JP2000023367A

JP2000023367A - 太陽光発電インバータ装置

Info

Publication number: JP2000023367A
Application number: JP10185387A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Higashihama; 弘忠東浜; Yoichi Kunimoto; 洋一国本; Hiroaki Koshin; 博昭小新; Chukichi Mukai; 忠吉向井; Hiroaki Yuasa; 裕明湯浅
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP3451945B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池の発電電力をより有効に活用できる
ようにする。【解決手段】出力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとを基
にして太陽電池ＰＶの出力電力値Ｐ_PVを算出する電力算
出部６０を設け、制御回路部５０は、インバータ回路部
２０が起動して停止するまでの期間における出力電力値
の最大値である最大電力値Ｐ_PVMAX を基にして、インバ
ータ回路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち
時間Ｔ_Wを設定し、設定した起動待ち時間が経過する
と、新たな出力電圧値を取得し、インバータ回路部の起
動可否を判断するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用系統連系電源
と連係して負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ
装置に関し、詳しくは、太陽電池の出力電圧値に因って
インバータ回路部の起動可否を判断する太陽光発電イン
バータ装置に関する。

【従来の技術】図９と図１０を用いて従来の太陽光発電
インバータ装置を説明する。図９は従来の太陽光発電イ
ンバータ装置を示す説明図である。図１０は従来の太陽
光発電インバータ装置における起動に関する説明図で、
(a) は太陽電池の出力電圧値を横軸にとり出力電流値を
縦軸にとった出力電流値と出力電圧値の特性図、(b) は
太陽電池の出力電圧値に因る起動待ち時間の説明図であ
る。図９に示す太陽光発電インバータ装置は、太陽電池
ＰＶから得られる直流電力を、インバータ回路部２０で
交流電力に変換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓに電力
を供給する商用系統連系型のものである。インバータ回
路部２０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例
えば直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦
波にならない場合がある。多くの場合、インバータ回路
部２０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、太陽
電池ＰＶから得られる直流電流値および直流電圧値を基
にして、或る程度予測することができる。そこで、太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池ＰＶの出力電流値Ｉ
_PVを検出する電流検出回路部３０と、太陽電池ＰＶの出
力電圧値Ｖ_PVを検出する電圧検出回路部４０とを備えて
いる。電流検出回路部３０は、出力電流値Ｉ_PVを検出し
て制御回路部５０へ送る。電圧検出回路部４０は、出力
電圧値Ｖ_PVを検出して制御回路部５０へ送る。制御回路
部５０は、出力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとを基にし
て、所望の電流波形が負荷Ｓへ送出されるようにして、
インバータ回路部２０の波形生成動作を制御する。図１
０に、太陽光発電インバータ装置における起動を説明す
る。図１０(a) に示すように、太陽電池ＰＶは、薄曇り
の日の出または日の入り時など、入射光量が少ない場合
には、出力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとの関係は
（１）のカーブを有する特性曲線に従う。太陽電池ＰＶ
は、直流電力をインバータ回路部２０へ出力するにつれ
て、出力電流値Ｉ_PVを増加し、経路（Ａ）に従って出力
電圧値Ｖ _PVが下がり、インバータ回路部２０へ充分な出
力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとを提供できなくなる。
つまり、インバータ回路部２０が波形生成動作を行わな
くなり、太陽光発電インバータ装置は、動作が停止した
状態になる。太陽電池ＰＶは、経路（Ｂ）にあらわすよ
うに、インバータ回路部２０が波形生成動作を行えるま
で、出力電流値Ｉ_PVを減少する。図１０(a) の経路
（Ａ）では、出力電圧値Ｖ_PVが、（１）のカーブにおけ
る出力電流値Ｉ_PV＝０の点である起動開始電圧Ｖ _Start
以上であると、インバータ回路部２０が起動し、出力電
圧値Ｖ_PVが停止電圧Ｖ_stopのレベルにまで減少したとき
に、インバータ回路部２０が動作を停止することをあら
わしている。また、太陽電池ＰＶは、充分日差しの強い
日の出または日の入り時など、入射光量が多い場合に
は、出力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとの関係は（２）
のカーブを有する特性曲線に従う。図１０(a) の経路
（Ｃ）では、充分日差しの強い場合であるので、インバ
ータ回路部２０の運転が継続することをあらわす。制御
回路部５０は、インバータ回路部２０を起動しようとす
る際には、出力電圧値Ｖ_PVを以って、太陽電池ＰＶの出
力が充分であるか否かを知り、インバータ回路部２０を
起動させてもよいか否かを判断する。制御回路部５０
は、所定の第１の電圧値と、所定の第１の電圧値よりも
低い所定の第２の電圧値とを記憶している。ここで、所
定の第１の電圧値は２３０（Ｖ）と決められているもの
とし、所定の第２の電圧値は１９０（Ｖ）と決められて
いるものとする。図１０(b) に示すように、制御回路部
５０は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第１の電圧値以上であ
る場合には、太陽電池ＰＶの出力が十分であると判断
し、１分後にインバータ回路部２０を起動する。制御回
路部５０は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第２の電圧値以下
である場合には、太陽電池ＰＶの出力が不十分であると
判断し、インバータ回路部２０を停止する。制御回路部
５０は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第２の電圧値を超え所
定の第１の電圧値に満たない場合には、太陽電池ＰＶの
出力が不十分であるものの少々待てば入射光量が増量し
て太陽電池ＰＶの出力が十分なレベルに到達するはずで
あると判断し、１０分待ってから、インバータ回路部２
０を起動する。なお、インバータ回路部２０を起動する
までの１分間または１０分間は、予め設定された時間で
あり、起動待ち時間Ｔ_wと称する。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の太陽光発電インバータ装置においては、制
御回路部５０は、インバータ回路部２０を起動しようと
する際には、出力電圧値Ｖ_PVを以って、太陽電池ＰＶの
出力が充分であるか否かを知るようにしていたため、出
力電圧値Ｖ_PVが一定であっても出力電流値Ｉ_PVまでは参
考にしておらず、図１０(a) の特性曲線がカーブ（１）
であらわされるものなのか、それともカーブ（２）であ
らわされるものなのか、それともカーブ（１）（２）以
外の特性なのかがつかめず、ゆえに特性が特定できず、
インバータ回路部２０の波形生成動作をさらに正確に制
御するためには、さらなる工夫が必要であった。さら
に、上述のような従来の太陽光発電インバータ装置にお
いては、余裕をみて１０分間のタイムラグを設けている
が、実際には曇りの天気などで１０分経過後にも入射光
量が上がっていない場合もしばしばあり、図１０(a) の
（１）の経路（Ａ）と経路（Ｃ）とを繰り返して、起動
と停止とを繰り返し、太陽光発電インバータ装置の各部
の余計な劣化をまねくおそれがあった。またさらに、起
動待ち時間Ｔ_wは１分間または１０分間の二段階レベル
のいずれかにのみ設定されていたため、入射光量が急激
に上がり、１０分間かからずともインバータ回路部２０
を起動できる場合でも、１０分間待たなければインバー
タ回路部２０の次回の起動が行われず、太陽電池ＰＶの
出力を有効に活用できているとは必ずしも言い難かっ
た。本発明は、上述のような問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、太陽電池の発
電電力をより有効に活用できる太陽光発電インバータ装
置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にあ
っては、太陽電池と、この太陽電池から発生する直流電
流を交流電流に変換して出力するインバータ回路部と、
前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出回路部
と、前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出回路
部と、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値以上である
場合には、前記インバータ回路部を起動し、前記出力電
圧値が所定の第１の電圧値よりも低い所定の第２の電圧
値以下である場合には、前記インバータ回路部を停止す
る制御回路部とを備え、商用系統連系電源と連係して、
負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ装置におい
て、前記出力電流値と前記出力電圧値とを基にして前記
太陽電池の出力電力値を算出する電力算出部を設け、前
記制御回路部は、前記インバータ回路部が起動して停止
するまでの期間における前記出力電力値の最大値である
最大電力値を基にして、前記インバータ回路部の次回の
起動可能な時期をあらわす起動待ち時間を設定し、設定
した前記起動待ち時間が経過すると、新たな前記出力電
圧値を取得し、前記インバータ回路部の起動可否を判断
することを特徴とする。請求項２記載の発明にあって
は、請求項１記載の太陽光発電インバータ装置におい
て、前記制御回路部は、前記最大電力値が大きいほど前
記起動待ち時間を短く設定することを特徴とする。請求
項３記載の発明にあっては、太陽電池と、この太陽電池
から発生する直流電流を交流電流に変換して出力するイ
ンバータ回路部と、前記太陽電池の出力電流値を検出す
る電流検出回路部と、前記太陽電池の出力電圧値を検出
する電圧検出回路部と、前記出力電圧値が所定の第１の
電圧値以上である場合には、前記インバータ回路部を起
動し、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値よりも低い
所定の第２の電圧値以下である場合には、前記インバー
タ回路部を停止する制御回路部とを備え、商用系統連系
電源と連係して、負荷に電力供給を行う太陽光発電イン
バータ装置において、前記制御回路部は、前記インバー
タ回路部が起動して停止するまでの期間における前記出
力電流値の最大値である最大電流値を基にして、前記イ
ンバータ回路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動
待ち時間を設定し、設定した前記起動待ち時間が経過す
ると、新たな前記出力電圧値を取得し、前記インバータ
回路部の起動可否を判断することを特徴とする。請求項
４記載の発明にあっては、請求項３記載の太陽光発電イ
ンバータ装置において、前記制御回路部は、前記最大電
流値が大きいほど前記起動待ち時間を短く設定すること
を特徴とする。請求項５記載の発明にあっては、太陽電
池と、この太陽電池から発生する直流電流を交流電流に
変換して出力するインバータ回路部と、前記太陽電池の
出力電流値を検出する電流検出回路部と、前記太陽電池
の出力電圧値を検出する電圧検出回路部と、前記出力電
圧値が所定の第１の電圧値以上である場合には、前記イ
ンバータ回路部を起動し、前記出力電圧値が所定の第１
の電圧値よりも低い所定の第２の電圧値以下である場合
には、前記インバータ回路部を停止する制御回路部とを
備え、商用系統連系電源と連係して、負荷に電力供給を
行う太陽光発電インバータ装置において、前記インバー
タ回路部の起動から停止までの継続時間である運転継続
時間を計測する運転継続時間計測回路部を設け、前記制
御回路部は、前記運転継続時間を基にして、前記インバ
ータ回路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち
時間を設定し、設定した前記起動待ち時間が経過する
と、新たな前記出力電圧値を取得し、前記インバータ回
路部の起動可否を判断することを特徴とする。請求項６
記載の発明にあっては、請求項５記載の太陽光発電イン
バータ装置において、前記制御回路部は、前記運転継続
時間が大きいほど、前記起動待ち時間を短く設定するこ
とを特徴とする。請求項７記載の発明にあっては、太陽
電池と、この太陽電池から発生する直流電流を交流電流
に変換して出力するインバータ回路部と、前記太陽電池
の出力電圧値を検出する電圧検出回路部と、前記出力電
圧値が所定の第１の電圧値以上である場合には、前記イ
ンバータ回路部を起動し、前記出力電圧値が所定の第１
の電圧値よりも低い所定の第２の電圧値以下である場合
には、前記インバータ回路部を停止する制御回路部とを
備え、商用系統連系電源と連係して、負荷に電力供給を
行う太陽光発電インバータ装置において、前記制御回路
部は、前記インバータ回路部の起動直前の前記出力電圧
値と、前記インバータ回路部の停止直後の前記出力電圧
値との差分を算出し、前記インバータ回路部の次回の起
動可能な時期をあらわす起動待ち時間を、前記差分に応
じて設定し、設定した前記起動待ち時間が経過すると、
新たな前記出力電圧値を取得し、前記インバータ回路部
の起動可否を判断することを特徴とする。

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽光発電イ
ンバータ装置の第１の実施の形態を図１と図２に基づい
て、第２の実施の形態を図３と図４に基づいて、第３の
実施の形態を図５と図６に基づいて、第４の実施の形態
を図７と図８に基づいて、それぞれ詳細に説明する。［第１の実施の形態］図１は太陽光発電インバータ装置
を示す説明図である。図２は太陽光発電インバータ装置
における起動に関する説明図で、(a) は太陽電池の出力
電力値を横軸にとり起動待ち時間を縦軸にとって出力電
力値と起動待ち時間の設定をあらわすグラフ、(b) は
(a) と異なり太陽電池の出力電力値を横軸にとり起動待
ち時間を縦軸にとって出力電力値と起動待ち時間の設定
をあらわすグラフ、(c) は起動を、それぞれあらわす。
図１に示す太陽光発電インバータ装置は、太陽電池ＰＶ
と、インバータ回路部２０と、電流検出回路部３０と、
電圧検出回路部４０と、制御回路部５０と、電力算出部
６０とを備えて構成されている。太陽光発電インバータ
装置は、太陽電池ＰＶから得られる直流電力を、図示し
ない昇圧チョッパ回路で昇圧した後、インバータ回路部
２０で交流電力に変換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓ
に電力を供給する商用系統連系型のものである。インバ
ータ回路部２０は、複数のスイッチング素子で組んだブ
リッジを有して電力直交変換を行う。インバータ回路部
２０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例えば
直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦波に
ならない場合がある。多くの場合、インバータ回路部２
０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、太陽電池
ＰＶから得られる直流電流値および直流電圧値を基にし
て、或る程度予測することができる。そこで、太陽光発
電インバータ装置は、太陽電池ＰＶの出力電流値Ｉ_PVを
検出する電流検出回路部３０と、太陽電池ＰＶの出力電
圧値Ｖ_PVを検出する電圧検出回路部４０とを備えてい
る。電流検出回路部３０は、出力電流値Ｉ_PVを検出して
制御回路部５０へ送る。電圧検出回路部４０は、出力電
圧値Ｖ_PVを検出して制御回路部５０へ送る。電力算出部
６０は、演算器であって、電流検出回路部３０から出力
電流値Ｉ_PVを送られ、電圧検出回路部４０から出力電圧
値Ｖ_PVを送られる。電力算出部６０は、出力電流値Ｉ_PV
と出力電圧値Ｖ_PVとの積を、出力電力値Ｐ_PVとして算出
する。制御回路部５０は、計時機能を備え、出力電流値
Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとを基にして、所望の電流波形が
負荷Ｓへ送出されるようにして、ＰＷＭ制御信号をイン
バータ回路部２０のスイッチング素子に送り、該スイッ
チング素子のオンオフのタイミングをＰＷＭ制御信号に
よって制御することによって、インバータ回路部２０の
波形生成動作を制御する。また、制御回路部５０は、イ
ンバータ回路部２０が起動して停止するまでの期間にお
ける出力電力値Ｐ_PVの最大値である最大電力値Ｐ_PVMAX
を決定し、最大電力値Ｐ_PVMAX を基にして、インバータ
回路部２０の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち
時間Ｔ_Wを設定する。図２に、太陽光発電インバータ装
置における起動を説明する。図２(a) に示すように、制
御回路部５０は、最大電力値Ｐ_PVMAX を基にして、起動
待ち時間Ｔ_Wを設定する。すなわち、出力電力値Ｐ_PVに
関する所定値であるＰ₁を決めておき、Ｐ_PVMAX ≦Ｐ₁
の場合には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ
₁値に設定する。Ｐ_PVMAX ＞Ｐ₁の場合には、制御回路
部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定する。ここ
で、Ｔ₁＞Ｔ₂である。また、起動待ち時間Ｔ_Wの設定
に関しては、図２(a) に示す以外にも、図２(b) に示す
ようにしてもよい。すなわち、出力電力値Ｐ_PVに関する
所定値であるＰ ₁を決めておき、Ｐ_PVMAX ≦Ｐ₁の場合
には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_Wを、図２
(b) に示すように定比例で減少する関係で設定する。図
では、最大電力値Ｐ_PVMAX がＰＡという値をとった場合
に、ＰＡに対応する起動待ち時間ＴＡが決定することを
例示している。起動待ち時間ＴＡは、最大でＴ₁という
値をとるものとする。Ｐ_PVMAX ＞Ｐ₁の場合には、制御
回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定する。
ここで、Ｔ₁＞Ｔ₂である。図２(b) に示すように、制
御回路部５０は、最大電力値Ｐ_PVMAX に応じて起動待ち
時間Ｔ_Wを設定すると、起動待ち時間Ｔ_Wのカウントを
開始する。制御回路部５０は、インバータ回路部２０を
起動しようとする際には、出力電圧値Ｖ_PVを以って、太
陽電池ＰＶの出力が充分であるか否かを知り、インバー
タ回路部２０を起動させてもよいか否かを判断する。制
御回路部５０は、所定の第１の電圧値と、所定の第１の
電圧値よりも低い所定の第２の電圧値とを記憶してい
る。ここで、所定の第１の電圧値は２３０（Ｖ）と決め
られているものとし、所定の第２の電圧値は１９０
（Ｖ）と決められているものとする。制御回路部５０
は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第１の電圧値以上である場
合には、太陽電池ＰＶの出力が十分であると判断する。
制御回路部５０は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第２の電圧
値以下である場合には、太陽電池ＰＶの出力が不十分で
あると判断し、インバータ回路部２０を停止する。制御
回路部５０は、出力電圧値Ｖ_PVが所定の第２の電圧値を
超え所定の第１の電圧値に満たない場合には、太陽電池
ＰＶの出力が不十分であるものの少々待てば入射光量が
増量して太陽電池ＰＶの出力が十分なレベルに到達する
はずであると判断し、起動待ち時間Ｔ_Wが経過後、出力
電圧値Ｖ_PVを再度検知する。すなわち、制御回路部５０
は、設定した起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、新たな出
力電圧値Ｖ_PVを取得し、インバータ回路部の起動可否を
判断する。換言すると、制御回路部５０は、図２(c) に
示すように、区間１において、出力電力値Ｐ_PVの最大値
である最大電力値Ｐ_PVMAX を決定し、最大電力値Ｐ_PVMA
Xに応じて起動待ち時間Ｔ_Wを決定し、起動待ち時間Ｔ
_Wが経過するまではインバータ回路部２０の波形生成動
作をストップさせておく。区間１に続く区間２におい
て、起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、制御回路部５０
は、新たな出力電圧値Ｖ _PVを取得し、インバータ回路部
２０のインバータ回路部の起動可否を判断し、起動可の
場合には、波形生成動作を開始させる。また、区間２の
後、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得しても、所定の第１の
電圧値に満たない場合には、制御回路部５０は、区間２
に続く区間３で、区間１同様に最大電力値Ｐ_PVMAX を決
定する。従って、出力電流値Ｉ_PVと出力電圧値Ｖ_PVとを
基にして太陽電池ＰＶの出力電力値Ｐ_PVを算出する電力
算出部６０を設け、制御回路部５０は、インバータ回路
部２０が起動して停止するまでの期間における出力電力
値Ｐ_PVの最大値である最大電力値Ｐ_PVMAX を基にして、
インバータ回路部２０の次回の起動可能な時期をあらわ
す起動待ち時間Ｔ_Wを設定し、設定した起動待ち時間Ｔ
_Wが経過すると、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得し、イン
バータ回路部２０の起動可否を判断するようにしたた
め、出力電圧値Ｖ_PVのみならず出力電流値Ｉ_PVも参考に
できるので、インバータ回路部２０の波形生成動作をさ
らに正確に制御できるようになり、このため、太陽電池
ＰＶの出力電力値Ｐ_PVであらわされる発電電力をより有
効に活用できるとともに、起動と停止とを繰り返すこと
なく太陽光発電インバータ装置の各部の余計な劣化をま
ねくおそれを抑えることができる。また、制御回路部５
０は、図２(b) に示すように、最大電力値Ｐ_PVMAX が大
きいほど起動待ち時間Ｔ_Wを短く設定すれば、太陽電池
ＰＶの出力を従来よりも有効に活用できるようになる。
なお、上記実施の形態においては、図２(b) に示すよう
に、制御回路部５０は、最大電力値Ｐ_PVMAX が大きいほ
ど起動待ち時間Ｔ_Wを短く設定する方法を、直線的に変
化させるようにしたが、本発明はこれに限らず、最大電
力値が大きいほど起動待ち時間を短くする方法ならば、
２次曲線的増加などどのような方法であってもよい。［第２の実施の形態］図３は太陽光発電インバータ装置
を示す説明図である。図４は太陽光発電インバータ装置
における起動に関する説明図で、(a) は太陽電池の出力
電流値を横軸にとり起動待ち時間を縦軸にとって出力電
流値と起動待ち時間の設定をあらわすグラフ、(b) は
(a) と異なり太陽電池の出力電流値を横軸にとり起動待
ち時間を縦軸にとって出力電流値と起動待ち時間の設定
をあらわすグラフ、(c) は起動を、それぞれあらわす。
なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同じ符
号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。この第
２の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述の第
１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異なり特
徴となるのは、電力算出部をなくし、太陽電池の出力電
力値ではなく出力電流値を基にして起動待ち時間を設定
するようにした構成である。制御回路部５０は、インバ
ータ回路部２０が起動して停止するまでの期間における
出力電流値Ｉ_PVの最大値である最大電流値Ｉ_PVMAX を決
定し、最大電流値Ｉ _PVMAX を基にして、インバータ回路
部２０の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間
Ｔ_Wを設定する。図４に、太陽光発電インバータ装置に
おける起動を説明する。図４(a) に示すように、制御回
路部５０は、最大電流値Ｉ_PVMAX を基にして、起動待ち
時間Ｔ_Wを設定する。すなわち、出力電流値Ｉ_PVに関す
る所定値であるＩ₁を決めておき、Ｉ_PVMAX ≦Ｉ₁の場
合には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₁値
に設定する。Ｉ_PVMAX ＞Ｉ₁の場合には、制御回路部５
０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定する。ここで、
Ｔ₁＞Ｔ₂である。また、起動待ち時間Ｔ_Wの設定に関
しては、図４(a) に示す以外にも、図４(b) に示すよう
にしてもよい。すなわち、出力電流値Ｉ_PVに関する所定
値であるＩ ₁を決めておき、Ｉ_PVMAX ≦Ｉ₁の場合に
は、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_Wを、図４(b)
に示すように定比例で減少する関係で設定する。図で
は、最大電流値Ｉ_PVMAX がＩＡという値をとった場合
に、ＩＡに対応する起動待ち時間ＴＡが決定することを
例示している。起動待ち時間ＴＡは、最大でＴ₁という
値をとるものとする。Ｉ_PVMAX ＞Ｉ₁の場合には、制御
回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定する。
図４(b) に示すように、制御回路部５０は、最大電流値
Ｉ_PVMAX に応じて起動待ち時間Ｔ_Wを設定すると、起動
待ち時間Ｔ_Wのカウントを開始する。制御回路部５０
は、図４(c) に示すように、区間１において、出力電流
値Ｉ_PVの最大値である最大電流値Ｉ_PVMAX を決定し、最
大電流値Ｉ_PVMAX に応じて起動待ち時間Ｔ _Wを決定し、
起動待ち時間Ｔ_Wが経過するまではインバータ回路部２
０の波形生成動作をストップさせておく。区間１に続く
区間２において、起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、制御
回路部５０は、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得し、インバ
ータ回路部２０のインバータ回路部の起動可否を判断
し、起動可の場合には、波形生成動作を開始させる。ま
た、区間２の後、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得しても、
所定の第１の電圧値に満たない場合には、制御回路部５
０は、区間２に続く区間３で、区間１同様に最大電流値
Ｉ_PVMAX を決定する。従って、制御回路部５０は、イン
バータ回路部２０が起動して停止するまでの期間におけ
る出力電流値Ｉ_PVの最大値である最大電流値Ｉ_PVMAX を
基にして、インバータ回路部２０の次回の起動可能な時
期をあらわす起動待ち時間Ｔ_Wを設定し、設定した起動
待ち時間Ｔ_Wが経過すると、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取
得し、インバータ回路部２０の起動可否を判断するよう
にしたため、出力電圧値Ｖ_PVのかわりに出力電流値Ｉ_PV
を参考にできて、前述した第１の実施の形態に比して出
力電圧値Ｖ_PVと出力電流値Ｉ_PVとの積算を行わずに済
み、煩わしい計算を省いて太陽電池ＰＶの発電電力をよ
り有効に活用できるとともに、起動と停止とを繰り返す
ことなく太陽光発電インバータ装置の各部の余計な劣化
をまねくおそれを抑えることができる。ここで、太陽電
池ＰＶの出力電流値Ｉ_PVは、一般に、出力電圧値Ｖ_PVよ
りも信頼性が高く、起動待ち時間Ｔ_Wを従来よりも信頼
性が高い値にできる。また、制御回路部５０は、図４
(b) に示すように、最大電流値Ｉ_PVMAX が大きいほど起
動待ち時間Ｔ_Wを短く設定すれば、太陽電池ＰＶの出力
を従来よりも有効に活用できるようになる。なお、上記
実施の形態においては、図４(b) に示すように、制御回
路部５０は、最大電流値Ｉ_PVMAX が大きいほど起動待ち
時間Ｔ_Wを短く設定する方法を、直線的に変化させるよ
うにしたが、本発明はこれに限らず、最大電流値が大き
いほど起動待ち時間を短くする方法ならば、２次曲線的
増加などどのような方法であってもよい。［第３の実施の形態］図５は太陽光発電インバータ装置
を示す説明図である。図６は太陽光発電インバータ装置
における起動に関する説明図で、(a) は太陽電池の出力
電流値を横軸にとり起動待ち時間を縦軸にとって運転継
続時間と起動待ち時間の設定をあらわすグラフ、(b) は
(a) と異なり太陽電池の運転継続時間を横軸にとり起動
待ち時間を縦軸にとって運転継続時間と起動待ち時間の
設定をあらわすグラフ、(c) は起動を、それぞれあらわ
す。なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同
じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。こ
の第３の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述
の第１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異な
り特徴となるのは、電力算出部をなくし、太陽電池の出
力電力値ではなく運転継続時間を基にして起動待ち時間
を設定するようにした構成である。運転継続時間Ｔ_Cと
は、インバータ回路部２０の起動から停止までの継続時
間を指し、制御回路部５０のタイマ７０によって計時さ
れる。制御回路部５０は、運転継続時間Ｔ_Cを基にし
て、インバータ回路部２０の次回の起動可能な時期をあ
らわす起動待ち時間Ｔ_Wを設定する。図６に、太陽光発
電インバータ装置における起動を説明する。図６(a) に
示すように、制御回路部５０は、運転継続時間Ｔ_Cを基
にして、起動待ち時間Ｔ_Wを設定する。すなわち、運転
継続時間Ｔ_Cに関する所定値であるＴ_C1を決めておき、
Ｔ_C≦Ｔ_C1の場合には、制御回路部５０は、起動待ち時
間Ｔ_WをＴ₁値に設定する。Ｔ_C＞Ｔ_C1の場合には、制
御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定す
る。ここで、Ｔ₁＞Ｔ₂である。また、起動待ち時間Ｔ
_Wの設定に関しては、図６(a) に示す以外にも、図６
(b) に示すようにしてもよい。すなわち、出力電流値Ｉ
_PVに関する所定値であるＴ _C1を決めておき、Ｔ_C≦Ｔ_C1
の場合には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_Wを、
図６(b) に示すように定比例で減少する関係で設定す
る。図では、運転継続時間Ｔ_Cがｔａという値をとった
場合に、ｔａに対応する起動待ち時間ＴＡが決定するこ
とを例示している。起動待ち時間ＴＡは、最大でＴ₁と
いう値をとるものとする。Ｔ_C＞Ｔ_C1の場合には、制御
回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ₂値に設定する。
図６(b) に示すように、制御回路部５０は、最大電流値
Ｔ_Cに応じて起動待ち時間Ｔ_Wを設定すると、起動待ち
時間Ｔ_Wのカウントを開始する。制御回路部５０は、図
６(c) に示すように、区間１において、運転継続時間Ｔ
_Cを求め、運転継続時間Ｔ_Cに応じて起動待ち時間Ｔ_W
を決定し、起動待ち時間Ｔ_Wが経過するまではインバー
タ回路部２０の波形生成動作をストップさせておく。区
間１に続く区間２において、起動待ち時間Ｔ_Wが経過す
ると、制御回路部５０は、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得
し、インバータ回路部２０のインバータ回路部の起動可
否を判断し、起動可の場合には、波形生成動作を開始さ
せる。また、区間２の後、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得
しても、所定の第１の電圧値に満たない場合には、制御
回路部５０は、区間２に続く区間３で、区間１同様に運
転継続時間Ｔ_Cを求める。従って、制御回路部５０は、
インバータ回路部２０が起動して停止するまでの期間に
おける運転継続時間Ｔ_Cを基にして、インバータ回路部
２０の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間Ｔ
_Wを設定し、設定した起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、
新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得し、インバータ回路部２０
の起動可否を判断するようにしたため、出力電圧値Ｖ_PV
のかわりに運転継続時間Ｔ_Cを参考にできて太陽電池Ｐ
Ｖの発電電力を有効に活用できるとともに、起動と停止
とを繰り返すことなく太陽光発電インバータ装置の各部
の余計な劣化をまねくおそれを抑えることができる。ま
た、制御回路部５０は、図６(b) に示すように、運転継
続時間Ｔ_Cが大きいほど起動待ち時間Ｔ_Wを短く設定す
れば、太陽電池ＰＶの出力を従来よりも有効に活用でき
るようになる。なお、上記実施の形態においては、図６
(b) に示すように、制御回路部５０は、運転継続時間Ｔ
_Cが大きいほど起動待ち時間Ｔ_Wを短く設定する方法
を、直線的に変化させるようにしたが、本発明はこれに
限らず、運転継続時間が大きいほど起動待ち時間を短く
する方法ならば、２次曲線的増加などどのような方法で
あってもよい。［第４の実施の形態］図７は太陽光発電インバータ装置
を示す説明図である。図８は太陽光発電インバータ装置
における起動に関する説明図で、(a) は制御回路部の制
御を示すフローチャート、(b) は太陽電池の出力電流値
を横軸にとり起動待ち時間を縦軸にとって出力電流値と
起動待ち時間の設定をあらわすグラフ、(c) は起動を、
それぞれあらわす。なお、前述の第１の実施の形態と同
一の箇所には同じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明
は省略する。この第４の実施の形態の太陽光発電インバ
ータ装置が前述の第１の実施の形態の太陽光発電インバ
ータ装置と異なり特徴となるのは、電力算出部をなく
し、インバータ回路部の起動直前の出力電圧値と、イン
バータ回路部の停止直後の出力電圧値との差分を算出
し、差分に応じて、起動待ち時間を設定するようにした
構成である。図８(a) に示すように、制御回路部５０
は、インバータ回路部２０の停止直後の出力電圧値Ｖ₂
を得て（ステップ１００）、インバータ回路部２０の起
動直前の出力電圧値Ｖ₁と、インバータ回路部２０の停
止直後の出力電圧値Ｖ₂との差分を算出し、インバータ
回路部２０の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち
時間Ｔ_Wを、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）に応じて、内蔵するテ
ーブルデータより設定する（ステップ２００）。この場
合、起動待ち時間Ｔ_Wは、Ｔαなる値であるとする。制
御回路部５０は、タイマーカウントを開始し（ステップ
３００）、設定した起動待ち時間Ｔαが経過すると（ス
テップ４００）、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得し、イン
バータ回路部２０の起動可否を判断する（ステップ５０
０）。図８(b) に示すように、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）に関
する所定値であるＶ_Dを決めておき、（Ｖ₂−Ｖ₁）≦
Ｖ_Dの場合には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ _W
を、図８(b) に示すように定比例で減少する関係で設定
する。図では、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）がＶαなる値をとっ
た場合に、Ｖαに対応する起動待ち時間Ｔαが決定する
ことを例示している。起動待ち時間Ｔαは、最大でＴ_U
という値をとるものとする。（Ｖ₂−Ｖ₁）＞Ｖ_Dの場
合には、制御回路部５０は、起動待ち時間Ｔ_WをＴ_D値
に設定する。図８(b) に示すように、制御回路部５０
は、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）に応じて起動待ち時間Ｔ_Wを設
定すると、起動待ち時間Ｔ_Wのカウントを開始する。制
御回路部５０は、図８(c) に示すように、区間１におい
て、インバータ回路部２０の起動直前の出力電圧値Ｖ₁
を決定し、起動待ち時間Ｔ_Wを決定し、起動待ち時間Ｔ
_Wが経過するまではインバータ回路部２０の波形生成動
作をストップさせておく。区間１に続く区間２におい
て、起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、制御回路部５０
は、新たな出力電圧値Ｖ_PVを取得し、インバータ回路部
２０のインバータ回路部２０の起動可否を判断し、起動
可の場合には、波形生成動作を開始させる。従って、制
御回路部５０は、インバータ回路部２０の起動直前の出
力電圧値Ｖ ₁と、インバータ回路部２０の停止直後の出
力電圧値Ｖ₂との差分（Ｖ₂−Ｖ₁）を算出し、インバ
ータ回路部２０の次回の起動可能な時期をあらわす起動
待ち時間Ｔ_Wを、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）に応じて設定し、
設定した起動待ち時間Ｔ_Wが経過すると、新たな出力電
圧値Ｖ_PVを取得し、インバータ回路部２０の起動可否を
判断するようにしたため、出力電圧値Ｖ_PVが従来のよう
に３段階に限って判断されるものではなく、差分（Ｖ₂
−Ｖ₁）の連続変化に応じた判断ができるため、前述し
た第１の実施の形態に比して、出力電圧値Ｖ_PVの変化に
対して、柔軟に対応でき、太陽電池ＰＶの発電電力をよ
り有効に活用できる。また、起動と停止とを繰り返すこ
となく太陽光発電インバータ装置の各部の余計な劣化を
まねくおそれを抑えることができる。なお、上記実施の
形態においては、図８(b) に示すように、制御回路部５
０は、差分（Ｖ₂−Ｖ₁）が大きいほど起動待ち時間Ｔ
_Wを短く設定する方法を、直線的に変化させるようにし
たが、本発明はこれに限らず、差分が大きいほど起動待
ち時間を短くする方法ならば、２次曲線的増加などどの
ような方法であってもよい。

【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、出力電
流値と出力電圧値とを基にして太陽電池の出力電力値を
算出する電力算出部を設け、制御回路部は、インバータ
回路部が起動して停止するまでの期間における出力電力
値の最大値である最大電力値を基にして、インバータ回
路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間を
設定し、設定した起動待ち時間が経過すると、新たな出
力電圧値を取得し、インバータ回路部の起動可否を判断
するようにしたため、出力電圧値のみならず出力電流値
も参考にできるので、インバータ回路部の波形生成動作
をさらに正確に制御できるようになり、このため、太陽
電池の出力電力値であらわされる発電電力をより有効に
活用できるとともに、起動と停止とを繰り返すことなく
太陽光発電インバータ装置の各部の余計な劣化をまねく
おそれを抑えることができる。請求項２記載の発明にあ
っては、請求項１記載の発明の効果に加えて、制御回路
部は、最大電力値が大きいほど起動待ち時間を短く設定
するようにしたため、最大電力値と起動待ち時間との関
係が簡単な場合に対応できる。請求項３記載の発明にあ
っては、制御回路部は、インバータ回路部が起動して停
止するまでの期間における出力電流値の最大値である最
大電流値を基にして、インバータ回路部の次回の起動可
能な時期をあらわす起動待ち時間を設定し、設定した起
動待ち時間が経過すると、新たな出力電圧値を取得し、
インバータ回路部の起動可否を判断するようにしたた
め、出力電圧値のかわりに出力電流値を参考にできて、
太陽電池の出力電力値を基にして起動待ち時間を設定す
る場合に比べて、出力電圧値と出力電流値との積算を行
わずに済み、煩わしい計算を省いて太陽電池の発電電力
をより有効に活用できるとともに、起動と停止とを繰り
返すことなく太陽光発電インバータ装置の各部の余計な
劣化をまねくおそれを抑えることができる。請求項４記
載の発明にあっては、請求項３記載の発明の効果に加え
て、制御回路部は、最大電流値が大きいほど起動待ち時
間を短く設定するようにしたため、最大電流値と起動待
ち時間との関係が簡単な場合に対応できる。請求項５記
載の発明にあっては、インバータ回路部の起動から停止
までの継続時間である運転継続時間を計測する運転継続
時間計測回路部を設け、制御回路部は、運転継続時間を
基にして、インバータ回路部の次回の起動可能な時期を
あらわす起動待ち時間を設定し、設定した起動待ち時間
が経過すると、新たな出力電圧値を取得し、インバータ
回路部の起動可否を判断するようにしたため、出力電圧
値のかわりに運転継続時間を参考にできて太陽電池の発
電電力を有効に活用できるとともに、起動と停止とを繰
り返すことなく太陽光発電インバータ装置の各部の余計
な劣化をまねくおそれを抑えることができる。請求項６
記載の発明にあっては、請求項５記載の発明の効果に加
えて、制御回路部は、運転継続時間が大きいほど、起動
待ち時間を短く設定するようにしたため、運転継続時間
と起動待ち時間との関係が簡単な場合に対応できる。請
求項７記載の発明にあっては、制御回路部は、インバー
タ回路部の起動直前の出力電圧値と、インバータ回路部
の停止直後の出力電圧値との差分を算出し、インバータ
回路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間
を、差分に応じて設定し、設定した起動待ち時間が経過
すると、新たな出力電圧値を取得し、インバータ回路部
の起動可否を判断するようにしたため、差分の連続変化
に応じた判断ができるため、出力電圧値の変化に対し
て、柔軟に対応でき、太陽電池の発電電力をより有効に
活用できる。また、起動と停止とを繰り返すことなく太
陽光発電インバータ装置の各部の余計な劣化をまねくお
それを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置を示す説明図である。

【図２】同上の太陽光発電インバータ装置における起動
に関する説明図である。

【図３】本発明に係る第２の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置を示す説明図である。

【図４】同上の太陽光発電インバータ装置における起動
に関する説明図である。

【図５】本発明に係る第３の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置を示す説明図である。

【図６】同上の太陽光発電インバータ装置における起動
に関する説明図である。

【図７】本発明に係る第４の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置を示す説明図である。

【図８】同上の太陽光発電インバータ装置における起動
に関する説明図である。

【図９】従来の太陽光発電インバータ装置を示す説明図
である。

【図１０】同上の太陽光発電インバータ装置における起
動に関する説明図である。

【符号の説明】

２０インバータ回路部３０電流検出回路部４０電圧検出回路部５０制御回路部６０電力算出部ｅ商用系統連系電源Ｉ_PV 出力電流値Ｉ_PVMAX 最大電流値Ｐ_PV 出力電力値Ｐ_PVMAX 最大電力値ＰＶ太陽電池Ｓ負荷Ｔ_C 運転継続時間Ｔ_W 起動待ち時間（Ｖ₂−Ｖ₁）差分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小新博昭大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者向井忠吉大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者湯浅裕明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2G035 AA00 AB02 AB03 AC01 AC02 AC19 AD22 5F051 KA01 KA03 KA10 5G066 HA01 HB06 5H007 AA05 BB07 CC01 CC09 DB01 DC02 DC05 EA02 GA01 GA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ回路
部と、前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出回
路部と、前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出
回路部と、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値以上で
ある場合には、前記インバータ回路部を起動し、前記出
力電圧値が所定の第１の電圧値よりも低い所定の第２の
電圧値以下である場合には、前記インバータ回路部を停
止する制御回路部とを備え、商用系統連系電源と連係し
て、負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ装置に
おいて、前記出力電流値と前記出力電圧値とを基にして
前記太陽電池の出力電力値を算出する電力算出部を設
け、前記制御回路部は、前記インバータ回路部が起動し
て停止するまでの期間における前記出力電力値の最大値
である最大電力値を基にして、前記インバータ回路部の
次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間を設定
し、設定した前記起動待ち時間が経過すると、新たな前
記出力電圧値を取得し、前記インバータ回路部の起動可
否を判断することを特徴とする太陽光発電インバータ装
置。
【請求項２】前記制御回路部は、前記最大電力値が大
きいほど前記起動待ち時間を短く設定することを特徴と
する請求項１記載の太陽光発電インバータ装置。
【請求項３】太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ回路
部と、前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出回
路部と、前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出
回路部と、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値以上で
ある場合には、前記インバータ回路部を起動し、前記出
力電圧値が所定の第１の電圧値よりも低い所定の第２の
電圧値以下である場合には、前記インバータ回路部を停
止する制御回路部とを備え、商用系統連系電源と連係し
て、負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ装置に
おいて、前記制御回路部は、前記インバータ回路部が起
動して停止するまでの期間における前記出力電流値の最
大値である最大電流値を基にして、前記インバータ回路
部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち時間を設
定し、設定した前記起動待ち時間が経過すると、新たな
前記出力電圧値を取得し、前記インバータ回路部の起動
可否を判断することを特徴とする太陽光発電インバータ
装置。
【請求項４】前記制御回路部は、前記最大電流値が大
きいほど前記起動待ち時間を短く設定することを特徴と
する請求項３記載の太陽光発電インバータ装置。
【請求項５】太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ回路
部と、前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出回
路部と、前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出
回路部と、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値以上で
ある場合には、前記インバータ回路部を起動し、前記出
力電圧値が所定の第１の電圧値よりも低い所定の第２の
電圧値以下である場合には、前記インバータ回路部を停
止する制御回路部とを備え、商用系統連系電源と連係し
て、負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ装置に
おいて、前記インバータ回路部の起動から停止までの継
続時間である運転継続時間を計測する運転継続時間計測
回路部を設け、前記制御回路部は、前記運転継続時間を
基にして、前記インバータ回路部の次回の起動可能な時
期をあらわす起動待ち時間を設定し、設定した前記起動
待ち時間が経過すると、新たな前記出力電圧値を取得
し、前記インバータ回路部の起動可否を判断することを
特徴とする太陽光発電インバータ装置。
【請求項６】前記制御回路部は、前記運転継続時間が
大きいほど、前記起動待ち時間を短く設定することを特
徴とする請求項５記載の太陽光発電インバータ装置。
【請求項７】太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ回路
部と、前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出回
路部と、前記出力電圧値が所定の第１の電圧値以上であ
る場合には、前記インバータ回路部を起動し、前記出力
電圧値が所定の第１の電圧値よりも低い所定の第２の電
圧値以下である場合には、前記インバータ回路部を停止
する制御回路部とを備え、商用系統連系電源と連係し
て、負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ装置に
おいて、前記制御回路部は、前記インバータ回路部の起
動直前の前記出力電圧値と、前記インバータ回路部の停
止直後の前記出力電圧値との差分を算出し、前記インバ
ータ回路部の次回の起動可能な時期をあらわす起動待ち
時間を、前記差分に応じて設定し、設定した前記起動待
ち時間が経過すると、新たな前記出力電圧値を取得し、
前記インバータ回路部の起動可否を判断することを特徴
とする太陽光発電インバータ装置。