接続する電力線と、太陽電池が出力する電力を電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムが知られている。近年、所謂メガソーラーシステムと呼ばれ、１ＭＷを越える発電能力を有する太陽光発電システムの開発が進んでいる。メガソーラーシステムは、数十Ｗの発電能力を有する太陽電池モジュールを数千枚以上備える太陽光発電システムである。   A solar cell string having a plurality of solar cell modules that are electrically connected in series, a power line that electrically connects the solar cell strings in parallel, and a power conditioner that links power output from the solar cell to the power system, A solar power generation system is known. In recent years, a so-called mega solar system, which is called a mega solar system, has been developed for a solar power generation system having a power generation capacity exceeding 1 MW. The mega solar system is a solar power generation system including several thousand or more solar cell modules having a power generation capability of several tens of watts.

特開２００３−２２９１９９号公報JP 2003-229199 A

ところで、太陽光発電システムは、太陽電池モジュール、太陽電池ストリングおよびパワーコンディショナの他に、太陽電池モジュールおよび太陽電池ストリングを回路から個別に切り離し可能な太陽電池側開閉器や、太陽電池の出力を１か所にまとめてパワーコンディショナに接続する回路の途中を切り離し可能な主開閉器を備える。   By the way, the solar power generation system has a solar battery module, a solar battery string, and a power conditioner, a solar battery switch and a solar battery switch that can individually separate the solar battery module and the solar battery string from the circuit. It is equipped with a main switch that can cut off the middle of the circuit connected to the inverter in one place.

これら、パワーコンディショナ、太陽電池側開閉器、主開閉器および電力線や、これらを接続するための端子台など、従来の太陽光発電システムを構成する機器や部品は、太陽電池モジュールの定格出力に基づいて選定が行われる。なお、太陽電池モジュールの定格出力は、基準状態（太陽電池モジュールの表面温度２５℃、分光分布ＡＭ１．５、日射強度１０００Ｗ／ｍ２）と呼ばれる条件下で測定する値である。 These power conditioners, solar battery-side switches, main switches, power lines, and terminal blocks for connecting these devices and parts that make up a conventional solar power generation system are used for the rated output of solar cell modules. Selection is based on this. The rated output of the solar cell module is a value measured under a condition called a reference state (solar cell module surface temperature 25 ° C., spectral distribution AM1.5, solar radiation intensity 1000 W / m 2 ).

一方、極めて希ではあるものの、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングに対する日射強度が想定を超えるなどによって太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合、従来の太陽光発電システムは、主開閉器が自動遮断を起こしてシステム全体が停止に至ったり、電力線などの機器や部品の一部が発熱、発火するなどして当該部分を損傷したりする虞がある。そこで、従来の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合におけるシステム全体の停止や、機器や部品の損傷を防止するために、太陽電池モジュールの定格出力に基づきつつも、これを大幅に超える耐性を有する過剰な品質の機器や部品の選定が行われる。   On the other hand, if the output of the solar cell module exceeds the rated output due to the fact that the solar radiation intensity for the solar cell module or solar cell string exceeds the expected value, the main switch is There is a possibility that the entire system will be shut down due to a shut-off, or a part of equipment or parts such as a power line may be heated and ignited to damage the part. Therefore, the conventional photovoltaic power generation system is based on the rated output of the solar cell module in order to prevent the entire system from stopping when the output of the solar cell module exceeds the rated output, or damage to equipment and parts. The selection of excessive quality equipment and parts having a resistance far exceeding this is performed.

このように、過剰な品質の機器や部品を適用した従来の太陽光発電システムは、コスト高を招くものとなる。   Thus, the conventional photovoltaic power generation system to which excessive quality devices and parts are applied is costly.

そこで、本発明は、過剰な品質の主開閉器や電力線などの機器や部品を必要とせず、妥当な品質の機器や部品を備えつつ、太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合であってもシステム全体の停止や機器や部品の損傷に至ることを防止可能であり、信頼性、経済性に優れる太陽光発電システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention does not require equipment and parts such as an excessively high quality main switch and power line, and is provided with an appropriate quality equipment and parts while the output of the solar cell module exceeds the rated output. However, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can prevent the entire system from being stopped and damage to equipment and parts, and is excellent in reliability and economy.

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention includes a power line having a plurality of branch lines connected in parallel and a plurality of solar cell modules connected to the branch lines or a plurality of electrically connected series. When the solar cell string having the solar cell module and connected to the branch line, and the current flowing through the branch line or the current joining the power line is equal to or smaller than a predetermined current value, the solar cell module or the sun Maximum power tracking control for extracting the maximum output from the battery string is performed. On the other hand, when the current flowing through the branch line or the current flowing into the power line exceeds the predetermined current value, the maximum power tracking control is stopped and the solar power tracking control is performed. The battery module or the solar cell string is controlled by removing the operating point from the maximum power point and connected to the power line. Characterized in that in the gas connected and a power conditioner for interconnection of the solar cell module or the solar cell strings to the power system.

また、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、それぞれの前記分岐線に電気的に接続して記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの少なくとも１つを前記分岐線から解列する複数の開閉器と、を備え、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流を測定し、これらの測定結果が予め定める所定の電流値を超えると前記開閉器の少なくとも１つを開くことを特徴とする。   Moreover, the photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention includes a power line having a plurality of branch lines connected in parallel and a solar cell module connected to the branch lines or a plurality of the solar cell modules electrically connected in series. And a solar cell string connected to the branch line, and a current that flows through the branch line electrically connected to the branch line or a current that merges with the power line exceeds a predetermined current value. A plurality of switches for disconnecting at least one of the solar cell module or the solar cell string from the branch line, and measuring a current flowing through the branch line or a current merged with the power line, and measuring results thereof When the current exceeds a predetermined current value, at least one of the switches is opened.

さらに、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングに対する日射強度を測定する日射計と、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの温度もしくは前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの雰囲気温度を測定する温度計と、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention includes a power line having a plurality of branch lines connected in parallel and a solar cell module connected to the branch lines or a plurality of the solar cell modules electrically connected in series. The solar cell string connected to the branch line, the solar cell module or a solar radiation meter for measuring solar radiation intensity with respect to the solar cell string, the temperature of the solar cell module or the solar cell string or the solar cell module, or A thermometer that measures the ambient temperature of the solar cell string, a measurement result of the pyranometer, and a current flowing through the branch line from the measurement result of the thermometer or a current that merges with the power line is equal to or less than a predetermined current value determined in advance. Maximum output from the solar cell module or the solar cell string. On the other hand, if the current flowing through the branch line or the current flowing into the power line exceeds the predetermined current value from the measurement result of the pyranometer and the measurement result of the thermometer, the maximum The power follow-up control is stopped and the control is performed by removing the operating point of the solar cell module or the solar cell string from the maximum power point and is electrically connected to the power line to power the solar cell module or the solar cell string. And a power conditioner linked to the grid.

本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。The block diagram which shows the solar energy power generation system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに適用する太陽電池モジュールの電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the current-voltage characteristic and power-voltage characteristic of the solar cell module applied to the solar energy power generation system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。The block diagram which shows the solar energy power generation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。The block diagram which shows the solar energy power generation system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

本発明に係る太陽光発電システムの実施形態について図面を参照して説明する。   An embodiment of a photovoltaic power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第１実施形態について、図１から図２を参照して説明する。 [First Embodiment]
1st Embodiment of the solar energy power generation system which concerns on this invention is described with reference to FIGS. 1-2.

図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a photovoltaic power generation system according to the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線２に接続する太陽電池ストリング６と、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、太陽電池ストリング６から最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値を超える場合、最大電力追従制御を中止して太陽電池ストリング６の動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに電力線３に電気的に接続して太陽電池ストリング６を電力系統１０１に連系するパワーコンディショナ７と、を備える。   As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system 1 according to the present embodiment has a power line 3 having a plurality of branch lines 2 connected in parallel and a plurality of solar cell modules 5 electrically connected in series to branch. When the solar cell string 6 connected to the line 2 and the current flowing through the branch line 2 or the current flowing into the power line 3 are equal to or less than a predetermined current value, maximum power follow-up control for extracting the maximum output from the solar cell string 6 is performed. On the other hand, when the current flowing through the branch line 2 or the current combined with the power line 3 exceeds a predetermined current value, the maximum power follow-up control is stopped and the operating point of the solar cell string 6 is removed from the maximum power point. And a power conditioner 7 that is electrically connected to the power line 3 and interconnects the solar cell string 6 to the power system 101.

また、太陽光発電システム１は、分岐線２から太陽電池ストリング６を個別に切り離し可能な太陽電池側開閉器１１と、分岐線２に流れる電流を測定する太陽電池側変流器１２と、太陽電池ストリング６に対する逆電流の回り込みを阻止する逆流防止素子１３と、太陽電池ストリング６の出力を１か所にまとめてパワーコンディショナ７に接続する電力線３の途中を切り離し可能な主開閉器１５と、電力線３に合流する電流を測定する主変流器１６と、太陽電池側変流器１２および主変流器１６の測定結果を取得する監視部１８と、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する監視制御部１９と、を備える。   Further, the solar power generation system 1 includes a solar cell side switch 11 capable of individually separating the solar cell string 6 from the branch line 2, a solar cell side current transformer 12 that measures the current flowing through the branch line 2, A backflow prevention element 13 for preventing a reverse current from flowing into the battery string 6, a main switch 15 capable of disconnecting the middle of the power line 3 connecting the outputs of the solar battery string 6 in one place and connecting to the power conditioner 7; The main current transformer 16 that measures the current that merges with the power line 3, the solar cell side current transformer 12, the monitoring unit 18 that acquires the measurement results of the main current transformer 16, and the solar cell side current transformer 12 or the main current transformer And a monitoring control unit 19 that outputs a command signal WPC to the power conditioner 7 so as to stop the maximum power follow-up control when the measurement result of the current transformer 16 exceeds a predetermined current value determined in advance.

さらに、太陽光発電システム１は、電力線３の一部、太陽電池側開閉器１１、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視部１８を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１は、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器１１、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視部１８を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。   Furthermore, the solar power generation system 1 includes a part of the power line 3, the solar cell side switch 11, the solar cell side current transformer 12, the backflow prevention element 13, the main switch 15, the main current transformer 16, and the monitoring unit 18. A terminal box 21 is provided. The solar power generation system 1 includes a plurality of terminal boxes 21, and includes a solar cell string 6, a solar cell side switch 11, a solar cell side current transformer 12, a backflow prevention element 13, a main switch 15, and a main current transformer 16. A plurality of units having the monitoring unit 18 can be electrically connected in parallel.

なお、太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。   The solar power generation system 1 may be one in which a single solar cell module 5 is electrically connected in parallel instead of the solar cell string 6, and the total number of the solar cell modules 5 and the solar cell strings 6 is two or more. Any number is acceptable.

また、太陽光発電システム１は、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１は、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこの両方を接続することができる。   Further, the solar power generation system 1 obtains a desired power generation capability by the plurality of solar cell strings 6 connected in parallel by the branch line 2. The solar power generation system 1 can connect a necessary number of solar cell modules 5 and / or solar cell strings 6 from a small-scale solar power generation system to a large-scale solar power generation system such as a mega solar system. it can.

電力線３は、それぞれの分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………で太陽電池ストリング６から出力を取り出し、合流してパワーコンディショナ７へ送る。   The power line 3 takes out the output from the solar cell string 6 through the branch lines 2a, 2b, 2c,..., Joins them, and sends them to the power conditioner 7.

太陽電池モジュール５は、数十Ｗの発電能力を有し、長方形状の受光面で光を受けて発電する。複数の太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………は、電力線３によって電気的に並列接続し、パワーコンディショナ７に電力を送る。なお、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６を総称して、単に「太陽電池５、６」と呼ぶ。   The solar cell module 5 has a power generation capability of several tens of watts, and generates light by receiving light at a rectangular light receiving surface. The plurality of solar cell strings 6 a, 6 b, 6 c,... Are electrically connected in parallel through the power line 3 and send power to the power conditioner 7. The solar cell module 5 and the solar cell string 6 are collectively referred to simply as “solar cells 5 and 6”.

パワーコンディショナ７は、太陽電池５、６が出力する直流電力を所定周波数（例えば、商用電源周波数）の交流電力に変換し、交流系統に接続する負荷設備（図示省略）に電力供給したり、電力系統１０１に並列接続して電力供給したりする。また、パワーコンディショナ７は、日射強度や太陽電池５、６の表面温度によって太陽電池５、６の出力が変動するために、最大出力点を追従するように太陽電池５、６の動作点を変化して太陽電池５、６の最大電力を取り出す最大電力追従制御（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行う。最大電力追従制御は、パワーコンディショナ７の直流動作電圧もしくは直流電流またはこれらの両方を一定時間間隔でわずかに変動し、そのときの太陽電池５、６の出力電力と前回の出力電力記憶値とを比較して常に太陽電池５、６の出力電力が大きくなるようにパワーコンディショナ７の直流動作電圧もしくは直流電流またはこれらの両方を変化する。   The power conditioner 7 converts the DC power output from the solar cells 5 and 6 into AC power having a predetermined frequency (for example, commercial power supply frequency), and supplies power to load equipment (not shown) connected to the AC system. For example, power is supplied in parallel to the power system 101. Moreover, since the output of the solar cells 5 and 6 is fluctuate | varied with solar radiation intensity or the surface temperature of the solar cells 5 and 6, the power conditioner 7 changes the operating point of the solar cells 5 and 6 so that the maximum output point may be tracked. Maximum power follow-up control (MPPT: Maximum Power Point Tracking) that changes and extracts the maximum power of the solar cells 5 and 6 is performed. In the maximum power follow-up control, the DC operating voltage and / or DC current of the power conditioner 7 slightly fluctuates at regular time intervals, and the output power of the solar cells 5 and 6 at that time, the previous output power stored value, And the DC operating voltage and / or DC current of the power conditioner 7 are changed so that the output power of the solar cells 5 and 6 is always increased.

それぞれの太陽電池側開閉器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、………は、同じ分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に接続する太陽電池５、６の保守、点検時または太陽電池５、６に故障が発生したとき、分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………から太陽電池５、６を切り離す。他方、主開閉器１５は、電力線３から全ての太陽電池５、６を切り離す。太陽電池側開閉器１１および主開閉器１５は、例えば配線用遮断器である。   The solar cell side switches 11a, 11b, 11c,... Are connected to the same branch lines 2a, 2b, 2c,. When a failure occurs, the solar cells 5 and 6 are disconnected from the branch lines 2a, 2b, 2c,. On the other hand, the main switch 15 disconnects all the solar cells 5 and 6 from the power line 3. The solar cell side switch 11 and the main switch 15 are, for example, circuit breakers.

それぞれの太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………は、それぞれの分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に流れる電流を測定して太陽電池５、６の出力電流を測り、監視部１８へ測定結果を出力する。他方、主変流器１６は、電力線３に接続する太陽電池５、６の総出力電流を測り、監視部１８へ測定結果を出力する。   Each of the solar cell side current transformers 12a, 12b, 12c,... Measures the current flowing through each branch line 2a, 2b, 2c,. The measurement result is output to the monitoring unit 18. On the other hand, the main current transformer 16 measures the total output current of the solar cells 5 and 6 connected to the power line 3 and outputs the measurement result to the monitoring unit 18.

それぞれの逆流防止素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、………は、例えばダイオードであり、太陽電池５、６に逆向きの電流が流れることを防止する。例えば、太陽電池５、６の一部が日影になった場合、並列接続する太陽電池間の出力電圧が不均衡になり日影になった太陽電池５、６に逆向きの電流が流れてしまうため、逆流防止素子１３は、この逆電流を防止する。   Each of the backflow prevention elements 13a, 13b, 13c,... Is a diode, for example, and prevents a reverse current from flowing through the solar cells 5 and 6. For example, when some of the solar cells 5 and 6 are shaded, the output voltage between the solar cells connected in parallel becomes imbalanced, and a reverse current flows through the shaded solar cells 5 and 6. Therefore, the backflow prevention element 13 prevents this reverse current.

監視部１８は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて監視制御部１９へ出力する。   The monitoring unit 18 measures the measurement results of the solar cell side current transformers 12a, 12b, 12c,... (That is, the output currents I1 to In of the solar cell strings 6a, 6b, 6c,...) And the main current transformer. The 16 measurement results (that is, the total output current I0 of the solar cells 5 and 6) are sequentially sampled at regular time intervals, and the data format is adjusted and output to the monitoring control unit 19.

監視制御部１９は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を監視部１８から取得する。監視制御部１９が最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力するための条件である所定の電流値は、従来の太陽光発電システムのような過剰な安全率を必要とせず、太陽電池モジュール５の定格出力と同程度でよい。   The monitoring control unit 19 measures the measurement results of the solar cell side current transformers 12a, 12b, 12c,... (That is, the output currents I1 to In of the solar cell strings 6a, 6b, 6c,. The measurement result of the device 16 (that is, the total output current I0 of the solar cells 5 and 6) is acquired from the monitoring unit 18. The predetermined current value, which is a condition for outputting the command signal WPC to the power conditioner 7 so that the monitoring control unit 19 stops the maximum power follow-up control, requires an excessive safety factor as in the conventional photovoltaic power generation system. Instead, it may be about the same as the rated output of the solar cell module 5.

パワーコンディショナ７は、監視制御部１９から指令信号ＷＰＣを受け取ると、最大電力追従制御を中止し、太陽電池５、６の動作点を変化して太陽電池５、６の非最大電力を取り出す非最大電力追従制御を行う。   When the power conditioner 7 receives the command signal WPC from the monitoring control unit 19, the power conditioner 7 stops the maximum power follow-up control, changes the operating point of the solar cells 5 and 6, and extracts the non-maximum power of the solar cells 5 and 6. Perform maximum power tracking control.

ここで、太陽電池モジュール５の電流−電圧特性および電力−電圧特性を参照してパワーコンディショナ７の最大電力追従制御および非最大電力追従制御について説明する。   Here, the maximum power tracking control and the non-maximum power tracking control of the power conditioner 7 will be described with reference to the current-voltage characteristics and power-voltage characteristics of the solar cell module 5.

図２は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに適用する太陽電池モジュールの電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of current-voltage characteristics and power-voltage characteristics of the solar cell module applied to the solar power generation system according to the first embodiment of the present invention.

なお、図２は、日射強度が異なる場合における太陽電池モジュール５の電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す。   FIG. 2 shows an example of current-voltage characteristics and power-voltage characteristics of the solar cell module 5 when the solar radiation intensity is different.

図２に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール５は、日射強度１０００Ｗ／ｍ２の場合、電流−電圧特性曲線Ａ１、電力−電圧特性曲線Ｗ１の特性となり、日射強度１２００Ｗ／ｍ２の場合、電流−電圧特性曲線Ａ２、電力−電圧特性曲線Ｗ２の特性となり、日射強度が高くなるほど出力を増す。 As shown in FIG. 2, the solar cell module 5 according to the present embodiment has a current-voltage characteristic curve A1 and a power-voltage characteristic curve W1 when the solar radiation intensity is 1000 W / m 2 , and the solar radiation intensity is 1200 W / m 2. In this case, the current-voltage characteristic curve A2 and the power-voltage characteristic curve W2 are obtained, and the output increases as the solar radiation intensity increases.

先ず、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の動作点が曲線Ｗ１のａ点にあるとき、動作電圧を高くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ１のｂ点に変化する（実線矢ＭＰＰＴ１）。他方、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の動作点が曲線Ｗ１のｄ点にあるとき、動作電圧を低くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ１のｃ点に変化する（実線矢ＭＰＰＴ２）。パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、この２つの制御を継続することで太陽電池モジュール５の動作点を常に最大出力点ｅ付近に調整する。   First, in the maximum power follow-up control of the power conditioner 7, when the operating point of the solar cell module 5 is at the point a of the curve W1, the operating voltage is increased so that the operating point of the solar cell module 5 becomes the point b of the curve W1. It changes (solid arrow MPPT1). On the other hand, in the maximum power follow-up control of the power conditioner 7, when the operating point of the solar cell module 5 is at the point d of the curve W1, the operating voltage is lowered so that the operating point of the solar cell module 5 becomes the point c of the curve W1. It changes (solid arrow MPPT2). In the maximum power follow-up control of the power conditioner 7, the operating point of the solar cell module 5 is always adjusted to the vicinity of the maximum output point e by continuing these two controls.

次に、パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御について説明する。   Next, the non-maximum power tracking control of the power conditioner 7 will be described.

ところで、所定の電流値を太陽電池モジュール５の定格出力に定める場合、所定の電流値は、曲線Ａ１の最大値になる（図２中の破線Ｓ）。なお、所定の電流値は、太陽電池モジュール５の定格出力に若干の安全率を見込んでも良いが、説明を簡単にするために安全率＝１．０とする。仮に、日射強度が大きく、例えば日射強度１２００Ｗ／ｍ２になると、太陽電池モジュール５は曲線Ｗ２に沿って動作する。このとき、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御を継続すると、太陽電池モジュール５の動作点は最大出力点ｆに向かい、電流値ｆａは所定の電流値を超えることになる。 By the way, when setting a predetermined current value to the rated output of the solar cell module 5, the predetermined current value becomes the maximum value of the curve A1 (broken line S in FIG. 2). Note that the predetermined current value may allow a slight safety factor in the rated output of the solar cell module 5, but in order to simplify the description, the safety factor is set to 1.0. If the solar radiation intensity is high, for example, when the solar radiation intensity is 1200 W / m 2 , the solar cell module 5 operates along the curve W2. At this time, if the maximum power follow-up control of the power conditioner 7 is continued, the operating point of the solar cell module 5 is directed to the maximum output point f, and the current value fa exceeds a predetermined current value.

そこで、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、非最大電力追従制御を行う。   Therefore, the solar power generation system 1 according to the present embodiment performs non-maximum power tracking control.

監視制御部１９は、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えるので最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する。パワーコンディショナ７は、指令信号ＷＰＣを受け取ると非最大電力追従制御を開始する。   The monitoring control unit 19 outputs a command signal WPC to the power conditioner 7 so as to stop the maximum power tracking control because the measurement result of the solar cell side current transformer 12 or the main current transformer 16 exceeds a predetermined current value determined in advance. To do. When the power conditioner 7 receives the command signal WPC, the power conditioner 7 starts non-maximum power tracking control.

パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の出力電流が曲線Ａ２のうち破線Ｓより上側にあるとき、動作電圧を高くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ２のｇ点に変化する。このとき、太陽電池モジュール５の動作点は最大出力点ｆに向かい、電流値ｇａは所定の電流値を下回る。パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御は、この制御を継続することで太陽電池モジュール５の動作点を常に最大出力点ｆ以下のｇ点付近に調整する。   In the non-maximum power follow-up control of the power conditioner 7, when the output current of the solar cell module 5 is above the broken line S in the curve A2, the operating voltage is increased and the operating point of the solar cell module 5 is changed to g of the curve W2. Changes to a point. At this time, the operating point of the solar cell module 5 is directed to the maximum output point f, and the current value ga is lower than the predetermined current value. In the non-maximum power follow-up control of the power conditioner 7, by continuing this control, the operating point of the solar cell module 5 is always adjusted to the vicinity of the g point below the maximum output point f.

なお、パワーコンディショナ７は、適宜の時間経過の後または適宜に出力が低下した後、非最大電力追従制御を解除して最大電力追従制御を再開する。   Note that the power conditioner 7 cancels the non-maximum power tracking control and restarts the maximum power tracking control after an appropriate time has elapsed or after the output has decreased appropriately.

本実施形態に係る太陽光発電システム１は、パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御によって太陽電池５、６の動作点を調整し、太陽電池５、６の出力電流を予め定める所定の電流値以下に抑制することができる。これによって、太陽光発電システム１は、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても太陽電池５、６の出力を所望に抑制できる。ひいては、太陽光発電システム１は、過剰な品質の機器や部品を選定しなくても、太陽電池５、６の出力を適宜（例えば、定格出力程度）に抑制して、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。   The photovoltaic power generation system 1 according to the present embodiment adjusts the operating points of the solar cells 5 and 6 by non-maximum power tracking control of the power conditioner 7 and determines a predetermined current value that predetermines the output current of the solar cells 5 and 6. The following can be suppressed. Thereby, the solar power generation system 1 can suppress the output of the solar cells 5 and 6 as desired even if the solar radiation intensity with respect to the solar cells 5 and 6 exceeds the assumption. As a result, the solar power generation system 1 can suppress the output of the solar cells 5 and 6 appropriately (for example, about the rated output) without selecting excessive quality devices and parts, While preventing damage to equipment and parts, it is possible to reduce costs by selecting appropriate quality equipment and parts.

［第２の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第２実施形態について、図３を参照して説明する。 [Second Embodiment]
A second embodiment of the photovoltaic power generation system according to the present invention will be described with reference to FIG.

図３は、本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing a photovoltaic power generation system according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態に係る太陽光発電システム１Ａにおいて第１実施形態の太陽光発電システム１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   In the photovoltaic power generation system 1A according to this embodiment, the same components as those of the photovoltaic power generation system 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図３に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１Ａは、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線に接続する太陽電池ストリング６と、それぞれの分岐線２に電気的に接続して分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると太陽電池ストリング６の少なくとも１つを分岐線２から解列する複数の太陽電池側開閉器２５と、を備える。   As shown in FIG. 3, the photovoltaic power generation system 1 </ b> A according to this embodiment has a power line 3 having a plurality of branch lines 2 connected in parallel and a plurality of solar cell modules 5 electrically connected in series. When the current of the solar cell string 6 connected to the line and the current flowing through the branch line 2 by being electrically connected to the respective branch lines 2 or the current joining the power line 3 exceeds a predetermined current value, A plurality of solar cell side switches 25 that disconnect at least one from the branch line 2.

また、太陽光発電システム１Ａは、太陽電池側変流器１２と、逆流防止素子１３と、主開閉器１５と、主変流器１６と、太陽電池側変流器１２および主変流器１６の測定結果を取得し、これらの測定結果が予め定める所定の電流値を超えると太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開く監視制御部２６と、監視制御部２６に接続する遠隔監視制御部２７と、を備える。   Moreover, 1 A of photovoltaic power generation systems are the solar cell side current transformer 12, the backflow prevention element 13, the main switch 15, the main current transformer 16, the solar cell side current transformer 12, and the main current transformer 16. Monitoring control unit 26 that opens at least one of the solar battery side switches 25 when these measurement results exceed a predetermined current value, and a remote monitoring control unit connected to the monitoring control unit 26 27.

さらに、太陽光発電システム１Ａは、電力線３の一部、太陽電池側開閉器２５、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視制御部２６を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１Ａは、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器２５、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視制御部２６を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。   Furthermore, the solar power generation system 1A includes a part of the power line 3, the solar cell side switch 25, the solar cell side current transformer 12, the backflow prevention element 13, the main switch 15, the main current transformer 16, and the monitoring control unit 26. The terminal box 21 which accommodates is provided. The solar power generation system 1A includes a plurality of terminal boxes 21, and includes a solar cell string 6, a solar cell side switch 25, a solar cell side current transformer 12, a backflow prevention element 13, a main switch 15, and a main current transformer 16. A plurality of units having the monitoring control unit 26 can be electrically connected in parallel.

なお、太陽光発電システム１Ａは、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。   The solar power generation system 1A may be one in which a single solar cell module 5 is electrically connected in parallel instead of the solar cell string 6, and the total number of the solar cell modules 5 and the solar cell strings 6 is two or more. Any number is acceptable.

また、太陽光発電システム１Ａは、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１は、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこれらの両方を接続することができる。   Further, the solar power generation system 1 </ b> A obtains a desired power generation capability by the plurality of solar cell strings 6 connected in parallel by the branch line 2. The solar power generation system 1 connects a necessary number of solar cell modules 5 or solar cell strings 6 or both from a small-scale solar power generation system to a large-scale solar power generation system such as a mega solar system. Can do.

それぞれの太陽電池側開閉器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、………は、例えば、電磁開閉器であり、同じ分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に接続する太陽電池５、６の保守、点検時または太陽電池５、６に故障が発生したとき、分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………から太陽電池５、６を切り離す（解列する）とともに、監視制御部２６から開閉できる。また、それぞれの太陽電池側開閉器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、………は、監視制御部２６が出力する指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ、閉指令信号ＣＬＳ１〜ＣＬＳｎ）によって開閉可能であるとともに、開閉の状態を表すステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を監視制御部２６へ出力する。   Each of the solar cell side switches 25a, 25b, 25c,... Is, for example, an electromagnetic switch, and maintenance and inspection of the solar cells 5, 6 connected to the same branch line 2a, 2b, 2c,. When a failure occurs in the solar cells 5 and 6, the solar cells 5 and 6 are disconnected (disconnected) from the branch lines 2a, 2b, 2c,. Each of the solar cell side switches 25a, 25b, 25c,... Can be opened and closed by command signals (open command signals OPS1 to OPSn, close command signals CLS1 to CLSn) output from the monitoring control unit 26. Then, status signals indicating the open / closed state (OPS1 to OPn as open status signals and CL1 to CLn as closed status signals) are output to the monitoring control unit 26.

監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて遠隔監視制御部２７へ出力する。また、監視制御部２６は、太陽電池側開閉器２５のステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて遠隔監視制御部２７へ出力する。   The monitoring control unit 26 measures the measurement results of the solar cell side current transformers 12a, 12b, 12c,... (That is, the output currents I1 to In of the solar cell strings 6a, 6b, 6c,. The measurement result of the device 16 (that is, the total output current I0 of the solar cells 5 and 6) is sequentially sampled at regular time intervals, and the data format is adjusted and output to the remote monitoring control unit 27. The monitoring control unit 26 sequentially samples the status signals of the solar battery side switch 25 (OPS1 to OPn as open status signals and CL1 to CLn as closed status signals) at regular time intervals, and arranges the data format. Output to the remote monitoring control unit 27.

監視制御部２６が太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開くよう太陽電池側開閉器２５に指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ）を出力するための条件である所定の電流値は、従来の太陽光発電システムのような過剰な安全率を必要とせず、太陽電池モジュール５の定格出力と同程度でよい。   The predetermined current value, which is a condition for outputting a command signal (open command signals OPS1 to OPSn) to the solar cell side switch 25 so that the monitoring control unit 26 opens at least one of the solar cell side switches 25, has been conventionally An excessive safety factor like that of the solar power generation system of FIG.

監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２の測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、当該太陽電池側変流器１２と同じ分岐線２に接続する太陽電池側開閉器２５を開き、同じ分岐線２に接続する太陽電池５、６を切り離す。   When the measurement result of the solar cell side current transformer 12 exceeds a predetermined current value determined in advance, the monitoring control unit 26 is connected to the same branch line 2 as the solar cell side current transformer 12. And the solar cells 5 and 6 connected to the same branch line 2 are disconnected.

例えば、監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２ａの測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、少なくとも太陽電池側変流器１２ａと同じ分岐線２に接続する太陽電池側開閉器２５ａを開き、同じ分岐線２ａに接続する太陽電池ストリング６ａを切り離す。このとき、太陽電池ストリング６ａの他にも太陽電池ストリング６を切り離しても良い。また、監視制御部２６は、主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、複数の太陽電池側開閉器２５（例えば、太陽電池側開閉器２５ａ、太陽電池側開閉器２５ｂ）を開き、複数の太陽電池ストリング６（例えば、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ）を切り離す。   For example, when the measurement result of the solar cell side current transformer 12a exceeds a predetermined current value determined in advance, the monitoring control unit 26 opens / closes the solar cell side connected to at least the same branch line 2 as the solar cell side current transformer 12a. The device 25a is opened, and the solar cell string 6a connected to the same branch line 2a is disconnected. At this time, the solar cell string 6 may be separated in addition to the solar cell string 6a. Moreover, when the measurement result of the main current transformer 16 exceeds a predetermined current value determined in advance, the monitoring control unit 26 has a plurality of solar cell side switches 25 (for example, a solar cell side switch 25a, a solar cell side switch). The battery 25b) is opened, and the plurality of solar cell strings 6 (for example, the solar cell strings 6a and 6b) are separated.

また、監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２の測定結果が予め定める所定の電流値以下に復帰すると、開いている太陽電池側開閉器２５を閉じる。   Moreover, the monitoring control part 26 will close the open solar cell side switch 25, if the measurement result of the solar cell side current transformer 12 returns to below predetermined current value.

例えば、監視制御部２６は、太陽電池側開閉器２５ａを開いた後、太陽電池側変流器１２ａの測定結果が予め定める所定の電流値以下に復帰すると、太陽電池側開閉器２５ａを閉じて太陽電池ストリング６ａを接続する。   For example, after opening the solar cell side switch 25a, the monitoring control unit 26 closes the solar cell side switch 25a when the measurement result of the solar cell side current transformer 12a returns to a predetermined current value or less. The solar cell string 6a is connected.

遠隔監視制御部２７は、遠隔地において有人監視制御を実施可能にする装置であり、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）、主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）および太陽電池側開閉器２５のステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を監視制御部２６から取得する。また、遠隔監視制御部２７は、監視制御部２６へ指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ、閉指令信号ＣＬＳ１〜ＣＬＳｎ）の出力を指令できる。   The remote monitoring control unit 27 is a device that makes it possible to perform manned monitoring control in a remote place, and the measurement results of the solar cell side current transformers 12a, 12b, 12c,... (That is, the solar cell strings 6a, 6b,. 6c, ..., output currents I1 to In), the measurement result of the main current transformer 16 (that is, the total output current I0 of the solar cells 5 and 6), and the status signal of the solar cell side switch 25 (open state status signal) As OPS1 to OPn and CL1 to CLn) as the closed status signals. Further, the remote monitoring controller 27 can instruct the monitoring controller 26 to output command signals (open command signals OPS1 to OPSn, close command signals CLS1 to CLSn).

太陽光発電システム１Ａは、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えると、太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開き、太陽電池５、６を一時的に切り離すことによって、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても電力線などの機器や部品に過電流が流れないようにすることが可能になり、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。   When the measurement result of the solar cell side current transformer 12 or the main current transformer 16 exceeds a predetermined current value determined in advance, the solar power generation system 1A opens at least one of the solar cell side switches 25, and the solar cell 5 By temporarily disconnecting 6, 6, it becomes possible to prevent overcurrent from flowing to devices and parts such as power lines even if the solar radiation intensity for the solar cells 5, 6 exceeds the expected value. Can be stopped, and damage to equipment and parts can be prevented, and appropriate quality equipment and parts can be selected to reduce costs.

［第３の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第３実施形態について、図４を参照して説明する。 [Third Embodiment]
A third embodiment of the photovoltaic power generation system according to the present invention will be described with reference to FIG.

図４は、本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing a photovoltaic power generation system according to the third embodiment of the present invention.

本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂにおいて第１実施形態の太陽光発電システム１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   In the photovoltaic power generation system 1B according to the present embodiment, the same components as those of the photovoltaic power generation system 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図４に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂは、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線２に接続する太陽電池ストリング６と、電力線３に電気的に接続して太陽電池ストリング６から最大出力を取り出す最大電力追従制御を行うとともに太陽電池ストリング６を電力系統１０１に連系するパワーコンディショナ７と、を備える。   As shown in FIG. 4, the photovoltaic power generation system 1 </ b> B according to this embodiment has a power line 3 having a plurality of branch lines 2 connected in parallel and a plurality of solar cell modules 5 electrically connected in series to branch. A power condition in which the solar cell string 6 connected to the line 2 and the maximum power follow-up control for extracting the maximum output from the solar cell string 6 by electrically connecting to the power line 3 are performed and the solar cell string 6 is connected to the power system 101 NA7.

また、太陽光発電システム１Ｂは、太陽電池側開閉器１１と、逆流防止素子１３と、主開閉器１５と、太陽電池ストリング６に対する日射強度を測定する日射計３１と、太陽電池ストリング６の温度もしくは太陽電池ストリング６の雰囲気温度を測定する温度計３２と、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出し、これらの算出結果が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する監視制御部３３と、を備える。太陽光発電システム１Ｂは、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出し、これらの算出結果が予め定める所定の電流値を超えるとパワーコンディショナ７の最大電力追従制御を中止して太陽電池ストリング６の動作点を最大電力点から外して制御する。   The solar power generation system 1B includes a solar cell side switch 11, a backflow prevention element 13, a main switch 15, a solarimeter 31 that measures the solar radiation intensity with respect to the solar cell string 6, and the temperature of the solar cell string 6. Alternatively, a thermometer 32 that measures the ambient temperature of the solar cell string 6, a measurement result of the thermometer 31, and a measurement result of the thermometer 32, calculate a current that flows in the branch line 2 or a current that merges in the power line 3. And a monitoring control unit 33 that outputs a command signal WPC to the power conditioner 7 so as to stop the maximum power follow-up control when the result exceeds a predetermined current value determined in advance. The solar power generation system 1B calculates a current flowing through the branch line 2 or a current merging into the power line 3 from the measurement result of the pyranometer 31 and the measurement result of the thermometer 32, and the calculation result sets a predetermined current value determined in advance. If it exceeds, the maximum power follow-up control of the power conditioner 7 is stopped and the operating point of the solar cell string 6 is removed from the maximum power point for control.

さらに、太陽光発電システム１Ｂは、電力線３の一部、太陽電池側開閉器１１、逆流防止素子１３および主開閉器１５を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１Ｂは、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器１１、逆流防止素子１３および主開閉器１５を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。   Furthermore, the solar power generation system 1 </ b> B includes a terminal box 21 that houses a part of the power line 3, the solar cell side switch 11, the backflow prevention element 13, and the main switch 15. The solar power generation system 1B is provided with a plurality of terminal boxes 21, and electrically connects a plurality of units each including the solar cell string 6, the solar cell side switch 11, the backflow prevention element 13, and the main switch 15 in parallel. Can do.

なお、太陽光発電システム１Ｂは、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。   The solar power generation system 1B may be one in which a single solar cell module 5 is electrically connected in parallel instead of the solar cell string 6, and the total number of the solar cell modules 5 and the solar cell strings 6 is two or more. Any number is acceptable.

また、太陽光発電システム１Ｂは、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１Ｂは、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこれらの両方を接続することができる。   In addition, the solar power generation system 1B obtains a desired power generation capacity by the plurality of solar cell strings 6 connected in parallel by the branch line 2. The solar power generation system 1B connects a necessary number of solar cell modules 5 and / or solar cell strings 6 from a small-scale solar power generation system to a large-scale solar power generation system such as a mega solar system. Can do.

日射計３１は、太陽電池５、６の受光面における日射強度を測定可能なように太陽電池５、６の近傍に適宜に位置する。温度計３２は、太陽電池５、６の表面温度を測定可能なように太陽電池５、６の近傍に適宜に位置する。日射計３１および温度計３２は、太陽電池５、６の設置場所の広さに応じて適宜の間隔で複数配置しても良い。   The solar radiation meter 31 is appropriately positioned in the vicinity of the solar cells 5 and 6 so that the solar radiation intensity on the light receiving surfaces of the solar cells 5 and 6 can be measured. The thermometer 32 is appropriately positioned in the vicinity of the solar cells 5 and 6 so that the surface temperature of the solar cells 5 and 6 can be measured. A plurality of the pyranometers 31 and thermometers 32 may be arranged at appropriate intervals according to the size of the installation location of the solar cells 5 and 6.

監視制御部３３は、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出して推定する。監視制御部３３は、これらの算出結果である推定値が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する。   The monitoring control unit 33 calculates and estimates the current flowing through the branch line 2 or the current flowing through the power line 3 from the measurement result of the pyrometer 31 and the measurement result of the thermometer 32. The supervisory control unit 33 outputs a command signal WPC to the power conditioner 7 so as to stop the maximum power follow-up control when the estimated value as the calculation result exceeds a predetermined current value determined in advance.

本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂは、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流の推定値に基づくパワーコンディショナ７の非最大電力追従制御によって太陽電池５、６の動作点を調整し、太陽電池５、６の出力電流を予め定める所定の電流値以下に抑制することができる。これによって、太陽光発電システム１Ｂは、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても太陽電池５、６の出力を所望に抑制できる。ひいては、太陽光発電システム１Ｂは、過剰な品質の機器や部品を選定しなくても、太陽電池５、６の出力を適宜（例えば、定格出力程度）に抑制して、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。   The photovoltaic power generation system 1B according to the present embodiment determines the operating points of the solar cells 5 and 6 by the non-maximum power tracking control of the power conditioner 7 based on the estimated value of the current flowing through the branch line 2 or the current flowing through the power line 3. By adjusting, the output current of the solar cells 5 and 6 can be suppressed to a predetermined current value or less. Thereby, the solar power generation system 1B can suppress the output of the solar cells 5 and 6 as desired even if the solar radiation intensity with respect to the solar cells 5 and 6 exceeds the assumption. As a result, the solar power generation system 1B can suppress the output of the solar cells 5 and 6 appropriately (for example, about the rated output) without selecting excessive quality devices and parts, While preventing damage to equipment and parts, it is possible to reduce costs by selecting appropriate quality equipment and parts.

したがって、本実施形態に係る太陽光発電システム１、１Ａ、１Ｂによれば、過剰な品質の主開閉器１５や電力線３などの機器や部品を必要とせず、妥当な品質の機器や部品を備えつつ、太陽電池モジュール５の出力が定格出力を上回った場合であってもシステム全体の停止や機器や部品の損傷に至ることを防止可能であり、信頼性、経済性に優れる。   Therefore, according to the photovoltaic power generation systems 1, 1 </ b> A, and 1 </ b> B according to the present embodiment, devices and parts such as the main switch 15 and the power line 3 with excessive quality are not required, and devices and parts with appropriate quality are provided. On the other hand, even when the output of the solar cell module 5 exceeds the rated output, it is possible to prevent the entire system from being stopped and damage to equipment and parts, and the reliability and economy are excellent.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１、１Ａ、１Ｂ 太陽光発電システム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 分岐線
３ 電力線
５ 太陽電池モジュール
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 太陽電池ストリング
７ パワーコンディショナ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 太陽電池側開閉器
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 太陽電池側変流器
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 逆流防止素子
１５ 主開閉器
１６ 主変流器
１８ 監視部
１９ 監視制御部
２１ 端子箱
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 太陽電池側開閉器
２６ 監視制御部
２７ 遠隔監視制御部
３１ 日射計
３２ 温度計
３３ 監視制御部
１０１ 電力系統 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B Photovoltaic power generation system 2, 2a, 2b, 2c Branch line 3 Power line 5 Solar cell module 6, 6a, 6b, 6c Solar cell string 7 Power conditioner 11, 11a, 11b, 11c Solar cell side switch 12, 12a, 12b, 12c Solar cell side current transformers 13, 13a, 13b, 13c Backflow prevention element 15 Main switch 16 Main current transformer 18 Monitoring unit 19 Monitoring control unit 21 Terminal boxes 25, 25a, 25b, 25c Battery side switch 26 Monitoring control unit 27 Remote monitoring control unit 31 Solar radiation meter 32 Thermometer 33 Monitoring control unit 101 Electric power system

Claims (4)

並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 A power line having a plurality of branch lines connected in parallel;
A solar cell string connected to the branch line by having a solar cell module connected to the branch line or a plurality of the solar cell modules electrically connected in series;
When the current flowing through the branch line or the current joined to the power line is equal to or less than a predetermined current value determined in advance, maximum power follow-up control is performed to extract the maximum output from the solar cell module or the solar cell string, while the branch line is When the current flowing through the power line or the current combined with the power line exceeds the predetermined current value, the maximum power follow-up control is stopped and control is performed by removing the operating point of the solar cell module or the solar cell string from the maximum power point. And a power conditioner that is electrically connected to the power line and interconnects the solar cell module or the solar cell string to an electric power system. 並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
それぞれの前記分岐線に電気的に接続して記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの少なくとも１つを前記分岐線から解列する複数の開閉器と、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 A power line having a plurality of branch lines connected in parallel;
A solar cell string connected to the branch line by having a solar cell module connected to the branch line or a plurality of the solar cell modules electrically connected in series;
When the current flowing through the branch line by being electrically connected to each branch line or the current flowing through the power line exceeds a predetermined current value, at least one of the solar cell module or the solar cell string is A solar power generation system comprising: a plurality of switches disconnected from a branch line. 前記開閉器は、前記測定結果が前記所定の電流値以下に復帰すると閉じることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。 The solar power generation system according to claim 2, wherein the switch is closed when the measurement result returns to the predetermined current value or less. 並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングに対する日射強度を測定する日射計と、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの温度もしくは前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの雰囲気温度を測定する温度計と、
前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 A power line having a plurality of branch lines connected in parallel;
A solar cell string connected to the branch line by having a solar cell module connected to the branch line or a plurality of the solar cell modules electrically connected in series;
A pyranometer for measuring a solar radiation intensity for the solar cell module or the solar cell string;
A thermometer for measuring the temperature of the solar cell module or the solar cell string or the ambient temperature of the solar cell module or the solar cell string;
The maximum output from the solar cell module or the solar cell string when the current flowing through the branch line or the current combined with the power line is equal to or less than a predetermined current value determined from the measurement result of the pyranometer and the measurement result of the thermometer On the other hand, if the current flowing through the branch line or the current flowing into the power line exceeds the predetermined current value from the measurement result of the pyranometer and the measurement result of the thermometer, the maximum The power follow-up control is stopped and the control is performed by removing the operating point of the solar cell module or the solar cell string from the maximum power point and is electrically connected to the power line to power the solar cell module or the solar cell string. A solar power generation system comprising a power conditioner connected to the grid
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