JPH09117153A - Inverter - Google Patents

Inverter

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JPH09117153A
JPH09117153A JP7296070A JP29607095A JPH09117153A JP H09117153 A JPH09117153 A JP H09117153A JP 7296070 A JP7296070 A JP 7296070A JP 29607095 A JP29607095 A JP 29607095A JP H09117153 A JPH09117153 A JP H09117153A
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JP
Japan
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command value
solar cell
circuit
current
inverter
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Pending
Application number
JP7296070A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Hashimoto
昌彦 橋本
Masaaki Kanofuji
正明 甲野藤
Yuji Abe
裕司 阿部
Hitoo Togashi
仁夫 富樫
Masahiro Maekawa
正弘 前川
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH09117153A publication Critical patent/JPH09117153A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency link system inverter being driven through solar battery in which an insulating transformer is prevented from being saturated by abrupt variation of current command value. SOLUTION: An inverter main circuit 6 is controlled through a main control circuit 7 and a PWM control circuit 8. After generating a voltage command value for bringing the operating voltage of solar battery close to an optimum level, the main control circuit 7 generates a command value Io of operating current for solar battery based on the difference of solar battery operating voltage from a voltage command value. Based on the current command value, the PWM control circuit 8 generates driving signals G1, G2 to be fed to a high frequency push-pull inverter circuit 10. If the voltage difference exceeds a specified threshold level, the main control circuit 7 sustains the set current variation at a specified upper limit when the current command value is generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池から得ら
れる直流出力を交流出力に変換して商用電力系統へ逆潮
流するためのインバータ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for converting a direct current output obtained from a solar cell into an alternating current output for reverse flow to a commercial power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、図6に示す如き太陽光発電システ
ムが実用化されている。該システムに於いて、太陽電池
(1)から得られる直流出力は、インバータ主回路(2)及
びインバータ制御回路(4)を経て交流出力に変換された
後、家庭内負荷(5)へ供給され、その余剰電力は商用電
力系統(3)へ逆潮流される。
2. Description of the Related Art In recent years, a solar power generation system as shown in FIG. 6 has been put into practical use. Solar cells in the system
The DC output obtained from (1) is converted to an AC output through the inverter main circuit (2) and the inverter control circuit (4) and then supplied to the domestic load (5), and the surplus power is supplied to the commercial power system. Reverse flow is made to (3).

【0003】インバータ主回路(2)としては、太陽電池
の直流出力に系統周波数(50Hz又は60Hz)のスイ
ッチングによるパルス幅変調(PWM)を施す低周波リン
ク方式が一般的であるが、この場合、インバータ主回路
の後段に設けられる絶縁トランスは、低周波数で駆動さ
れるものであるため、大形となる欠点がある。これに対
し、図1に示す高周波リンク方式のインバータ主回路
(6)は、太陽電池の直流出力に20〜40kHzの高周
波数のスイッチングによるパルス幅変調を施す高周波プ
ッシュプルインバータ回路(10)を具え、その後段に、絶
縁のための高周波トランス(11)を設置したものであっ
て、高周波トランス(11)の2次側から得られる出力パル
スは、整流回路(12)、フルブリッジ折り返し回路(13)及
びフィルター回路(17)によって系統周波数の正弦波に変
換された後、商用電力系統へ出力される。ここで、高周
波トランス(11)は高周波数で駆動されるものであるた
め、小形化が可能である。
As the inverter main circuit (2), a low frequency link system is generally used in which the DC output of the solar cell is subjected to pulse width modulation (PWM) by switching the system frequency (50 Hz or 60 Hz). The isolation transformer provided in the latter stage of the inverter main circuit is driven at a low frequency, and therefore has a drawback that it becomes large. On the other hand, the high frequency link type inverter main circuit shown in FIG.
(6) is equipped with a high frequency push-pull inverter circuit (10) that performs pulse width modulation on the DC output of the solar cell by high frequency switching of 20 to 40 kHz, and a high frequency transformer (11) for insulation at the subsequent stage. It is installed, and the output pulse obtained from the secondary side of the high frequency transformer (11) is converted into a sine wave of the system frequency by the rectifier circuit (12), the full bridge folding circuit (13) and the filter circuit (17). After that, it is output to the commercial power system. Since the high frequency transformer (11) is driven at a high frequency, it can be miniaturized.

【0004】ところで、図6に示すインバータ制御回路
(4)の制御方式として、太陽電池(1)の動作点を最大電
力の得られる最適動作点に向けて段階的に変化させる最
大電力点追尾制御が採用されている。最大電力点追尾制
御方式に於いては、図2に示す太陽電池の出力特性(I
−V特性)を前提として、先ず、太陽電池の動作電圧V
nを最適動作電圧に近づけるための電圧指令値Voが作
成される。次に、太陽電池動作電圧Vnと電圧指令値V
oとの偏差ΔVに基づいて、太陽電池の動作電流の指令
値Ioが作成される。この場合、図2に示す出力特性カ
ーブに基づいて、電圧指令値Voに対応する電流指令値
Ioを求めることが可能であるが、太陽電池の出力特性
はそのときの日射量や気温等によって刻々と変化するも
のであるため、従来は、電圧偏差ΔVと電流変化量ΔI
の関係を図7に示す如き一定の対応関係で近似し、該対
応関係に基づいて、電圧偏差ΔVから電流変化量ΔIを
決定する方法が採られている。
By the way, the inverter control circuit shown in FIG.
As the control method of (4), the maximum power point tracking control is adopted in which the operating point of the solar cell (1) is gradually changed toward the optimum operating point where the maximum power can be obtained. In the maximum power point tracking control system, the output characteristics (I
-V characteristic), first, the operating voltage V of the solar cell
A voltage command value Vo for making n close to the optimum operating voltage is created. Next, the solar cell operating voltage Vn and the voltage command value V
A command value Io of the operating current of the solar cell is created based on the deviation ΔV from o. In this case, it is possible to obtain the current command value Io corresponding to the voltage command value Vo based on the output characteristic curve shown in FIG. 2, but the output characteristics of the solar cell are constantly changing depending on the amount of solar radiation and the temperature at that time. Therefore, the voltage deviation ΔV and the current change amount ΔI are conventionally changed.
7 is approximated by a fixed correspondence relationship as shown in FIG. 7, and the current change amount ΔI is determined from the voltage deviation ΔV based on the correspondence relationship.

【0005】そして、そのときの太陽電池動作電流In
に、上述の如く決定された電流変化量ΔIを加算して、
電流指令値Ioを作成するのである。その後、電流指令
値Ioに基づいて高周波プッシュプルインバータ回路(1
0)のPWM制御が行なわれる。
Then, the solar cell operating current In at that time
Is added to the current change amount ΔI determined as described above,
The current command value Io is created. Then, based on the current command value Io, the high frequency push-pull inverter circuit (1
PWM control of 0) is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイン
バータ制御回路(4)においては、図7に示す如く電圧偏
差ΔVが増大するにつれて電流変化量ΔIも比例的に増
大する関係が設定されているので、例えば太陽電池の最
適動作点が急激に変化することによって、大きな電圧偏
差ΔVbが設定されたとき、これに応じて電流変化量Δ
Ibも大きくなり、電流指令値は急激に増大することに
なる。この結果、図8(a)に示す如くPWMオン/オフ
パルスのオン期間(パルス幅)が図中の幅Wから幅W′ま
で急激に拡大し、このパルス幅の拡大によって、高周波
トランス(11)が直流偏磁され、高周波トランス(11)が飽
和することになる。この結果、高周波トランス(11)の1
次巻線に流れ込む電流Im(図1参照)が図8(b)に示す
如く急激に増大して、100Aを越える過大な電流Ip
が流れることになる。従って、この過大な電流によって
一次側の回路素子が破壊されるばかりでなく、二次側に
誘起される過大電流によって二次側の回路素子も破壊さ
れる虞れがある。
However, in the conventional inverter control circuit (4), as shown in FIG. 7, the current change amount ΔI increases proportionally as the voltage deviation ΔV increases. Therefore, for example, when a large voltage deviation ΔVb is set by abrupt change of the optimum operating point of the solar cell, the current change amount Δ is correspondingly increased.
Ib also increases, and the current command value sharply increases. As a result, as shown in FIG. 8 (a), the on period (pulse width) of the PWM on / off pulse is rapidly expanded from the width W to the width W'in the figure, and due to the expansion of this pulse width, the high frequency transformer (11) Is DC biased, and the high frequency transformer (11) is saturated. As a result, 1 of the high frequency transformer (11)
The current Im (see FIG. 1) flowing into the next winding sharply increases as shown in FIG. 8 (b), and an excessive current Ip exceeding 100 A is exceeded.
Will flow. Therefore, not only the circuit element on the primary side is destroyed by this excessive current, but also the circuit element on the secondary side may be destroyed by the excessive current induced on the secondary side.

【0007】本発明の目的は、太陽電池を電源とする高
周波リンク方式のインバータ装置において、電流指令値
の急激な変化に伴う絶縁トランスの飽和を防止すること
によって、回路素子の破壊を未然に防止することであ
る。
An object of the present invention is to prevent breakdown of circuit elements in advance in an inverter device of a high frequency link system using a solar cell as a power source, by preventing saturation of an insulating transformer due to a rapid change of a current command value. It is to be.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】本発明に係るインバータ装
置は、太陽電池の直流出力に系統周波数よりも高い周波
数のスイッチングによってパルス幅変調を施す一次側イ
ンバータ回路と、一次側インバータ回路の出力パルスを
系統周波数の正弦波に変換して商用電力系統へ出力する
二次側インバータ回路と、一次側インバータ回路と二次
側インバータ回路の間に介在する絶縁トランスと、両イ
ンバータ回路を制御するインバータ制御回路とを具えて
いる。ここで、インバータ制御回路は、太陽電池の動作
点を最適動作点に近づけるための電流指令値を作成する
電流指令手段と、該電流指令値に基づいて一次側インバ
ータ回路を制御する制御手段とを具え、電流指令手段
は、太陽電池の動作点の最適動作点からのずれに拘わら
ず、一定の上限値を越えることのない電流変化量を設定
するものである。
An inverter device according to the present invention is a primary side inverter circuit for performing pulse width modulation on a DC output of a solar cell by switching a frequency higher than a system frequency, and an output pulse of the primary side inverter circuit. Side inverter circuit that converts the sine wave to the sine wave of the system frequency and outputs it to the commercial power system, an insulation transformer interposed between the primary side inverter circuit and the secondary side inverter circuit, and inverter control that controls both inverter circuits It has a circuit and. Here, the inverter control circuit includes a current command means for creating a current command value for bringing the operating point of the solar cell close to the optimum operating point, and a control means for controlling the primary side inverter circuit based on the current command value. The current command means sets a current change amount that does not exceed a certain upper limit value regardless of the deviation of the operating point of the solar cell from the optimum operating point.

【0009】上記インバータ装置に於いて、太陽電池の
動作点の最適動作点からのずれが比較的小さいときは、
動作点のずれ量に略比例した電流変化量が設定され、こ
の結果、太陽電池の動作点は徐々に最適動作点へ近づく
ことになる。これに対し、太陽電池の動作点の最適動作
点からのずれが大きくなったときは、それ以上は電流変
化量を増減させず、一定の上限値に維持する。ここで、
一定の上限値として、絶縁トランスが飽和することのな
い電流変化量を設定すれば、絶縁トランスの飽和を防止
することが出来る。その後、前記電流変化量の設定によ
って、太陽電池の動作点が最適動作点に近づいた以後
は、上述の如く現在の太陽電池の動作点と最適動作点の
ずれ量に応じた電流変化量が設定され、最終的に、太陽
電池の動作点が最適動作点に設定されることになる。
In the above inverter device, when the deviation of the operating point of the solar cell from the optimum operating point is relatively small,
A current change amount that is substantially proportional to the shift amount of the operating point is set, and as a result, the operating point of the solar cell gradually approaches the optimum operating point. On the other hand, when the deviation of the operating point of the solar cell from the optimum operating point becomes large, the current change amount is not increased or decreased and is maintained at a constant upper limit value. here,
Saturation of the insulating transformer can be prevented by setting a current change amount that does not saturate the insulating transformer as a fixed upper limit value. After that, after the operating point of the solar cell approaches the optimum operating point by setting the current changing amount, the current changing amount is set according to the deviation amount between the current operating point of the solar cell and the optimum operating point as described above. Then, the operating point of the solar cell is finally set to the optimum operating point.

【0010】又、本発明の他の構成に於いて、インバー
タ制御回路は、太陽電池の動作電圧を最適動作電圧に近
づけるための電圧指令値を作成する電圧指令手段と、太
陽電池動作電圧の電圧指令値からの偏差に基づいて太陽
電池の動作電流の指令値を作成する電流指令手段と、前
記電流指令値に基づいて一次側インバータ回路を制御す
る制御手段とを具え、電流指令手段は、前記電圧偏差が
所定の閾値を越えたときには、電流指令値作成に際して
設定すべき電流変化量を一定の上限値に維持するもので
ある。
In another configuration of the present invention, the inverter control circuit includes voltage command means for creating a voltage command value for bringing the operating voltage of the solar cell close to the optimum operating voltage, and the voltage of the solar cell operating voltage. The current command means for creating a command value of the operating current of the solar cell based on the deviation from the command value, and the control means for controlling the primary side inverter circuit based on the current command value, the current command means, When the voltage deviation exceeds a predetermined threshold value, the amount of current change to be set when creating the current command value is maintained at a fixed upper limit value.

【0011】上記インバータ装置に於いて、電圧偏差が
所定の閾値よりも小さいときは、該電圧偏差に略比例し
た電流変化量が設定され、この結果、太陽電池の動作点
は徐々に最適動作点へ近づくことになる。これに対し、
電圧偏差が所定の閾値を越えたときは、それ以上は電流
変化量を増減させず、一定の上限値に維持する。ここ
で、一定の上限値として、絶縁トランスが飽和すること
のない電流変化量を設定すれば、絶縁トランスの飽和を
防止することが出来る。その後、前記電流変化量の設定
によって、太陽電池の動作点が最適動作点に近づき、電
圧偏差が所定の閾値よりも小さくなったときは、上述の
如く電圧偏差に応じた電流変化量が設定され、最終的
に、太陽電池の動作点が最適動作点に設定されることに
なる。
In the above inverter device, when the voltage deviation is smaller than the predetermined threshold value, the amount of change in current is set in proportion to the voltage deviation, and as a result, the operating point of the solar cell gradually becomes the optimum operating point. Will approach. In contrast,
When the voltage deviation exceeds a predetermined threshold value, the amount of change in current is not increased or decreased and is maintained at a constant upper limit value. Here, if a current change amount that does not saturate the insulation transformer is set as the fixed upper limit value, the saturation of the insulation transformer can be prevented. After that, when the operating point of the solar cell approaches the optimum operating point and the voltage deviation becomes smaller than the predetermined threshold value by the setting of the current change amount, the current change amount according to the voltage deviation is set as described above. Finally, the operating point of the solar cell will be set to the optimum operating point.

【0012】具体的構成に於いて、インバータ制御回路
は、太陽電池の動作点を最大電力の得られる最適動作点
に向けて段階的に変化せしめる最大電力点追尾機能を有
し、該機能に基づいて一次側インバータ回路をパルス幅
制御する。該具体的構成によれば、日射量や気温等の環
境条件に拘わらず、常に最大の電力が得られる。
In a specific configuration, the inverter control circuit has a maximum power point tracking function that gradually changes the operating point of the solar cell toward the optimum operating point at which the maximum power can be obtained. Control the pulse width of the primary side inverter circuit. According to this specific configuration, the maximum electric power can always be obtained regardless of environmental conditions such as the amount of solar radiation and the temperature.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明に係るインバータ装置によれば、
電流指令値の急激な変化に伴う絶縁トランスの飽和が防
止されるので、回路素子が破壊される虞れはない。
According to the inverter device of the present invention,
Since the saturation of the insulation transformer due to the abrupt change of the current command value is prevented, there is no fear that the circuit element will be destroyed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って詳述する。本発明に係るインバータ装
置は、図1に示す如く、太陽電池からの直流入力(例え
ばDC200V)を入力するための一対の入力端子(15)
(15)と、商用電力系統へ供給すべき交流出力(例えばA
C200V)を取り出すための一対の出力端子(16)(16)
との間に、高周波プッシュプルインバータ回路(10)、高
周波トランス(11)、整流回路(12)、フルブリッジ折り返
し回路(13)及びフィルター回路(17)を直列に接続し、高
周波プッシュプルインバータ回路(10)を一次側インバー
タ回路、整流回路(12)、フルブリッジ折り返し回路(13)
及びフィルター回路(17)を二次側インバータ回路とし
て、高周波トランス(11)によって両インバータ回路の絶
縁を図った高周波リンクインバータを構成している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The inverter device according to the present invention, as shown in FIG. 1, has a pair of input terminals (15) for inputting a DC input (for example, DC200V) from a solar cell.
(15) and the AC output that should be supplied to the commercial power system (for example, A
A pair of output terminals (16) (16) for taking out C200V)
And a high-frequency push-pull inverter circuit (10), a high-frequency transformer (11), a rectifier circuit (12), a full-bridge folding circuit (13) and a filter circuit (17) are connected in series to form a high-frequency push-pull inverter circuit. (10) primary side inverter circuit, rectifier circuit (12), full bridge folding circuit (13)
The filter circuit (17) is used as a secondary side inverter circuit to form a high frequency link inverter in which both inverter circuits are insulated by the high frequency transformer (11).

【0015】又、一方の直流入力端子(15)から高周波プ
ッシュプルインバータ回路(10)へ至る線路には第1電流
センサー(9)が取り付けられ、フルブリッジ折り返し回
路(13)から一方の交流出力端子(16)へ至る線路には第2
電流センサー(14)が取り付けられている。一対の直流入
力端子(15)(15)から得られる太陽電池動作電圧Vnと、
第1電流センサー(9)から得られる太陽電池動作電流I
nと、一対の交流出力端子(16)(16)から得られるインバ
ータ出力電圧Saと、第2電流センサー(14)から得られ
るインバータ出力電流Sbは、マイクロコンピュータか
ら構成される主制御回路(7)へ供給され、これによって
電流指令値Ioが作成される。該電流指令値Ioは、デ
ジタルシグナルプロセッサから構成されるPWM制御回
路(8)へ供給され、これによって、高周波プッシュプル
インバータ回路(10)を駆動するための信号G1、G2が
作成される。
A first current sensor (9) is attached to the line from one DC input terminal (15) to the high frequency push-pull inverter circuit (10), and one AC output from the full bridge folding circuit (13). Second on the line leading to terminal (16)
The current sensor (14) is installed. A solar cell operating voltage Vn obtained from a pair of DC input terminals (15) (15),
Solar cell operating current I obtained from the first current sensor (9)
n, the inverter output voltage Sa obtained from the pair of AC output terminals (16) (16), and the inverter output current Sb obtained from the second current sensor (14) are the main control circuit (7 ), And the current command value Io is created. The current command value Io is supplied to the PWM control circuit (8) composed of a digital signal processor, whereby signals G1 and G2 for driving the high frequency push-pull inverter circuit (10) are created.

【0016】図5(a)〜(e)は、太陽電池からの直流入
力が上記インバータ主回路(6)によって交流出力に変換
される過程の信号処理の様子を表わしている。即ち、図
5(a)に示す直流入力が、高周波プッシュプルインバー
タ回路(10)によってスイッチング周波数20〜40kH
zのPWM制御を受けることにより、図5(b)に示す変
調パルスが作成される。該変調パルスは、整流回路(12)
によって図5(c)の如く整流された後、同図(d)の如く
フルブリッジ折り返し回路(13)によって系統周波数(5
0Hz又は60Hz)に応じたスイッチング周波数の折
り返し処理を受け、更にフィルター回路(17)を経て、図
5(e)に示す系統周波数の交流出力に変換されるのであ
る。
FIGS. 5 (a) to 5 (e) show the manner of signal processing in the process in which the DC input from the solar cell is converted into the AC output by the inverter main circuit (6). That is, the DC input shown in FIG. 5 (a) is switched by the high frequency push-pull inverter circuit (10) to a switching frequency of 20 to 40 kHz.
By receiving the PWM control of z, the modulated pulse shown in FIG. 5B is created. The modulated pulse is rectified by the rectifier circuit (12).
After being rectified as shown in FIG. 5 (c) by the full bridge folding circuit (13) as shown in FIG. 5 (d), the system frequency (5
The switching frequency is returned to 0 Hz or 60 Hz, and further converted through the filter circuit (17) into the AC output of the system frequency shown in FIG. 5 (e).

【0017】図1に示す主制御回路(7)は、太陽電池の
動作点を最大電力の得られる最適動作点に向けて段階的
に変化せしめる最大電力点追尾機能を有している。即
ち、インバータ主回路(6)の出力電圧Sa及び出力電流
Sbから出力電力を算出すると共に、動作電圧を規定す
るための電圧指令値を微小量だけ増減させて、出力電力
の増減を判定し、出力電力が増加する方向に電圧指令値
を変化させて、太陽電池の動作点を段階的に最適動作点
へ近づけるのである。
The main control circuit (7) shown in FIG. 1 has a maximum power point tracking function for gradually changing the operating point of the solar cell toward the optimum operating point where the maximum power can be obtained. That is, the output power is calculated from the output voltage Sa and the output current Sb of the inverter main circuit (6), and the voltage command value for defining the operating voltage is increased or decreased by a very small amount to determine whether the output power is increased or decreased. By changing the voltage command value in the direction in which the output power increases, the operating point of the solar cell is gradually approached to the optimum operating point.

【0018】最大電力点追尾動作に於いて、主制御回路
(7)は、先ず、太陽電池の動作電圧を最適動作電圧に近
づけるための電圧指令値Voを作成し、太陽電池動作電
圧Vnの電圧指令値Voからの偏差ΔVを算出する。次
に、主制御回路(7)は、図3に示す電圧偏差ΔVと電流
変化量ΔIの関係を用いて、前記算出した電圧偏差ΔV
から電流変化量ΔIを導出し、太陽電池の動作電流In
に電流変化量ΔIを加算することによって、電流指令値
Ioを作成するのである。尚、電圧指令値Voは500
msの周期で作成され、電流指令値Ioは50msの周
期で作成される。
In the maximum power point tracking operation, the main control circuit
In (7), first, the voltage command value Vo for making the operating voltage of the solar cell close to the optimum operating voltage is created, and the deviation ΔV of the solar cell operating voltage Vn from the voltage command value Vo is calculated. Next, the main control circuit (7) uses the relationship between the voltage deviation ΔV and the current change amount ΔI shown in FIG. 3 to calculate the calculated voltage deviation ΔV.
The current change amount ΔI is derived from
The current command value Io is created by adding the current change amount ΔI to. The voltage command value Vo is 500
The current command value Io is created in a cycle of 50 ms.

【0019】図3に示す電圧偏差ΔVと電流変化量ΔI
の関係は、電圧偏差ΔVが所定の閾値ΔVaよりも小さ
い範囲では、従来と同様の比例的な関係:ΔI=f(Δ
V)となっているが、電圧偏差ΔVが閾値ΔVaを越え
ると、電流変化量ΔIは一定の限界値ΔIaに維持され
ている。従って、電圧偏差ΔVが所定の閾値ΔVaより
も小さいときは、電圧偏差ΔVの大きさに応じた電流変
化量ΔIが得られるが、電圧偏差ΔVが閾値ΔVaを越
えると、電圧偏差ΔVの大小に拘わらず、電流変化量Δ
Iは一定の限界値ΔIaに設定されることになる。
The voltage deviation ΔV and the current change amount ΔI shown in FIG.
In the range where the voltage deviation ΔV is smaller than a predetermined threshold value ΔVa, the proportional relation: ΔI = f (Δ
However, when the voltage deviation ΔV exceeds the threshold value ΔVa, the current change amount ΔI is maintained at a constant limit value ΔIa. Therefore, when the voltage deviation ΔV is smaller than the predetermined threshold value ΔVa, the current variation ΔI corresponding to the magnitude of the voltage deviation ΔV is obtained, but when the voltage deviation ΔV exceeds the threshold value ΔVa, the voltage deviation ΔV becomes large or small. Regardless of current variation Δ
I will be set to a constant limit value ΔIa.

【0020】ここで、電流変化量の上限値ΔIaは、高
周波トランス(11)が飽和することとなる電流変化量ΔI
s(図3参照)よりも小さな値に設定される。例えば、電
圧偏差ΔVaが17V以上のとき、電流変化量ΔIaは
1000ヘキサ(3.7A)に維持される。これによっ
て、高周波トランス(11)の直流偏磁が抑止され、フルブ
リッジ折り返し回路(13)やフルブリッジ折り返し回路(1
3)の回路素子の破壊が未然に防止される。
Here, the upper limit value ΔIa of the current change amount is the current change amount ΔI at which the high frequency transformer (11) is saturated.
It is set to a value smaller than s (see FIG. 3). For example, when the voltage deviation ΔVa is 17 V or more, the current change amount ΔIa is maintained at 1000 hexa (3.7 A). As a result, the DC bias magnetism of the high frequency transformer (11) is suppressed, and the full bridge folding circuit (13) and full bridge folding circuit (1
The destruction of the circuit element of 3) is prevented in advance.

【0021】図4は、主制御回路(7)の電流指令値作成
の具体的な手順を示している。先ずステップS1にて、
動作電圧Vnと電圧指令値Voの差の絶対値を算出し
て、電圧偏差ΔVを得る。次に、ステップS2にて、電
圧偏差ΔVが所定の閾値ΔVaよりも小さいかどうかを
判断し、YESのときは、ステップS3へ移行して、所
定の関数式ΔI=f(ΔV)によって電流変化量ΔIを算
出する。一方、電圧偏差ΔVが所定の閾値ΔVa以上の
ときは、ステップS4へ移行して、電流変化量ΔIを一
定の限界値ΔIaに設定する。
FIG. 4 shows a specific procedure for creating a current command value for the main control circuit (7). First, in step S1,
The absolute value of the difference between the operating voltage Vn and the voltage command value Vo is calculated to obtain the voltage deviation ΔV. Next, in step S2, it is determined whether or not the voltage deviation ΔV is smaller than a predetermined threshold value ΔVa, and if YES, the process proceeds to step S3 to change the current according to a predetermined functional expression ΔI = f (ΔV). Calculate the quantity ΔI. On the other hand, when the voltage deviation ΔV is equal to or larger than the predetermined threshold value ΔVa, the process proceeds to step S4 and the current change amount ΔI is set to the constant limit value ΔIa.

【0022】その後、ステップS5では、太陽電池の動
作電圧Vnが電圧指令値Voよりも小さいかどうかを判
断し、YESのときはステップS6へ移行し、電流指令
値Ioに電流変化量ΔIを減算して、新たな電流指令値
Ioを作成する。一方、動作電圧Vnが電圧指令値Vo
以上のときはステップS7へ移行し、電流指令値Ioか
ら電流変化量ΔIを加算して、新たな電流指令値Ioを
作成する。
Then, in step S5, it is determined whether or not the operating voltage Vn of the solar cell is smaller than the voltage command value Vo. If YES, the process proceeds to step S6, and the current change amount ΔI is subtracted from the current command value Io. Then, a new current command value Io is created. On the other hand, when the operating voltage Vn is the voltage command value Vo
In the above case, the process proceeds to step S7, and the current change amount ΔI is added from the current command value Io to create a new current command value Io.

【0023】この様にして作成された電流指令値Io
は、図1に示すPWM制御回路(8)へ供給される。これ
に応じてPWM制御回路(8)は、高周波プッシュプルイ
ンバータ回路(10)へ送出すべき駆動信号G1、G2を作
成する。これによって、高周波プッシュプルインバータ
回路(10)が駆動される。この結果、直流入力端子(15)(1
5)へ入力された直流電力が、図5(a)〜(e)に示す信号
処理を受けて交流に変換され、交流出力端子(16)(16)か
らは、系統周波数の交流電力が得られることになる。
The current command value Io created in this way
Is supplied to the PWM control circuit (8) shown in FIG. In response to this, the PWM control circuit (8) creates drive signals G1 and G2 to be sent to the high frequency push-pull inverter circuit (10). As a result, the high frequency push-pull inverter circuit (10) is driven. As a result, the DC input terminals (15) (1
The DC power input to 5) is converted into AC by the signal processing shown in Fig. 5 (a) to (e), and AC power of the system frequency is obtained from the AC output terminals (16) (16). Will be done.

【0024】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
The description of the above embodiments is for the purpose of explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof.
In addition, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るインバータ装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an inverter device according to the present invention.

【図2】太陽電池の出力特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing output characteristics of a solar cell.

【図3】本発明のインバータ装置に設定される電圧偏差
と電流変化量の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a voltage deviation and a current change amount set in the inverter device of the present invention.

【図4】電流指令値作成の手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for creating a current command value.

【図5】インバータ装置による信号処理過程を説明する
一連の波形図である。
FIG. 5 is a series of waveform diagrams illustrating a signal processing process by the inverter device.

【図6】太陽光発電システムの構成を表わすブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a solar power generation system.

【図7】従来のインバータ装置に設定されていた電圧偏
差と電流変化量の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a voltage deviation and a current change amount set in a conventional inverter device.

【図8】従来装置におけるPWMオン/オフパルスと高
周波トランスに流れ込む電流の実測波形を示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing measured waveforms of a PWM on / off pulse and a current flowing into a high frequency transformer in a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 太陽電池 (6) インバータ主回路 (7) 主制御回路 (8) PWM制御回路 (10) 高周波プッシュプルインバータ回路 (11) 高周波トランス (12) 整流回路 (13) フルブリッジ折り返し回路 (17) フィルター回路 (1) Solar cell (6) Inverter main circuit (7) Main control circuit (8) PWM control circuit (10) High frequency push-pull inverter circuit (11) High frequency transformer (12) Rectifier circuit (13) Full bridge folding circuit (17) ) Filter circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富樫 仁夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 前川 正弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Nio Togashi 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Maekawa 2-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽電池の直流出力に系統周波数よりも
高い周波数のスイッチングによってパルス幅変調を施す
一次側インバータ回路と、一次側インバータ回路の出力
パルスを系統周波数の正弦波に変換して商用電力系統へ
出力する二次側インバータ回路と、一次側インバータ回
路と二次側インバータ回路の間に介在する絶縁トランス
と、両インバータ回路を制御するインバータ制御回路と
を具えたインバータ装置に於いて、インバータ制御回路
は、太陽電池の動作点を最適動作点に近づけるための電
流指令値を作成する電流指令手段と、該電流指令値に基
づいて一次側インバータ回路を制御する制御手段とを具
え、電流指令手段は、太陽電池の動作点の最適動作点か
らのずれに拘わらず、一定の上限値を越えることのない
電流変化量を設定することを特徴とするインバータ装
置。
1. A primary side inverter circuit that performs pulse width modulation on the DC output of a solar cell by switching at a frequency higher than the system frequency, and commercial power by converting the output pulse of the primary side inverter circuit into a sine wave of the system frequency. An inverter device comprising a secondary-side inverter circuit for outputting to a grid, an insulating transformer interposed between a primary-side inverter circuit and a secondary-side inverter circuit, and an inverter control circuit for controlling both inverter circuits. The control circuit comprises a current command means for creating a current command value for bringing the operating point of the solar cell close to the optimum operating point, and a control means for controlling the primary side inverter circuit based on the current command value. The means sets a current change amount that does not exceed a certain upper limit value regardless of the deviation of the operating point of the solar cell from the optimum operating point. An inverter device characterized in that
【請求項2】 太陽電池の直流出力に系統周波数よりも
高い周波数のスイッチングによってパルス幅変調を施す
一次側インバータ回路と、一次側インバータ回路の出力
パルスを系統周波数の正弦波に変換して商用電力系統へ
出力する二次側インバータ回路と、一次側インバータ回
路と二次側インバータ回路の間に介在する絶縁トランス
と、両インバータ回路を制御するインバータ制御回路と
を具えたインバータ装置に於いて、インバータ制御回路
は、太陽電池の動作電圧を最適動作電圧に近づけるため
の電圧指令値を作成する電圧指令手段と、太陽電池動作
電圧の電圧指令値からの偏差に基づいて太陽電池の動作
電流の指令値を作成する電流指令手段と、前記電流指令
値に基づいて一次側インバータ回路を制御する制御手段
とを具え、電流指令手段は、前記電圧偏差が所定の閾値
を越えるとき、電流指令作成に際して設定すべき電流変
化量を一定の上限値に維持することを特徴とするインバ
ータ装置。
2. A primary side inverter circuit that performs pulse width modulation on the DC output of a solar cell by switching at a frequency higher than the system frequency, and commercial power by converting the output pulse of the primary side inverter circuit into a sine wave of the system frequency. An inverter device comprising a secondary-side inverter circuit for outputting to a grid, an insulating transformer interposed between a primary-side inverter circuit and a secondary-side inverter circuit, and an inverter control circuit for controlling both inverter circuits. The control circuit is a voltage command means for creating a voltage command value for bringing the operating voltage of the solar cell close to the optimum operating voltage, and a command value of the operating current of the solar cell based on the deviation from the voltage command value of the solar cell operating voltage. And a control means for controlling the primary side inverter circuit based on the current command value. An inverter device, characterized in that, when the voltage deviation exceeds a predetermined threshold value, the current change amount to be set when creating the current command is maintained at a constant upper limit value.
【請求項3】 前記電流変化量の上限値は、該上限値の
設定によっても絶縁トランスが飽和することのない大き
さに設定されている請求項1又は請求項2に記載のイン
バータ装置。
3. The inverter device according to claim 1, wherein the upper limit value of the current change amount is set to a value such that the insulation transformer is not saturated even when the upper limit value is set.
【請求項4】 インバータ制御回路は、太陽電池の動作
点を最大電力の得られる最適動作点に向けて段階的に変
化せしめる最大電力点追尾機能を有し、該機能に基づい
て一次側インバータ回路をパルス幅制御する請求項1乃
至請求項3の何れかに記載のインバータ装置。
4. The inverter control circuit has a maximum power point tracking function that gradually changes the operating point of the solar cell toward the optimum operating point at which maximum power can be obtained, and based on the function, the primary side inverter circuit is provided. 4. The inverter device according to claim 1, wherein the pulse width is controlled.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1361653A2 (en) * 2002-05-10 2003-11-12 Canon Kabushiki Kaisha Power supplying apparatus, design method of the same, and power generation apparatus
EP1389829A1 (en) * 2002-08-08 2004-02-18 Canon Kabushiki Kaisha Power converter and electric power generator
JP2004536544A (en) * 2001-04-10 2004-12-02 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method and voltage transformer for converting an input DC voltage into an AC voltage within the system frequency range

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