JP2018195225A

JP2018195225A - Power Conditioner

Info

Publication number: JP2018195225A
Application number: JP2017100511A
Authority: JP
Inventors: 勇鶴▲崎▼; Yu Tsurusaki; 藤井　幹介; Mikisuke Fujii; 幹介藤井
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-12-06

Abstract

To provide a power conditioner capable of appropriately outputting a power in accordance with surrounding environment.SOLUTION: A power conditioner 100 includes: a voltage sweep part 12 changing an output voltage Vof a solar battery 200 from an open voltage to a lower-limit voltage for MPPT (maximum power point tracking) control; a peak voltage holding part 13 holding a peak voltage value while the output voltage Vcan be changed; and an MPPT control part 14 performing MPPT control. Then in a case where the output voltage Vof the solar battery 200 is less than a power at a level for starting the MPPT control, it is configured to control, as a target voltage, a peak voltage value held by the peak voltage holding part 13 without performing the MPPT control.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、パワーコンディショナに関し、特に、最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御部を備えるパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner, and particularly to a power conditioner including a maximum power point tracking control unit that performs maximum power point tracking control.

従来、最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御部を備えるパワーコンディショナが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a power conditioner including a maximum power point tracking control unit that performs maximum power point tracking control is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、太陽電池と、太陽電池から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換手段と、太陽電池の出力電圧を制御する制御部とを備える太陽光発電装置が開示されている。この太陽光発電装置では、制御部は、太陽電池の出力電流および出力電圧に基づいて、ＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）制御を行うように構成されている。なお、ＭＰＰＴ制御とは、周囲の環境（温度）などの変化により変動する太陽電池の最適動作点（最大の電力を出力する点）に追従するように、太陽電池の出力電流および出力電圧を制御する（変化させる）ことである。具体的には、ＭＰＰＴ制御では、太陽電池からの出力電力が大きくなるように、太陽電池の出力電圧を、所定の電圧変化幅で段階的に変化させる。 Patent Document 1 discloses a solar power generation device that includes a solar cell, power conversion means that converts DC power output from the solar cell into AC power, and a control unit that controls the output voltage of the solar cell. ing. In this solar power generation device, the control unit is configured to perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control based on the output current and output voltage of the solar cell. MPPT control is to control the output current and output voltage of the solar cell so as to follow the optimum operating point of the solar cell that fluctuates due to changes in the surrounding environment (temperature). To do (change). Specifically, in the MPPT control, the output voltage of the solar cell is changed stepwise with a predetermined voltage change width so that the output power from the solar cell is increased.

なお、ＭＰＰＴ制御では、低日射時などのように太陽電池からの出力電力が比較的小さい場合（電力の変化が少ない場合）など、出力電圧を段階的に変化させる前後における出力電力の大小関係の判断が困難な場合がある。たとえば、出力電力の変化量が、出力電力の変化を検出するための検出器の分解能未満の場合などである。この場合、ＭＰＰＴ制御の動作が不安定になり、太陽電池の出力電流および出力電圧を最適動作点に追従させるのが困難になる。その結果、太陽電池からの出力電力が低下してしまう場合がある。すなわち、日射量などの周囲の環境に応じた電力を出力するように制御できない場合がある。そこで、上記特許文献１に記載のような従来の太陽光発電装置では、制御部は、太陽電池の出力電力が所定の値よりも小さい場合、太陽電池の出力電圧を、予め定められた一定の値に固定するように構成されている。これにより、ＭＰＰＴ制御の動作が不安定になることに起因して、太陽電池からの出力電力が低下する（過度に低下する）のが抑制されている。 In MPPT control, when the output power from the solar cell is relatively small (such as when there is little change in power), such as during low solar radiation, the relationship between the output power before and after the output voltage is changed stepwise. Judgment may be difficult. For example, the amount of change in output power is less than the resolution of a detector for detecting the change in output power. In this case, the operation of MPPT control becomes unstable, and it becomes difficult to make the output current and output voltage of the solar cell follow the optimum operating point. As a result, the output power from the solar cell may decrease. That is, it may not be possible to control to output electric power according to the surrounding environment such as the amount of solar radiation. Therefore, in the conventional solar power generation device as described in Patent Document 1, when the output power of the solar cell is smaller than a predetermined value, the control unit sets the output voltage of the solar cell to a predetermined constant value. It is configured to be fixed to a value. Thereby, it is suppressed that the output electric power from a solar cell falls (it falls too much) resulting from the operation | movement of MPPT control becoming unstable.

特開平１１−２８２５５４号公報JP-A-11-282554

ここで、太陽電池からの出力電圧と出力電流との特性は、周囲の温度などの環境によって変化する。しかしながら、上記特許文献１に記載のような従来の太陽光発電装置では、制御部は、太陽電池の出力電力が所定の値よりも小さい場合、太陽電池の出力電圧を予め定められた一定の値に固定するため、この一定の出力電圧が周囲の環境に適切に対応していない場合がある。すなわち、周囲の環境が、本来であれば発電量を大きくすることが可能な条件であった場合でも、太陽電池の出力電圧が、周囲の環境に係わらず一定の値に固定されているため、発電される電力が小さく抑えられてしまう場合がある。つまり、上記特許文献１に記載のような従来の太陽光発電装置では、周囲の環境（日射量など）に応じた電力を適切に出力できない場合があるという問題点がある。 Here, the characteristics of the output voltage and output current from the solar cell vary depending on the environment such as the ambient temperature. However, in the conventional solar power generation device as described in Patent Document 1, when the output power of the solar cell is smaller than a predetermined value, the control unit sets the output voltage of the solar cell to a predetermined constant value. In some cases, this constant output voltage does not properly correspond to the surrounding environment. That is, even if the surrounding environment is originally a condition that can increase the amount of power generation, the output voltage of the solar cell is fixed to a constant value regardless of the surrounding environment. There is a case where the generated power is kept small. That is, the conventional solar power generation device as described in Patent Document 1 has a problem in that it may not be able to appropriately output power according to the surrounding environment (such as the amount of solar radiation).

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することが可能なパワーコンディショナを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a power conditioner that can appropriately output power according to the surrounding environment. That is.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるパワーコンディショナは、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換し、発電電力源を系統電源に連系させるパワーコンディショナであって、発電電力源の出力電圧を、開放電圧から、最大電力点追従制御の下限の電圧まで変化させる電圧変化部と、電圧変化部によって発電電力源の出力電圧が変化される間におけるピーク電力値に対応するピーク電圧値を保持するピーク電圧保持部と、発電電力源の出力電圧と発電電力源の出力電力とに基づいて、最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御部と、を備え、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力未満である場合に、最大電力点追従制御を行わずに、ピーク電圧保持部に保持されたピーク電圧値を目標電圧として制御するように構成されている。 In order to achieve the above object, a power conditioner according to one aspect of the present invention is a power conditioner that converts DC power from a generated power source into AC power and links the generated power source to a system power source. A voltage changing unit that changes the output voltage of the generated power source from the open voltage to the lower limit voltage of the maximum power point tracking control, and a peak power value while the output voltage of the generated power source is changed by the voltage changing unit. A peak voltage holding unit that holds a corresponding peak voltage value, and a maximum power point tracking control unit that performs maximum power point tracking control based on the output voltage of the generated power source and the output power of the generated power source, When the output power of the generated power source is less than the power at the start level of maximum power point tracking control, the peak voltage value held in the peak voltage holding unit is targeted without performing maximum power point tracking control. It is configured to control the pressure.

この発明の一の局面によるパワーコンディショナは、上記のように、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力未満である場合に、最大電力点追従制御を行わずに、ピーク電圧保持部に保持されたピーク電圧値を目標電圧として制御するように構成されている。これにより、ピーク電圧値は、周囲の環境に応じて変化する値であるので、ピーク電圧値を目標電圧として制御することによって、現在の環境における最大の（ピークの）電力を出力することができる。その結果、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することができる。 The power conditioner according to one aspect of the present invention does not perform the maximum power point tracking control when the output power of the generated power source is less than the power at the start level of the maximum power point tracking control as described above. The peak voltage value held in the peak voltage holding unit is controlled as a target voltage. Thus, since the peak voltage value is a value that changes according to the surrounding environment, the maximum (peak) power in the current environment can be output by controlling the peak voltage value as the target voltage. . As a result, it is possible to appropriately output power according to the surrounding environment.

上記一の局面によるパワーコンディショナにおいて、好ましくは、発電電力源の出力電圧と発電電力源の出力電力とに基づいて、電圧変化部から出力される第１電圧を目標電圧とする第１モード、ピーク電圧保持部から出力される第２電圧を目標電圧とする第２モード、または、最大電力点追従制御部から出力される第３電圧を目標電圧とする第３モードのいずれかのモードに切り替えるモード切替部をさらに備える。このように構成すれば、モード切替部により、第１モード、第２モードおよび第３モードのいずれかにモードを迅速に切り替えることができるので、周囲の環境に応じたモードに迅速に切り替えることができる。 In the power conditioner according to the above one aspect, preferably, a first mode in which the first voltage output from the voltage changing unit is a target voltage based on the output voltage of the generated power source and the output power of the generated power source, Switch to either the second mode in which the second voltage output from the peak voltage holding unit is the target voltage or the third mode in which the third voltage output from the maximum power point tracking control unit is the target voltage. A mode switching unit is further provided. With this configuration, the mode switching unit can quickly switch the mode to any one of the first mode, the second mode, and the third mode, so that the mode can be quickly switched to the mode according to the surrounding environment. it can.

この場合、好ましくは、第１モードにおいて、発電電力源の出力電圧を開放電圧から最大電力点追従制御の下限の電圧まで変化させた場合において、常に、発電電力源の出力電力が最大電力点追従制御の開始レベルの電力未満である場合、モード切替部は、第１モードから第２モードに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、発電電力源の出力電力が常に開始レベルの電力未満である比較的発電量の小さい環境において、確実に、第２モードに切り替えることができる。 In this case, preferably, in the first mode, when the output voltage of the generated power source is changed from the open circuit voltage to the lower limit voltage of the maximum power point tracking control, the output power of the generated power source always always follows the maximum power point tracking. When the power is less than the control start level, the mode switching unit is configured to switch from the first mode to the second mode. If comprised in this way, it can switch to a 2nd mode reliably in the environment with comparatively small electric power generation amount whose output electric power of a generated electric power source is always less than the electric power of a start level.

上記第１モードから第２モードに切り替えるパワーコンディショナにおいて、好ましくは、第２モードにおいて、発電電力源の出力電力が最大電力点追従制御の開始レベルの電力以上になった場合、モード切替部は、第２モードから第３モードに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、周囲の環境が、比較的発電量の小さい環境（第２モード）から、比較的発電量を大きくすることが可能な環境に変化した場合でも、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することができる。 In the power conditioner for switching from the first mode to the second mode, preferably, in the second mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the mode switching unit The second mode is switched to the third mode. With this configuration, even when the surrounding environment changes from an environment with a relatively small amount of power generation (second mode) to an environment in which the amount of power generation can be relatively large, Electric power can be output appropriately.

上記モード切替部を備えるパワーコンディショナにおいて、好ましくは、第１モードにおいて、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力以上になった場合、モード切替部は、第１モードから第３モードに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、電圧変化部によって発電電力源の出力電圧を開放電圧から最大電力点追従制御の下限の電圧まで変化させることなく、第３モードに切り替えることができる。その結果、周囲の環境に応じた電力を迅速に出力することができる。 In the power conditioner including the mode switching unit, preferably, in the first mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the mode switching unit It is configured to switch from the mode to the third mode. If comprised in this way, it can switch to a 3rd mode, without changing the output voltage of a generated electric power source from the open circuit voltage to the voltage of the minimum of maximum power point tracking control by a voltage change part. As a result, it is possible to quickly output power corresponding to the surrounding environment.

この場合、好ましくは、第１モードにおいて、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力以上になった場合に、電圧変化部による電圧の変化を一旦停止させ、その後所定の時間の間、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力以上に維持されている場合、モード切替部は、第１モードから第３モードに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、一時的に発電電力源の出力電力が最大電力点追従制御の開始レベルの電力以上になった場合には、第３モードに切り替わらない。すなわち、第３モードによる制御（最大電力点追従制御）を行うのに適切でない比較的発電量の小さい環境で、第３モードによる制御（最大電力点追従制御）が行われるのを抑制することができる。 In this case, preferably, in the first mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the voltage change by the voltage changing unit is temporarily stopped, and then predetermined The mode switching unit is configured to switch from the first mode to the third mode when the output power of the generated power source is maintained at or above the power at the start level of the maximum power point tracking control for a period of time Yes. If comprised in this way, when the output electric power of a generated electric power source will be more than the electric power of the starting level of maximum power point tracking control temporarily, it will not switch to a 3rd mode. That is, it is possible to suppress the control in the third mode (maximum power point tracking control) from being performed in an environment with a relatively small amount of power generation that is not appropriate for performing the control in the third mode (maximum power point tracking control). it can.

上記モード切替部を備えるパワーコンディショナにおいて、好ましくは、第１モードは、発電電力源を系統電源に連系させる連系運転開始時に行われるように構成されている。このように構成すれば、連系運転開始時にピーク電圧値が取得されるので、連系運転開始時の発電量が比較的小さい場合でも、第２モードにスムーズに切り替えることができる。 In the power conditioner including the mode switching unit, preferably, the first mode is configured to be performed at the start of a linked operation in which the generated power source is linked to the grid power supply. If comprised in this way, since a peak voltage value is acquired at the time of a grid operation start, even when the electric power generation amount at the time of a grid operation start is comparatively small, it can switch to 2nd mode smoothly.

上記モード切替部を備えるパワーコンディショナにおいて、好ましくは、第３モードにおいて、発電電力源の出力電力が、最大電力点追従制御の開始レベルの電力未満になった場合に、最大電力点追従制御部から出力されていた第３電圧を目標電圧として制御するように構成されている。このように構成すれば、低日射時においても、発電電力源による発電を安定的に継続することができる。 In the power conditioner including the mode switching unit, preferably, in the third mode, when the output power of the generated power source becomes less than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the maximum power point tracking control unit The third voltage output from is controlled as a target voltage. If comprised in this way, the electric power generation by a generated electric power source can be continued stably also at the time of low solar radiation.

本発明によれば、上記のように、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to appropriately output power corresponding to the surrounding environment.

一実施形態によるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power conditioner by one Embodiment. 太陽電池の電流−電圧特性、および、電力−電圧特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric current-voltage characteristic of a solar cell, and an electric power-voltage characteristic. 電力制御モードの切り替えを説明するための図である。It is a figure for demonstrating switching of electric power control mode. （ａ）太陽電池の電力−電圧特性、（ｂ）太陽電池の出力電力（出力電圧）の時間変化を示す図（第１のケース）である。It is a figure (1st case) which shows the time change of the power-voltage characteristic of (a) solar cell, and (b) the output electric power (output voltage) of a solar cell. （ａ）太陽電池の電力−電圧特性、（ｂ）太陽電池の出力電力（出力電圧）の時間変化を示す図（第２のケース）である。It is a figure (2nd case) which shows the time change of the power-voltage characteristic of (a) solar cell, (b) the output electric power (output voltage) of a solar cell. （ａ）太陽電池の電力−電圧特性、（ｂ）太陽電池の出力電力（出力電圧）の時間変化を示す図（第３のケース）である。It is a figure (3rd case) which shows the time change of the power-voltage characteristic of (a) solar cell, (b) the output electric power (output voltage) of a solar cell.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１〜図６を参照して、本実施形態によるパワーコンディショナ１００の構成について説明する。パワーコンディショナ１００は、太陽電池２００からの直流電力を交流電力に変換し、太陽電池２００を、系統連系ブレーカ１を介して、系統電源３００に連系させるように構成されている。なお、太陽電池２００は、特許請求の範囲の「発電電力源」の一例である。 With reference to FIGS. 1-6, the structure of the power conditioner 100 by this embodiment is demonstrated. The power conditioner 100 is configured to convert DC power from the solar battery 200 into AC power, and to connect the solar battery 200 to the system power supply 300 via the system connection breaker 1. The solar cell 200 is an example of the “generated power source” in the claims.

（パワーコンディショナの構成）
図１に示すように、パワーコンディショナ１００は、インバータ２を備えている。インバータ２は、太陽電池２００から出力された直流電力を交流電力に変換するように構成されている。そして、インバータ２により変換された交流電力は、インダクタ３およびコンデンサ４を介して、系統電源３００に出力される。なお、インダクタ３およびコンデンサ４によってＬＣフィルタが構成されている。ＬＣフィルタは、系統電源３００に出力される交流電力に含まれる高調波電流を除去するノイズ除去フィルタとして機能する。 (Configuration of inverter)
As shown in FIG. 1, the power conditioner 100 includes an inverter 2. The inverter 2 is configured to convert the DC power output from the solar cell 200 into AC power. The AC power converted by the inverter 2 is output to the system power supply 300 via the inductor 3 and the capacitor 4. The inductor 3 and the capacitor 4 constitute an LC filter. The LC filter functions as a noise removal filter that removes harmonic currents contained in AC power output to the system power supply 300.

また、パワーコンディショナ１００は、電圧センサ５を備えている。電圧センサ５は、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶ［Ｖ］を測定するように構成されている。また、パワーコンディショナ１００は、電圧センサ６を備えている。電圧センサ６は、インバータ２の出力電圧を測定するように構成されている。 Further, the power conditioner 100 includes a voltage sensor 5. The voltage sensor 5 is configured to measure the output voltage V _PV [V] of the solar cell 200. Further, the power conditioner 100 includes a voltage sensor 6. The voltage sensor 6 is configured to measure the output voltage of the inverter 2.

また、パワーコンディショナ１００は、電流センサ７を備えている。電流センサ７は、太陽電池２００の出力電流Ｉ_ＰＶを測定するように構成されている。また、パワーコンディショナ１００は、電流センサ８を備えている。電流センサ８は、インバータ２の出力電流を測定するように構成されている。 Further, the power conditioner 100 includes a current sensor 7. Current sensor 7 is configured to measure an output current I _PV solar cell 200. Further, the power conditioner 100 includes a current sensor 8. The current sensor 8 is configured to measure the output current of the inverter 2.

（制御部の構成）
パワーコンディショナ１００、制御部１０を備えている。制御部１０は、太陽電池２００から可及的に（可能な限り）大きい電力が出力されるように、太陽電池２００からの出力電力Ｐ_ＰＶ［Ｗ］を制御するように構成されている。具体的には、制御部１０は、太陽電池２００からの出力電圧Ｖ_ＰＶが目標電圧に一致するように、インバータ２からの出力電力Ｐ_ＰＶを制御する。以下、制御部１０の構成を具体的に説明する。 (Configuration of control unit)
A power conditioner 100 and a control unit 10 are provided. The control unit 10 is configured to control the output power P _PV [W] from the solar cell 200 so that as much power as possible is output from the solar cell 200 as much as possible. Specifically, the control unit 10 controls the output power P _PV from the inverter 2 so that the output voltage V _PV from the solar cell 200 matches the target voltage. Hereinafter, the configuration of the control unit 10 will be specifically described.

制御部１０は、電力演算部１１を含む。電力演算部１１には、電圧センサ５により測定された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと、電流センサ７により測定された太陽電池２００の出力電流Ｉ_ＰＶとが入力される。そして、電力演算部１１は、入力された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと出力電流Ｉ_ＰＶとに基づいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶを演算するように構成されている。また、演算された太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶは、後述する、電圧スイープ部１２、ピーク電圧保持部１３、ＭＰＰＴ制御部１４、および、モード切替部１５に出力される。 The control unit 10 includes a power calculation unit 11. The power calculator 11 receives the output voltage V _PV of the solar cell 200 measured by the voltage sensor 5 and the output current I _PV of the solar cell 200 measured by the current sensor 7. Then, the power calculation unit 11, based on the output voltage _{V PV} solar cell 200 that is input and output current _{I PV,} and is configured to calculate the output power _{P PV} solar cell 200. Further, the output power _{P PV} of the operational solar cell 200 will be described later, the voltage sweep unit 12, a peak voltage holding unit 13, MPPT control unit 14, and are outputted to the mode switching unit 15.

制御部１０は、電圧スイープ部１２を含む。電圧スイープ部１２には、電圧センサ５によって検知された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと、電力演算部１１によって演算された太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶとが入力される。そして、電圧スイープ部１２は、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを、開放電圧から、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化させる（スイープさせる）ように構成されている。なお、以下では、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化させる際（以下、スイープモードという）の目標電圧を、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}と記載する。また、電圧スイープ部１２は、特許請求の範囲の「電圧変化部」の一例である。また、スイープモードは、特許請求の範囲の「第１モード」の一例である。なお、開放電圧とは、太陽電池２００の出力端に負荷をつながずに、電流を流さない状態で測定された電圧である。また、ＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}とは、ＭＰＰＴ制御を行うために必要な下限の出力電力Ｐ_ＰＶに対応する電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}である。 The control unit 10 includes a voltage sweep unit 12. The voltage sweep unit 12 receives the output voltage V _PV of the solar cell 200 detected by the voltage sensor 5 and the output power P _PV of the solar cell 200 calculated by the power calculation unit 11. The voltage sweep unit 12 is _configured to change (sweep) the output voltage V _PV of the solar cell 200 from the open circuit voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM of} the maximum power point tracking control (MPPT control). . Hereinafter, the target voltage when the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed from the open circuit voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control (hereinafter referred to as a sweep mode) is described as a target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} . . The voltage sweep unit 12 is an example of the “voltage changing unit” in the claims. The sweep mode is an example of the “first mode” in the claims. Note that the open circuit voltage is a voltage measured without connecting a load to the output terminal of the solar cell 200 and passing no current. Further, the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control is a voltage V _{LOW_LIM} corresponding to the lower limit output power P _PV necessary for performing the MPPT control.

ここで、本実施形態では、スイープモードは、太陽電池２００を系統電源３００に連系させる連系運転開始時に行われるように構成されている。たとえば、スイープモードは、夜明けから徐々に日射量が増加した後、太陽電池２００を系統電源３００に連系させる際に行われる。また、スイープモードは、日中において日射量が低下し、太陽電池２００の系統電源３００への連系が解除された後、再び、太陽電池２００が系統電源３００に連系された際に行われる。 Here, in the present embodiment, the sweep mode is configured to be performed at the start of the grid operation in which the solar cell 200 is linked to the grid power supply 300. For example, the sweep mode is performed when the solar battery 200 is connected to the system power supply 300 after the amount of solar radiation gradually increases from dawn. The sweep mode is performed when the solar battery 200 is connected to the system power supply 300 again after the amount of solar radiation is reduced during the day and the connection of the solar battery 200 to the system power supply 300 is released. .

制御部１０は、ピーク電圧保持部１３を含む。ピーク電圧保持部１３は、電圧スイープ部１２によって太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが変化される間におけるピーク電力値、および、ピーク電力値に対応するピーク電圧値を保持するように構成されている。なお、ピーク電力値とは、電圧スイープ部１２によって太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが変化される間における出力電力Ｐ_ＰＶの最大値である。ピーク電圧値は、出力電力Ｐ_ＰＶが最大値である場合の出力電圧Ｖ_ＰＶである。なお、以下では、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶがピーク電圧値になるように制御する際（以下、グローバルピークモードという）の目標電圧を、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}と記載する。また、グローバルピークモードは、特許請求の範囲の「第２モード」の一例である。 The control unit 10 includes a peak voltage holding unit 13. The peak voltage holding unit 13 is configured to hold the peak power value and the peak voltage value corresponding to the peak power value while the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed by the voltage sweep unit 12. . The peak power value is the maximum value of the output power P _PV while the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed by the voltage sweep unit 12. The peak voltage value is the output voltage V _PV when the output power P _PV is the maximum value. Hereinafter, a target voltage when controlling the output voltage V _PV of the solar cell 200 to be a peak voltage value (hereinafter referred to as a global peak mode) is described as a target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} . The global peak mode is an example of the “second mode” in the claims.

制御部１０は、ＭＰＰＴ制御部１４を含む。ＭＰＰＴ制御部１４は、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶとに基づいて、ＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）制御を行うように構成されている。具体的には、ＭＰＰＴ制御部１４は、太陽電池２００からの出力電力Ｐ_ＰＶが最大になるように、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを、所定の電圧変化幅で段階的に変化させるように構成されている。なお、この方法は、山登り法と呼ばれる。なお、以下では、山登り法を用いたＭＰＰＴ制御を行う際（以下、ＭＰＰＴモードという）の目標電圧を、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}と記載する。また、ＭＰＰＴ制御部１４は、特許請求の範囲の「最大電力点追従制御部」の一例である。また、ＭＰＰＴモードは、特許請求の範囲の「第３モード」の一例である。 The control unit 10 includes an MPPT control unit 14. The MPPT control unit 14 is configured to perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control based on the output voltage V _PV of the solar cell 200 and the output power P _PV of the solar cell 200. Specifically, the MPPT control unit 14 changes the output voltage V _PV of the solar cell 200 in a stepwise manner with a predetermined voltage change width so that the output power P _PV from the solar cell 200 is maximized. It is configured. This method is called a mountain climbing method. Hereinafter, the target voltage when performing MPPT control using the hill-climbing method (hereinafter referred to as MPPT mode) is described as target voltage V _PV ^* _{_MPPT} . The MPPT control unit 14 is an example of the “maximum power point tracking control unit” in the claims. The MPPT mode is an example of the “third mode” in the claims.

山登り法について、具体的に説明する。まず、図２に示すように、太陽電池２００の電圧−電流特性（ＩＶ特性）は、図２の点線で示すような曲線になる。具体的には、電圧の増加とともに電流は徐々に減少した後、電流は急減に減少する。そして、太陽電池２００の電圧−電力特性（ＰＶ特性）は、図２の実線で示すように、ある動作点で電力が最大になる曲線（ＰＶカーブ）になる。そこで、パワーコンディショナ１００は、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、常に、最大になるように太陽電池２００の出力電流Ｉ_ＰＶを調整する。これにより、太陽電池２００の発電量が最大になる。 The hill climbing method will be specifically described. First, as shown in FIG. 2, the voltage-current characteristic (IV characteristic) of the solar cell 200 becomes a curve as shown by the dotted line in FIG. Specifically, after the current gradually decreases as the voltage increases, the current rapidly decreases. And the voltage-power characteristic (PV characteristic) of the solar cell 200 becomes a curve (PV curve) where the power becomes maximum at a certain operating point, as shown by the solid line in FIG. Therefore, the power conditioner 100 adjusts the output current I _PV of the solar cell 200 so that the output power P _PV of the solar cell 200 is always maximized. Thereby, the electric power generation amount of the solar cell 200 becomes the maximum.

なお、太陽電池２００の電圧−電力特性（ＰＶ特性）は、太陽電池２００に照射される日射量や、太陽電池２００の温度（パネル温度）などの周囲の環境によって変化する。そこで、パワーコンディショナ１００は、周囲の環境が変化することに起因して電力が最大になる動作点が変化した場合でも、常に、変化した動作点に追従するように制御を行う。パワーコンディショナ１００は、たとえば、ＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）制御により、変化した動作点に追従するように制御を行う。 Note that the voltage-power characteristics (PV characteristics) of the solar cell 200 vary depending on the ambient environment such as the amount of solar radiation irradiated on the solar cell 200 and the temperature (panel temperature) of the solar cell 200. Therefore, the power conditioner 100 performs control to always follow the changed operating point even when the operating point at which the power is maximized due to the change in the surrounding environment. The power conditioner 100 performs control so as to follow the changed operating point by, for example, MPPT (Maximum Power Point Tracking) control.

ＭＰＰＴ制御では、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと出力電流Ｉ_ＰＶとの組み合わせ（つまり、太陽電池２００の動作点）を、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが最大になる最大電力点（最適動作点）に追従させる。また、ＭＰＰＴ制御を行うための具体的なアルゴリズムは、たとえば、山登り法である。山登り法では、まず、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと出力電流Ｉ_ＰＶとが測定される。そして、測定された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと出力電流Ｉ_ＰＶとに基づいて太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが演算される。そして、今回演算された出力電力Ｐ_ＰＶと、前回演算された出力電力Ｐ_ＰＶとを比較し、比較結果に基づいて、太陽電池２００の動作点が最大電力点に近づくように、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが制御される。 In MPPT control, the combination of the output voltage V _PV and the output current I _PV of the solar cell 200 (that is, the operating point of the solar cell 200) is the maximum power point (optimum operation) at which the output power P _PV of the solar cell 200 is maximized. Point). A specific algorithm for performing MPPT control is, for example, a hill climbing method. In the hill-climbing method, first, the output voltage V _PV and the output current I _{PV of} the solar cell 200 are measured. Based on the measured output voltage V _PV and output current I _PV of the solar cell 200, the output power P _PV of the solar cell 200 is calculated. Then, the output power P _PV calculated this time is compared with the output power P _PV calculated last time, and based on the comparison result, the operating point of the solar cell 200 approaches the maximum power point. The output voltage V _PV is controlled.

また、本実施形態では、図１に示すように、制御部１０は、モード切替部１５を含む。モード切替部１５は、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶとに基づいて、電圧スイープ部１２から出力される目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}を目標電圧とするスイープモード、ピーク電圧保持部１３から出力される目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}を目標電圧とするグローバルピークモード、または、ＭＰＰＴ制御部１４から出力される目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}を目標電圧とするＭＰＰＴモードのいずれかのモード（電力制御モード）に切り替えるように構成されている。モード切替部１５は、電力演算部１１、電圧スイープ部１２、ピーク電圧保持部１３、および、ＭＰＰＴ制御部１４と連携しながら、電力制御モードを切り替えるように構成されている。なお、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}は、特許請求の範囲の「第１電圧」の一例である。また、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}は、特許請求の範囲の「第２電圧」の一例である。また、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}は、特許請求の範囲の「第３電圧」の一例である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the control unit 10 includes a mode switching unit 15. The mode switching unit 15 is a sweep mode in which the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} output from the voltage sweep unit 12 is set as a target voltage based on the output voltage V _PV of the solar cell 200 and the output power P _PV of the solar cell 200. _Either the global peak mode in which the target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} output from the peak voltage holding unit 13 is the target voltage, or the MPPT mode in which the target voltage V _PV ^* _{_MPPT} output from the MPPT control unit 14 is the target voltage It is configured to switch to the mode (power control mode). The mode switching unit 15 is configured to switch the power control mode in cooperation with the power calculation unit 11, the voltage sweep unit 12, the peak voltage holding unit 13, and the MPPT control unit 14. The target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} is an example of the “first voltage” in the claims. The target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} is an example of the “second voltage” in the claims. The target voltage V _PV ^* _{_MPPT} is an example of the “third voltage” in the claims.

そして、本実施形態では、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満である場合に、ＭＰＰＴ制御を行わずに、ピーク電圧保持部１３に保持されたピーク電圧値を目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}として制御するように構成されている。具体的には、図３に示すように、スイープモードにおいて、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化させた場合において、常に、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満である場合、モード切替部１５は、スイープモードからグローバルピークモードに切り替えるように構成されている。すなわち、目標電圧が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}から、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}に切り替えられる。 In the present embodiment, when the output power P _PV of the solar cell 200 is less than the power P _MPPT at the MPPT control start level, the peak voltage held in the peak voltage holding unit 13 without performing the MPPT control. It is configured to control the value as the target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} . Specifically, as shown in FIG. 3, in the sweep mode, when the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed from the open circuit voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control, the output of the solar cell 200 is always changed. When the power P _PV is less than the power P _MPPT at the MPPT control start level, the mode switching unit 15 is configured to switch from the sweep mode to the global peak mode. That is, the target voltage, from the target voltage _V ^PV _{* _SWEEP,} is switched to the target voltage _V ^PV _{* _GPEAK.}

また、本実施形態では、図３に示すように、グローバルピークモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合、モード切替部１５は、グローバルピークモードからＭＰＰＴモードに切り替えるように構成されている。すなわち、目標電圧が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}から、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}に切り替えられる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the global peak mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT of the MPPT control start level, the mode switching unit 15 It is configured to switch from the peak mode to the MPPT mode. That is, the target voltage, from the target voltage _V ^PV _{* _GPEAK,} is switched to the target voltage _V ^PV _{* _MPPT.}

また、本実施形態では、図３に示すように、スイープモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合、モード切替部１５は、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替えるように構成されている。具体的には、スイープモードにおいて太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合に、電圧スイープ部１２による電圧の変化を一旦停止させる。そして、その後所定の時間（たとえば、１０秒）経過後、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上に維持されている場合、モード切替部１５は、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替える。すなわち、目標電圧が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}から、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}に切り替えられる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the sweep mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT of the MPPT control start level, the mode switching unit 15 It is configured to switch from the mode to the MPPT mode. Specifically, the output power P _PV solar cell 200 in the sweep mode, if it becomes more than the power P _MPPT starting level MPPT control temporarily stops the change in voltage by the voltage sweep unit 12. Then, after a predetermined time (for example, 10 seconds) has elapsed, when the output power P _PV of the solar cell 200 is maintained to be equal to or higher than the power P _MPPT at the start level of MPPT control, the mode switching unit 15 performs the sweep mode. To MPPT mode. That is, the target voltage, from the target voltage _V ^PV _{* _SWEEP,} is switched to the target voltage _V ^PV _{* _MPPT.}

また、図１に示すように、制御部１０は、有効電流制御部１６を含む。有効電流制御部１６には、電圧センサ５から太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが入力される。また、有効電流制御部１６には、モード切替部１５から、目標電圧（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}、または、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}）が入力される。そして、有効電流制御部１６は、電圧センサ５からの出力電圧Ｖ_ＰＶと、目標電圧との差分値に基づいて、有効電流指令値を演算し、演算した有効電流指令値を電流指令演算部１７に出力する。 As shown in FIG. 1, the control unit 10 includes an active current control unit 16. The effective current control unit 16 receives the output voltage V _PV of the solar battery 200 from the voltage sensor 5. In addition, the target voltage (target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} , target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} , or target voltage V _PV ^* _{_MPPT} ) is input from the mode switching unit 15 to the active current control unit 16. Then, the active current control unit 16 calculates an effective current command value based on the difference value between the output voltage V _PV from the voltage sensor 5 and the target voltage, and the calculated effective current command value is the current command calculation unit 17. Output to.

また、制御部１０は、無効電流制御部１８を含む。無効電流制御部１８は、系統電源３００の電圧の維持や、太陽電池２００およびパワーコンディショナ１００を含むシステムの単独運転の検出のための無効電流指令値を演算するように構成されている。そして、無効電流制御部１８は、演算した無効電流指令値を電流指令演算部１７に出力する。 The control unit 10 includes a reactive current control unit 18. The reactive current control unit 18 is configured to calculate a reactive current command value for maintaining the voltage of the system power supply 300 and detecting a single operation of the system including the solar battery 200 and the power conditioner 100. Then, the reactive current control unit 18 outputs the calculated reactive current command value to the current command calculation unit 17.

また、制御部１０は、電流指令演算部１７を含む。電流指令演算部１７は、入力された有効電流指令値および無効電流指令値に基づいて、交流電流指令を演算するとともに、演算した交流電流指令を電流制御演算部１９に出力するように構成されている。 The control unit 10 includes a current command calculation unit 17. The current command calculation unit 17 is configured to calculate an AC current command based on the input active current command value and reactive current command value, and to output the calculated AC current command to the current control calculation unit 19. Yes.

また、制御部１０は、電流制御演算部１９を含む。電流制御演算部１９は、入力された交流電流指令と、電圧センサ６によって測定されたインバータ２の出力電圧と、電流センサ８によって測定されたインバータ２の出力電流とに基づいて、インバータ２の電圧指令値を演算する。また、電流制御演算部１９は、演算された電圧指令値を、ＰＷＭ演算部２０に出力する。 The control unit 10 includes a current control calculation unit 19. Based on the input AC current command, the output voltage of the inverter 2 measured by the voltage sensor 6, and the output current of the inverter 2 measured by the current sensor 8, the current control calculation unit 19 Calculate the command value. Further, the current control calculation unit 19 outputs the calculated voltage command value to the PWM calculation unit 20.

また、制御部１０は、ＰＷＭ演算部２０を含む。ＰＷＭ演算部２０は、入力された電圧指令値に基づいて、インバータ２に含まれるスイッチング素子（図示せず）のゲートパルスを演算する。そして、ＰＷＭ演算部２０は、演算されたゲートパルスをインバータ２に出力する。そして、インバータ２では、入力されたゲートパルスに基づいて、スイッチング素子が動作される。これにより、太陽電池２００からの出力電圧Ｖ_ＰＶは、所望の目標電圧に制御される。その結果、可及的に最大電力が太陽電池２００から出力される。 The control unit 10 includes a PWM calculation unit 20. The PWM calculation unit 20 calculates a gate pulse of a switching element (not shown) included in the inverter 2 based on the input voltage command value. Then, the PWM calculation unit 20 outputs the calculated gate pulse to the inverter 2. In the inverter 2, the switching element is operated based on the input gate pulse. Thereby, the output voltage V _PV from the solar cell 200 is controlled to a desired target voltage. As a result, the maximum power is output from the solar cell 200 as much as possible.

なお、制御部１０の各部は、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などのプロセッサ、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、および、ＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）などのハードウェアによって構成されていてもよい。また、制御部１０の各部は、コンピュータによって実行されるプログラムなどのソフトウェアによって構成されていてもよい。 Each unit of the control unit 10 may be configured by hardware such as a processor such as a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a PLD (Programmable Logic Device). Each unit of the control unit 10 may be configured by software such as a program executed by a computer.

次に、図３〜図６を参照して、パワーコンディショナ１００（制御部１０）の具体的な動作を説明する。 Next, the specific operation of the power conditioner 100 (control unit 10) will be described with reference to FIGS.

〈待機モード〉
図３に示すように、太陽電池２００およびパワーコンディショナ１００を含むシステムの操作員によって、パワーコンディショナ１００の電源が投入されると、待機モードが実行される。待機モードでは、所定の運転条件が満たされた場合に、系統連系ブレーカ１（図１参照）がオンされて、太陽電池２００が系統電源３００に連系される。すなわち、連系運転が開始される。なお、所定の運転条件は、たとえば、系統電源３００に異常（交流の過電圧、交流の電圧不足、周波数の上昇、周波数の低下など）が無いこと、パワーコンディショナ１００の内部に異常（系統連系ブレーカ１のアンサー異常、制御部１０の異常など）が無いこと、太陽電池２００に照射される日射量が連系運転を行うのに十分であること、などである。なお、太陽電池２００に照射される日射量が連系運転を行うのに十分であるか否かは、電圧センサ５により測定された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶに基づいて判断される。 <Standby mode>
As shown in FIG. 3, when the power supply of the power conditioner 100 is turned on by an operator of the system including the solar cell 200 and the power conditioner 100, the standby mode is executed. In the standby mode, when a predetermined operation condition is satisfied, the grid interconnection breaker 1 (see FIG. 1) is turned on, and the solar cell 200 is linked to the grid power supply 300. That is, the interconnection operation is started. The predetermined operating conditions include, for example, that there is no abnormality in the system power supply 300 (AC overvoltage, AC voltage shortage, frequency increase, frequency decrease, etc.), and abnormality in the power conditioner 100 (system interconnection) That there is no answer abnormality of the breaker 1, abnormality of the control unit 10, etc., and that the solar radiation amount irradiated to the solar cell 200 is sufficient to perform the interconnection operation. Note that whether or not the amount of solar radiation applied to the solar cell 200 is sufficient to perform the interconnection operation is determined based on the output voltage V _PV of the solar cell 200 measured by the voltage sensor 5.

なお、モード切替部１５の初期状態では、電力制御モードは、スイープモードに設定されている。すなわち、系統運転の開示時の電力制御モードは、スイープモードである。 In the initial state of the mode switching unit 15, the power control mode is set to the sweep mode. That is, the power control mode when disclosing system operation is the sweep mode.

また、系統電源３００の異常の有無、および、パワーコンディショナ１００の内部の異常の有無、および、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶの大小は、待機モード以外の電力制御モードにおいて判断（監視）されていてもよい。特に、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶの大小は、天候や気温などの自然条件に左右される。このため、待機モードと連系運転とが繰り返される場合（系統連系ブレーカ１のオンオフが繰り返される場合）がある。そこで、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶの大小に起因する待機モードへの切り替え時には、系統連系ブレーカ１をオフ（開放）せずに、インバータ２のゲートブロックにより発電を停止させてもよい。なお、ゲートブロックとは、インバータ２からの出力電流を停止させることを意味する。 Further, the presence / absence of abnormality of the system power supply 300, the presence / absence of abnormality inside the power conditioner 100, and the magnitude of the output voltage V _PV of the solar cell 200 are determined (monitored) in the power control mode other than the standby mode. It may be. In particular, the magnitude of the output voltage V _PV of the solar cell 200 depends on natural conditions such as weather and temperature. For this reason, the standby mode and the interconnection operation may be repeated (the case where the grid interconnection breaker 1 is repeatedly turned on / off). Therefore, at the time of switching to the standby mode due to the magnitude of the output voltage V _PV of the solar cell 200, the power generation may be stopped by the gate block of the inverter 2 without turning off (opening) the grid interconnection breaker 1. The gate block means that the output current from the inverter 2 is stopped.

〈スイープモード〉
電圧スイープ部１２は、電圧センサ５から入力された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを監視し、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}を開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで徐々に変化させる。電圧スイープ部１２から出力された目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}は、モード切替部１５を介して、有効電流制御部１６に入力される。そして、インバータ２は、有効電流制御部１６に入力された目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}に基づいて、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化するように起動および動作する。 <Sweep mode>
The voltage sweep unit 12 monitors the output voltage V _PV of the solar cell 200 input from the voltage sensor 5 and gradually changes the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} from the open voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of MPPT control. The target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} output from the voltage sweep unit 12 is input to the active current control unit 16 via the mode switching unit 15. Then, based on the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} input to the active current control unit 16, the inverter 2 _changes the output voltage V _PV of the solar cell 200 from the open voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of MPPT control. Get up and running.

電力演算部１１は、電圧センサ５により測定された出力電圧Ｖ_ＰＶと、電流センサ７により測定された出力電流Ｉ_ＰＶとに基づいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶを逐次（たとえば、一定の時間間隔ごとに）演算する。電力演算部１１は、演算した出力電力Ｐ_ＰＶを、電圧スイープ部１２、ピーク電圧保持部１３、および、ＭＰＰＴ制御部１４に出力する。 The power calculation unit 11 sequentially calculates the output power P _PV of the solar cell 200 based on the output voltage V _PV measured by the voltage sensor 5 and the output current I _PV measured by the current sensor 7 (for example, a constant value). Calculate every time interval). The power calculation unit 11 outputs the calculated output power _PPV to the voltage sweep unit 12, the peak voltage holding unit 13, and the MPPT control unit 14.

ピーク電圧保持部１３は、待機モード時の太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶである開放電圧を目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}の初期値として保持する。また、ピーク電圧保持部１３は、太陽電池２００の動作開始レベル（電力）を、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶの初期値として保持する。なお、太陽電池２００の動作開始レベル（電力）とは、太陽電池２００によって発電が開始される下限の電力値である。 The peak voltage holding unit 13 holds the open voltage, which is the output voltage V _PV of the solar cell 200 in the standby mode, as the initial value of the target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} . Further, the peak voltage holding unit 13, the operation start level of the solar battery 200 (power), held as the initial value of the output power _{P PV} solar cell 200. The operation start level (power) of the solar cell 200 is a lower limit power value at which power generation is started by the solar cell 200.

また、ピーク電圧保持部１３には、電圧センサ５により測定された太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと、電力演算部１１により演算された太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶとが入力される。そして、入力された今回の出力電力Ｐ_ＰＶが、保持されている出力電力Ｐ_ＰＶよりも大きい場合、ピーク電圧保持部１３は、今回の出力電力Ｐ_ＰＶに対する出力電圧Ｖ_ＰＶを、新たな目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}として保持する。また、ピーク電圧保持部１３は、今回の出力電力Ｐ_ＰＶを、新たな出力電力Ｐ_ＰＶとして保持（更新）する。 Further, the output voltage V _PV of the solar cell 200 measured by the voltage sensor 5 and the output power P _PV of the solar cell 200 calculated by the power calculation unit 11 are input to the peak voltage holding unit 13. The present output power P _PV input is greater than the output power P _PV held, the peak voltage holding unit 13, the output voltage V _PV for the current output power P _PV, the new target voltage _Hold as V _PV ^* _{_GPEAK} . Further, the peak voltage holding unit 13 holds (updates) the current output power P _PV as the new output power P _PV .

ピーク電圧保持部１３は、スイープモード中に、上記のような処理（新たな目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}の保持、新たな出力電力Ｐ_ＰＶの保持）を繰り返すことにより、電力演算部１１により演算された太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶの最大値に対応する太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶ（ピーク電圧）が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}として保持される。 The peak voltage holding unit 13 is calculated by the power calculation unit 11 by repeating the above-described processing (holding a new target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} , holding a new output power P _PV ) during the sweep mode. The output voltage V _PV (peak voltage) of the solar cell 200 corresponding to the maximum value of the output power P _PV of the solar cell 200 is held as the target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} .

（低日射状態）
次に、図４を参照して、比較的日射量が小さい場合のパワーコンディショナ１００の運転（第１のケース）について説明する。たとえば、第１のケースは、朝方の低日射状態でパワーコンディショナ１００の運転が開始された場合に相当する。 (Low solar radiation state)
Next, the operation (first case) of the power conditioner 100 when the amount of solar radiation is relatively small will be described with reference to FIG. For example, the first case corresponds to a case where the operation of the power conditioner 100 is started in the morning low solar radiation state.

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、第１のケースでは、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化するまでの間（スイープモード中）、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、常に、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満になっている。なお、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴは、ＭＰＰＴ制御が開始される下限の電力値であり、予め設定されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, in the first case, the output voltage V _PV of the solar cell 200 changes from the open circuit voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control (in the sweep mode). ), The output power P _PV of the solar cell 200 is always less than the power P _MPPT at the MPPT control start level. Note that the power P _MPPT at the start level of MPPT control is a lower limit power value at which MPPT control is started, and is set in advance.

そして、モード切替部１５は、時刻ｔ_１において、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}に到達したことを確認する。つまり、モード切替部１５は、時刻ｔ_１において、電圧スイープ部１２による電圧のスイープが完了したことを確認する。また、モード切替部１５は、ピーク電圧保持部１３に保持された出力電力Ｐ_ＰＶの最大値がＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満であることを確認する。この場合、図３に示すように、電圧スイープ部１２は、スイープモードからグローバルピークモードに電力制御モードを切り替える。なお、グローバルピークモードの説明は後述する。 Then, the mode switching unit 15 confirms that the output voltage V _PV of the solar cell 200 has reached the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control at time t ₁ . In other words, the mode switching unit 15 at time t _1, to ensure that the sweep of the voltage by the voltage sweep unit 12 has been completed. Further, the mode switching unit 15 confirms that the maximum value of the output power P _PV held in the peak voltage holding unit 13 is less than the power P _MPPT at the start level of MPPT control. In this case, as shown in FIG. 3, the voltage sweep unit 12 switches the power control mode from the sweep mode to the global peak mode. The global peak mode will be described later.

（高日射状態）
次に、図５を参照して、比較的日射量が大きい場合のパワーコンディショナ１００の運転（第２のケース）について説明する。たとえば、第２のケースは、高日射状態でパワーコンディショナ１００の運転が開始された場合に相当する。 (High solar radiation state)
Next, the operation (second case) of the power conditioner 100 when the amount of solar radiation is relatively large will be described with reference to FIG. For example, the second case corresponds to a case where the operation of the power conditioner 100 is started in a high solar radiation state.

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第２のケースでは、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化するまでの間（スイープモード中）に、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になっている。 As shown in FIGS. 5A and 5B, in the second case, the output voltage V _PV of the solar cell 200 changes from the open circuit voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of MPPT control (in the sweep mode). ), The output power P _PV of the solar cell 200 is _{equal to} or higher than the power P _MPPT at the MPPT control start level.

具体的には、モード切替部１５は、時刻ｔ_２において、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になったことを確認する。ここで、モード切替部１５は、電圧スイープ部１２による電圧の変化を一旦停止させて、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}を一定値に固定する（図３参照）。具体的には、一定値は、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった時点（時刻ｔ_２）の目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}である。そして、モード切替部１５は、その後、所定の時間（たとえば、１０秒）の間、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上に維持されている場合、モード切替部１５は、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替える（図３参照）。これにより、図５に示すように、時刻ｔ_２１において、目標電圧が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}から、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}に切り替えられる。その結果、時刻ｔ_２１以降において、ＭＰＰＴ制御が開始される。なお、ＭＰＰＴモードの説明は後述する。 Specifically, the mode switching unit 15 at time _{t 2, the} confirming that the output voltage _{V PV} solar cell 200 is equal to or higher than the power _{P MPPT} the starting level of MPPT control. Here, the mode switching unit 15 temporarily stops the voltage change by the voltage sweep unit 12 and fixes the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} to a constant value (see FIG. 3). Specifically, the constant value is the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} at the time (time t ₂ ) when the output voltage V _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT at the MPPT control start level. The mode switching unit 15 then switches the mode when the output power P _PV of the solar cell 200 is maintained at or above the MPPT control start level power P _MPPT for a predetermined time (for example, 10 seconds). The switching unit 15 switches from the sweep mode to the MPPT mode (see FIG. 3). Thus, as shown in FIG. 5, at time _{t 21,} the target voltage, the target voltage _V ^PV _{* _SWEEP,} it is switched to the target voltage _V ^PV _{* _MPPT.} As a result, at time _{t 21} after, MPPT control is started. The MPPT mode will be described later.

（日射量の急変）
次に、図６を参照して、日射量が急変した場合のパワーコンディショナ１００の運転（第３のケース）について説明する。たとえば、雲に隠れていた太陽が一時的に雲間から現れた場合などに相当する。 (Rapid change in solar radiation)
Next, the operation (third case) of the power conditioner 100 when the amount of solar radiation changes suddenly will be described with reference to FIG. For example, this corresponds to a case where the sun hidden in the clouds temporarily appears from between the clouds.

時刻ｔ_３において、日射量の急変によって、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶの特性が、曲線ａ（図６（ａ）参照）から、曲線ｂに変化したとする。そして、所定の時間が経過する前に、再び、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶの特性が曲線ａに戻ったとする。ここで、電圧スイープ部１２は、時刻ｔ３において、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になったことを確認して、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}を一定値に固定する。一方、電圧スイープ部１２は、時刻ｔ_４において、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満になったことを確認して、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶの変化（スイープ）を再開する。この場合、モード切替部１５は、時刻ｔ_３において、スイープモードからＭＰＰＴモードには切り替えない。これにより、パワーコンディショナ１００では、日射量の急変の際には、ＭＰＰＴモードには切り替えられないので、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満の状態においてＭＰＰＴモードに切り替えらえる（移行する）ことはない。また、日射量の急変の際には、電圧のスイープが一時停止される（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}が一定値に固定される）ので、曲線ｂの特性が、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶの特性であると認識される（誤認識される）ことはない。 At time _{t 3,} by the sudden change of solar radiation, the characteristics of the output power _{P PV} solar cell 200, from the curve a (see FIG. 6 (a)), and changes to the curve b. Then, before the predetermined time elapses, again, characteristics of the output power P _PV solar cell 200 and returned to the curve a. Here, the voltage sweep unit 12 confirms that the output power P _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT of the start level of MPPT control at time t3, and _{sets the} target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} to a constant value. To fix. On the other hand, the voltage sweep unit 12 confirms that the output power P _PV of the solar cell 200 is less than the power P _MPPT at the start level of the MPPT control at time t ₄ , and the output voltage V _PV of the solar cell 200 is Restart the change (sweep). In this case, the mode switching unit 15 At time _{t 3,} no switching from the sweep mode to MPPT mode. As a result, the power conditioner 100 cannot switch to the MPPT mode when the amount of solar radiation changes suddenly, and therefore switches to the MPPT mode when the output power P _PV of the solar cell 200 is less than the start level power P _MPPT. It will not be received (migrated). In addition, when the amount of solar radiation changes suddenly, the voltage sweep is temporarily stopped (the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} is fixed to a constant value), so that the characteristic of the curve b is the output voltage V _{PV of the} solar cell 200. It is not perceived as a characteristic of (or misrecognized).

また、上記のように、待機モード中において、太陽電池２００およびパワーコンディショナ１００を含むシステムが、所定の運転条件を満たした場合に、スイープモードに切り替えられる。すなわち、本実施形態のパワーコンディショナ１００においては、スイープモードが頻繁に行われることが無いので、スイープモードを頻繁に行うことに起因する電力ロスを低減することが可能になる。つまり、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを変化（スイープ）する際には、出力電力Ｐ_ＰＶが比較的小さい状態が現れるので、スイープモードを頻繁に行うと、出力電力Ｐ_ＰＶが比較的小さい期間が長くなる。このため、電力ロスが比較的大きくなる。 Further, as described above, when the system including the solar cell 200 and the power conditioner 100 satisfies a predetermined operation condition during the standby mode, the system is switched to the sweep mode. That is, in the power conditioner 100 of this embodiment, since the sweep mode is not frequently performed, it is possible to reduce the power loss caused by frequently performing the sweep mode. That is, when the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed (swept), a state in which the output power P _PV is relatively small appears. Therefore, if the sweep mode is frequently performed, the period in which the output power P _PV is relatively small. Becomes longer. For this reason, a power loss becomes comparatively large.

また、メガソーラなどの大規模発電設備において、スイープモードを頻繁に行うと、スイープの動作に伴う電力の脈動が、系統電源３００に悪影響を及ぼす可能性がある。一方、本実施形態のパワーコンディショナ１００においては、スイープモードが頻繁に行われることが無いので、系統電源３００への悪影響を低減することが可能になる。 Further, in a large-scale power generation facility such as a mega solar, if the sweep mode is frequently performed, the pulsation of power accompanying the sweep operation may adversely affect the system power supply 300. On the other hand, in the power conditioner 100 of the present embodiment, since the sweep mode is not frequently performed, adverse effects on the system power supply 300 can be reduced.

なお、図６に示す第３のケースでは、時刻ｔ_５において、電力制御モードが、グローバルピークモードに切り替えられる。 In the third case shown in FIG. 6, at time t _5, the power control mode is switched to the global peak mode.

〈グローバルピークモード〉
モード切替部１５によって、電力制御モードがグローバルピークモードに切り替えられた場合、ピーク電圧保持部１３に保持された目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}が、モード切替部１５を介して有効電流制御部１６に出力される。たとえば、図４に示すように、時刻ｔ_１において、目標電圧が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}から、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}に切り替えられる。これにより、時刻ｔ_１以降において、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ピーク電圧保持部１３に保持された目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}に一致するように、インバータ２が制御される。すなわち、グローバルピークモードでは、スイープモードによって、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが最大値になった時の太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶ（実測値）が、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}に設定される。すなわち、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}には、現在の太陽電池２００の状態が反映されている。これにより、太陽電池２００の温度が太陽電池２００の基準温度と異なるか否かに関わらず、低日射時においても、太陽電池２００から可及的に大電力が出力されるように、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが制御される。 <Global peak mode>
When the power control mode is switched to the global peak mode by the mode switching unit 15, the target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} held in the peak voltage holding unit 13 is output to the active current control unit 16 via the mode switching unit 15. Is done. For example, 4, at time _{t 1,} the target voltage, the target voltage _V ^PV _{* _SWEEP,} is switched to the target voltage _V ^PV _{* _GPEAK.} Thus, at time _{t 1} after the output power _{P PV} solar cell 200, so as to match the target voltage _V ^PV _{* _GPEAK} held in the peak voltage holding unit 13, the inverter 2 is controlled. That is, in the global peak mode, the output voltage V _PV (actually measured value) of the solar cell 200 when the output power P _PV of the solar cell 200 reaches the maximum value is set to the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} by the sweep mode. The That is, the current state of the solar cell 200 is reflected in the target voltage V _PV ^* _{_SWEEP} . Thus, regardless of whether the temperature of the solar cell 200 is different from the reference temperature of the solar cell 200, the solar cell 200 can output as much power as possible from the solar cell 200 even during low solar radiation. The output power P _{PV of} is controlled.

〈ＭＰＰＴモード〉
モード切替部１５によって、電力制御モードがＭＰＰＴモードに切り替えられた場合、ＭＰＰＴ制御部１４は、山登り法を用いて、電力演算部１１により演算された出力電力Ｐ_ＰＶから目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}を演算する。そして、ＭＰＰＴ制御部１４は、演算した目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}を、モード切替部１５を介して有効電流制御部１６に出力する。たとえば、図５に示すように、時刻ｔ_２１以降において、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}に一致するように、インバータ２が制御される。 <MPPT mode>
When the power control mode is switched to the MPPT mode by the mode switching unit 15, the MPPT control unit 14 uses the hill-climbing method to obtain the target voltage V _PV ^* _{_MPPT} from the output power P _PV calculated by the power calculation unit 11. Calculate. Then, the MPPT control unit 14 outputs the calculated target voltage V _PV ^* _{_MPPT} to the active current control unit 16 via the mode switching unit 15. For example, as shown in FIG. 5, after time t ₂₁ , inverter 2 is controlled such that output power P _PV of solar cell 200 matches target voltage V _PV ^* _{_MPPT} .

また、本実施形態では、図３に示すように、ＭＰＰＴモードにおいて、電力演算部１１により演算された出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満になった場合、ＭＰＰＴ制御部１４は、出力電力Ｐ_ＰＶが電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満になった時点の目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}を保持して一定にする（電圧一定モード）。これにより、本実施形態のパワーコンディショナ１００においては、日没などによる低日射時においても、実行中のＭＰＰＴ制御が不安定にならないので、太陽電池２００による発電を安定的に継続することが可能になる。なお、目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}が一定にされている場合において、出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合、再びＭＰＰＴ制御が再開される。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the MPPT mode, when the output power P _PV calculated by the power calculation unit 11 is less than the power P _MPPT of the MPPT control start level, the MPPT control unit 14 holds the target voltage V _PV ^* _{_MPPT} at the time when the output power P _PV becomes less than the power P _MPPT and makes it constant (voltage constant mode). As a result, in the power conditioner 100 of the present embodiment, the MPPT control being executed does not become unstable even during low sunshine due to sunset or the like, so that power generation by the solar cell 200 can be stably continued. become. When the target voltage V _PV ^* _{_MPPT} is constant, and the output power P _PV becomes equal to or higher than the power P _MPPT at the MPPT control start level, the MPPT control is resumed.

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of this embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満である場合に、ＭＰＰＴ制御を行わずに、ピーク電圧保持部１３に保持されたピーク電圧値を目標電圧（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}）として制御するように構成されている。これにより、ピーク電圧値は、周囲の環境に応じて変化する値であるので、ピーク電圧値を目標電圧として制御することによって、現在の環境における最大の（ピークの）電力を出力することができる。その結果、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することができる。 In the present embodiment, as described above, when the output power P _PV of the solar cell 200 is less than the power P _MPPT at the start level of MPPT control, it is held in the peak voltage holding unit 13 without performing MPPT control. The peak voltage value is controlled as a target voltage (target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} ). Thus, since the peak voltage value is a value that changes according to the surrounding environment, the maximum (peak) power in the current environment can be output by controlling the peak voltage value as the target voltage. . As a result, it is possible to appropriately output power according to the surrounding environment.

また、本実施形態では、上記のように、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶと太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶとに基づいて、電圧スイープ部１２から出力される電圧（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＳＷＥＥＰ}）を目標電圧とするスイープモード、ピーク電圧保持部１３から出力される電圧（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＧＰＥＡＫ}）を目標電圧とするグローバルピークモード、または、ＭＰＰＴ制御部１４から出力される電圧（目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}）を目標電圧とするＭＰＰＴモードのいずれかのモードに切り替えるモード切替部１５を備える。これにより、モード切替部１５により、スイープモード、グローバルピークモードおよびＭＰＰＴモードのいずれかにモードを迅速に切り替えることができるので、周囲の環境に応じたモードに迅速に切り替えることができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the voltage (target voltage V _PV ^* _{_SWEEP)} output from the voltage sweep unit 12 based on the output voltage V _PV of the solar cell 200 and the output power P _PV of the solar cell 200. ) As a target voltage, a global peak mode with a voltage (target voltage V _PV ^* _{_GPEAK} ) output from the peak voltage holding unit 13 as a target voltage, or a voltage (target voltage) output from the MPPT control unit 14 A mode switching unit 15 for switching to any one of the MPPT modes using V _PV ^* _{_MPPT} ) as a target voltage is provided. Thereby, since the mode switching unit 15 can quickly switch the mode to any one of the sweep mode, the global peak mode, and the MPPT mode, the mode can be quickly switched to a mode according to the surrounding environment.

また、本実施形態では、上記のように、スイープモードにおいて、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化させた場合において、常に、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満である場合、モード切替部１５は、スイープモードからグローバルピークモードに切り替えるように構成されている。これにより、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが常にＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴである比較的発電量の小さい環境において、確実に、グローバルピークモードに切り替えることができる。 In the present embodiment, as described above, in the sweep mode, when the output voltage V _PV of the solar cell 200 is changed from the open voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of the MPPT control, the output of the solar cell 200 is always obtained. When the power P _PV is less than the power P _MPPT at the MPPT control start level, the mode switching unit 15 is configured to switch from the sweep mode to the global peak mode. Thereby, it is possible to surely switch to the global peak mode in an environment where the output power P _PV of the solar cell 200 is always the power P _MPPT at the start level of MPPT control and the power generation amount is relatively small.

また、本実施形態では、上記のように、グローバルピークモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合、モード切替部１５は、グローバルピークモードからＭＰＰＴモードに切り替えるように構成されている。これにより、周囲の環境が、比較的発電量の小さい環境（グローバルピークモード）から、比較的発電量を大きくすることが可能な環境に変化した場合でも、周囲の環境に応じた電力を適切に出力することができる。 In the present embodiment, as described above, in the global peak mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 is equal to or higher than the power P _MPPT at the start level of the MPPT control, the mode switching unit 15 To MPPT mode. As a result, even when the surrounding environment changes from an environment with a relatively small amount of power generation (global peak mode) to an environment in which the amount of power generation can be made relatively large, the electric power according to the surrounding environment is appropriately set. Can be output.

また、本実施形態では、上記のように、スイープモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合、モード切替部１５は、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替えるように構成されている。これにより、電圧スイープ部１２によって太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶを開放電圧からＭＰＰＴ制御の下限の電圧Ｖ_{ＬＯＷ＿ＬＩＭ}まで変化させることなく、ＭＰＰＴモードに切り替えることができる。その結果、周囲の環境に応じた電力を迅速に出力することができる。 In the present embodiment, as described above, in the sweep mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT of the MPPT control start level, the mode switching unit 15 starts from the sweep mode. It is configured to switch to the MPPT mode. Thus, the voltage sweep unit 12 can switch to the MPPT mode without changing the output voltage V _PV of the solar cell 200 from the open voltage to the lower limit voltage V _{LOW_LIM} of MPPT control. As a result, it is possible to quickly output power corresponding to the surrounding environment.

また、本実施形態では、上記のように、スイープモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合に、電圧スイープ部１２による電圧の変化を一旦停止させ、その後所定の時間の間、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上に維持されている場合、モード切替部１５は、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替えるように構成されている。これにより、一時的に太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶがＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上になった場合には、ＭＰＰＴモードに切り替わらない。すなわち、ＭＰＰＴモードによる制御（ＭＰＰＴ制御）を行うのに適切でない比較的発電量の小さい環境で、ＭＰＰＴモードによる制御（ＭＰＰＴ制御）が行われるのを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, in the sweep mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 becomes equal to or higher than the power P _MPPT of the MPPT control start level, the voltage change by the voltage sweep unit 12 is performed. When the output power P _PV of the solar cell 200 is maintained to be equal to or higher than the power P _MPPT at the MPPT control start level for a predetermined time, the mode switching unit 15 switches from the sweep mode to the MPPT mode. It is configured to switch to. Thus, when the output power P _PV of the solar cell 200 temporarily becomes equal to or higher than the power P _MPPT at the start level of MPPT control, the MPPT mode is not switched. That is, it is possible to suppress the control in the MPPT mode (MPPT control) from being performed in an environment where the amount of power generation is not suitable for performing control in the MPPT mode (MPPT control).

また、本実施形態では、上記のように、スイープモードは、太陽電池２００を系統電源３００に連系させる連系運転開始時に行われるように構成されている。これにより、連系運転開始時にピーク電圧値が取得されるので、連系運転開始時の発電量が比較的小さい場合でも、グローバルピークモードにスムーズに切り替えることができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the sweep mode is configured to be performed at the start of the interconnection operation for linking the solar cell 200 to the system power supply 300. Thereby, since the peak voltage value is acquired at the start of the interconnection operation, even when the power generation amount at the start of the interconnection operation is relatively small, it is possible to smoothly switch to the global peak mode.

また、本実施形態では、上記のように、ＭＰＰＴモードにおいて、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶが、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ未満になった場合、ＭＰＰＴ制御部１４から出力されていた電圧を目標電圧Ｖ_ＰＶ ^＊ _{＿ＭＰＰＴ}とする。これにより、低日射時においても、太陽電池２００による発電を安定的に継続することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, in the MPPT mode, when the output power P _PV of the solar cell 200 is less than the power P _MPPT at the MPPT control start level, the output is output from the MPPT control unit 14. The voltage is a target voltage V _PV ^* _{_MPPT} . Thereby, the electric power generation by the solar cell 200 can be stably continued even during low solar radiation.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。 [Modification]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、本発明のパワーコンディショナ１００を、太陽電池２００の出力電力Ｐ_ＰＶを制御するために用いる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明のパワーコンディショナ１００を、風力発電装置や水力発電装置などのような、電圧や電流などの動作点によって変動する発発電電力源の出力電力を制御するために用いてもよい。 For example, in the above embodiment, the power conditioner 100 of the present invention has been described with reference to an example used to control the output power P _PV solar cell 200, the present invention is not limited thereto. For example, the power conditioner 100 of the present invention may be used to control the output power of a generated power source that varies depending on the operating point such as voltage or current, such as a wind power generator or a hydroelectric power generator.

また、上記実施形態では、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが、約１０秒間、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上である場合に、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替えられる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池２００の出力電圧Ｖ_ＰＶが、約１０秒間以外の期間の間、ＭＰＰＴ制御の開始レベルの電力Ｐ_ＭＰＰＴ以上である場合に、スイープモードからＭＰＰＴモードに切り替えてもよい。 Moreover, in the said embodiment, when the output voltage V _PV of the solar cell 200 was more than the electric power _PMPPT of the starting level of MPPT control for about 10 seconds, it showed about the example switched from sweep mode to MPPT mode, The present invention is not limited to this. For example, when the output voltage V _PV of the solar cell 200 is equal to or higher than the power P _MPPT at the MPPT control start level for a period other than about 10 seconds, the sweep mode may be switched to the MPPT mode.

また、上記実施形態では、太陽電池２００が１つ設けられている例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池２００は、複数設けられていてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although shown about the example in which the one solar cell 200 was provided, this invention is not limited to this. For example, a plurality of solar cells 200 may be provided.

１２電圧スイープ部（電圧変化部）
１３ピーク電圧保持部
１４ＭＰＰＴ制御部（最大電力点追従制御部）
１００パワーコンディショナ
２００太陽電池（発電電力源）
３００系統電源 12 Voltage sweep part (voltage change part)
13 Peak voltage holding unit 14 MPPT control unit (maximum power point tracking control unit)
100 Power conditioner 200 Solar cell (power generation source)
300 power supply

Claims

A power conditioner that converts direct current power from a generated power source into alternating current power and links the generated power source to a system power source,
A voltage changing unit that changes an output voltage of the generated power source from an open voltage to a lower limit voltage of maximum power point tracking control;
A peak voltage holding unit that holds a peak voltage value corresponding to a peak power value while the output voltage of the generated power source is changed by the voltage changing unit;
A maximum power point tracking control unit that performs the maximum power point tracking control based on the output voltage of the generated power source and the output power of the generated power source; and
When the output power of the generated power source is less than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the peak voltage value held in the peak voltage holding unit without performing the maximum power point tracking control A power conditioner that is configured to control as a target voltage.

Based on the output voltage of the generated power source and the output power of the generated power source, the first mode using the first voltage output from the voltage changing unit as the target voltage, and output from the peak voltage holding unit A mode switching unit that switches to either the second mode in which the second voltage is the target voltage or the third mode in which the third voltage output from the maximum power point tracking control unit is the target voltage; The power conditioner of Claim 1 provided.

In the first mode, when the output voltage of the generated power source is changed from the open voltage to the lower limit voltage of the maximum power point tracking control, the output power of the generated power source is always the maximum power point tracking control. The power conditioner according to claim 2, wherein the mode switching unit is configured to switch from the first mode to the second mode when the power is less than a starting level of power.

In the second mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the mode switching unit switches from the second mode to the third mode. The power conditioner according to claim 3, which is configured.

In the first mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the mode switching unit switches from the first mode to the third mode. The power conditioner of any one of Claims 2-4 comprised by these.

In the first mode, when the output power of the generated power source becomes equal to or higher than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the voltage change by the voltage changing unit is temporarily stopped, and then for a predetermined time. When the output power of the generated power source is maintained at or above the power at the start level of the maximum power point tracking control, the mode switching unit switches from the first mode to the third mode. The power conditioner according to claim 5, which is configured.

The power conditioner according to any one of claims 2 to 5, wherein the first mode is configured to be performed at the start of a grid operation in which the generated power source is linked to the grid power supply.

In the third mode, when the output power of the generated power source becomes less than the power at the start level of the maximum power point tracking control, the third voltage output from the maximum power point tracking control unit is The power conditioner of any one of Claims 2-7 comprised so that it may control as the said target voltage.