JP2013050850A - Photovoltaic power generation system and control method therefor, and boost unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽光発電システムおよびその制御方法、ならびに昇圧ユニットに関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation system, a control method thereof, and a boosting unit.
一般に、太陽光発電システムは、主に、屋根などの構造物上に設置される複数の太陽電池ストリングと、該複数の太陽電池ストリングから出力される直流電力を商用電力系統に対して電圧・電流位相を同期させた交流電力に変換するパワーコンディショナと、で構成されている。複数の太陽電池ストリングは、互いに並列に接続されているとともに、各々、複数の直列接続された太陽電池素子を有している。 In general, a photovoltaic power generation system mainly uses a plurality of solar cell strings installed on a structure such as a roof, and direct current power output from the plurality of solar cell strings to a commercial power system as a voltage / current. And a power conditioner that converts the phase into synchronized AC power. The plurality of solar cell strings are connected in parallel to each other, and each have a plurality of series-connected solar cell elements.
近年、景観や個性を重視した住宅等に設置される太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリングが有する太陽電池素子の数が、互いに異なる場合がある。このような場合、複数の太陽電池ストリング間の出力電圧を合わせることで、１つのパワーコンディショナでの発電効率を高めるといった技術が提案されている。 In recent years, in a photovoltaic power generation system installed in a house or the like with an emphasis on landscape and individuality, the number of solar cell elements included in a plurality of solar cell strings may be different from each other. In such a case, a technique has been proposed in which the power generation efficiency in one power conditioner is increased by combining output voltages between a plurality of solar cell strings.
例えば、特許文献１には、太陽電池素子の枚数が異なる複数の太陽電池ストリングを有する太陽光発電システムにおいて、太陽電池素子の枚数が少ない太陽電池ストリング（非標準太陽電池ストリング）の出力電圧を太陽電池素子の枚数が多い太陽電池ストリング（標準太陽電池ストリング）の出力電圧まで高める昇圧ユニットを設ける技術が開示されている。
For example, in
しかしながら、特許文献１に記載の太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの設置時に、標準太陽電池ストリングと非標準太陽電池ストリングの太陽電池素子の枚数比に基づき、切換スイッチを手動で切り換えることによって昇圧ユニットにおける昇圧電圧比率を設定している。このような昇圧電圧比率の設定では、施工時の工数の増加にともない施工コストが増加したり、切換スイッチの選択ミス等により標準太陽電池ストリングでの発電がなされる前に非標準太陽電池ストリングの出力電圧が標準太陽電池ストリングの出力電圧よりも高くなった場合に非標準太陽電池ストリングのみによる電力変換（非標準太陽電池ストリングによる単独運転）がなされて標準太陽電池ストリングでの発電が正常になされなかったりといったおそれがあった。
However, in the solar power generation system described in
そのため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換を可能にする太陽光発電システムが求められている。 Therefore, there is a demand for a photovoltaic power generation system that is easy to construct and enables efficient power conversion using a plurality of solar cell strings.
本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムは、互いに並列に接続され且つ最大出力電力が互いに異なる第１太陽電池ストリングと第２太陽電池ストリングとをＭＰＰＴ制御されているパワーコンディショナを介して商用電力系統に系統連系させるための太陽光発電システムであり、前記第１太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧よりも前記第２太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧が低い場合に、前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を前記第１太陽電池ストリングの出力電圧まで高める昇圧ユニットが前記パワーコンディショナの前段に設けられている。この昇圧ユニットは、前記第２太陽電池ストリングの前記出力電圧を、前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には該パワーコンデ
ィショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、前記第１太陽電池ストリングに基づく前記パワーコンディショナの前記ＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば前記第１太陽電池ストリングの前記出力電圧まで高める。
A photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention is connected to a first solar cell string and a second solar cell string, which are connected in parallel with each other and have different maximum output powers, via a power conditioner under MPPT control. A photovoltaic power generation system for grid connection to a commercial power system, wherein when the voltage of the maximum output power of the second solar cell string is lower than the voltage of the maximum output power of the first solar cell string, the first A boosting unit that increases the output voltage of the two solar cell strings to the output voltage of the first solar cell string is provided in the front stage of the power conditioner. The boost unit sets the output voltage of the second solar cell string to be lower than a lower limit of an input operation voltage range of the power conditioner before starting power conversion in the power conditioner, and If a pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on the string is detected, the power voltage is increased to the output voltage of the first solar cell string.
本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの制御方法は、第１太陽電池ストリングと第２太陽電池ストリングとが並列にパワーコンディショナに接続される太陽光発電システムにおける制御方法である。そして、前記第１太陽電池ストリングの最大出力電圧よりも前記第２太陽電池ストリングの最大出力電圧が低い場合に、前記第２太陽電池ストリングの前記出力電圧を、前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には該パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定するステップと、前記第１太陽電池ストリングに基づく前記パワーコンディショナの前記ＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば前記第１太陽電池ストリングの前記出力電圧まで高めるステップと、を有する。 The control method of the photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention is a control method in a photovoltaic power generation system in which a first solar cell string and a second solar cell string are connected in parallel to a power conditioner. Then, when the maximum output voltage of the second solar cell string is lower than the maximum output voltage of the first solar cell string, the power converter starts to convert the output voltage of the second solar cell string to the power conditioner. If the pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on the first solar cell string is detected before the step of setting below the lower limit of the input operating voltage range of the power conditioner, the first solar cell string Increasing to the output voltage.
本発明の一実施形態に係る昇圧ユニットは、第１太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧よりも第２太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧が低い場合に、前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を前記第１太陽電池ストリングの出力電圧まで昇圧してからパワーコンディショナに出力可能な昇圧ユニットである。そして、前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には、前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を該パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、前記パワーコンディショナがＭＰＰＴ制御された結果に基づく脈動が検知されると前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を前記第１太陽電池ストリングの出力電圧まで昇圧することを特徴とする。 When the voltage of the maximum output power of the second solar cell string is lower than the voltage of the maximum output power of the first solar cell string, the boost unit according to an embodiment of the present invention outputs the output voltage of the second solar cell string. Is a boosting unit capable of boosting the voltage to the output voltage of the first solar cell string and then outputting it to the power conditioner. Before the power conversion in the power conditioner is started, the output voltage of the second solar cell string is set to be less than the lower limit of the input operation voltage range of the power conditioner, and the power conditioner is MPPT-controlled. When pulsation based on the result is detected, the output voltage of the second solar cell string is boosted to the output voltage of the first solar cell string.
本発明の実施形態に係る太陽光発電システムおよびその制御方法、ならびに昇圧ユニットによれば、第１太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナでの電力変換で生じるＭＰＰＴ制御における脈動の検知に基づき第２太陽電池ストリングの出力電圧を第１太陽電池ストリングの出力電圧まで昇圧することから、施工時の工数を増加させることなく、第１太陽電池ストリングの電力変換開始前の第２太陽電池ストリングによる単独運転を抑制することができるため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換が可能である。 According to the photovoltaic power generation system, the control method thereof, and the boosting unit according to the embodiment of the present invention, the second solar power is detected based on the detection of pulsation in the MPPT control caused by the power conversion in the power conditioner based on the first solar cell string. Since the output voltage of the battery string is boosted to the output voltage of the first solar cell string, the independent operation by the second solar cell string before the start of power conversion of the first solar cell string is performed without increasing the number of man-hours during construction. Since it can suppress, construction is easy and efficient power conversion by a plurality of solar cell strings is possible.
以下、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a solar power generation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電システム１１を示す模式的なブロック図である。この太陽光発電システム１１は、複数の太陽電池ストリング２を、パワーコンディショナ６を介して商用電力系統３に系統連系させるためのものである。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a photovoltaic
具体的には、本実施形態に係る太陽光発電システム１１は、第１の太陽電池ストリング２Ａ（２）と、該第１の太陽電池ストリング２Ａと並列に接続された第２の太陽電池ストリング２Ｂ（２）と、この第１の太陽電池ストリング２Ａおよび第２の太陽電池ストリング２Ｂで発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ６と、第２の太陽電池ストリング２Ｂ（２）の出力電圧を昇圧する昇圧ユニット７と、を有している。この昇圧ユニット７は、パワーコンディショナ６の前段、換言すれば、パワーコンディショナ６の入力側に設けられている。また、本実施形態においては、昇圧ユニット７の後段側、換言すれば、昇圧ユニット７の出力側に脈動検知回路８が設けられている。すなわち、図１に示すように、脈動検知回路８は、パワーコンディショナ６と昇圧ユニット７との間に設けられている。このような太陽光発電システム１１において、パワーコンディショナ６の交流出力は、商用電力系統に接続されるとともに、交流負荷にも接続され、得られた交流電力は交流負荷等で消費される。
Specifically, the solar
以下、太陽光発電システム１１における各構成について説明する。
Hereinafter, each component in the photovoltaic
まず、複数の太陽電池ストリング２について説明する。第１の太陽電池ストリング２Ａおよび第２の太陽電池ストリング２Ｂは、互いに直列に接続された複数の太陽電池素子や太陽電池モジュールを有している。本実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数は、第１の太陽電池素子２Ａにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数よりも少ない。換言すれば、第２の太陽電池ストリング２Ｂにおける最大発電容量（最大出力電力）は、第１の太陽電池ストリング２Ａにおける最大発電容量（最大出力電力）よりも小さい。このような第１の太陽電池
ストリング２Ａおよび第２の太陽電池ストリング２Ｂは、互いに並列に接続されている。なお、第１および第２の太陽電池ストリング２Ａ、２Ｂにおける太陽電池素子としては、種々の太陽電池素子を用いることができる。
First, the some
次に、昇圧ユニット７について説明する。昇圧ユニット７は、上述したように、パワーコンディショナ６の入力側に設けられている。本実施形態においては、パワーコンディショナ６の入力端子は、脈動検知回路８と接続されているため、昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂと脈動検知回路８との間に設けられている。
Next, the
本実施形態において、この昇圧ユニット７は、第１の太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧よりも第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が低い場合に、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧まで高める機能を有する。すなわち、１つのパワーコンディショナ６に互いに並列に接続された複数の太陽電池ストリング２のうち、最大発電容量（最大出力電力）がより少ない第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧まで高める機能を有する。
In the present embodiment, the boosting
より具体的には、昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、パワーコンディショナ６での電力変換開始前にはパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで高める。
More specifically, the boosting
一般に昇圧ユニット７を用いて第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に昇圧する場合、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を何倍に昇圧するかが問題となる。昇圧ユニット７の構造によって問題点も異なるが、例えば、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を一定電圧に昇圧して出力すると、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧は昇圧ユニット７によって昇圧された第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧よりも高い電圧になるまでパワーコンディショナ６に発電電力を送り込むことが出来ない。反対に、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧が昇圧ユニット７により昇圧された第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧よりも高くなると、今度は昇圧ユニット７を介して出力している第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力がパワーコンディショナ６に送り込むことが出来なくなる。
In general, when boosting the output voltage of the second
しかしながら、本実施形態においては、上述したように、昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、パワーコンディショナ６での電力変換開始前にはパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで高める。
However, in the present embodiment, as described above, the boosting
このような昇圧動作の制御により、本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａの電力変換がなされるまで、第２の太陽電池ストリング２Ｂは電力変換しないよう制御するとともに、第１の太陽電池ストリング２Ａの電力変換が開始された後は、第２の太陽電池ストリング２Ｂは昇圧ユニット７を介して昇圧された第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ値である出力電圧で電力変換できるよう制御される。これにより、第１の太陽電池ストリング２Ａの正常運転を妨害する昇圧系統の独立運転を防ぐことができる。その結果、異なる最大発電容量を有する複数の太陽電池ストリング２によって、電力損失の少ない効率的な電力変換が可能となる。
By controlling the boosting operation, in the present embodiment, the second
また、このような構成を有する本実施形態は、回路構成が複雑であり且つ送電路に逆流
防止ダイオードを用いた構成の場合に用途に制限が生じるといった、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を監視して、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧する昇圧ユニット７の昇圧比を変化させて、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に追従する方法と比べて、容易な構成で且つ送電路に逆流防止ダイオードを用いた場合の適用範囲が広い。
Further, in the present embodiment having such a configuration, the output voltage of the first
さらに、本実施形態は、現場で作業者が太陽電池素子や太陽電池モジュールの枚数や電圧規格を基に最適電圧を計算し、ロータリースイッチ等を手動で設定するといった手間が生じ、計算ミスや作業ミスによるトラブルが生じ易い、各太陽電池ストリング２における太陽電池の直列数（太陽電池素子やモジュールの枚数）の差から昇圧比を手動で設定する方法と異なり、施工が容易である。
Furthermore, in the present embodiment, an operator in the field calculates the optimum voltage based on the number of solar cell elements and solar cell modules and voltage standards, and the trouble of manually setting a rotary switch or the like occurs. Unlike the method of manually setting the step-up ratio from the difference in the number of solar cells in series (number of solar cell elements or modules) in each
なお、この昇圧ユニット７は、独自にＭＰＰＴ制御されていてもよい。すなわち、昇圧ユニット７に用いるＭＰＰＴ制御回路を、後述するパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５とは別に設けていてもよい。
The boosting
次に、パワーコンディショナ６について説明する。パワーコンディショナ６は、上述したように、複数の太陽電池ストリング２の発電電力を交流電力に変換する電力変換装置である。たとえば、パワーコンディショナ６としては、出力側に家電製品などの交流負荷を接続して商用電力系統と連系して負荷に電力を供給する系統連系型のものを用いることができる。
Next, the
パワーコンディショナ６は、ＤＣ／ＤＣ変換部とインバータ部とを含む（不図示）。
The
ＤＣ／ＤＣ変換部は、特に限定されないが、例えば、スイッチング素子と、コンデンサーと、リアクトルと、ダイオードとを備えている。ＤＣ／ＤＣ変換部は、太陽電池ストリング２で発電した直流電力から２００〜３００Ｖの直流電圧を作りインバータ部へ送る。このＤＣ／ＤＣ変換部としては、入力電圧の変化に対応して出力電圧を調節できるように、スイッチング素子を変換電圧に応じてパルスのデューティをコントロールするＰＷＭ方式により制御するものが望ましい。また、インバータ部は直流電力を交流電力に変換するものである。
The DC / DC conversion unit is not particularly limited, and includes, for example, a switching element, a capacitor, a reactor, and a diode. The DC / DC converter generates a DC voltage of 200 to 300 V from the DC power generated by the
インバータ部は、例えば、トランジスタやＦＥＴやトライアックを用いたブリッジ回路で直流をスイッチングして交流に変換するスイッチング部と、スイッチング部のスイッチング周波数やデューティをコントロールする周波数制御部と、スイッチングにより交流化された電力波形を商用電力系統の交流波形に近い曲線に鈍らせるフィルター回路とで構成される。フィルター回路は、リアクトルと呼ばれるコイルとコンデンサーが組み合わされたもので、高周波成分除去フィルターとして機能する。 The inverter unit is switched to AC by switching, for example, a switching unit that switches DC to AC by a bridge circuit using a transistor, FET, or triac, and a frequency control unit that controls the switching frequency and duty of the switching unit. And a filter circuit that dulls the power waveform to a curve close to the AC waveform of the commercial power system. The filter circuit is a combination of a coil called a reactor and a capacitor, and functions as a high-frequency component removal filter.
本実施形態においては、パワーコンディショナ６は、ＭＰＰＴ制御されている。すなわち、パワーコンディショナ６は、第１の太陽電池ストリング２Ａを最大出力電力で動作させるＭＰＰＴ（最大電力点追従（Maximum Power-Point Tracking））制御回路５が設けられている。例えば、このＭＰＰＴ制御回路５は、上述のＤＣ／ＤＣ変換部に設けられてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、前述したように第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を制御する昇圧ユニット７を有しているため、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づく電力変換がなされるまでは、このＭＰＰＴ制御回路５により、パワーコンディショナ６は、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を変動させて、第１の太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧点の移動を監視していることとなる。この時、パワーコンディショナ６
での電力変換が第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくもののみであるため、この電圧点の監視により、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に脈動が生じているかどうかが確認できることとなる。
In the present embodiment, as described above, since the
Since the power conversion at is based only on the first
そして、本実施形態においては、この第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧における検知可能な脈動を利用して昇圧動作を制御する。具体的には、脈動検知回路８でこの脈動を検知する。そして、この脈動を検知した脈動検知回路８は、第１の太陽電池ストリング２Ａの電力変換に基づきパワーコンディショナ６でＭＰＰＴ制御が行われていると判断し、これを知らせる信号を昇圧ユニット７へ送る。これにより、「パワーコンディショナ６が起動している＝第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づく電力変換がなされている」と判定し、第２の太陽電池ストリング２Ｂに対する昇圧ユニット７による昇圧動作を制御するものである。
In this embodiment, the step-up operation is controlled using the detectable pulsation in the output voltage of the first
このような昇圧動作の制御をおこなうことで、本実施形態においては、パワーコンディショナ６は第１の太陽電池ストリング２Ａで電力変換を開始しているため、昇圧後の第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力される。すなわち、このような昇圧動作の制御がおこなわれる本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を検出する機構や、施工時に昇圧ユニット７における出力電圧（昇圧比）を設定するロータリースイッチを別途設けることなく、昇圧後の第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力することができる。その結果、簡単な構成でしかもスイッチなどを用いた設定作業を要することのない、施工性が容易であるとともに複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供できる。
By controlling the boost operation as described above, in the present embodiment, the
なお、この時、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧する昇圧ユニット７の出力電圧値（昇圧比）は、例えば、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下とすることができる。
At this time, the output voltage value (boost ratio) of the
なお、本実施形態における脈動検知のフローについての詳細は、図２を用いて、後述する。また、本実施形態における昇圧ユニット７による第２の太陽電池ストリング２Ｂの昇圧動作およびその際の第２の太陽電池ストリング２Ｂの電圧プロファイルについての詳細は、図８を用いて、後述する。
Details of the pulsation detection flow in this embodiment will be described later with reference to FIG. Details of the boosting operation of the second
ここで、本明細書における「第１の太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動」とは、第１の太陽電池ストリングの出力電圧など第１の太陽電池ストリングの出力電力に関する種々の要素における、最大出力電力における値の近傍でのＭＰＰＴ制御と略同一な周期を有する周期的な変動をいう。より具体的に、出力電力の１つの要素として出力電力の電圧を例に説明すると、「第１の太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動が検知される」とは、昇圧ユニットの出力端子とパワーコンディショナの入力端子間の電路に設けられた電圧検出手段によって検出された出力電力の電圧が、あらかじめ設定されている任意の第１の太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧値の近傍で周期的に変動していることが確認されることをいう。なお、ここで、「周期的に変動している」とは、例えば、電圧値の変動が、周期と振幅が得られる程度に規則的なものであることをいう。 Here, “pulsation in MPPT control of the power conditioner based on the first solar cell string” in the present specification means various kinds of output power of the first solar cell string such as the output voltage of the first solar cell string. This refers to a periodic fluctuation having substantially the same period as the MPPT control in the vicinity of the value at the maximum output power in the element. More specifically, when the voltage of the output power is described as an example of one element of the output power, “pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on the first solar cell string” is detected. The voltage of the output power detected by the voltage detection means provided in the electric circuit between the output terminal and the input terminal of the power conditioner is the voltage value of the maximum output power of any preset first solar cell string. It means that it is confirmed that it fluctuates periodically in the vicinity. Here, “periodically changing” means, for example, that the fluctuation of the voltage value is regular enough to obtain the period and amplitude.
また、ここで、本明細書における「パワーコンディショナの入力運転電圧範囲」とは、JIS C８９６０に規定されているように、「出力電圧、周波数などの定格緒量を満足し、安定に運転できる直流入力電圧の範囲」であり、換言すれば、「パワーコンディショナが安定に運転できる直流入力電圧範囲」のことである。 In addition, here, “the input operating voltage range of the power conditioner” in this specification is “satisfying the rated capacity of output voltage, frequency, etc., as defined in JIS C8960, and can be operated stably. “DC input voltage range”, in other words, “DC input voltage range in which the power conditioner can be stably operated”.
なお、本実施形態においては、ＭＰＰＴ制御回路５を含むパワーコンディショナ６を例示したが、パワーコンディショナ６の構成は特にこれに限定されない。例えば、ＭＰＰＴ制御回路５は、パワーコンディショナ６とは別に配置してもよい。
In the present embodiment, the
次に、図２を用いて、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１１における脈動検知フローについて、詳細に説明する。
Next, the pulsation detection flow in the solar
本実施形態においては、脈動検知回路８は、「第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動」として、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知する。そして、該検知を基に、上述のように昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を制御する。すなわち、昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動の検知をトリガーにして昇圧する。
In the present embodiment, the
このように電圧成分の脈動を検知して昇圧することで、変化量がより小さい電流成分等に比べて簡易な検出手段によって高い精度で脈動を検知することができる。その結果、昇圧ユニット７による第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧制御の精度が高まり、より効率的な電力変換が可能となる。
By detecting the voltage component pulsation and boosting the voltage in this way, it is possible to detect the pulsation with high accuracy by simple detection means compared to a current component having a smaller change amount. As a result, the accuracy of boost control of the output voltage of the second
なお、脈動検知回路８が検知する脈動である「第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動」としては、電圧成分に限らず、上述したように、電流成分などパワーコンディショナの入力端子に入力される電力に関する種々の他の要素であってもよい。このとき、脈動検知回路８が電圧成分の脈動を検知する場合は、脈動検知回路８は電圧検出手段を有していればよく、同様に、脈動検知回路８が電流成分の脈動を検知する場合は、脈動検知回路８は電流検出手段を有していればよい。
The “pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on the first
以下、図２に沿って、本実施形態に係る電圧成分の脈動検知のフローにおける各ＳＴＥＰについて詳細に説明する。 In the following, each STEP in the voltage component pulsation detection flow according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
脈動検知回路８は、ＳＴＥＰ１でパワーコンディショナ６の入力側電圧（第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に相当）を測定する。このとき、昇圧ユニット７の昇圧動作は停止している。なお、昇圧ユニット７の回路構成によっては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力が昇圧ユニット７の出力側に無変換で出力されるので、第１の太陽電池ストリング２Ａが電力変換発電を行っていない場合でも脈動検知回路８が電圧（電流）を検出してしまう場合もあるが、後述するように、この場合に検出される電圧波形は、脈動を含むものではない。
The
次に、ＳＴＥＰ２で、ＳＴＥＰ１で検出した電圧の波形に脈動の波形が含まれているかどうかを判定できるように、検出した電圧の波形を解析する。ここでいう「電圧の波形に脈動の波形が含まれている」とは、電圧の波形に周期性を有する電圧変動が認められる波形が含まれていることをいう。また、ここでいう「電圧の波形を解析する」とは、例えば、一定の時間間隔で測定した電圧値を変動のある部分と無い部分に分け、変動のある範囲のデーターだけを抽出し、その範囲にどのような周期（周波数）、電圧（電流）の波形が存在するかを解析することをいう。そして、この段階で、波形が脈動であるとはいえない形状や連続性の無い形状であると判定すれば、以降の解析を中断しＳＴＥＰ１へ戻る（ＳＴＥＰ３に相当）。このようにＳＴＥＰ２において最後まで解析しない、すなわち、脈動の周期性に関する具体的な数値を解析しないでおくことで、脈動検知フローに用いられるＣＰＵ等の演算の負担を減らすことができる。
Next, in
そしてＳＴＥＰ３で、ＳＴＥＰ２で得られた解析結果を基に、電圧の波形に脈動が検知されたか否かを判定する。すなわち、電圧の波形に脈動が検出されたと判定されればＳＴＥＰ４へ進み、脈動が検出されたと判定されなければＳＴＥＰ１へ戻る。上述したように本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づく電力変換で生じる脈動が検知されるまで、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、パワーコンディショナ６の入力運転範囲の下限未満に設定されているため、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力ではパワーコンディショナ６は起動しない。そのため、ＳＴＥＰ１において説明したように、脈動検出回路８が第２の太陽電池ストリング２Ｂの電圧を検出したとしても、第２の太陽電池ストリング２ＢはＭＰＰＴ制御も行われていないため、ＭＰＰＴ制御における脈動も検出されないようになっている。
In
次に、ＳＴＥＰ４では、得られた脈動波形における周期性を解析する。具体的には、周期性を有する脈動を含む波形が確認される場合に、各周期の連続する波形形状および電圧（電流）の大きさを解析する。このとき、ＳＴＥＰ２で抽出した波形データーとパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御によって生じる脈動の波形情報とを照らし合わせて、ＭＰＰＴ制御の波形パターンと類似する（多少の差異は誤差範囲として容認するようにすると良い）かどうかを照合する。そして、第１太陽電池ストリング２Ａの発電状態に依存するいくつかの脈動波形のいずれかと適合すれば、第１太陽電池ストリング２Ａに基づく脈動が検知されたと判定し、不適合であればＳＴＥＰ１へ戻す。このようにして、得られた電圧の波形を解析することができる。
Next, in
なお、このとき、この解析工程において、脈動波形をより確度高く検知するために、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御による波形情報を、後の工程で用いることができるように脈動検知回路８に記憶しておいてもよい。なお、該記憶は必須ではない。例えば、予め定められた電圧（電流）値と周期を越える大きさを有する波形であれば、その波形に第１太陽電池素子２Ａに基づく脈動が検知されたと判定することも可能である。
At this time, in this analysis step, in order to detect the pulsation waveform with higher accuracy, the waveform information obtained by MPPT control of the
例えば、得られた脈動波形における周期性の解析として、得られた脈動波形における周波数を解析しても良い。住宅用太陽光発電装置に用いられるパワーコンディショナでは６秒〜１２秒周期のものが一般的であった。また、電圧変動幅は２〜６Ｖが検出できた。 For example, as an analysis of periodicity in the obtained pulsation waveform, the frequency in the obtained pulsation waveform may be analyzed. Power conditioners used for residential solar power generation apparatuses generally have a cycle of 6 to 12 seconds. Moreover, the voltage fluctuation range was able to detect 2-6V.
そして、ＳＴＥＰ５では、ＳＴＥＰ４で解析した結果、得られた脈動波形における周期性が、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御と略同一の周期性を示すか否かを判定する。すなわち、得られた脈動波形における周期性がパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御の周期性と略同一である場合にはＳＴＥＰ６に進み、略同一の周期性が見出せない場合にはＳＴＥＰ１に戻る。このような、得られた脈動波形における周期性が、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御と略同一の周期性を示すか否かを判定するＳＴＥＰ５は、換言すれば、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が検知されたか否かを判定するＳＴＥＰである。
In
なお、本実施形態においては、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５において解析と判定を異なるＳＴＥＰとしてプログラムされた形態を例示したが、脈動検出回路８における演算素子（ＣＰＵ等）の演算性能が十分に高ければ、プログラム上、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５における解析と判定を一度に行うようにしても良い。
In the present embodiment, an example in which the analysis and determination are programmed as different STEPs in
次に、ＳＴＥＰ６では、ＳＴＥＰ５の判定に基づき、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御による電圧成分の脈動が検知されれば、該検知を知らせる信号を昇圧ユニット７に伝達する。そして、この信号を受信した昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧動作を開始する。すなわち、昇圧ユニット７は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで高める。
Next, in
このように、本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づきパワーコンディショナ６が起動するまで、第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が電力変換されないように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が制御される。そのため、パワーコンディショナ６の起動電力は第１の太陽電池ストリング２Ａから供給され、この第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づきパワーコンディショナ６が起動した後にＭＰＰＴ制御が開始される。そのため、上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の脈動検知フローにおいてＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば第１の太陽電池ストリング２Ａが正常に発電している状態にあると判断できる。これにより、第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を昇圧ユニット７を介して昇圧してパワーコンディショナ６に送り込んでも第２の太陽電池ストリング２Ｂによる単独運転になることはない。したがって、上述したように、複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能となる。
As described above, in the present embodiment, the second
そして、最後にＳＴＥＰ７で、脈動検知回路８による脈動検知動作を停止（終了）する。なお、この一連の脈動検知フロー（ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ７）のリセットや再開の方法としては、例えば、夜間等の太陽電池ストリング２の発電停止状態をリセット条件としたり、朝の発電再開を再開条件としたりするなどの自動制御の方法が考えられる。なお、他のリセットや再開方法としては、強制的にリセットをかけられる様に手動のリセットスイッチを設けたり、異常時に手動で再開が可能したりする方法を採用しても良い。
Finally, in
次に、図３を用いて、上述のＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５における脈動の検出方法について説明する。図３（ａ）は、脈動の検出に用いられる脈動検出部１３を含む、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における要部のブロック図であり、図３（ｂ）は、太陽光発電システム１１における脈動検出部１３の変形例を示す要部のブロック図である。
Next, a method for detecting pulsation in the above STEP2 to STEP5 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a block diagram of a main part of the solar
上述したように、太陽光発電システム１１において、脈動検知回路８は電圧成分の脈動を検出し、その脈動がパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御によるものかどうかを解析して、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動の発生を検知するものである。このような本実施形態においては、電圧成分の脈動を検知するため、脈動検知部１３（センサー部）で脈動検知回路８とパワーコンディショナ６との間の電圧成分を検出する。そして、検出された電圧成分に関する情報に脈動波形が含まれているかを脈動検知回路８で解析する。
As described above, in the photovoltaic
脈動検知回路８としては、例えば、電圧解析に必要な演算素子とデーター記憶領域とＡ／Ｄ入力機能を有しているマイコンやＣＰＵとを有しているものが好適である。脈動検出部１３から取り込まれた電圧成分に関する情報はマイコンのＡ／Ｄ入力でデジタルデーターに変換されデーター記憶領域に格納される。そして、演算素子が、格納された数値から変化量を算出して波形情報を形成し、波形情報が予め定められた規定値（例えば、パワーコンディショナ６におけるＭＰＰＴ制御の周期や周波数）に該当するかが判定される。そして、得られた脈動がその規定値と略同一でありＭＰＰＴ制御における脈動であると判断されれば、昇圧ユニット７に脈動検知の情報を送信する。
As the
なお、脈動検知の情報としては、単なるＯＮ−ＯＦＦ信号（信号の有り、無し）でも良いし、電圧成分の脈動情報に時間情報等を加味した情報であってもよい。後者の場合、昇圧ユニット７で受信したこれらの情報についてさらに詳細な解析を行って、昇圧動作の精度を高める（誤動作回避）ことが出来る。
The pulsation detection information may be a simple ON-OFF signal (with or without a signal), or information obtained by adding time information or the like to the pulsation information of the voltage component. In the latter case, the information received by the boosting
また、脈動検知回路８から昇圧ユニット７への上記情報の送信は、専用の通信線を用いておこなってもよい。また、他の送信方法として、太陽電池ストリング２の発電電力を出力する電力線に信号を重畳させて送信しても良い。さらに他の送信方法としては、脈動検
知回路８を昇圧ユニット７から離して配置する必要性がある場合には、赤外線通信ユニットや特定の小電力通信デバイスを用いて送信しても良い。
Further, the transmission of the information from the
また、脈動検知回路８の動作電源としては、第１の太陽電池ストリング２Ａや第２の太陽電池ストリング２Ｂのいずれか供給可能な方（回路動作電圧および回路消費電流を供給できる発電電力の有る方）から電力を得てもよい。他の形態として、脈動検知回路８は、内部に蓄電池等を内蔵して自立動作できるようにしてもよく、この場合、太陽電池ストリング２の発電電力が不安定なときでも、脈動検知回路８による安定した波形解析動作が行える。なおこのとき、内蔵された蓄電池への充電は太陽電池ストリング２の発電力が十分に存在するときに行えば良い。
In addition, as an operating power source for the
またさらに、電圧の検出場所としては端子台などが好適であるので、脈動検出部１３や脈動検知回路８は接続箱１０や昇圧ユニット７の筐体内に配置するのが好ましい。
Furthermore, since a terminal block or the like is suitable as a voltage detection location, it is preferable that the
なお、上述したように、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動の検知としては、電圧成分の脈動に限らず、電流成分の脈動を検知してもよい。図３（ｂ）は、太陽光発電システム１１における脈動検出方法における変形例１１’として、電流成分の脈動を検知する例を示している。
As described above, the detection of the pulsation in the MPPT control of the
具体的には、該変形例１１’は、電流成分の脈動を検知する脈動検出部１３’を有する点で、太陽光発電システム１１と相違する。脈動検出部１３’としては、電流センサー等の素子を用いて非接触で電流成分の脈動を検出する構成を採用することが可能である。この変形例では、脈動検知回路８の配置の制限が緩和される。
Specifically, the
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）のいずれにおいても、脈動検知回路８は昇圧ユニット７の出力側に設置しているが、脈動検知回路８の位置はこの限りではなく、昇圧ユニット７の後段で且つパワーコンディショナ６の前段であれば、いずれの位置に配置しても良い。
3A and 3B, the
また、本実施形態に係る太陽光発電システム１１においては、図１のブロック図に示すように、昇圧ユニット７は、パワーコンディショナ６から離して配置されている。すなわち、昇圧ユニット７とパワーコンディショナ６とは別体で構成されている。このような構成により、特に、電圧成分の脈動を検知する検知方法を用いる際には、脈動検出回路８が昇圧ユニット７の近くに配置された場合であっても、第２の太陽電池ストリング２Ｂに電流が流れていないことにより電圧降下がほとんどない状態で、脈動を精度良く検知することができる。
Moreover, in the solar
なお、図１に示すように、各太陽電池ストリング２の出力電力はパワーコンディショナ６で各々接合され並列接続されているのである。このとき、第２の太陽電池ストリング２Ｂと昇圧ユニット７との距離が長いと、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力は線間抵抗で減衰した後で昇圧されることになり、効率が悪い。そこで第２の太陽電池ストリング２Ｂの近くに昇圧ユニット７を配置し、昇圧してから送電するようにすれば、電圧値を昇圧させた分だけ電流値が減るので線間抵抗によって減衰する損失量（線間抵抗×電流）が相対的に減り、効率の良い送電が行える。この場合、脈動検知回路８は昇圧ユニット７へ脈動検知情報を送信する信号線の引き廻しによる外観への影響を考慮し、昇圧ユニット７の近くに配置することが好ましい。
As shown in FIG. 1, the output power of each
このように、昇圧ユニット７とパワーコンディショナ６とが別体で構成された場合であって両方間の距離が大きい場合に、特に脈動検知回路８を昇圧ユニット７の近くに配置することで、より一層、複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能となる。また、両方間の距離が小さい場合であっても、脈動検知回路８を昇圧ユニット７のすぐ前段に配置することは、太陽電池ストリング２の発電電力の送電による電力損失を少なくし、電力変換可能な電力量を増やすことが可能となる観点から好ましい。
In this way, when the boosting
以上のように、昇圧ユニット７とパワーコンディショナ６との距離に関わらず、脈動検知回路８は昇圧ユニット７のすぐ前段に配置することで、施工が容易な構成で且つ複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供することができる。
As described above, regardless of the distance between the
次に、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における、上述した昇圧ユニット７の昇圧動作について、各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を用いて説明する。
Next, the boosting operation of the above-described boosting
図８は、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を示すグラフであり、縦軸が太陽電池ストリング２の出力電圧、横軸が時刻である。
FIG. 8 is a graph showing temporal variation of the output voltage of each
図８において、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を実線、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を破線で示している。
In FIG. 8, the output voltage of the first
また、パワーコンディショナ６は任意の入力運転電圧範囲を有しているため、起動する、すなわち電力変換を開始するためには、ある一定範囲の直流入力電圧が必要である。図８においては、この入力運転電圧範囲の下限値（最低電圧）を一点破線で示している。なお、住宅用パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の一例としては、例えば、１５０Ｖ〜３００Ｖが挙げられ、製造メーカーによって種々異なる値である。また、産業用パワーコンディショナ等では、入力運転電圧範囲の上限値が６００Ｖを越えるものもあり、本実施形態においては、種々のパワーコンディショナを用いることができる。
Further, since the
以下、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における電圧成分の脈動を検知する方法について説明すべく、図８を用いて、第１の太陽電池ストリング２Ａおよび第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧変動について、詳細に説明する。
Hereinafter, the output voltage of the first
図８に示すように、例えば、日の出と共に第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力が上昇し出力電圧もそれに伴い上昇する。しかしながら、朝方は日射強度が十分強くはないので雲等で日差しが遮られると発電電力が急激に低下する（図中Ａ点のような日射変動による電圧低下）場合もある。本実施形態においては、図中Ａ点付近で日射変動が生じた形態を例にしている。なお、太陽電池ストリング２の出力電圧は無負荷であれば日射変動が生じても然程大きな変動は生じないが、本実施形態では便宜上パワーコンディショナ６が負荷として作用しているものとして説明する。
As shown in FIG. 8, for example, the power generated by the first
図中Ａ点ではパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限値Ｖｍｉｎ（以下、最低起動電圧とする）に達しているが、それ以前にあった日射変動のように最低起動電圧に達した後に再び低下することも有り得る。そのため、パワーコンディショナ６の起動は図中Ｂ点付近まで行われない。この図中Ａ点から図中Ｂ点までの間の時間は「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン（１６資電部第１１４号）」の定めに従って設計されており、一般に太陽光発電等のパワーコンディショナ６は１０分間以上の安定電力が供給された後に起動するようになっている。よって、図中Ｂ点まではパワーコンディショナ６は起動しておらず、内蔵されたＭＰＰＴ制御回路５も動作していない。そのため、図８に示すように、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧の波形には脈動は生じていない。この時、日射に応じて第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は第１の太陽電池ストリング２Ａと共に上昇するが、第１の太陽電池ストリング２Ａと比べて直列数が少ないので第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧程度までは上昇しない。
At the point A in the figure, the lower limit value Vmin (hereinafter referred to as the minimum starting voltage) of the input operating voltage range of the
なお、本実施形態においては、昇圧ユニット７は昇圧動作停止時にも第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力を無変換で出力させるものとして説明する。すなわち、本実施形態においては、図８に示すように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、昇圧動作が開始される図中点Ｃ（脈動が検知された時間ｔｃ）まで、ある程度の傾斜角度で上昇している。しかしながら、昇圧ユニット７の回路構成によっては昇圧動作停止時には出力側の電圧が０Ｖとなるものもある。そのような形態の昇圧ユニット７を用いてもよく、その場合においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点まで０Ｖで推移することとなる。
In the present embodiment, description will be made assuming that the boosting
上述したように第１の太陽電池ストリング２Ａは日射に伴い規定時間が経過した後（図中Ｂ点）、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電力に基づいてパワーコンディショナ６が起動しＭＰＰＴ制御が開始されると第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に図中のような脈動波形が観測される。この脈動波形は、主にＭＰＰＴ制御回路５が第１の太陽電池ストリング２Ａの最大電力点となる最適動作電圧を確認するために動作電圧値を増減させていることによって生じたものである。すなわち、その振幅や周期（周波数）は、パワーコンディショナ６の設計思想によって異なり、同じ製造メーカーでも種々異なる値を有する。
As described above, the first
なお、このＭＰＰＴ制御回路５によるＭＰＰＴ制御における振幅や周期（周波数）は、例えば、電圧変動幅は２〜６Ｖ、変化周期は６秒〜１２秒周期などである。例えば、本実施形態においては、電圧変動幅が４Ｖ、変化周期が１０秒のＭＰＰＴ制御をおこなってもよい。この場合、例えば、第１の太陽電池ストリング２Ａの最適出力電圧が２００Ｖであるとすると、脈動検知回路８の演算素子が８ビットのＣＰＵであれば、０．７８Ｖの分解能があるので、４Ｖの電圧変動を十分に検出することが可能である。
The amplitude and period (frequency) in the MPPT control by the
図８に示すようなこの電圧成分の脈動は、図２を用いて先に述べたように、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が行われている間は常に検出される。脈動検知回路８では図中Ｂ点で脈動が検出されると、脈動波形を解析してＭＰＰＴ制御によって生じた脈動波形であるかどうかを判定する。ここで、判定の方法としては、例えば、脈動波形の電圧変動幅が、ＭＰＰＴ制御におけるそれと略同一の値で、且つ略同一の周期であるかで他のノイズと識別する等が挙げられる。より具体的には、上述したように、ＭＰＰＴ制御回路５によって電圧変動幅が４Ｖ、変化周期が１０秒のＭＰＰＴ制御をおこなっている場合、検出した脈動波形における各周期（第１周期、第２周期…）の波形が略同一であり、且つ、電圧変動幅が約４Ｖ、変化周期が約１０秒であればよい。
The pulsation of the voltage component as shown in FIG. 8 is always detected while the MPPT control of the
なお、図８は、図２に示す脈動検知フローにおけるＳＴＥＰ１で測定する電圧値のデーターを用いて作成したグラフであるが、ここで判定に用いる周期（周波数）は前記電圧値のデーター（波形の数）が多いほど信頼性が向上する。該判定のために測定する波形の数は、適宜選択すればよい。
FIG. 8 is a graph created using the voltage value data measured in
そして、脈動検知回路８が、図８に示すような第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動を検知したと判定すると、第２の太陽電池ストリング２Ｂと接続されている昇圧ユニット７に起動を促す信号を送信する（図中Ｃ点）。これにより昇圧ユニット７による昇圧動作が開始され、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点から上昇し、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と等しくなる（図中Ｆ点）。この時、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力のパワーコンディショナ６による電力変換が開始される。そのため、図中Ｆ点から、第２の太陽電池ストリング２Ｂの昇圧された出力電圧も第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同
じ値で脈動するようになる。なお、このとき、上述したように、昇圧ユニット７の昇圧比は、既にパワーコンディショナ６は第１の太陽電池ストリング２Ａで電力変換を開始しているため、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下に設定しておくだけでよい。これにより、昇圧後の第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力される。
And if it determines with the
以上述べたように、本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａによってパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が動作し脈動を発生させたことを検知した（図中Ｃ点）後に、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧動作を開始するようにしている。このことによって、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電力の電力変換が開始される前に昇圧ユニット７で昇圧された電力にパワーコンディショナ６がＭＰＰＴ制御をかけることを低減でき、昇圧系統の単独運転を抑制できる太陽光発電システムを提供できる。また、このように昇圧系統の単独運転が起こらない構成とすることにより、昇圧ユニット７に単独運転防止のための昇圧電圧の設定機構や設定工程を別途設ける必要が無くなり、回路構成を簡素化するとともに設置作業性も向上する。
As described above, in the present embodiment, after the first
また、本実施形態においては、昇圧ユニット７は、図中Ｃ点でＭＰＰＴ制御における脈動を検知した信号を受信すると、一気に第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧（図中Ｆ点）まで高めている。すなわち、図８に示すように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点までは無変換で出力されることによりある一定の傾斜角度で上昇し、昇圧ユニット７によって昇圧動作がなされたら、縦軸に平行な軌跡を有するように、時間ｔｃにおいて第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで昇圧される。このような昇圧動作の形態は、第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力をいち早く昇圧してパワーコンディショナ６に入力することができるため、第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を好適に活用することができる。また、このような形態においては、昇圧ユニット７の昇圧動作を規定するプログラムが容易であるため、コストの低減も図れる。
Further, in the present embodiment, when the boosting
なお、図３（ｂ）に示した電流成分の脈動を検知する場合においても、上述した電圧成分の脈動を検知する場合と同様であり、図８に示す出力電圧の波形を出力電流の波形と置き換えて見れば良い。そして、電流成分の脈動を検知する場合においても、同様の効果が得られる。ただし、電流成分の脈動の波形は電圧成分の脈動の波形と位相が逆なのでその点は注意して、ＭＰＰＴ制御が動作したことによる脈動の可否を判定すべきことは言うまでもない。 Note that the case of detecting the pulsation of the current component shown in FIG. 3B is the same as the case of detecting the pulsation of the voltage component described above, and the waveform of the output voltage shown in FIG. Just replace it. The same effect can be obtained when detecting the pulsation of the current component. However, since the waveform of the pulsation of the current component is opposite in phase to the waveform of the pulsation of the voltage component, it is needless to say that the possibility of pulsation due to the operation of the MPPT control should be determined.
また、脈動の検知においては、上述したように電圧成分および電流成分に限らず、太陽電池ストリングの出力電力に関する種々の要素を用いて脈動の可否判定を行ってもよいが、可否判定の容易性から、脈動の振幅の大きさが大きい電圧成分や電流成分の脈動を検知するのがより好ましい。 In the detection of pulsation, as described above, not only the voltage component and the current component but also various factors relating to the output power of the solar cell string may be used to determine whether or not the pulsation is possible. Therefore, it is more preferable to detect a pulsation of a voltage component or a current component having a large pulsation amplitude.
以上、本実施形態においては、図８に示すように、図中Ｂ点以降で得られた脈動波形においては、第１周期の波形は、後続の第２周期の波形および第３周期の波形と略同一であり、該波形を用いた脈動検知の判定について、説明したが、検出される波形はこれに限らない。 As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, in the pulsation waveform obtained after the point B in the figure, the waveform of the first period is the waveform of the subsequent second period and the waveform of the third period. Although it is substantially the same and the pulsation detection determination using the waveform has been described, the detected waveform is not limited to this.
そこで、以下に、第１、第２および第３周期の波形が略同一ではない事例について、図１７を用いて、説明する。 Accordingly, a case where the waveforms of the first, second, and third periods are not substantially the same will be described below with reference to FIG.
図１７は、本実施形態において、ＳＴＥＰ１で得られた電圧成分を示す波形の他の例を
示す。具体的には、図１７には、図８における図中Ｂ点以降の波形部分に対応する部分を取り出して示している。
FIG. 17 shows another example of the waveform indicating the voltage component obtained in
ここで、図１７における電圧Ｖ１は、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６への入力電圧に相当する。なお、以下、図１７に示すように、電圧Ｖ１に基づきパワーコンディショナ６が起動（図中Ｂ点）してから時間ｔ１までのＶ３―Ｖ４間の電圧変動について、上述したＳＴＥＰ１において、脈動かどうか判定する手順を説明する。
Here, the voltage V1 in FIG. 17 corresponds to an input voltage to the
まず、サンプリングした電圧成分の波形データーを基に周期性を有する波形があるか否かを判定する。すなわち、周期Ｔを有する波形が存在するか否かを判定する。具体的には、例えば、簡単な方法としては、周期Ｔの開始点Ｖ１から電圧が上昇した後、再度、電圧Ｖ１に下がり、再び電圧Ｖ１に上昇するまでを１周期として、この１周期に含まれる波形を１波形と認識する。そして、その１波形において、その波形が電圧値Ｖ１を基点に左右対称の形状であるかどうかや、その波形における電圧の最大値と最小値の電圧値Ｖ１からの変動幅が同じであるかどうか、電圧値Ｖ１−Ｖ１間の山のカーブに谷などが含まれていないかどうか、という点を基に、検出された電圧波形の波形形状を解析する。なお、このとき、電圧の振れ幅や１周期の時間も解析項目として用いてもよい。 First, it is determined whether there is a waveform having periodicity based on the sampled waveform data of the voltage component. That is, it is determined whether or not a waveform having the period T exists. Specifically, for example, as a simple method, after the voltage has risen from the start point V1 of the cycle T, the period from the fall to the voltage V1 again to the rise to the voltage V1 is taken as one cycle and included in this one cycle. Is recognized as one waveform. In the one waveform, whether or not the waveform is symmetrical with respect to the voltage value V1, and whether or not the fluctuation range from the maximum voltage value V1 to the minimum voltage value V1 in the waveform is the same. The waveform shape of the detected voltage waveform is analyzed based on whether or not a valley or the like is included in the peak curve between the voltage values V1 and V1. At this time, the amplitude of the voltage and the time of one cycle may be used as analysis items.
次に、ＭＰＰＴ制御による脈動の場合は、その波形に連続性があることから、検出された電圧波形のデーターにおいて、同じ波形が連続する、もしくは周期や波形の電圧変動がある程度（例えば１０％の誤差範囲なら）似ていれば同じ波形と判定し、ＭＰＰＴ制御における脈動があると判定することができる。なお、このとき、連続する２つの波形、具体的には、１つ目の波形（周期Ｔ1における波形）と２つ目の波形（周期Ｔ２における波形）とを比較して判定すればよい。すなわち、３つ目の波形（周期Ｔ３における波形）を用いて判定する場合は、比較対象の波形としては、２つ目の波形（周期Ｔ２における波形）を用いればよい。 Next, in the case of pulsation by MPPT control, since the waveform is continuous, the same waveform continues in the detected voltage waveform data, or the voltage fluctuation of the period and the waveform is to some extent (for example, 10%). If they are similar (if it is within the error range), it can be determined that they are the same waveform, and it can be determined that there is pulsation in MPPT control. At this time, the determination may be made by comparing two consecutive waveforms, specifically, the first waveform (the waveform in the cycle T1) and the second waveform (the waveform in the cycle T2). That is, when the determination is made using the third waveform (the waveform in the cycle T3), the second waveform (the waveform in the cycle T2) may be used as the waveform to be compared.
この比較判定において、もし、周期Ｔ１と周期Ｔ２における波形が略同一で、且つ周期Ｔ２と周期Ｔ３の波形も略同一であると判定されれば、波形には連続性があるといえるので、ＭＰＰＴ制御による電圧脈動が検知されたと判定することができる。この判定に基づき、昇圧ユニット７に脈動検知の情報送信をおこない、昇圧動作の開始を促す。もし、波形に連続性がないと判定されれば、再度、新たな電圧成分の波形データーの入手作業に戻る。なお、情報送信後は脈動検知動作を停止する。
In this comparison determination, if it is determined that the waveforms in the period T1 and the period T2 are substantially the same, and the waveforms in the period T2 and the period T3 are also approximately the same, it can be said that the waveform has continuity. It can be determined that voltage pulsation due to control has been detected. Based on this determination, information on pulsation detection is transmitted to the
以上のように、ＭＰＰＴ制御による波形が、略同一の１周期の波形が連続したものではなくても、比較的安定している（波形の形状・大きさの差異が少ない）場合には、波形を相対的に比較して連続性を判定することで、周期性を有する脈動か否かを判定してもよい。このような判定にすれば、波形の規格値（電圧等の振幅や周期）が不明であっても波形の連続性から周期性を有する脈動を検知することができる。この周期性を有する脈動波形の種々の値（振幅や周期）を用いて、ＭＰＰＴ制御回路５によるＭＰＰＴ制御における脈動か否かの判定が可能となる。これにより、多様なメーカーのパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５に対応した脈動検知が可能となり、汎用性に優れる。
As described above, when the waveform obtained by MPPT control is relatively stable (there is little difference in the shape and size of the waveform) even if the waveform of substantially the same one cycle is not continuous, the waveform is It is also possible to determine whether or not the pulsation has periodicity by relatively comparing the two and determining continuity. With this determination, even if the standard value of the waveform (amplitude or period of voltage or the like) is unknown, pulsation having periodicity can be detected from the continuity of the waveform. By using various values (amplitude and period) of the pulsation waveform having periodicity, it is possible to determine whether or not the pulsation is performed in the MPPT control by the
なお、このような判定方法においては、上述の２つの波形（周期Ｔ１における波形および周期Ｔ２における波形）を比較した際の、波形の電圧等の振幅や周期における許容差の値を予め設けておき、２つの波形の各値の差がその対応する許容差の範囲に該当する場合は、検出された波形は周期性を有すると、判定してもよい。このような判定方法にすれば、より確実に波形判定ができる。なお、このときの許容差の範囲の設定の方法としては、脈動検知回路５の内部メモリーに各メーカーのパワーコンディショナ６で用いられているＭＰＰＴ制御回路８の電圧の振幅や周期の情報から上限と下限を選んで設定したり、検出された波形の周期に併せて対応する電圧の振幅の電圧値を読み出して用いたりする方法がある。
In such a determination method, the amplitude of the waveform voltage and the tolerance value in the period when the two waveforms described above (the waveform in the period T1 and the waveform in the period T2) are compared are provided in advance. If the difference between the values of the two waveforms falls within the corresponding tolerance range, it may be determined that the detected waveform has periodicity. If such a determination method is used, the waveform can be determined more reliably. As a method of setting the tolerance range at this time, an upper limit is obtained from information on the amplitude and period of the voltage of the
＜第２の実施形態＞
図４を用いて、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電システム２１について、説明する。図４（ａ）は、第２の実施形態に係る太陽光発電システム２１のブロック図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の要部拡大図である。本実施形態は、脈動検知回路８の配置について、第１の実施形態と異なる。なお、ここでは第１の実施形態と異なる構成のみについて言及する。後述の実施形態においても同様である。
<Second Embodiment>
A solar
第２の実施形態に係る太陽光発電システム２１は、具体的には、図４（ａ）に示すように、脈動検知回路８が昇圧ユニット７の内部に配置されている。このような構成により、上述したような脈動検知回路８から昇圧ユニット７への情報送信に用いられる情報送信線距離や、昇圧ユニット７と脈動検知回路８との間の配線距離を短くすることができる。その結果、昇圧ユニット７までにおける第２の太陽電池ストリング２Ｂの発電電力の送電による電力損失を少なくし電力変換可能な電力量を増やすことが可能となるとともに、配線部材や筐体を削減してシステムコストの低減が図れる。
Specifically, in the photovoltaic
このような形態においては、脈動検知回路８としては、図４（ｂ）に示すように昇圧ユニット７の内部の昇圧動作を行う昇圧制御回路７１を用いればよい。すなわち、昇圧ユニット７のＣＰＵに脈動検知のプログラムを持たせ、脈動検知回路８としての機能を兼任させるようにしている。このような形態においては、脈動の波形解析が昇圧ユニット７で行えるので、脈動検知回路８と昇圧ユニット７の昇圧制御回路との通信手段が不要となり回路構成がより簡素化できる。また、このように昇圧制御回路７１が脈動検知回路８として機能する本実施形態においては、脈動制御回路８が昇圧制御もおこなうため、脈動検知フローにおいて、誤動作防止のための複数回に渡る昇圧動作の確認などといった昇圧ユニット７の動作プログラムに最適化した昇圧開始の判断プロセスが採用できる。そのため、より精度の高い昇圧動作制御が可能となる。
In such a configuration, as the
＜第３の実施形態＞
図５を用いて、本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電システム３１について説明する。図５は、第３の実施形態に係る太陽光発電システム３１のブロック図である。本実施形態においては、昇圧ユニット７の配置において、第１の実施形態と異なる。
<Third Embodiment>
A solar
本実施形態においては、図５に示すように、昇圧ユニット７がパワーコンディショナ６の筐体内に配置されている。すなわち、昇圧ユニット７とパワーコンディショナ６とが一体化されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
このような形態によれば、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５がＭＰＰＴ制御している送電線に、脈動検出回路８を容易に取り付けることができる。そのため、脈動検知回路８の配置位置も特に制限を受けないことから、太陽光発電システムのシステム設計の自由度が高まる。
According to such a form, the
また、このような形態においては、図４（ｂ）で述べたように、脈動検知回路８を昇圧ユニット７の制御用ＣＰＵ（昇圧制御回路）で兼任させることもできるとともに、脈動検知回路８をパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御用ＣＰＵに図２の脈動検知フローで述べた脈動検知・昇圧制御プログラムを加味して兼任させることも可能である。
Further, in such a configuration, as described in FIG. 4B, the
＜第４の実施形態＞
図６を用いて、本発明の第４の実施形態に係る太陽光発電システム４１について説明する。本実施形態においては、パワーコンディショナ６に並列に接続される太陽電池ストリング２の数において、第１の実施形態と異なる。
<Fourth Embodiment>
A photovoltaic
具体的には、図６に示すように、太陽光発電システム４１は、第１の太陽電池ストリング２Ａおよび第２の太陽電池ストリング２Ｂに加えて、第３の太陽電池ストリング２Ｃの系統が存在する。この第３の太陽電池ストリング２Ｃは、第２の太陽電池ストリング２Ｂと同様の構成とすることができる。すなわち、第３の太陽電池ストリング２Ｃも昇圧系統であり、第３の太陽電池ストリング２Ｃにおける太陽電池素子の数は、第１の太陽電池ストリング２Ａにおける太陽電池素子の数よりも小さく、第３の太陽電池ストリング２Ｃの出力は昇圧ユニット７によって昇圧されてパワーコンディショナ６で電力変換される。つまり、本実施形態においては、昇圧ユニット７が複数個存在するシステムである。なお、本実施形態においては、図１２における昇圧動作（図中Ｃ点）までの各太陽電池ストリング２の電圧変動から分かるように、第３の太陽電池ストリング２Ｃにおける太陽電池素子の数は、第２の太陽電池ストリング２Ｂにおける太陽電池素子の数と同じ場合を例示している。
Specifically, as shown in FIG. 6, the photovoltaic
具体的には、本実施形態によれば、第２の太陽電池ストリング２Ｂには第２の昇圧ユニット７Ｂと第２脈動検知回路８Ｂ、第３の太陽電池ストリング２Ｃには第３の昇圧ユニット７Ｃと第３の脈動検知回路８Ｃとが各々配置されており、昇圧ユニット７Ｂと脈動検知回路８Ｂ、昇圧ユニット７Ｃと脈動検知回路８Ｃは互いに独立して動作する。第２の昇圧ユニット７Ｂは、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧し、第３の昇圧ユニット７Ｃは、第３の太陽電池ストリング２Ｃの出力電圧を昇圧する。第２の脈動検知回路８Ｂおよび第３の脈動検知回路８Ｃは、いずれも第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動を検知する。
Specifically, according to the present embodiment, the second
そして、本実施形態においては、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１１における昇圧ユニット７と同様に、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５が動作するまでは第２の昇圧ユニット７Ｂと第３の昇圧ユニット７Ｃとは停止状態である。そして、第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力が上昇するとともにパワーコンディショナ６が起動しＭＰＰＴ制御回路５が動作すると、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が発生する。この脈動を、第２の脈動検知回路８Ｂと第３の脈動検知回路８Ｃがそれぞれ検知すると、各々、対応する系統（第２の太陽電池ストリング２Ｂおよび第３の太陽電池ストリング２Ｃの系統）に接続された昇圧ユニット７（第２の昇圧ユニット７Ｂおよび第３の昇圧ユニット７Ｃ）に脈動検知情報を送信し、昇圧動作の開始を促す。
In the present embodiment, the
なお、このとき、いずれかの昇圧ユニット７（第２昇圧ユニット７Ｂまたは第３昇圧ユニット７Ｃ）が先に昇圧動作を開始したとしても、既に第１の太陽電池ストリング２Ａに基づきパワーコンディショナ６が起動しているため、各脈動検知回路８（第２および第３の脈動検知回路８Ｂ、８Ｃ）は第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動は正常に検出し続けられる。そのため、他方の昇圧ユニット７も遅れて昇圧動作を開始することが可能である。これにより、複数の昇圧系統で得られる発電電力も正常にパワーコンディショナ６による電力変換に利用することができる。
At this time, even if any of the boosting units 7 (second boosting
以上説明したように、本実施形態においては、複数の昇圧系統を有する形態であっても、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電力がパワーコンディショナ６で電力変換される前に昇圧ユニット７が動作しないため、昇圧系統の独立運転を防ぐことができる。そのため、複数の太陽電池ストリング２の効率的な電力変換が可能となる。
As described above, in the present embodiment, even if the booster system has a plurality of booster systems, the
次に、図１２を用いて、本実施形態における、第１の太陽電池ストリング２Ａ、第２の太陽電池ストリング２Ｂおよび第３の太陽電池ストリング２Ｃの出力電圧変動について、より詳細に説明する。
Next, output voltage fluctuations of the first
本実施形態においては、図１２に示すように、昇圧ユニット７を用いた太陽電池ストリング２の系統が複数ある場合の、各昇圧ユニット７の昇圧動作の開始タイミングをずらす制御をおこなっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, when there are a plurality of systems of
本実施形態においては、図６で示したように、昇圧ユニット７を有さない第１の太陽電池ストリング２Ａと、第２の昇圧ユニット７Ｂを有する第２の太陽電池ストリング２Ｂと、第３の昇圧ユニット７Ｃを有する第３の太陽電池ストリング２Ｃとがパワーコンディショナ６に並列接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first
第１の実施形態と同様に、まず、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電力のパワーコンディショナ６による電力変換が開始されて、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が検知されると、第２の太陽電池ストリング２Ｂの第２の昇圧ユニット７Ｂが図中Ｃ点で昇圧動作を開始する。そして、さらに、本実施形態においては、第２の昇圧ユニット７Ｂの昇圧動作から遅れて、第３の太陽電池ストリング２Ｃの第３の昇圧ユニット７Ｃが図中Ｅ点で昇圧動作を開始する。
As in the first embodiment, first, power conversion of the output power of the first
本実施形態においては、このように複数の昇圧ユニット７（７Ｂ、７Ｃ）の昇圧動作をずらすことによって、入力電流が加算されることによって生じる、パワーコンディショナ６で電力変換された交流出力の電流・電圧の変動を時間的に分散させることができる。これにより、交流出力の電流・電圧の相対的な変化量を小さく抑えることができる、その結果、パワーコンディショナ６から交流負荷などへの供給電圧の安定化が図れる。
In the present embodiment, the AC output current converted by the
なお、図１２に示すように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの昇圧された出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に加えても電圧波形（電圧脈動）には変化が生じない。そのため、本実施形態のようにシステム中に昇圧ユニット７が複数存在する場合、他の昇圧ユニット７がいつ起動したかを見極めることは難しいため、予め各昇圧ユニット７の起動のタイムラグを設定しておくと良い。すなわち、例えば、第２の昇圧ユニット７Ｂは、脈動検知の信号を受信してすぐ起動するとし、第３の昇圧ユニット７Ｃは、脈動検知の信号を受信してからｔ時間後に起動するよう設定してもよい。
As shown in FIG. 12, even if the boosted output voltage of the second
なお、上述したように、本実施形態においては電圧成分の脈動を検知する形態を例示して説明したが、第１の実施形態と同様、電流成分の脈動を検知してもよい。このような電流波形（電流脈動）における脈動検知回路８を用いる場合は、他の昇圧ユニット７の昇圧動作に基づく他の太陽電池ストリング２の電力変換の開始を電流センサーによって電流の増減に基づき解析することが可能である。そのため、このような場合においては、他の昇圧ユニット７の昇圧開始を電流増加で検知してから一定時間後、例えば１０秒後、に昇圧動作を開始するように設定すれば良い。なお、この場合、最初の昇圧ユニット７が昇圧開始するタイミングはランダムに選択されるようにしておけば、複数の昇圧ユニット７が同時に起動し難くて良い。
As described above, in the present embodiment, the mode for detecting the pulsation of the voltage component has been described as an example, but the pulsation of the current component may be detected as in the first embodiment. When using the
なお、本実施形態においては、第２および第３の太陽電池ストリング２Ｂ、２Ｃの構成が略同一の構成を有する形態を例示したが、複数の昇圧系統は、互いに異なる構成を有していてもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the configurations of the second and third
また、本実施形態においては、第２および第３の太陽電池ストリング２Ｂ、２Ｃの図中
Ｃ点までの出力電圧の変動が同一である形態を例示したが、特にこれに限らない。例えば、各太陽電池ストリング２Ｂ、２Ｃの出力電圧を、図中Ｃ点に至るまで、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限（Ｖｍｉｎ）未満となるよう、個々に任意に制御してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the form which the fluctuation | variation of the output voltage to C point in the figure of 2nd and 3rd
さらに、本実施形態においては、第２および第３の太陽電池ストリング２Ｂ、２Ｃのいずも、対応する昇圧ユニット７（７Ｂ、７Ｃ）によって、第１の実施形態と同様、時間ｔｃに、図中Ｃ点から一気に第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧（図中Ｆ点）まで昇圧しているが、昇圧方法はこれに限らない。
Further, in the present embodiment, both of the second and third
またさらに、本実施形態においては、昇圧ユニット７を有する昇圧系統の数が２であるシステムを例示したが、昇圧系統の数はこれに限らず、昇圧系統の数が３系統以上であっても構わない。
Furthermore, in the present embodiment, the system in which the number of boosting systems having the boosting
＜第５の実施形態＞
図７を用いて、本発明の第５の実施形態に係る太陽光発電システム５１について説明する。本実施形態においては、第４の実施形態に係る太陽光発電システム４１が、互いに同様の構成を有した複数の昇圧ユニット７の系統を有する一方、互いに異なる構成を有した複数の昇圧ユニット７の系統を有している点において、第４の実施形態と異なる。なお、ここでは第４の実施形態と異なる構成のみについて言及する。
<Fifth Embodiment>
A solar
具体的には、図７に示すように、昇圧ユニット７が複数ある場合において、１つの脈動検知回路８で複数の昇圧ユニット７の制御を行う。すなわち、複数の系統の昇圧ユニット７（７Ｂ、７Ｃ）の個々に対応する脈動検知回路８（８Ｂ、８Ｃ）を有する第４の実施形態に対して、複数の系統の昇圧ユニット７（７Ｂ、７Ｃ）に対し、脈動検知回路８は１個である。
Specifically, as shown in FIG. 7, when there are a plurality of boosting
本実施形態においては、脈動検知回路８でＭＰＰＴ制御における脈動を検知すれば脈動検知情報を各昇圧ユニット７にそれぞれ送信することで、各昇圧ユニット７の昇圧動作の開始を促している。
In the present embodiment, if the
このような形態においては、各昇圧ユニット７への情報送信を行う信号線は複数本必要であるが、脈動検知回路８本体は１個で済む。これにより、特に電流センサーを用いる電流成分の脈動を検知する方式では、部材の削減効果が高いため、システムコストの低減が図れる。
In such a configuration, a plurality of signal lines for transmitting information to each
以下、脈動検知に基づく昇圧方法について、第１の実施形態と異なる３つの実施形態について、各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を示すグラフを基に詳細に説明する。なお、後述する種々の異なる昇圧方法は、該昇圧方法に対応したプログラムを、ＭＰＰＴ制御回路５および脈動検知回路８などに設定することで実現される。
Hereinafter, the voltage boosting method based on pulsation detection will be described in detail with respect to three embodiments different from the first embodiment, based on graphs showing temporal variations in the output voltage of each
＜第６の実施形態＞
図９を用いて、本発明の第６の実施形態に係る太陽光発電システム６１について説明する。図９は、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１１における昇圧方法を説明する際に引用した図８に対応する。
<Sixth Embodiment>
A solar power generation system 61 according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 corresponds to FIG. 8 cited when explaining the voltage boosting method in the solar
第１の実施形態と同様、本実施形態においても、ＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知した後に昇圧動作を開始する。 Similar to the first embodiment, in this embodiment, the voltage step-up operation is started after detecting the pulsation of the voltage component in the MPPT control.
第１の実施形態においては、図中Ｃ点から第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を
昇圧する昇圧比を、図中Ｃ点における第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧と第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧とを基に算出して、図中Ｃ点から一気に図中Ｆ点まで昇圧しているのに対して、本実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、図中Ｃ点から段階的に高めている。すなわち、本実施形態においては、図９に示すように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、図中Ｃ点から、第１段階の昇圧で第１の太陽電池ストリング２Ａと同じにならないように、出力電圧値が一足飛びに他段階で高めている。
In the first embodiment, the step-up ratio for boosting the output voltage of the second
より具体的には、例えば、脈動検知回路８がＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動（または電流脈動）を検知して昇圧ユニット７に昇圧開始を促す信号を送信すると、信号を受信した昇圧ユニット７は図中Ｃ点で昇圧を開始する。このとき、例えば、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧が２００Ｖ、パワーコンディショナ６の最低起動電圧が１５０Ｖであるとすると、次のように段階的な昇圧動作を行う。
More specifically, for example, when the
まず、昇圧ユニット７は第１段階の昇圧として、図中Ｃ点から第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を１３０Ｖ（図中Ｃ１点）まで昇圧する。
First, the boosting
そして、電圧脈動が継続して検知される場合には、第２段階の昇圧として、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を１６０Ｖ（図中Ｃ３点）まで昇圧させる。すなわち、脈動検知回路８はＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動が継続して検知されていることを確認して昇圧ユニット７に第２段階の昇圧開始を促す信号を送信する。この信号を受信した昇圧ユニット７は図中Ｃ２点で第２段階の昇圧を開始する。この第２段階での昇圧のトリガーとなる信号としては、図２の脈動検知フローチャートにおけるＳＴＥＰ６の情報信号を用いれば良く、昇圧ユニット７が信号を受けた回数に応じて昇圧電圧を切り替えるように設定することで実現可能である。なお、このとき、第１段階の昇圧から第２段階の昇圧までの時間間隔は図２のフローチャートの経過時間としてよいが、第１の太陽電池ストリング２Ａの変化を掴むにはある程度の時間を取って情報信号の送受信をおこなうことで、脈動検知の精度が向上する。そのため、当該観点から、特に図示しないが、図２におけるＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ５に回数や時間のループを加味するのも好適である。
When the voltage pulsation is continuously detected, the output voltage of the second
次に、電圧成分の脈動が継続して検知できる場合には、第２段階の昇圧と同様に、第３段階の昇圧として、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ２００Ｖ（図中Ｆ点）まで昇圧し、ＳＴＥＰ７を終了する。すなわち、脈動検知回路８はＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動が継続して検知されていることを確認して、昇圧ユニット７に第３段階の昇圧開始を促す信号を送信すると、信号を受信した昇圧ユニット７は図中Ｃ４点で第３段階の昇圧を開始する。この第３段階の昇圧によって、本実施形態においては、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧（図中Ｆ点）にまで昇圧する。
Next, when the pulsation of the voltage component can be continuously detected, the output voltage of the second
以上のように、本実施形態においては、昇圧ユニット７による第２の太陽電池ストリング２Ｂにおける昇圧動作において、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を段階的に高めていく。このことにより、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力状態がまだ不安定な時に、日射急変によって第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧とパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限値（Ｖｍｉｎ）との大小関係の逆転が生じないかを複数回確認することができる。そのため、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が、第２の太陽電池ストリング２Ｂの昇圧された出力側に移って単独昇圧運転になり難くすることができる。
As described above, in the present embodiment, in the step-up operation of the second
また、このように第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を段階的に上げていくことで、パワーコンディショナ６を停止させないように動作電力を供給して待機させることも
可能である。そのため、パワーコンディショナ６の起動・停止に伴う騒音の発生を低減することもできる。
In addition, by increasing the output voltage of the second
なお、上述の例で用いた電圧値等は例として述べたものでありこれに限定されるものでななく、例えば、本実施形態では、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が行われる最低電圧（パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限値：Ｖｍｉｎ）を１７０Ｖとしたが、この値は特にこれに限定されるものではない。
Note that the voltage values and the like used in the above example are described as examples and are not limited thereto. For example, in this embodiment, the minimum voltage (power) in which the MPPT control of the
また、本実施形態においては、昇圧段階を３段階としたが２段階以上であれば、特に昇圧段階の数に制限はなく、段階数を多くしてもよい。 Further, in the present embodiment, the boosting step is three steps, but as long as it is two or more steps, the number of boosting steps is not particularly limited, and the number of steps may be increased.
また、特に図示しないが、この３段階の昇圧制御においては他の制御方法を用いておこなってもよい。例えば、図２に示す脈動検知フローにおいて、ＳＴＥＰ６に基づいて動作した昇圧動作を停止させずにＳＴＥＰ１に戻し、第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力が復帰してＭＰＰＴ制御が再開されて電圧脈動が検知できるまで、昇圧ユニットによって第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧として１６０Ｖの昇圧電圧を維持するようにしても良い。この場合、パワーコンディショナ６の起動・停止の際であって解列リレー等の大型接点が接続・分離する際に発する騒音の回数を低減させることができるという利点がある。
Although not shown in the drawings, the three-step voltage boost control may be performed using another control method. For example, in the pulsation detection flow shown in FIG. 2, the step-up operation operated based on
＜第７の実施形態＞
図１０を用いて、本発明の第７の実施形態に係る太陽光発電システム７１について説明する。図１０は、第１の実施形態に係る太陽光システム１１における昇圧方法を説明する際に引用した図８に対応する。
<Seventh Embodiment>
A solar
第１の実施形態と同様、本実施形態においても、ＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知した後に昇圧動作を開始する。 Similar to the first embodiment, in this embodiment, the voltage step-up operation is started after detecting the pulsation of the voltage component in the MPPT control.
上述したように、第１の実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、図８に示すように図中Ｃ点から一気に高めており、また、第６の実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、図９に示すように３段階で段階的に高めている。
As described above, in the first embodiment, the output voltage of the second
それに対して、本実施形態においては、図１０に示すように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、図中Ｃ点から、無段階に徐々に高めるように制御している。すなわち、本実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、ＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば、図中Ｃ点から第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電圧（図中Ｆ点）、まである一定の傾斜角度で連続的に高めている。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the output voltage of the second
このように、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧動作を、無段階で連続的におこなうことで、段階的におこなう形態において各段階に移る際に生じる昇圧電圧の急激な変化に伴うスイッチングノイズの発生を緩和し、周辺回路や外部機器への悪影響を防ぐことができる。
As described above, the step-up operation of the output voltage of the second
＜第８の実施形態＞
図１１を用いて、本発明の第８の実施形態に係る太陽光発電システム８１について説明する。図１１は、第１の実施形態に係る太陽光システム１１における昇圧方法を説明する際に引用した図８に対応する。本実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧方法において、第１の実施形態と異なる。
<Eighth Embodiment>
A solar power generation system 81 according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 corresponds to FIG. 8 quoted when explaining the voltage boosting method in the
第１の実施形態と同様、本実施形態においても、ＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知した後に昇圧動作を開始する。 Similar to the first embodiment, in this embodiment, the voltage step-up operation is started after detecting the pulsation of the voltage component in the MPPT control.
第１の実施形態においては、ＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知し、脈動検知回路８から発信された電圧成分の脈動が検知されたことを知らせる信号を昇圧ユニット７が受信したとき（図中Ｃ点）に、第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧している。
In the first embodiment, when a voltage component pulsation in MPPT control is detected and the
それに対して、本実施形態においては、図１１に示すように、電圧成分の脈動を検知し、その旨の信号を受信した後に、昇圧動作を開始するまでの間に一定のタイムラグを設けている。すなわち、本実施形態においては、ＭＰＰＴ制御における電圧成分の脈動を検知し、その信号を受信した図中Ｃ点から一定時間後（図中Ｄ点）に昇圧動作を開始するものである。より具体的には、電圧成分の脈動が検知された図中Ｃ点では昇圧動作を開始せず、例えば、図中Ｃ点から３０分後の図中Ｄ点で昇圧動作を開始するものである。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, a certain time lag is provided between the detection of the pulsation of the voltage component and the start of the boosting operation after receiving the signal to that effect. . That is, in this embodiment, the voltage component pulsation in the MPPT control is detected, and the boosting operation is started after a certain time (point D in the figure) from the point C in the figure where the signal is received. More specifically, the boosting operation is not started at the point C in the figure where the pulsation of the voltage component is detected. For example, the boosting operation is started at the point D in the figure 30 minutes after the point C in the figure. .
ビルの陰等の影響で第１の太陽電池ストリング２Ａの発電電力が朝遅くまで安定しないような環境では、ＭＰＰＴ制御における脈動検知後も第１の太陽電池ストリング２Ａ出力の急変（低下）が有り得るが、本実施形態のように、検知タイミングから任意の時間遅れて昇圧動作を開始させることで、より効率的な複数の太陽電池ストリングでの電力変換が可能となる。
In an environment where the generated power of the first
なお、本実施形態においては、受信から昇圧動作までのタイムラグ（一定時間）を決定する際には、固定値を内部メモリー等に記憶させた固定値を用いて決定しても良いが、過去の発電データーから第１の太陽電池の発電電力が安定するまでの時間を判定して最適な時間を自動設定するようにすると良い。 In this embodiment, when determining the time lag (fixed time) from reception to boosting operation, a fixed value may be determined using a fixed value stored in an internal memory or the like. It is preferable to determine the time until the power generated by the first solar cell is stabilized from the power generation data and automatically set the optimum time.
＜第９の実施形態＞
図１３を用いて、本発明の第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１について説明する。本実施形態においては、太陽電池ストリング２とパワーコンディショナ６との間に逆流防止ダイオード９が配置されている点において、第１の実施形態と異なる。
<Ninth Embodiment>
A photovoltaic
図１３は、第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１のブロック図である。本実施形態に係る太陽光発電システム９１は、逆流防止ダイオード９を有している。
FIG. 13 is a block diagram of a photovoltaic
この逆流防止ダイオード９は、複数の太陽電池ストリング２を並列接続する場合に、各太陽電池ストリング２の出力電圧に差があっても、出力電圧の高い太陽電池ストリング２から出力電圧の低い太陽電池ストリング２に電流が流れて電力損失が発生しないように各太陽電池ストリング２の電路を分離するためのものである。この逆流防止ダイオード９は、太陽電池モジュール単体の出力端子に設けられている場合もあるが、本実施形態においては、逆流防止ダイオード９は、第１の太陽電池ストリング２Ａと第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力を結合する接続箱１０の中に配置されている形態を例示する。
When the plurality of
より具体的には、図１３に示すように、本実施形態においては、昇圧ユニット７の昇圧制御回路として、コイルとダイオードとスイッチ素子とを用いた方式が採用されている。この方式では回路構成上、逆流防止ダイオード９の働きをする半導体素子（図中ではダイオード）が存在するので、第２の太陽電池ストリング２Ｂにも逆流防止ダイオード９が配置されているのと同じ状態になっている。これにより、第２の太陽電池ストリング２Ｂへ第１の太陽電池ストリング２Ａからの電流の流れ込みが生じ無い。そのため、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５が第１の太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧値で制御を行っていても、第２の太陽電池ストリング２Ｂを昇圧ユニット７が独自にＭ
ＰＰＴ制御をすることができる。
More specifically, as shown in FIG. 13, in the present embodiment, a system using a coil, a diode, and a switch element is employed as the boost control circuit of the
PPT control can be performed.
このような本実施形態においては、昇圧ユニット７でもＭＰＰＴ制御することができるため、第１の太陽電池ストリング２Ａも第２の太陽電池ストリング２Ｂも各々の最大出力電力で動作することができる。
In this embodiment, since the boosting
なお、昇圧ユニット７の昇圧回路の他の方式としては、コンデンサーとスイッチとを組み合わせたチャージポンプ方式と呼ばれるものがある。この方式では、ダイオードの代わりにスイッチ素子が複数設けられ、電力を出力するとき以外は各太陽電池ストリング２の電路が遮断されるので電流の逆流が生じない。そのため、上述したような第２の太陽電池ストリング２Ｂを独自にＭＰＰＴ制御する本実施形態においては、チャージポンプ方式も好適に用いることができる。
In addition, as another system of the boosting circuit of the boosting
なお、本実施形態のように、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御による脈動を検知する場合、昇圧ユニット７内の逆流防止ダイオード９に相当する機構は、パワーコンディショナ６側の電圧や電流の脈動を検出する障害となるため、図１３に示すように、脈動検知回路８は昇圧ユニット７の出力側に配置すればよい。
When detecting pulsation due to MPPT control of the
なお、上述の図４を用いて説明した第２の実施形態において、昇圧ユニット７（昇圧制御回路）の中に脈動検知回路８を配置する場合に、脈動検知回路８が昇圧ユニット７（昇圧制御回路）の逆流防止ダイオード９に相当する機構よりも出力側（パワーコンディショナ６側）に配置しているのは同様の理由からである。
In the second embodiment described with reference to FIG. 4 described above, when the
以上、図１３を用いて、逆流防止ダイオード９を有する第９の実施形態について説明したが、本実施形態においても、上述したように施工性が容易であり且つ複数の太陽電池ストリング２の効率的な電力変換が可能である。
As described above, the ninth embodiment having the
なお、本実施形態においては、第２の太陽電池ストリング２Ｂに対応する逆流防止ダイオード９が昇圧ユニット７内部の構成である形態を例示したが、逆流防止ダイオード９の配置位置はこれに限らない。
In the present embodiment, the
以下、逆流防止ダイオード９を有する第９の実施形態の変形例について、図１４乃至図１６を用いて説明する。
Hereinafter, a modification of the ninth embodiment having the
＜第９の実施形態の変形例１＞
図１４を用いて、第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１の第１の変形例９１１について説明する。図１４は、第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１の第１の変形例９１１を示すブロック図である。
<
The
本実施形態においては、図１４に示すように、第１の太陽電池ストリング２Ａに対応する逆流防止ダイオード９（第１の逆流防止ダイオード９Ａ）および第２の太陽電池ストリング２Ｂに対応する逆流防止ダイオード９（第２の逆流防止ダイオード９Ｂ）が、いずれも接続箱１０の中に設けられている。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the backflow prevention diode 9 (first
前述した太陽光発電システム９１のように、昇圧ユニット７の内部に逆流防止ダイオード９を設ける、すなわち、昇圧ユニット７だけでも逆流防止ダイオード９の役割を兼ねることができるのであるが、このような形態においては、各電路における昇圧ユニット７の有り無しで接続箱１０内への逆流防止ダイオード９の搭載数も変えなければならないため接続箱１０の汎用性に制限が生じる。
Like the solar
それに対して、本実施形態においては、各電路における昇圧ユニット７の有無に関わらず、各電路に対応した逆流防止ダイオード９をそれぞれ接続箱１０に配置している。このような構成により、昇圧ユニット７の有無に関わらずあらゆるシステムに適用可能となるため、汎用性が高まる。
On the other hand, in this embodiment, the
なお、このような形態においては、脈動検知回路８のみを接続箱１０内の逆流防止ダイオード９よりも出力側に配置し、この脈動検知回路８から検知情報を昇圧ユニット７に送信するようにすれば良い。
In such a configuration, only the
＜第９の実施形態の変形例２＞
次に、図１５および図１６を用いて、第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１の第２の変形例９１２について説明する。
<
Next, the
図１５は、第９の実施形態に係る太陽光発電システム９１の第２の変形例９１２を示すブロック図であり、図１６は、第２の変形例９１２における脈動検知の制御方法を説明する、脈動検知制御フロー図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a
本実施形態においては、図１５に示すように、接続箱１０の内部に逆流防止ダイオード９（第１の逆流防止ダイオード９Ａおよび逆流防止ダイオード９Ｂ）が第１の太陽電池ストリング２Ａと第２の太陽電池ストリング２Ｂの両方に各々対応して配置されている。そして、脈動検知回路８が接続箱１０の入力側、且つ昇圧ユニット７の出力側に配されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the backflow prevention diode 9 (first
以下、本変形例における脈動検知・昇圧制御フローについて、図１６を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the pulsation detection / boost control flow in this modification will be described in detail with reference to FIG.
最初のステップとして、ＳＴＥＰ１１で昇圧ユニット７を、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲内の出力電圧で動作させる。
As a first step, in
そして、ＳＴＥＰ１２で所定の時間（例えば１分間）の出力電圧（もしくは電流）の波形を取り込む。 In STEP 12, the waveform of the output voltage (or current) for a predetermined time (for example, 1 minute) is captured.
次に、ＳＴＥＰ１３で昇圧動作を停止させる。 Next, the step-up operation is stopped at STEP13.
その後、ＳＴＥＰ１４で脈動検出回路８における脈動検出も停止する。そして、続いて、上述したＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５を行う。
Thereafter, the pulsation detection in the
上記一連の制御フローにおいて、ＳＴＥＰ１３とＳＴＥＰ１４とは同じタイミング、すなわち１つのＳＴＥＰでおこなっても良い。
In the above-described series of control flows,
また、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５については、図２で述べた脈動検知フローと同じ動作であるため、ここでの説明は割愛する。 Further, STEP2 to STEP5 are the same operation as the pulsation detection flow described in FIG.
なお、本実施形態においては、ＳＴＥＰ１２で取り込んだ波形がパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御による脈動の波形であるかどうかを判定するが、該判定方法も、図２に示す第１の実施形態と同様におこなえばよい。
In this embodiment, it is determined whether or not the waveform captured in STEP 12 is a pulsation waveform by MPPT control of the
すなわち、具体的な判定の方法としては、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力を昇圧して出力させた場合、第１の太陽電池ストリング２Ａの出力電力によってパワーコンディショナ６が起動していれば昇圧制御回路の出力側電圧はパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御によって生じている脈動（電圧、電流のいずれでも）とほぼ同じ振幅の電圧変動と周期（周波数）が脈動検知回路８によって検出されるが、パワーコンディショナ６が昇圧ユニット７で昇圧された電力によって起動した場合には脈動は検出されない。これを利用して、第１の太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動が検知されればＳＴＥＰ６でパワーコンディショナ６が起動していることを昇圧ユニット７に情報送信し、昇圧動作を開始するよう促す。一方、脈動が検知されなければＳＴＥＰ１１に戻して脈動が検知されるまで繰り返す。
That is, as a specific determination method, when the output power of the second
なお、先にも述べたように「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン（１６資電部第１１４号）」の定めによれば、パワーコンディショナ６の起動時の安定化のためにパワーコンディショナ６の起動は、起動に必要な電力が１０分以上確認されてから行うよう指導されている。したがって、昇圧ユニット７からの出力が十分あれば第２の太陽電池ストリング２Ｂの出力電力だけでもパワーコンディショナ６の起動は可能であるが、昇圧ユニット７から短時間の出力があってもパワーコンディショナ６は起動しないよう設計されているのでＭＰＰＴ制御も開始されず脈動は生じない。このような規定を利用することで、本実施形態において、脈動検知回路８が逆流防止ダイオード９の入力側にあっても、脈動の有無を検知することができ、昇圧ユニット７の単独運転であるか否かを判定し、誤作動を回避することができるのである。
In addition, as stated above, according to the “Guidelines for grid interconnection technical requirements for ensuring power quality (No. 16 Power Supply Department No. 114)”, to stabilize the
なお、脈動検知のための判定プログラムの組み方によっては、上述した図１３乃至図１５で説明したような、脈動検知回路８を逆流防止ダイオード９の出力側に配置しなければならないといった回路設計における制限を解消することも可能である。
Depending on how the determination program for pulsation detection is assembled, there is a limitation in circuit design that the
以上、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。 As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention. Needless to say, the present invention includes various combinations of the above-described embodiments.
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１：太陽光発電システム
２：太陽電池ストリング
２Ａ：第１太陽電池ストリング
２Ｂ：第２太陽電池ストリング
２Ｃ：第３太陽電池ストリング
３：商用電力系統
４：交流負荷
５：ＭＰＰＴ制御回路
６：パワーコンディショナ
７：昇圧ユニット
７Ｂ：第２昇圧ユニット
７Ｃ：第３昇圧ユニット
７１：昇圧制御回路
８：脈動検知回路
８Ｂ：第２脈動検知回路
８Ｃ：第３脈動検知回路
９：逆流防止ダイオード
９Ａ：第１逆流防止ダイオード
９Ｂ：第２逆流防止ダイオード
１０：接続箱
１３：脈動検知部
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91: Solar power generation system 2:
Claims (10)
前記第１太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧よりも前記第２太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧が低い場合に、前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を前記第１太陽電池ストリングの出力電圧まで高める昇圧ユニットが前記パワーコンディショナの前段に設けられており、
前記昇圧ユニットは、前記第２太陽電池ストリングの前記出力電圧を、前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には該パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、前記第１太陽電池ストリングに基づく前記パワーコンディショナの前記ＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば前記第１太陽電池ストリングの前記出力電圧まで高めることを特徴とする太陽光発電システム。 Photovoltaic power generation for interconnecting a first solar cell string and a second solar cell string connected in parallel to each other and having different maximum output powers to a commercial power system via a power conditioner under MPPT control A system,
When the voltage of the maximum output power of the second solar cell string is lower than the voltage of the maximum output power of the first solar cell string, the output voltage of the second solar cell string is set to the output voltage of the first solar cell string. A booster unit is provided in front of the power conditioner,
The boost unit sets the output voltage of the second solar cell string to be lower than a lower limit of an input operation voltage range of the power conditioner before starting power conversion in the power conditioner, and the first solar cell. A solar power generation system, wherein if a pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on a string is detected, the output voltage of the first solar cell string is increased.
前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には、前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を該パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定し、前記パワーコンディショナがＭＰＰＴ制御された結果に基づく脈動が検知されると前記第２太陽電池ストリングの出力電圧を前記第１太陽電池ストリングの出力電圧まで昇圧することを特徴と
する昇圧ユニット。 When the voltage of the maximum output power of the second solar cell string is lower than the voltage of the maximum output power of the first solar cell string, the output voltage of the second solar cell string is boosted to the output voltage of the first solar cell string. After that, it is a booster unit that can output to the inverter,
Before starting power conversion in the power conditioner, the output voltage of the second solar cell string is set below the lower limit of the input operating voltage range of the power conditioner, and the result of MPPT control of the power conditioner A boosting unit that boosts the output voltage of the second solar cell string to the output voltage of the first solar cell string when a pulsation based thereon is detected.
前記第１太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧よりも前記第２太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧が低い場合に、前記第２太陽電池ストリングの前記出力電圧を、前記パワーコンディショナでの電力変換開始前には該パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の下限未満に設定するステップと、前記第１太陽電池ストリングに基づく前記パワーコンディショナの前記ＭＰＰＴ制御における脈動が検知されれば前記第１太陽電池ストリングの前記出力電圧まで高めるステップと、を有する制御方法。 A control method in a photovoltaic power generation system in which a first solar cell string and a second solar cell string are connected in parallel to a power conditioner,
When the voltage of the maximum output power of the second solar cell string is lower than the voltage of the maximum output power of the first solar cell string, the output voltage of the second solar cell string is converted to the power at the power conditioner. Before the start of conversion, if the pulsation in the MPPT control of the power conditioner based on the first solar cell string and the step of setting the power conditioner below the lower limit of the input operating voltage range is detected, the first solar Increasing the output voltage of the battery string to the output voltage.
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