JP5175451B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池、風力発電装置、燃料電池のように発電量が環境により大きく変動する直流電源を備える電力供給システムに関し、特に低出力時も高効率に電力供給するシステムに関する。 The present invention relates to a power supply system including a DC power source whose power generation amount varies greatly depending on the environment, such as a solar cell, a wind power generator, and a fuel cell, and more particularly to a system that supplies power efficiently even at low output.
太陽電池、風力発電装置のように自然エネルギーを利用する発電装置、あるいは燃料電池は、電気的負荷または系統電力に接続するために、電力変換部が使用される。しかし、電力変換部は、一般的に低出力時に変換効率が低下することが知られている。
そのため、従来の太陽電池装置は、図10に示すように、複数の太陽電池31a、31b、31cの出力を1つの接続箱32にまとめるように接続する。その後、複数並列接続したインバータ33a、33b、33cを介して負荷34または系統電力35に接続し、インバータ33a、33b、33cの運転を制御部36により制御するものであった。
このようにインバータを制御するシステムは、例えば家庭用太陽電池システムや数10kW〜数MWクラスの発電量を有する大規模太陽電池システムで使用されている。
図10に示すようなシステムは、例えば、特許文献1により小出力のインバータを複数並列接続し、太陽電池の発電量が少ないときはインバータの運転台数を少なくする技術として開示されている。また特許文献2は運転するインバータを所定の法則、例えば各インバータの出力電力量の少ない順または運転時間の少ない順あるいはランダムに選択する技術として開示している。
Therefore, as shown in FIG. 10, the conventional solar cell device is connected so that the outputs of the plurality of
Thus, the system which controls an inverter is used by the large-scale solar cell system which has the electric power generation amount of a household solar cell system and several tens kW-several MW class, for example.
For example,
しかしながら、特許文献1および2は、太陽電池の発電量が少ないときインバータの運転台数を少なくし、またインバータを出力電力量の少ない順または運転時間の少ない順あるいはランダムに選択するため、太陽電池出力を検知し、その検知出力により複雑に制御する必要がある。そのため制御部の構成及び制御が複雑になる。またこの制御装置は、太陽電池の発電量が急激に大きくなった場合の対策が必要であり、高度な制御が必要となる。また太陽電池の発電量の変動に応じてインバータを切り替えるので、頻繁に大きく発電量が変動する太陽電池では、切替動作回数が多くなり、高信頼性の切替回路が必要となる。さらに太陽電池の発電量に応じて出力が変動するので、負荷及び系統電力は不安定な動作を強いられる。またこのシステムの最大出力は、太陽電池の発電量によって決定され、最大電力の制御ができない。
However, since
本発明は、以上のような問題点に鑑みて、電力変換部の複雑な制御が必要ない電力供給システムを提供するものである。また直流電源の出力電力量をタイムシフトすることができる電力供給システムを提供するものである。更に最大電力を制御することができる電力供給システムを提供するものである。 In view of the above-described problems, the present invention provides a power supply system that does not require complicated control of a power conversion unit. It is another object of the present invention to provide a power supply system capable of time-shifting the output power amount of a DC power source. Furthermore, the present invention provides a power supply system that can control the maximum power.
本発明の電力供給システムは前記課題を解決するために、直流電源と、前記直流電源からの直流電力を変換する電力変換部を備える電力ストリングを複数並列接続した電力供給システムであって、前記直流電源の出力電力量に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、前記直流電源の少なくとも1つ以上に接続した蓄電部とを備えるものである。
ここで、直流電源は、例えば太陽電池、風力発電装置あるいは燃料電池のような発電装置から直流電力を得るものを指す。また電力変換部は、いわゆるインバータであり、直流を交流に変換するもので、高周波絶縁変圧器を使用する方式、PWM制御して商用周波変圧器で絶縁する方式など、どのような形式でも使用することができ、それぞれが同一形式でも、異なっていてもよい。また蓄電部は、直流電源より出力された直流電力を蓄電するものであり、代表的には蓄電池であり、その外に、電力を水素に変化して貯蔵する形式の水素貯蔵システムのように、電力を貯蔵し、取り出せるものであればよい。
In order to solve the above problems, the power supply system of the present invention is a power supply system in which a plurality of power strings including a DC power source and a power conversion unit that converts DC power from the DC power source are connected in parallel. A control unit that controls the power conversion unit according to an output power amount of a power source and a power storage unit connected to at least one of the DC power sources.
Here, the direct current power source refers to one that obtains direct current power from a power generation device such as a solar cell, a wind power generation device, or a fuel cell. The power converter is a so-called inverter that converts direct current to alternating current, and can be used in any form, such as a system that uses a high-frequency insulation transformer or a system that uses PWM control and is insulated by a commercial frequency transformer. Each of which may be of the same type or different. The power storage unit stores DC power output from a DC power source, typically a storage battery, and besides that, like a hydrogen storage system of a type that stores power by changing it to hydrogen, Any device that can store and take out power can be used.
このように本発明は、直流電源の少なくとも1つ以上に接続した蓄電部を備えることにより、急激な変動を吸収して出力を安定化することができ、また電力変換部の高度で、複雑な制御をなくすことができ、そのため切替スイッチの動作回数を少なくすることができる。また直流電源より出力された電力を蓄電部に蓄電することにより、直流電源からの電力を、出力された時刻と異なる時刻に出力する、いわゆるタイムシフトして負荷または系統に供給をすることができる。また蓄電部に蓄電された最大電力を取り出すことにより、電力供給システムから出力する最大出力電力、または負荷あるいは系統が要求する最大電力量に応じて、最大出力電力量を制御することができる。 As described above, the present invention includes the power storage unit connected to at least one of the DC power sources, so that it is possible to absorb sudden fluctuations and stabilize the output, and the power conversion unit is sophisticated and complicated. Control can be eliminated, and therefore the number of operations of the changeover switch can be reduced. In addition, by storing the power output from the DC power supply in the power storage unit, the power from the DC power supply is output at a time different from the output time, so-called time shift can be supplied to the load or the system. . Further, by extracting the maximum power stored in the power storage unit, it is possible to control the maximum output power amount according to the maximum output power output from the power supply system or the maximum power amount required by the load or the system.
本発明の電力供給システムは、前記直流電源が太陽電池、風力発電装置または燃料電池のような発電装置から直流電力を出力する装置、またはこれらの組合せであるとよい。これにより、直流電源として各種電源を使用することができ、またそれらを任意に組み合わせて用いることが可能になる。
本発明の電力供給システムは、前記蓄電部を各直流電源にそれぞれ備えることが望ましい。このように蓄電部を備えると、直流電源からの出力電力量の変動をより少なくし、安定化することができ、その結果、電力変換部の高度で複雑な制御をなくすことができる。またより多くの電力量を蓄電部に蓄電することができるので、タイムシフトする電力量をより多くすることができ、かつ最大出力電力量を大きくすることができる。
また本発明において、前記制御部は前記電力変換部をオン・オフ制御して電力供給システムの出力を決定するものである。この場合に、制御部は各電力ストリングの電力量を検知して、その合計値として、この発明の電力供給システムの出力値を決定することができる。あるいは、負荷または系統から要求される電力値を出力することが可能になる。
このように本発明によれば、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池のような直流電源の出力と、蓄電部に蓄電した電力の合計を出力することができる。
In the power supply system of the present invention, the DC power supply may be a device that outputs DC power from a power generation device such as a solar cell, a wind power generation device, or a fuel cell, or a combination thereof. As a result, various power sources can be used as the DC power source, and any combination thereof can be used.
In the power supply system of the present invention, it is preferable that each of the DC power sources includes the power storage unit. When the power storage unit is provided in this way, fluctuations in the amount of output power from the DC power supply can be reduced and stabilized, and as a result, sophisticated and complicated control of the power conversion unit can be eliminated. Further, since a larger amount of power can be stored in the power storage unit, the amount of time-shifted power can be increased, and the maximum output power amount can be increased.
In the present invention, the control unit controls on / off of the power conversion unit to determine an output of the power supply system. In this case, the control unit can detect the power amount of each power string and determine the output value of the power supply system of the present invention as the total value thereof. Or it becomes possible to output the electric power value requested | required from load or a system | strain.
As described above, according to the present invention, it is possible to output the output of a direct current power source such as a solar power generation device, a wind power generation device, or a fuel cell, and the total power stored in the power storage unit.
また本発明において、制御部は決めた出力値に応じて、任意の電力変換部を起動させるものである。このように制御部が決めた出力値に応じて、任意の電力変換部を起動させるので、電力変換部を高変換効率で運転することができる。
また本発明の電力供給システムは、前記直流電源の出力電力量を検知する検知手段を更に備え、前記検知手段が検知した出力電力量に応じて前記制御部が前記電力変換部を制御することが望ましい。これにより、直流電源により発電された電力を有効に利用することができる。
また本発明の電力供給システムは、前記蓄電部の蓄電量を検知する検知手段を更に備え、前記検知手段が検知した蓄電量に応じて前記制御部が電力変換部を制御することが望ましい。これにより、蓄電部に蓄電された電力を有効に利用することができる。
Moreover, in this invention, a control part starts arbitrary power conversion parts according to the determined output value. Thus, since an arbitrary power converter is started according to the output value which the control part determined, a power converter can be operated with high conversion efficiency.
The power supply system of the present invention further includes a detection unit that detects an output power amount of the DC power supply, and the control unit controls the power conversion unit according to the output power amount detected by the detection unit. desirable. Thereby, the electric power generated by the DC power source can be used effectively.
The power supply system according to the present invention preferably further includes a detection unit that detects a storage amount of the power storage unit, and the control unit controls the power conversion unit according to the storage amount detected by the detection unit. Thereby, the electric power stored in the power storage unit can be used effectively.
また本発明の電力供給システムは、更に、電力供給システムの出力電力量を検知する検知手段を備え、前記検知手段が検知した電力量に応じて前記制御部が電力変換部を制御することが望ましい。これにより、本発明の電力供給システムの出力電力量に応じて蓄電量を制御することができる。
また本発明の電力供給システムは、前記制御部が前記各電力変換部を定期的に順次起動させるとよい。このように起動させることにより、各電力変換部を均一に作動させることができる。
The power supply system according to the present invention preferably further includes a detection unit that detects an output power amount of the power supply system, and the control unit controls the power conversion unit according to the amount of power detected by the detection unit. . Thereby, the amount of stored electricity can be controlled according to the output power amount of the power supply system of the present invention.
In the power supply system of the present invention, the control unit may periodically and sequentially start the power conversion units. By starting in this way, each power converter can be operated uniformly.
本発明によれば、電力供給システムの複雑な制御をなくすことができ、そのため切替回路の動作回数を少なくすることができる。また直流電源で発電された電力をタイムシフトして供給をすることができる。さらに蓄電部に蓄電された最大電力を取り出すことにより、最大出力電力量を制御することができる。 According to the present invention, complicated control of the power supply system can be eliminated, and therefore the number of operations of the switching circuit can be reduced. In addition, the power generated by the DC power supply can be supplied while being time-shifted. Furthermore, the maximum output power amount can be controlled by taking out the maximum power stored in the power storage unit.
《電力供給システムの構成》
本発明の電力供給システムの構成は、図1に示すように複数の直流電源1a、1b、1cと、各直流電源1a、1b,1cからの直流電力を変換する電力変換部2a、2b、2cを備える電力ストリングを複数並列接続する。さらに前記直流電源の出力電力量に応じて電力変換部2a、2b、2cを制御する制御部3と、前記直流電源1a、1b、1cに接続した蓄電部4a、4bまたは4cを備える。電力変換部2a、2b、2cの出力は1つにまとめられ、負荷5またはスイッチ6を介して系統電力である商用電力7に接続される。
《Power supply system configuration》
As shown in FIG. 1, the power supply system of the present invention has a plurality of DC power supplies 1a, 1b, 1c and
上記直流電源1は、例えば太陽電池、風力発電装置あるいは燃料電池のような発電装置から直流発電電力を得るものである。大規模な直流電源である場合、各直流電源の仕様、性能は異なるのが当然であり、例えば太陽電池や風力発電装置ではその設置場所、方角、傾きにより出力電力値が相違する。また図1は、3つの直流電源1a、1b,1c、3つの電力変換部2a、2b、2cを示すが、この数は任意であり、2つでもよく、それ以上であってもかまわないし、各直流電源1および各電力変換部2は同じもの、同じ性能のものでもよいし、それぞれが異なっていてもよい。また、直流電源は、太陽電池、風力発電装置あるいは燃料電池など任意の異なる組合せであってもかまわない。また、蓄電部4a、4bまたは4cは、直流電源1a、1b、1cにそれぞれ備える必要はなく、少なくとも1つ以上であってもよい。
また上記電力変換部2a、2b、2cは、いわゆるインバータであり、直流を交流に変換するものである。電力変換部は、高周波絶縁変圧器を使用する方式、PWM制御して商用周波変圧器で絶縁する方式など、どのような形式でも使用することができ、それぞれが同一形式でも、異なっていてもよい。
The
The
上記制御部3は、直流電源1の出力電力量に応じて制御する外に、蓄電部4の蓄電量、電力供給システムの出力あるいは制御部自身が決めた出力値によって制御することができるものである。
図1に示した電力供給システムは、制御部3を備え、制御部3が電力変換部2を制御するシステムであるが、制御部3を備えないで、電力変換部2a〜2cのどれか1つ、または全ての電力変換部が互いに他の電力変換部を制御する方式にすることも可能である。この方式の場合を図1に接続線8で示し、制御部3を備える場合と同様に動作させることが可能である。
上記蓄電部4は、直流電源1より出力された直流電力を蓄電するものであり、代表的には蓄電池が使用される。その外に、直流電源1からの出力により水を電気分解して、その発生した水素を貯蔵し、必要に応じて水素を燃焼させて電力を得る形式の水素貯蔵システムであってもかまわない。蓄電部4は、直流電源1の少なくとも1つに備えればよく、各直流電源1にそれぞれ備えることがより好ましい。
In addition to controlling according to the output power amount of the
The power supply system shown in FIG. 1 includes a
The
さらに、本発明の電力供給システムを、太陽電池を直流電源とする実施形態について、図2のブロック図とともに説明する。図2は本発明の一実施形態であり、この図2によって本発明は限定されるものではない。 Further, an embodiment in which the power supply system of the present invention uses a solar cell as a DC power source will be described with reference to the block diagram of FIG. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by this FIG.
図2に示すように、太陽電池モジュール11は、最大電力電圧Vpm=51V、最大短絡電流Isc=2A、出力85Wの薄膜―微結晶太陽電池パネルである。太陽電池アレイ10は、上記太陽電池モジュール11を4直列、3並列に接続した12枚構成である。従って、その最大出力は1020Wである。図2は、太陽電池アレイ10を3つ示している。
蓄電池モジュール12は、5.7Ahのリチウムイオン電池を48直列して構成され、保護回路、電力カウンターを有する回路部を伴って構成される。
As shown in FIG. 2, the
The storage battery module 12 is composed of 48 5.7 Ah lithium ion batteries in series, and includes a circuit unit having a protection circuit and a power counter.
この実施形態で、3つの太陽電池アレイ10の発電電力量と、3つの蓄電池モジュール12の蓄電容量は、それぞれ同じであるとして説明するが、必ずしも同じである必要はなく、各々が異なっていてもよい。また太陽電池アレイは設置場所により受光量は異なるので、そのため発電量が異なってもかまわない。
In this embodiment, the amount of power generated by the three
上記蓄電池モジュール12に備えられた保護回路は、公知の電圧監視用IC、FETまたは制御用CPUなどから構成され、例えば電圧異常を検出したとき、回路を開列して、蓄電池を保護するなどの機能を有するものである。即ち、過充電防止回路、過放電防止回路、過電流防止回路、直列に接続された蓄電池デバイスの各セルの電圧監視回路、各セルの電圧を調整するバランス回路などを含む。
また電力カウンターは、電力監視用ICが使用され、蓄電池の充放電力を監視し、蓄電池の充電状態を外部に出力する機能を有するものである。
The protection circuit provided in the storage battery module 12 includes a known voltage monitoring IC, FET, control CPU, or the like. For example, when a voltage abnormality is detected, the circuit is opened to protect the storage battery. It is what has. That is, it includes an overcharge prevention circuit, an overdischarge prevention circuit, an overcurrent prevention circuit, a voltage monitoring circuit for each cell of storage battery devices connected in series, a balance circuit for adjusting the voltage of each cell, and the like.
The power counter uses a power monitoring IC, has a function of monitoring the charge / discharge power of the storage battery, and outputting the charge state of the storage battery to the outside.
上記構成の太陽電池アレイ10は、蓄電池モジュール12の電力が太陽電池モジュール11に逆流しないように設けられたダイオードよりなる逆流防止素子13を介して、蓄電池モジュール12に並列接続される。
太陽電池アレイ10と蓄電池モジュール12を並列接続する接続点14と、蓄電池モジュール12の間にスイッチ15を接続し、更に接続点14は、電流センサー16および逆流防止ダイオード17を介してDC/AC変換装置20に接続される。
接続線18は、太陽電池アレイ10および蓄電池モジュール12をDC/AC変換装置20に接続するアースラインである。
The
A
The connection line 18 is an earth line that connects the
ここでスイッチ15としては、電界効果型トランジスタ(MOS TFT)を使用する。スイッチ15は、制御回路(図示しない)によって、蓄電池モジュール12を太陽電池アレイ10に接続したり、太陽電池アレイ10から開列したりするように制御する。スイッチ15の詳細は後述する。
また電流センサー16には、例えばシャント抵抗を接続し、その両端の電圧を測定するものや、ホールセンサーなどを利用したものを使用することができる。
Here, a field effect transistor (MOS TFT) is used as the
The
このようにして、太陽電池アレイ10をDC/AC変換装置20に接続した複数個の電力ストリングを並列に合流させ、負荷30に接続する。あるいはスイッチ40を介して系統電力50と逆潮流(太陽電池のような分散電源の発電電力を系統に向かって出力すること)可能なように連係させる。
上記複数のDC/AC変換装置20を合流した電圧、電流を検知するために電流計21、電圧計22が出力部に設けられ、その検出結果は出力管理装置60に供給される。
上記蓄電池モジュール12の電圧値、蓄電量やSOC(State of Charge;充電状態)などの信号は、信号線19によって、DC/AC変換装置20に供給し、DC/AC変換装置20の出力を決定するために使用する。また上記信号は出力管理部60に供給され、DC/AC変換装置20の制御用信号として利用される。
信号線19と出力管理部60を接続する信号線23は、電圧値、蓄電量やSOCなどの信号を出力管理部60へ供給するとともに、後述するように出力管理部60がDC/AC変換装置20の運転・停止指示するための信号を供給する接続線として利用される。
In this way, a plurality of power strings in which the
An
Signals such as the voltage value, the amount of charge and the SOC (State of Charge) of the storage battery module 12 are supplied to the DC /
The
以上のような構成において、太陽電池アレイ10は普通屋根や屋上など日当たりの良い場所に設置される。一方、蓄電池モジュール12やDC/AC変換装置20は、太陽電池架台の下や太陽電池アレイ10の近くに設置した建造物に格納する。そのため太陽電池アレイ10と、蓄電池モジュール12やDC/AC変換装置20の間の距離は長いので、配線抵抗を考慮した設計が必要になる。
上記構成において、太陽電池モジュール11は、薄膜太陽電池のように温度特性に優れ、適切な電圧範囲に設定することができる素子を用いることが望ましい。またアモルファスシリコン太陽電池や結晶系シリコンとアモルファスシリコンを積層したタンデム構造太陽電池も用いることができる。
In the configuration as described above, the
In the above configuration, it is desirable that the
また蓄電池モジュール12は、充電不足によるサイクル劣化、メモリー効果のない電池が望ましい。このような電池デバイスとしては、リチウムイオン電池が適しており、リチウムイオン電池は、電圧範囲を太陽電池に対応させて電圧範囲を狭く設定することができるとともに、充放電曲線が平坦であり、部分充電におけるサイクル劣化やメモリー効果がなく、好ましい。
蓄電池モジュール12の電圧範囲は、太陽電池が所定の日射量及び温度のときの最大電力電圧点(Vpmax)に対して、所定の日射量及び温度における60%から100%の電力を取り出すことが可能な電圧範囲に設定する。これにより、電圧範囲を狭くして太陽電池の出力を平滑化することができる。
通常の太陽電池システムは、日射条件、太陽電池素子の温度に応じて変化する最大電力点追尾方式により動作点が制御されるが、この発明では蓄電池モジュール12の電圧が太陽電池アレイ10の動作点電圧となるように動作させる。これにより太陽電池アレイ10の動作点電圧を蓄電池モジュール12が動作する電圧範囲に限定することができる。
The storage battery module 12 is preferably a battery having no cycle deterioration due to insufficient charging and no memory effect. As such a battery device, a lithium ion battery is suitable, and the lithium ion battery can be set to a narrow voltage range by making the voltage range correspond to a solar cell, and the charge / discharge curve is flat, There is no cycle deterioration or memory effect in charging, which is preferable.
The voltage range of the storage battery module 12 can extract 60% to 100% of power at a predetermined solar radiation amount and temperature with respect to the maximum power voltage point (Vpmax) when the solar cell has a predetermined solar radiation amount and temperature. Set to the correct voltage range. Thereby, a voltage range can be narrowed and the output of a solar cell can be smoothed.
In an ordinary solar cell system, the operating point is controlled by the maximum power point tracking method that changes according to the solar radiation conditions and the temperature of the solar cell element. In this invention, the voltage of the storage battery module 12 is the operating point of the
図3に示すように、蓄電池モジュール12の動作電圧範囲を太陽電池アレイ10のP−V曲線Aにおいて、SOC20%〜SOC80%の範囲とする。SOCは、蓄電部の充電状態を示し、SOC100%が満充電、SOC0%が放電終了を表す。SOC20%〜SOC80%の範囲の最大電力点電圧(Pmax)に対する比率は、図3の右側目盛と、効率の曲線Bから効率は、92%〜100%であることが分かる。
As shown in FIG. 3, the operating voltage range of the storage battery module 12 is set to a range of
一般に、太陽電池モジュール11は温度上昇すると、出力が低下する傾向があり、その傾きを表す温度係数はマイナスを示す。例えば結晶シリコンの温度係数は、ー0.45〜0.5%/℃である。
これに対して蓄電池モジュール12は動作電圧が温度によって殆んど影響を受けないので、本発明に使用する太陽電池モジュール11は温度特性に優れている太陽電池を選択することが望ましい。例えば、温度係数が−0.42%/℃以下、さらには−0.3%/℃以下が望ましい。このように温度係数の小さい太陽電池としては、上記したように、温度係数が−0.17〜−0.2%℃の薄膜太陽電池が適し、薄膜太陽電池を使用すると、高いシステム効率を得ることができる。
In general, when the temperature of the
On the other hand, since the operating voltage of the storage battery module 12 is hardly affected by the temperature, it is desirable to select a solar battery having excellent temperature characteristics for the
《電圧範囲の設定》
本発明において、蓄電池モジュール12を充放電する電圧範囲は、図4のように示すことができる。図4は、充電容量と充放電電圧の関係を示し、充電曲線Cで示すように充電され、放電曲線Dで示すように放電する。この電圧範囲は任意に設定することが可能であるが、本発明では、SOC20%〜SOC80%の範囲とするので、充電終止電圧はSOC80%の電圧であり、放電終止電圧はSOC20%の電圧である。結局、電池使用領域はSOCの中心60%である。
リチウムイオン電池は満充電状態に近い状態で放置すると使用していなくても劣化するため、蓄電デバイスとしてリチウムイオン電池を用いる場合には、電池の中心部の電力を活用することは、電池のサイクル特性上、好ましい。
<Setting the voltage range>
In this invention, the voltage range which charges / discharges the storage battery module 12 can be shown like FIG. FIG. 4 shows the relationship between the charge capacity and the charge / discharge voltage. The battery is charged as shown by the charge curve C and discharged as shown by the discharge curve D. Although this voltage range can be set arbitrarily, in the present invention, it is in the range of
Lithium ion batteries deteriorate even if they are not used when left in a fully charged state. Therefore, when using lithium ion batteries as power storage devices, it is important to use the power at the center of the battery. It is preferable in terms of characteristics.
上記電圧は、太陽電池モジュール11の種類および直列数と、蓄電池モジュール12の種類および直列数、および使用する充電状態を適宜選択することによって実現可能である。また上記電圧範囲は固定でもかまわないし、日射量や気候条件、蓄電池デバイスの劣化状況などによって、設定値を順次変えていくことも可能である。
上記電圧を日射条件や気候条件によって変更する場合は、過去の日射データや気温データをもとに適切な期間に区切り、電圧範囲を設定すればよい。
例えば、気温が低い冬季には太陽電池モジュールの温度が低くなるため、電圧範囲を高く設定する。また気温が高くなる夏季には電圧範囲を低く設定する。更に春季や秋季は、冬季と夏季の中間の電圧範囲に設定する。このように日射条件を考慮して設定する場合、日射が安定した地域などにおいては下限値を80%以上とすることも可能である。
また、蓄電池モジュール12は劣化が進むと、内部抵抗が増加するため、段階的に上記範囲内で充電終止電圧を上げていき、放電終止電圧では下げていくように予め設定しておくことも可能である。そのために、スイッチを備え、制御ソフト中に設定された設定値を、通信手段などを利用してアップデートが可能なようにしておくとよい。
The said voltage is realizable by selecting suitably the kind and number of series of the
When the voltage is changed depending on solar radiation conditions or climatic conditions, the voltage range may be set by dividing into appropriate periods based on past solar radiation data and temperature data.
For example, since the temperature of the solar cell module is low in winter when the temperature is low, the voltage range is set high. In summer when the temperature is high, the voltage range is set low. In spring and autumn, the voltage range is set between winter and summer. Thus, when setting in consideration of solar radiation conditions, the lower limit value can be set to 80% or more in an area where solar radiation is stable.
Moreover, since the internal resistance of the storage battery module 12 increases as the deterioration progresses, it can be set in advance so that the end-of-charge voltage is gradually increased within the above range and decreased at the end-of-discharge voltage. It is. For this purpose, it is preferable to provide a switch so that the set value set in the control software can be updated using communication means or the like.
《充電制御方法》
本発明では、DC/AC変換装置20からの出力を制御することによって、DC/AC変換装置20からの出力を平滑化するとともに、蓄電池モジュール12の充電を制御することが可能である。つまり、太陽電池アレイ10の発電電力量からDC/AC変換装置20の出力を引き算したものが充電電力となるからである。このように出力制御することにより、太陽電池アレイ10の発電出力を平滑化するとともに、充電制御を行うことができる。
DC/AC変換装置20の出力制御は、太陽電池アレイ10からの出力変動を吸収するために一定の出力としてもかまわないし、または、充電電流が一定になるようにDC/AC変換装置20の出力を制御してもかまわない。
<Charging control method>
In the present invention, by controlling the output from the DC /
The output control of the DC /
出力平滑化を重視した場合の制御方法を図5を用いて説明する。この図は、ある日の16:00〜17:00の太陽電池アレイの発電電力E、DC/AC変換装置の出力F、蓄電池モジュールへの充電電力G、SOC(充電状態)Hの関係を示すものである。
夕刻に近づくにつれて、日射量が少なくなってきて、発電電力Eが徐々に低下しているが、DC/AC変換装置からの出力Fを一定になるよう制御されているので、日射量が下がってくるにもかかわらず、一定の出力を得ることが可能である。さらに同時に蓄電池モジュールへの充電電力Gを徐々に下げることが可能となり、二つの制御が同時に達成可能となる。
このような制御は、蓄電池モジュールの充電末期に利用すると、蓄電池モジュールの充電制御でよく活用される定電流・定電圧充電と同様の効果が得られ、非常に有効である。通常は、充電制御装置によって電池の満充電が近くなってくると、充電電力を絞るような制御が行われるが、本発明の太陽光発電システムでは満充電の近くで充電電力を絞るような制御は必要なく、DC/AC変換装置の出力制御のみで同時に充電制御が達成できる。
A control method when emphasizing output smoothing will be described with reference to FIG. This figure shows the relationship between the generated power E of the solar cell array from 16:00 to 17:00 on one day, the output F of the DC / AC converter, the charging power G to the storage battery module, and the SOC (charging state) H. Is.
As the evening approaches, the amount of solar radiation decreases and the generated power E gradually decreases. However, since the output F from the DC / AC converter is controlled to be constant, the amount of solar radiation decreases. Despite this, it is possible to obtain a constant output. At the same time, the charging power G to the storage battery module can be gradually lowered, and two controls can be achieved simultaneously.
When such control is used at the end of charging of the storage battery module, the same effect as the constant current / constant voltage charging often used in the charging control of the storage battery module is obtained, which is very effective. Normally, when the battery is almost fully charged by the charge control device, control is performed to reduce the charging power. However, in the solar power generation system of the present invention, control is performed to reduce the charging power near the full charge. The charging control can be achieved simultaneously only by the output control of the DC / AC converter.
ついで、充電電流を制御する場合について、図6を用いて説明する。この図は、ある日の10:00〜11:00の太陽電池アレイ10の発電電力I、DC/AC変換装置の出力J、蓄電池モジュールへの充電電力Kの関係を示すものである。
日射量の変動に伴って、太陽電池アレイ10の発電電力Iが急峻に変化しているが、本発明は随時追従する制御ではなく、日射量の大きな流れに従って出力制御することによって、DC/AC変換装置からの出力Jを平滑化することが可能となる。さらに充電電力Kは、変動があるものの、常に一定電力以下になるように同時に制御されている。電池の制御において、定格充電電力以上の充電を行わないように制御することは電池の寿命を延ばすためにも重要であり、通常は専用の充電装置によって、そのような制御がなされるが、本発明ではDC/AC変換装置からの出力を平滑化すると同時に、充電電力の制御を同時に達成可能となる。
Next, the case of controlling the charging current will be described with reference to FIG. This figure shows the relationship between the generated power I of the
Although the generated electric power I of the
《容量のバランスについて》
太陽電池アレイの出力をP1(W)、蓄電池モジュールの蓄電容量W1(Wh)とした場合には、そのバランスは、P1×1時間<W1とすることが好ましい。この程度の蓄電池容量を持っていれば、細かい時間間隔での出力の平準化は可能である。
通常の蓄電池の充電制御においては、蓄電池に大電流が流れ込まないように電流制限が設けられている。しかし、太陽電池モジュールは、そのデバイスに流すことが可能な最大電流が、太陽電池モジュールの内部抵抗や配線抵抗などによって決まっており、太陽電池アレイの出力と蓄電池モジュールの蓄電容量のバランスを調整することによって、通常必要であった充電時の電流制限回路が不要になる。
<Balance of capacity>
When the output of the solar cell array is P1 (W) and the storage capacity W1 (Wh) of the storage battery module, the balance is preferably P1 × 1 hour <W1. If the storage battery capacity is at this level, the output can be leveled at fine time intervals.
In normal storage battery charging control, a current limit is provided so that a large current does not flow into the storage battery. However, in the solar cell module, the maximum current that can be passed to the device is determined by the internal resistance and wiring resistance of the solar cell module, and the balance between the output of the solar cell array and the storage capacity of the storage battery module is adjusted. This eliminates the need for a current limiting circuit during charging, which is normally required.
従って、この容量バランスは非常に重要である。このような観点からも充電電流の最小値は上記下限値が好ましいが、更に好ましくは、P1×0.5時間、さらに好ましくはP1×0.3時間とすることが好ましい。通常の蓄電池デバイスは1C(蓄電池容量を1時間で充電する電流)程度の充電電流は許容しているため、最小値をP1×1時間とすると、蓄電池デバイスの選択肢をかなり広げることができて好ましい。
蓄電池モジュール12の最大容量値は、大きくても本発明を実施する場合に問題はないが、設備サイズ、コスト、設備の稼働率等の観点から、P1×10時間、さらに好ましくはP1×5時間程度とすることが好ましい。十分な蓄電容量があれば、細かい時間間隔での出力の平滑化と電力をタイムシフトする大きな時間での電力シフト(平準化)の両立が可能となり、好ましい。
Therefore, this capacity balance is very important. From such a viewpoint, the minimum value of the charging current is preferably the above lower limit value, more preferably P1 × 0.5 hours, and further preferably P1 × 0.3 hours. Since a normal storage battery device allows a charging current of about 1 C (current that charges the storage battery capacity in 1 hour), if the minimum value is P1 × 1 hour, the options for the storage battery device can be considerably expanded, which is preferable. .
Even if the maximum capacity value of the storage battery module 12 is large, there is no problem in carrying out the present invention. However, from the viewpoint of equipment size, cost, equipment availability, etc., P1 × 10 hours, more preferably P1 × 5 hours. It is preferable to set the degree. Sufficient power storage capacity is preferable because it is possible to achieve both smoothing of output at fine time intervals and power shift (leveling) at a large time for time shifting power.
《スイッチ切り替え動作の説明》
本発明は、太陽電池ストリングに接続された蓄電池モジュール12の電圧を検出してスイッチ15を接続したり、開列したり切り替えるので、たとえば満充電後しばらくの間、太陽電池アレイ10を切り離し、太陽電池の発電電力のみを最大電力点追尾方式で活用する。その後太陽電池の発電電力が低下した際に、再度蓄電池モジュール12を接続し、太陽電池アレイ10と蓄電池モジュール12の合成された電力を活用することが可能となる。
また、本発明は、太陽電池アレイ10からの電流を検出してスイッチ15を切り替える。そのため、たとえば、図2に示すように各太陽電池ストリングを並列接続し、一定電力制御している時に、一部の太陽電池アレイの日射量が低下したり、日陰になったりして、一部の太陽電池アレイの出力が低下した場合、極端には故障のため発電不能になった場合に、ある太陽電池アレイのみに出力要求が集中することを回避することが可能となる。
<Description of switch switching operation>
In the present invention, the voltage of the storage battery module 12 connected to the solar cell string is detected and the
Further, the present invention detects the current from the
本発明の太陽電池ストリングは、蓄電池モジュールを有するため、日射がなくても要求されるだけの電力を供給できるが、一定以上の蓄電量が消費された場合に、出力を太陽電池アレイ10のみに切り替えれば、太陽電池アレイ10からの電力は有限であるため、電力を能力以上に要求されると電圧が下がり、他の太陽電池ストリング中の蓄電池モジュール12からの出力を促すこととなる。
通常の通信手段で外部より信号を送ることによって、スイッチ15を太陽電池アレイ10と、蓄電池モジュール12を開列するようにすれば、太陽電池アレイ10を最大電力点追尾で動作させるようなことが可能となる。
Since the solar cell string of the present invention has a storage battery module, it can supply only the required power without solar radiation. However, when a certain amount of stored electricity is consumed, the output is supplied only to the
If the
《動作アルゴリズム》
図1または図2に示す本発明の電力供給システムは、次の動作アルゴリズムにより動作する。
本発明の電力供給システムは、出力する電力を、その瞬間の日射強度を入力変数とし、予め定められたアルゴリズム(変数を使用した関数)に従って導出する。このアルゴリズムは図7の表1に示すように、日射強度に対応して、台数制御するものである。このアルゴリズムは、出力管理装置60内の記憶部61に格納され、出力管理装置60が算出した要求出力電力値を各DC/ACインバータ20に電気信号の形で伝達される仕組みである。
<Operation algorithm>
The power supply system of the present invention shown in FIG. 1 or 2 operates according to the following operation algorithm.
The power supply system of the present invention derives the output power according to a predetermined algorithm (a function using the variable) with the instantaneous solar radiation intensity as an input variable. As shown in Table 1 of FIG. 7, this algorithm controls the number of units corresponding to the solar radiation intensity. This algorithm is a mechanism in which the required output power value stored in the
図7に示す表1において、指示パターンとして示した「台数制御1」は、日射強度が0〜0.3kW/m2のとき、DC/ACインバータを1台だけ動作させる指示を意味している。このとき、動作指示されたDC/ACインバータ20への要求出力は、日射強度×1つの太陽電池アレイの発電電力×3である。
「台数制御2」は、日射強度が0.3〜0.6kW/m2のとき、2台のDC/ACインバータを動作させる指示である。このとき、動作指示されたDC/ACインバータ20への要求出力は、日射強度×1つの太陽電池アレイの発電電力×1.5である。
また「全数動作」とは、日射強度が0.6〜1.0kW/m2のとき、各太陽電池アレイ10に備えられたそれぞれのDC/ACインバータ20を全部動作させる指示である。このとき、動作指示された各DC/ACインバータ20への要求出力は、日射強度×1つの太陽電池アレイの発電電力×1である。
In Table 1 shown in FIG. 7, “
“
The “total number operation” is an instruction to operate all the DC /
「台数制御」を具体的な事例で説明する。
電流センサー16により、各太陽電池アレイ10に入射する日射強度が1.0kW/m2(日本では条件の良い晴天日の太陽光の強さ)程度に相当する検知出力を得た場合、出力管理装置60は、図7に示す表1のアルゴリズムに従って「全数動作」を指示パターンとして選択し、全てのDC/ACインバータ20a、20b、20cに起動・運転の指示を出す。各太陽電池アレイ10は最大の発電能力を発揮するため、蓄電池モジュール12を充電すると同時に、DC/ACインバータ20a、20b、20cを経由して系統30に最大電力を逆潮流する。または負荷40に電力供給する。
“Unit control” will be explained using specific examples.
If the
この説明では、日射強度を電流センサー16により検知しているが、複数のDC/AC変換装置20が合流するところに設けた電流計21、電圧計22により、検知してもよい。以下の説明も同様である。
日射強度が継続する間は、上記動作を継続する。即ち、各太陽電池アレイ10は最大の発電能力を発揮し、蓄電池モジュール12を充電すると同時に、DC/ACインバータ20a、20b、20cを経由して系統30に最大電力を逆潮流する。または負荷40に電力供給する。
In this description, the solar radiation intensity is detected by the
The above operation is continued while the solar radiation intensity continues. That is, each
次に、電流センサー16の検知出力により、日射強度が0.1kW/m2になったことを検知した場合、図7のアルゴリズムから出力管理装置60は、「台数制御1」を読み出す。ここで、出力管理装置60は、各蓄電池モジュール12に備えられた電圧検出部で検出した電圧値を信号線19,23を経由して読み出し、それを比較して、全蓄電池モジュール12a、12b、12cの中で最も大きな電圧値を示す蓄電池モジュールを選択する。
例えば蓄電池モジュール12aを選択したとする。そして、その蓄電池モジュール12aに接続されたDC/ACインバータ20aを起動し、DC/AC変換動作を指示する。その他のDC/ACインバータ20b、20cには停止の指示を出す。(図8のt1〜t2参照)
Next, when it is detected from the detection output of the
For example, it is assumed that the
この時、DC/ACインバータ20aへの要求出力電力は、太陽電池アレイ10aで発電している電力の略3倍の電力である。要求出力電力の算出式は、日射強度(kW/m2)×1つの太陽電池アレイの発電電力×3である。従って、この場合は、0.1×1.02×3=0.306kWである。
この場合、要求出力電力は、当然太陽電池アレイ10aで発電している電力量だけでは不足するので、不足電力量は蓄電池モジュール12aからの持ち出しとなる。これにより、DC/ACインバータ20aは高出力時運転し、高変換効率で動作する。
この間、DC/ACインバータ20b、20cは動作停止し、太陽電池アレイ10b、10cの出力により、それぞれの蓄電池モジュール12b、12cを充電する。このときの充電電流は小さい充電電流で充電することになる。
At this time, the required output power to the DC /
In this case, since the required output power is naturally insufficient only by the amount of power generated by the
During this time, the DC /
その5分後、日射強度は大きく変動しないで、0〜0.3 kW/m2の範囲内であった場合、出力管理装置60は、全蓄電池モジュール12a、12b、12cの中で最も大きな電圧値を示す蓄電池モジュールを選択する。つまり、その前の5分間で、蓄電池モジュール12aが選択され、その蓄電量を消費したので、蓄電池モジュール12aよりも大きな電圧値を示す蓄電池モジュールがあるか探す。
この場合、蓄電池モジュール12bがより大きな電圧値を示していたとすると、その蓄電池モジュール12bに接続されているDC/ACインバータ20bに起動・運転指示を出す。そして、DC/ACインバータ20aに停止指示の信号を出す。DC/ACインバータ20cには引き続き停止指示の信号を出す。(図8のt2〜t3参照)
After 5 minutes, when the solar radiation intensity does not vary greatly and is within the range of 0 to 0.3 kW / m 2 , the
In this case, if the
このようにDC/ACインバータ20aからDC/ACインバータ20bに動作を切替る場合、停止指示されたDC/ACインバータ20aは徐々に電圧を低下させ、一方DC/ACインバータ20bは徐々に電圧を上昇させるようにすると、切れ目のない切替えを実現することができる。
よって今度は,DC/ACインバータ20bに上記と同じ要求出力電力が出され、太陽電池アレイ10bの発電電力と、蓄電池モジュール12bからの放電電力がDC/ACインバータ20bを介して系統30に出力される。
Thus, when switching the operation from the DC /
Therefore, this time, the same required output power is output to the DC /
さらにその3分後、日射強度が0.5kW/m2に増えた場合、電流センサー16の検知出力によりそれを検知して、出力管理装置60は、即座に「台数制御2」と判断し、全蓄電池モジュール12a、12b、12cの中で最も大きな電圧値と、その次の電圧値を示す2つの蓄電池モジュールを選択する。そして、その2つの蓄電池モジュール接続されたインバータに起動・動作指示を出す。この場合は,DC/ACインバータ20aと20cが選択され、起動・動作指示が出されたとする。DC/ACインバータ12bに停止指示を出す。(図8のt3〜t4参照)
この時の各インバータへの要求出力電力は0.5×1.02×1.5=0.765kWで、計1.53kWある。
Furthermore, when the solar radiation intensity increases to 0.5 kW / m2 three minutes later, it is detected by the detection output of the
The required output power to each inverter at this time is 0.5 × 1.02 × 1.5 = 0.765 kW, which is 1.53 kW in total.
上記のように電力供給システムを動作させることにより、日射強度が低下して太陽電池アレイの発電量が低下した場合に、動作させるインバータの台数を最小限に抑えることが可能となる。これは従来の運転方法である、低日射時にも全インバータを動作させる場合と比べ、インバータの運転維持のためのエネルギーを削減できるという点においてメリットとなる。 By operating the power supply system as described above, the number of inverters to be operated can be minimized when the solar radiation intensity decreases and the power generation amount of the solar cell array decreases. This is an advantage in that the energy for maintaining the operation of the inverter can be reduced compared to the conventional operation method in which all inverters are operated even in low solar radiation.
《一般化した動作アルゴリズム》
上記した本発明の動作アルゴリズムは、次のように一般化することができる。
先ず、前提条件は、次のとおりであるとする。
・太陽電池アレイの数(=インバータ台数):n
・日射強度:1/n(kW/m2)未満
<Generalized operation algorithm>
The operation algorithm of the present invention described above can be generalized as follows.
First, it is assumed that the preconditions are as follows.
-Number of solar cell arrays (= number of inverters): n
・ Insolation intensity: Less than 1 / n (kW / m 2 )
この条件の下、次のように動作アルゴリズムを一般化する。
a)n台のインバータの内、最も電圧値が大きい蓄電池モジュールに接続されたインバータxのみを起動・動作させ、他の(n-1)台のインバータは動作停止させる。
b)起動させたインバータxへの要求出力電力は、その日射強度によって1つの太陽電池アレイが発電する発電量のn倍とする。(すなわち、(n-1)倍分の電力は、その太陽電池アレイに接続された蓄電池モジュールから持ち出す事になる。
c)出力管理装置は一定時間毎に、運転させるインバータを判断し直す。すなわちインバータxが一定時間運転した後は、再度全蓄電池モジュールの蓄電量を比較し、最も高い電圧値を示す蓄電池モジュールに接続されたインバータyが起動・運転を開始する。インバータxに運転停止の指示を出す。
d)インバータ切り替えの際、出力電力の切れ目が生じないように、インバータxの出力電力は数秒間をかけて一定の傾きで減少し、インバータyからの出力電力は同じ時間をかけて同じ一定の傾きで増加する。
e)一定時間が経過する前に日射強度が閾値を越えて変化した場合、出力管理装置は即座に再判断を行ない、各インバータに指示を出し直す。
Under this condition, the operation algorithm is generalized as follows.
a) Of the n inverters, only the inverter x connected to the storage battery module having the largest voltage value is started and operated, and the other (n−1) inverters are stopped.
b) The required output power to the activated inverter x is n times the amount of power generated by one solar cell array depending on the solar radiation intensity. (That is, (n-1) times as much power is taken out of the storage battery module connected to the solar cell array.
c) The output management device re-determines the inverter to be operated at regular intervals. That is, after the inverter x has been operated for a certain time, the storage amounts of all the storage battery modules are compared again, and the inverter y connected to the storage battery module showing the highest voltage value starts to start up and operate. Instructs inverter x to stop operation.
d) When switching the inverter, the output power of the inverter x decreases with a constant slope over several seconds so that the output power does not break, and the output power from the inverter y remains the same over the same time. Increase with slope.
e) If the solar radiation intensity changes beyond the threshold before a certain time elapses, the output management device immediately makes a re-judgment and issues an instruction to each inverter again.
また、前提条件が次の場合の動作アルゴリズムは、以下のとおりである。
・太陽電池アレイの数(=インバータ台数):n
・日射強度が1/n〜2/n(kW/m2)
The operation algorithm when the preconditions are as follows is as follows.
-Number of solar cell arrays (= number of inverters): n
Insolation intensity is 1 / n to 2 / n (kW / m 2 )
a)常時n台のインバータの内、最も高い電圧値とその次に高い電圧値を持つ2つの蓄電池モジュールに接続されたインバータx、yのみを起動・動作させ、他の(n−2)台のインバータは動作停止させる。
b)起動させたインバータx、yへの要求出力電力は、その日射強度によって1つの太陽電池アレイが発電する発電量のn/2倍とする。(すなわち、(n/2−1)倍分の電力はその太陽電池アレイに接続された蓄電池モジュールから持ち出す事になる。
c)出力管理装置は一定時間毎に、運転するインバータを判断し直す。すなわちインバータx、yが一定時間運転した後は、再び、全蓄電池モジュールの電圧値を比較し、最も大きい電圧値とその次の電圧値を持つ2つの蓄電池モジュールに接続されたインバータz、aが起動・運転を開始する。インバータx、yは動作停止させる。
d)この切り替えの際、出力電力の切れ目が生じないように、インバータx、yの出力電力は数秒間をかけて一定の傾きで低下し、インバータz、aからの出力電力は同じ時間をかけて同じ一定の傾きで増加する。
e)一定時間が経過する前に日射強度が閾値を越えて変化した場合、出力管理装置は即座に再判断を行ない、各インバータに指示を出し直す。
a) Always start and operate only the inverters x and y connected to the two storage battery modules having the highest voltage value and the next highest voltage value among the n inverters, and the other (n-2) units The inverter is stopped.
b) The required output power to the activated inverters x and y is n / 2 times the amount of power generated by one solar cell array depending on the solar radiation intensity. (That is, (n / 2-1) times as much power is taken out from the storage battery module connected to the solar cell array.
c) The output management device re-determines the inverter to be operated at regular intervals. That is, after the inverters x and y have been operated for a certain time, the voltage values of all the storage battery modules are compared again, and the inverters z and a connected to the two storage battery modules having the largest voltage value and the next voltage value are compared. Start-up / operation starts. The inverters x and y are stopped.
d) At the time of this switching, the output power of the inverters x and y decreases with a constant slope over several seconds so that the output power does not break, and the output power from the inverters z and a takes the same time. Increase at the same constant slope.
e) If the solar radiation intensity changes beyond the threshold before a certain time elapses, the output management device immediately makes a re-judgment and issues an instruction to each inverter again.
本発明の別の実施形態では、太陽電池アレイの出力、蓄電池モジュールに蓄電された電力がほぼ同等であるとして、各太陽電池ストリングを順番に起動する。即ち、図9に示すように DC/ACインバータ20a〜20cを順番に等間隔に起動する。このように順番、時間間隔を予め決めておけば、センサーや制御が不要になり、簡単なアルゴリズムにより各DC/ACインバータを制御することができる。従って制御部3をなくして、各DC/ACインバータ間で起動順を決めるだけでよい。
In another embodiment of the present invention, each solar cell string is activated in turn, assuming that the output of the solar cell array and the power stored in the storage battery module are substantially equal. That is, as shown in FIG. 9, the DC /
更に別の実施形態として、本発明を大規模電力供給システムに適用する場合、太陽電池アレイは、大面積になり、そのため各太陽電池アレイから同じ出力を得ることができない。例えば、太陽電池アレイの設置場所または設置の方角、傾きにより、朝方に多く発電する太陽電池アレイと、夕方に多く発電する太陽電池アレイが存在することになる。また面積の異なる太陽電池アレイを使用せざるを得なくなる。そのため各太陽電池アレイの出力電力、および蓄電池モジュールに蓄電される電力量は異なる。さらに翌日が曇りまたは雨天であることが予測される場合は、その予測に従って各電力供給システムを制御するとよい。
すなわち、朝方に多く発電する太陽電池アレイを含む太陽電池ストリング対しては、朝方多くの電力を蓄電し、夕方に多く放電させるように制御するとよい。逆に夕方多く発電する太陽電池アレイを含む太陽電池ストリング対しては、夕方多くの電力を蓄電し、朝方には多く放電させるように制御するとよい。
同様に翌日が曇りまたは雨天であることが予測されている場合は、当日の放電は少なくして、翌日に多く放電するようにする。
As yet another embodiment, when the present invention is applied to a large-scale power supply system, the solar cell array has a large area, and thus the same output cannot be obtained from each solar cell array. For example, there are a solar cell array that generates a large amount of electricity in the morning and a solar cell array that generates a large amount of electricity in the evening depending on the installation location or direction and inclination of the solar cell array. In addition, it is necessary to use solar cell arrays having different areas. Therefore, the output power of each solar cell array and the amount of power stored in the storage battery module are different. Furthermore, when it is predicted that the next day will be cloudy or rainy, each power supply system may be controlled according to the prediction.
That is, for a solar cell string including a solar cell array that generates a large amount of electricity in the morning, it is preferable to control so that a large amount of electric power is stored in the morning and discharged in the evening. Conversely, for a solar cell string including a solar cell array that generates a large amount of electricity in the evening, it is preferable to control so that a large amount of electric power is stored in the evening and discharged in the morning.
Similarly, if it is predicted that the next day will be cloudy or rainy, the discharge on that day will be reduced, and the next day will be discharged more.
1 直流電源
2 電力変換部
3 制御部
4 蓄電部
5、30 負荷
7、50 商用電力(系統)
10 太陽電池アレイ
11 太陽電池モジュール
12 蓄電池モジュール
15 スイッチ
16 電流センサー
19 信号線
20 DC/AC変換装置
21 電流計
22 電圧計
60 出力管理装置
61 記憶部
1
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記直流電源の出力電力量に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、
前記直流電源にそれぞれ接続した蓄電部と
を備え、
前記制御部は、前記直流電源の数がn、前記直流電源の1つの出力電力量が電力供給システム全体の出力電力量の1/n未満であるとき、a)n台の直流電源の内、最も電圧値が高い蓄電部に接続された電力変換部を起動・動作させ、他の(n−1)台の電力変換部は動作停止させ、b)起動させた電力変換部の要求出力電力量は1つの直流電源が発電する発電量のn倍とし、c)前記電力変換部を所定時間運転する毎に、前記全蓄電部の蓄電量を比較し、最も高い電圧値を示す蓄電部に接続された電力変換部を起動・運転を開始させる
ことを特徴とする電力供給システム。 A power supply system in which a plurality of power strings including a DC power source and a power conversion unit that converts DC power from the DC power source into AC power are connected in parallel,
A control unit that controls the power conversion unit according to the output power amount of the DC power supply;
A power storage unit connected to each of the DC power sources,
When the number of the DC power sources is n and the output power amount of one of the DC power sources is less than 1 / n of the output power amount of the entire power supply system, the control unit a) of n DC power sources, The power conversion unit connected to the power storage unit with the highest voltage value is activated and operated, the other (n-1) power conversion units are deactivated, and b) the required output power amount of the activated power conversion unit Is n times the amount of power generated by one DC power source, and c) every time the power conversion unit is operated for a predetermined time, the amount of power stored in all the power storage units is compared and connected to the power storage unit showing the highest voltage value. A power supply system for starting up and starting the power conversion unit .
前記直流電源の出力電力量に応じて前記電力変換部を制御する制御部と、A control unit that controls the power conversion unit according to the output power amount of the DC power supply;
前記直流電源にそれぞれ接続した蓄電部と A power storage unit connected to each of the DC power supplies;
を備え、With
前記制御部は、前記直流電源の数がn、前記1つの直流電源の出力電力量が電力供給システム全体の出力電力量の1/n〜2/nであるとき、a)n台の直流電源の内、最も高い電圧値と、その次に高い電圧値を持つ2つの蓄電部に接続された2つの電力変換部を起動・動作させ、他の(n−2)台の電力変換部は動作停止させ、b)起動させた2つの電力変換部への要求出力電力量は1つの直流電源が発電する発電量のn/2倍とし、c)前記2つの電力変換部を所定時間運転する毎に、前記全蓄電部の蓄電量を比較し、最も高い電圧値とその次に高い電圧値を示す蓄電部に接続された2つの電力変換部を起動・運転を開始させる When the number of the DC power sources is n and the output power amount of the one DC power source is 1 / n to 2 / n of the output power amount of the entire power supply system, the control unit a) n DC power sources Among them, the two power conversion units connected to the two power storage units having the highest voltage value and the next highest voltage value are activated and operated, and the other (n-2) power conversion units operate. B) The required output power amount to the two activated power conversion units is n / 2 times the power generation amount generated by one DC power supply, and c) every time the two power conversion units are operated for a predetermined time. The power storage amounts of all the power storage units are compared, and the two power conversion units connected to the power storage unit having the highest voltage value and the next highest voltage value are started and started.
ことを特徴とする電力供給システム。A power supply system characterized by that.
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