JP3174843B2 - Grid-connected inverter - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等の直流電源
から出力される直流電力を交流電力に変換し、商用電力
系統に供給するように構成された系統連系型インバータ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grid-connected inverter configured to convert DC power output from a DC power supply such as a solar cell into AC power and supply the AC power to a commercial power system.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の系統連系型インバータにあって
は、直流を交流に変換するためにスイッチング素子によ
り構成されたPWMインバータ回路が用いられ、スイッ
チング素子をON/OFF制御するゲートパルス信号と
してパルス幅および正負の極性を制御されたパルス列を
出力することにより、直流電力を商用周波数の交流電力
に変換して既存の商用電力系統に送り込んでいる。2. Description of the Related Art In a conventional grid-connected inverter, a PWM inverter circuit composed of switching elements is used to convert DC to AC, and is used as a gate pulse signal for controlling ON / OFF of the switching elements. By outputting a pulse train in which the pulse width and the positive and negative polarities are controlled, DC power is converted into AC power of a commercial frequency and sent to an existing commercial power system.
【0003】図7に従来の系統連系型インバータが適用
された系統連系型太陽光発電システムの一例を示す。こ
のシステムは、太陽電池2の直流電力をPWM(パルス
幅変調)制御される系統連系インバータ1で交流電力に
変換し、この系統連系インバータ1の出力端が商用トラ
ンス3を介して既存の商用系統電源4に接続されてい
る。FIG. 7 shows an example of a grid-connected solar power generation system to which a conventional grid-connected inverter is applied. In this system, DC power of a solar cell 2 is converted into AC power by a grid-connected inverter 1 controlled by PWM (pulse width modulation), and an output terminal of the grid-connected inverter 1 is connected to a conventional transformer 3 via a commercial transformer 3. It is connected to the commercial system power supply 4.
【0004】系統連系インバータ1は、逆流防止ダイオ
ード5,ノイズフィルター6,入力コンデンサ7,FE
Tブリッジ8,出力フィルターの機能をもち矩形波を正
弦波に変える出力チョークコイル9および平滑コンデン
サ10,連系リレー11,ノイズフィルター12および
制御回路13から構成されている。連系リレー11は、
系統連系インバータ1の電圧が確立したことを検出した
後、インバータ出力を商用トランス3を介して商用系統
電源4に電力供給するものである。制御回路13は、直
流電圧一定制御部14,直流基準電圧源15,乗算器1
6,出力電流検出器17,誤差増幅器18,PWM変調
制御部19およびFETブリッジ8を駆動するゲートド
ライブ信号生成回路20から構成されている。The system interconnection inverter 1 includes a backflow prevention diode 5, a noise filter 6, an input capacitor 7, an FE
It comprises a T-bridge 8, an output choke coil 9 having the function of an output filter and converting a rectangular wave into a sine wave, a smoothing capacitor 10, an interconnection relay 11, a noise filter 12, and a control circuit 13. The interconnection relay 11
After detecting that the voltage of the system interconnection inverter 1 has been established, the inverter output is supplied to the commercial system power supply 4 via the commercial transformer 3. The control circuit 13 includes a DC voltage constant control unit 14, a DC reference voltage source 15, a multiplier 1
6, an output current detector 17, an error amplifier 18, a PWM modulation control unit 19, and a gate drive signal generation circuit 20 for driving the FET bridge 8.
【0005】制御回路13は、直流電圧一定制御部14
において太陽電池2からのVDCの入力電圧信号S1と直
流基準電圧源15からのVREF の基準電圧信号S2との
誤差電圧信号S3を生成し、この誤差増幅器18を乗算
器16の一方の入力とする。The control circuit 13 includes a DC voltage constant control unit 14
To generate an error voltage signal S3 between the VDC input voltage signal S1 from the solar cell 2 and the VREF reference voltage signal S2 from the DC reference voltage source 15, and this error amplifier 18 is connected to one input of a multiplier 16. And
【0006】また、連系リレー11の出力側のVCSの出
力電圧信号S4を乗算器16の他方の入力とする。乗算
器16は入力した誤差電圧信号S3と出力電圧信号S4
とを乗算し、正弦波電圧信号S5を生成する。The output voltage signal S 4 of V CS on the output side of the interconnection relay 11 is used as the other input of the multiplier 16. The multiplier 16 receives the input error voltage signal S3 and the output voltage signal S4.
To generate a sinusoidal voltage signal S5.
【0007】誤差増幅器18は、乗算器16からの正弦
波電圧信号S5と出力電流検出器17で検出したIOUT
の出力電流信号S6とを入力し、両者の差分を増幅した
正弦波誤差信号S7をインバータ1の出力電流指令値と
してPWM変調制御部19に出力する。PWM変調制御
部19は入力した正弦波誤差信号S7に基づいてPWM
制御を行い、パルス幅と正負の極性が決定されたスイッ
チングパターン信号S8をゲートドライブ信号生成回路
20に出力する。ゲートドライブ信号生成回路20はそ
れに基づいてゲートパルス信号S9を出力しFETブリ
ッジ8を駆動することにより、基準電圧VREF に一致し
た入力電圧VDCが得られるように制御する。The error amplifier 18 outputs the sine wave voltage signal S 5 from the multiplier 16 and the I OUT detected by the output current detector 17.
, And outputs a sine wave error signal S7 obtained by amplifying the difference between the two to the PWM modulation control unit 19 as an output current command value of the inverter 1. The PWM modulation control unit 19 performs PWM based on the input sine wave error signal S7.
The control is performed, and the switching pattern signal S8 whose pulse width and positive / negative polarity are determined is output to the gate drive signal generation circuit 20. The gate drive signal generation circuit 20 outputs a gate pulse signal S9 based on the signal to drive the FET bridge 8, thereby controlling the input voltage VDC that matches the reference voltage VREF .
【0008】なお、FETブリッジ8においては、スイ
ッチングトランジスタQ1,Q2を同時ONしたときに
スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時OFFと
し、逆に、スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時
ONしたときにスイッチングトランジスタQ1,Q2を
同時OFFとする。In the FET bridge 8, when the switching transistors Q1 and Q2 are simultaneously turned on, the switching transistors Q3 and Q4 are simultaneously turned off. Conversely, when the switching transistors Q3 and Q4 are simultaneously turned on, the switching transistors Q1 and Q4 are turned off. Q2 is simultaneously turned off.
【0009】以上のように、系統連系インバータ1にお
けるPWM変調制御部19に与えるべき出力電流指令値
(波形パターン)としての正弦波誤差信号S7を得るた
めに、入力電圧信号S1,出力電圧信号S4および出力
電流信号S6を用いていた。As described above, in order to obtain the sine wave error signal S7 as an output current command value (waveform pattern) to be given to the PWM modulation control unit 19 in the grid interconnection inverter 1, the input voltage signal S1, the output voltage signal S4 and the output current signal S6 were used.
【0010】そして、その正弦波誤差信号S7をフィー
ドバック信号として系統連系インバータ1の制御に用い
ていた。つまり、この従来例は、インバータ1の入力電
圧(すなわち太陽電池2の出力電圧)VDCを、予め設定
した一定電圧値VREF に制御する方式を採用している。The sine wave error signal S7 has been used as a feedback signal for controlling the system interconnection inverter 1. In other words, this conventional example adopts a method of controlling the input voltage of the inverter 1 (that is, the output voltage of the solar cell 2) VDC to a predetermined constant voltage value VREF .
【0011】太陽電池から最大電力を取り出す動作点の
電圧は、実際には日射量などの気象条件や素子温度によ
って刻々と変化する。ところで、上記した従来方式の特
徴は、日射量や素子温度にかかわらず任意のほぼ一定電
圧に近似できると仮定して、擬似的に太陽電池の最大電
力点で動作させようとした点にある。In practice, the voltage at the operating point at which the maximum power is extracted from the solar cell varies every moment depending on weather conditions such as the amount of solar radiation and the element temperature. By the way, the feature of the above-mentioned conventional method is that the solar cell is simulated to operate at the maximum power point of the solar cell, assuming that the voltage can be approximated to an almost constant voltage regardless of the amount of solar radiation and the element temperature.
【0012】このことから、上記従来方式では、制御的
には開ループ制御を行っていることになり、予め予測し
た一定電圧値と実際の最大出力を取り出せる動作電圧値
とが必ずしも一致しないことが当然に予想される。この
場合、最適動作点からずれた点で動作することとなり、
最大電力を出力することができない。太陽電池の特性
上、動作点が最適動作点から少しでもずれると、特に日
射量がある程度高くなった場合、無駄にしてしまう電力
が多くなる。また、季節によって最適動作点は変化する
ので、1年を通して冬季の暖房や梅雨時の除湿も考慮す
ると、従来方式では予め設定する一定電圧値を頻繁に変
更する必要があるなどの煩雑な操作をしないと、年間を
通じて非常に多くの太陽電池出力電力を無駄にすること
になり、非効率的でとても使用に耐えるものではない。Thus, in the above-described conventional method, open-loop control is performed in terms of control, and the constant voltage value predicted in advance does not always match the actual operating voltage value at which the maximum output can be obtained. Naturally expected. In this case, it will operate at a point deviated from the optimal operating point,
The maximum power cannot be output. If the operating point deviates even slightly from the optimal operating point due to the characteristics of the solar cell, the amount of wasted power increases, especially when the amount of solar radiation increases to some extent. In addition, since the optimum operating point changes depending on the season, considering the heating in winter and dehumidification during the rainy season throughout the year, complicated operations such as the need to frequently change the preset constant voltage value in the conventional method are required. Otherwise, a significant amount of solar cell output power will be wasted throughout the year, which is inefficient and not very usable.
【0013】また、系統連系インバータ1のフィードバ
ック制御に必要であるとともにインバータ出力電流品質
を決定する上記の出力電流指令信号としての正弦波誤差
信号S7を生成するために、正弦波電圧源としては波形
品質が充分でないインバータ出力端のインバータ出力電
圧信号(VCS)を基本信号として用いており、さらに、
制御信号処理過程においてアナログ乗算器16を用いる
などアナログ信号処理を多用しているため、回路的に複
雑であり、かつ、上記正弦波誤差信号S7についても高
調波を多く含んだ正弦波信号となっている。その結果と
して、インバータ出力電流の波形ひずみ率についても大
きな値のものとなり、アナログ信号処理のために複雑に
なっている回路の改善が困難なものとなっている。In order to generate a sine wave error signal S7 as an output current command signal necessary for feedback control of the system interconnection inverter 1 and for determining the inverter output current quality, a sine wave voltage source is used. The inverter output voltage signal (V CS ) at the inverter output end where the waveform quality is not sufficient is used as a basic signal.
Since the analog signal processing is frequently used such as using the analog multiplier 16 in the control signal processing process, the circuit is complicated, and the sine wave error signal S7 is also a sine wave signal containing many harmonics. ing. As a result, the waveform distortion rate of the inverter output current also becomes a large value, making it difficult to improve a circuit complicated for analog signal processing.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来方
式の系統連系インバータ1は、太陽電池からの発電電力
が刻々と変化するにもかかわらず、制御回路13をアナ
ログ回路で構成していたため、より良い制御特性を得る
ための回路は複雑化し、回路定数の調整も煩雑化してい
た。さらに、太陽電池の最大電力を効率的に取り出すこ
とができず、ましてや太陽電池の特性曲線上の動作点を
任意に変化させて出力電力を積極的に制御するといった
ことはほとんど不可能であるという問題をかかえてい
た。As described above, in the conventional system interconnection inverter 1, the control circuit 13 is constituted by an analog circuit even though the power generated from the solar cell changes every moment. Therefore, a circuit for obtaining better control characteristics is complicated, and adjustment of circuit constants is complicated. Furthermore, the maximum power of the solar cell cannot be efficiently extracted, and it is almost impossible to actively control the output power by arbitrarily changing the operating point on the characteristic curve of the solar cell. Had a problem.
【0015】その上、既存の商用電力系統と連系させる
上で最も重要な問題となってくる電力品質に係るところ
で、出力電流のひずみ率を充分に低く抑えるように制御
することについても、制御回路13がアナログ回路で構
成されていることから、回路定数の調整など困難な部分
が多々あった。[0015] In addition, in regard to power quality, which is the most important problem in linking with an existing commercial power system, control is also performed to control the output current distortion factor to be sufficiently low. Since the circuit 13 is constituted by an analog circuit, there are many difficult parts such as adjustment of circuit constants.
【0016】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、制御回路の簡素化を図るとともに、
最大出力電力を正確に効率良く引き出せるようにし、ま
た、出力電流波形のひずみ率を小さく抑えて系統の電力
品質を確保することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and aims to simplify a control circuit.
It is an object of the present invention to ensure that the maximum output power can be accurately and efficiently extracted, and that the distortion rate of the output current waveform is suppressed to a small value to ensure the power quality of the system.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため次のような構成をとる。その最大の特徴
は、パルス幅変調のもとになる正弦波波形パターン信号
を生成するための複数種類の波形パターンをメモリに予
め格納しておくという点にある。すなわち、本発明に係
る系統連系型インバータは、スイッチングパターン信号
に基づいてスイッチング素子のブリッジをON/OFF
制御して太陽電池等の直流電源から入力した直流電力を
交流電力に変換して商用系統電源に供給する手段と、正
弦波誤差信号に基づいたパルス幅変調により前記スイッ
チングパターン信号を生成する手段と、系統電圧のゼロ
クロスポイントを検出して同期信号を生成する手段と、
インバータの定格出力電流波形の振幅値に比例した複数
種類の振幅値をもつ正弦波波形データであって、各振幅
値ごとにその振幅値の大きさの順に波形番号をもち、か
つ、各波形番号の正弦波波形ごとに時間軸方向で多数に
等分した時間位置での個々の量子化振幅値をもっている
ディジタル値データを予め格納している波形パターン記
憶手段と、任意の周期で検出したインバータの入力電
流,入力電圧または出力電流,出力電圧に基づいて電力
値をディジタル的に算出し記憶する手段と、前回の電力
値と今回の電力値とを比較し、電力値が増加していると
きは振幅値が1段階大となる波形番号を指定し、電力値
が減少しているときは振幅値が1段階小となる波形番号
を指定して、前記波形パターン記憶手段に読み出し信号
として与える手段と、前記同期信号のタイミングで前記
読み出し信号に基づいて前記波形パターン記憶手段から
正弦波波形パターン信号を読み出し開始し、前記決定さ
れた正弦波波形パターンの量子化振幅値を所定の微小周
期で連続的に変化させて正弦波波形パターン信号として
読み出す手段と、前記波形パターン記憶手段から読み出
した正弦波波形パターン信号と検出したインバータ出力
電流信号との誤差から前記正弦波誤差信号を生成する手
段とを備えたことを特徴としている。The present invention has the following configuration to achieve the above object. The greatest feature is that a plurality of types of waveform patterns for generating a sinusoidal waveform pattern signal based on pulse width modulation are stored in a memory in advance. That is, the grid-connected inverter according to the present invention turns ON / OFF the bridge of the switching element based on the switching pattern signal.
Means for controlling and converting DC power input from a DC power supply such as a solar cell to AC power and supplying the AC power to a commercial system power supply; and means for generating the switching pattern signal by pulse width modulation based on a sine wave error signal. Means for detecting a zero cross point of the system voltage and generating a synchronization signal,
Sinusoidal waveform data having a plurality of types of amplitude values proportional to the amplitude value of the rated output current waveform of the inverter. Each of the amplitude values has a waveform number in the order of the magnitude of the amplitude value. Waveform pattern storage means which stores in advance digital value data having individual quantized amplitude values at time positions equally divided into a large number in the time axis direction for each sine wave waveform, and an inverter detected at an arbitrary cycle. A means for digitally calculating and storing a power value based on an input current, an input voltage or an output current, and an output voltage, and comparing the previous power value with the current power value. Means for designating a waveform number at which the amplitude value is increased by one step, and specifying a waveform number at which the amplitude value is decreased by one step when the power value is decreasing, and providing the waveform number as a read signal to the waveform pattern storage means At the timing of the synchronizing signal, reading of the sine waveform pattern signal is started from the waveform pattern storage means based on the read signal, and the quantized amplitude value of the determined sine waveform pattern is continuously changed at a predetermined minute cycle. Means for changing and reading as a sinusoidal waveform pattern signal; and means for generating the sinusoidal error signal from an error between the sinusoidal waveform pattern signal read from the waveform pattern storage means and the detected inverter output current signal. It is characterized by:
【0018】[0018]
【作用】波形パターン記憶手段において、インバータの
定格出力電流波形の振幅値に比例した複数種類の振幅値
を有し、各振幅値ごとにその振幅値の大きさの順に波形
番号をもつとともに各波形番号の正弦波波形ごとの時間
軸方向位置での個々の量子化振幅値をもつディジタル値
データとして正弦波波形データを予め格納してある。そ
して、この波形パターン記憶手段からどの振幅値の正弦
波波形データを読み出すかを決める波形番号の指定のも
とになる電力値の算出もディジタル的に行う。このよう
にディジタル処理の占める割合が大きい。The waveform pattern storage means has a plurality of types of amplitude values proportional to the amplitude value of the rated output current waveform of the inverter. Each amplitude value has a waveform number in the order of the magnitude of the amplitude value. Sine wave waveform data is stored in advance as digital value data having individual quantized amplitude values at time axis positions for each sine wave waveform of the number. Then, the calculation of the power value which is the basis of the designation of the waveform number for determining the sine wave waveform data of which amplitude value is to be read from the waveform pattern storage means is also performed digitally. Thus, the ratio of digital processing is large.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明に係る系統連系型インバータの
一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a system interconnection type inverter according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0020】図1は本発明の実施例の系統連系型インバ
ータを適用した系統連系型太陽光発電システムの構成図
である。本システムにおいて、太陽電池32は系統連系
インバータ31に接続され、系統連系インバータ31は
商用トランス33を介して既存の商用系統電源34に接
続されている。系統連系インバータ31は、PWM(パ
ルス幅変調)制御によって、太陽電池32で発電される
直流電力を60/50Hzの交流電力に変換し商用系統
電源34に供給するようになっている。FIG. 1 is a configuration diagram of a grid-connected solar power generation system to which a grid-connected inverter according to an embodiment of the present invention is applied. In this system, the solar cell 32 is connected to a grid-connected inverter 31, and the grid-connected inverter 31 is connected to an existing commercial power supply 34 via a commercial transformer 33. The grid interconnection inverter 31 converts the DC power generated by the solar cell 32 into 60/50 Hz AC power by PWM (Pulse Width Modulation) control and supplies the AC power to the commercial power supply 34.
【0021】系統連系インバータ31は、逆流防止ダイ
オード35,ノイズフィルター36,太陽電池32から
の入力電力の変動を抑える入力コンデンサ37,4つの
スイッチング用のパワーMOS−FETのブリッジから
なるFETブリッジ38,出力フィルターの機能をもち
矩形波を正弦波に変える出力チョークコイル39および
平滑コンデンサ40,連系リレー41,ノイズフィルタ
ー42,入力電流検出用変流器(CT)43,出力電流
検出用変流器(CT)44および制御回路45から構成
されている。ノイズフィルター36,42は、インバー
タ31で発生したノイズが外部に流出するのを防止する
ために入出力部分に挿入されている。連系リレー41
は、系統連系インバータ31の電圧が確立したことを検
出した後、インバータ出力を商用トランス33を介して
商用系統電源34に電力供給するものである。The system interconnection inverter 31 includes a backflow prevention diode 35, a noise filter 36, an input capacitor 37 for suppressing fluctuations in input power from the solar cell 32, and an FET bridge 38 comprising a bridge of four switching power MOS-FETs. , An output choke coil 39 having a function of an output filter and converting a rectangular wave into a sine wave, a smoothing capacitor 40, an interconnection relay 41, a noise filter 42, an input current detection current transformer (CT) 43, and an output current detection current And a control circuit 45. The noise filters 36 and 42 are inserted in the input / output part to prevent the noise generated in the inverter 31 from flowing out. Interconnection relay 41
Is to supply the inverter output to the commercial system power supply 34 via the commercial transformer 33 after detecting that the voltage of the system interconnection inverter 31 has been established.
【0022】FETブリッジ38における4つのスイッ
チングトランジスタQ1〜Q4のそれぞれにはフライホ
イールダイオードが逆極性に接続されている。FETブ
リッジ38は、後述するゲートドライブ信号生成回路5
1の制御によって、トランジスタQ1,Q2を同時ON
したときにトランジスタQ3,Q4は同時OFFとさ
れ、逆に、トランジスタQ3,Q4を同時ONしたとき
にトランジスタQ1,Q2は同時OFFされるように構
成されている。A flywheel diode is connected to each of the four switching transistors Q1 to Q4 in the FET bridge 38 in reverse polarity. The FET bridge 38 is connected to a gate drive signal generation circuit 5 described later.
, The transistors Q1 and Q2 are simultaneously turned on.
Then, the transistors Q3 and Q4 are simultaneously turned off, and conversely, when the transistors Q3 and Q4 are simultaneously turned on, the transistors Q1 and Q2 are simultaneously turned off.
【0023】制御回路45は、信号演算処理部46,同
期信号検出部47,正弦波の波形パターン記憶部48,
誤差増幅器49,PWM変調制御部50およびFETブ
リッジ38を駆動するゲートドライブ信号生成回路51
から構成されている。The control circuit 45 includes a signal operation processing section 46, a synchronization signal detection section 47, a sine wave waveform pattern storage section 48,
Gate drive signal generation circuit 51 for driving error amplifier 49, PWM modulation control unit 50, and FET bridge 38
It is composed of
【0024】図2は波形パターン記憶部48の詳しい内
部構成を示すブロック図である。信号演算処理部46の
主要素はCPU60である。波形パターン記憶部48
は、アドレス設定スイッチ61,アドレスデコーダ回路
62,ORゲート63,64,ラッチ回路65,クロッ
ク・分周回路66,カウンタ回路67およびメモリ68
から構成されている。69はアドレスバス,70はデー
タバスである。FIG. 2 is a block diagram showing a detailed internal configuration of the waveform pattern storage section 48. The main element of the signal processing unit 46 is the CPU 60. Waveform pattern storage unit 48
Are an address setting switch 61, an address decoder circuit 62, OR gates 63 and 64, a latch circuit 65, a clock / frequency dividing circuit 66, a counter circuit 67, and a memory 68.
It is composed of 69 is an address bus, 70 is a data bus.
【0025】次に、以上の構成の系統連系型太陽光発電
システムの動作を説明する。Next, the operation of the grid-connected solar power generation system having the above configuration will be described.
【0026】基本的には、PWM変調制御部50におい
て正弦波によりPWM制御を施されゲートドライブ信号
生成回路51から出力されるゲートパルス信号S19に
基づいて、FETブリッジ38における一対のスイッチ
ングトランジスタQ1,Q2および一対のスイッチング
トランジスタQ3,Q4を交互にON/OFFしてスイ
ッチングすることにより、この系統連系インバータ31
の出力電流として正弦波電流が流れるように制御し、商
用系統電源34に太陽電池32の出力電力を供給する。Basically, based on a gate pulse signal S19 output from the gate drive signal generation circuit 51 after being subjected to PWM control by a sine wave in the PWM modulation control section 50, a pair of switching transistors Q1, Q2 and a pair of switching transistors Q3 and Q4 are alternately turned ON / OFF to perform switching, thereby connecting this system interconnection inverter 31.
Is controlled so that a sine wave current flows as the output current of the solar cell 32, and the output power of the solar cell 32 is supplied to the commercial system power supply 34.
【0027】この場合、波形パターン記憶部48から読
み出された正弦波波形パターン信号S15と出力電流検
出用変流器44で検出されたインバータ出力電流信号S
14とが誤差増幅器49に入力され、両者の差分が増幅
され正弦波誤差信号S17としてPWM変調制御部50
に入力される。PWM変調制御部50は、この正弦波誤
差信号S17に基づいたPWM変調によりスイッチング
パターン信号S18を生成し、ゲートドライブ信号生成
回路51に出力する。スイッチングパターン信号S18
を入力したゲートドライブ信号生成回路51は、ゲート
パルス信号S19をFETブリッジ38に出力し、トラ
ンジスタQ1,Q2およびトランジスタQ3,Q4をO
N/OFFして矩形波を生成する。その矩形波は、出力
チョークコイル39と平滑コンデンサ40からなる出力
フィルターによって正弦波電流に変換され、連系リレー
41を介して商用系統電源34に供給される。以上の結
果、系統連系インバータ31の出力電流は、波形パター
ン記憶部48から読み出された正弦波波形パターン信号
S15と一致するようなフィードバック制御が実現され
る。In this case, the sinusoidal waveform pattern signal S15 read from the waveform pattern storage unit 48 and the inverter output current signal S15 detected by the output current detection current transformer 44.
14 is input to an error amplifier 49, and the difference between the two is amplified and converted into a sine wave error signal S17 by a PWM modulation control unit 50.
Is input to The PWM modulation control unit 50 generates a switching pattern signal S18 by PWM modulation based on the sine wave error signal S17, and outputs it to the gate drive signal generation circuit 51. Switching pattern signal S18
, The gate drive signal generation circuit 51 outputs the gate pulse signal S19 to the FET bridge 38, and sets the transistors Q1 and Q2 and the transistors Q3 and Q4 to O.
N / OFF to generate a rectangular wave. The rectangular wave is converted into a sine wave current by an output filter including an output choke coil 39 and a smoothing capacitor 40, and is supplied to a commercial system power supply 34 via an interconnection relay 41. As a result, feedback control is realized such that the output current of the grid interconnection inverter 31 matches the sinusoidal waveform pattern signal S15 read from the waveform pattern storage unit 48.
【0028】波形パターン記憶部48に予め記憶させて
おく正弦波波形パターンについては、インバータ31の
出力電流波形に直接影響するため、複数の振幅値の異な
る正弦波波形パターンを用意しておく。すなわち、正弦
波波形パターンの振幅値がインバータ出力電流の大きさ
に比例し、振幅値の大きな正弦波波形パターンを読み出
すとインバータ出力電流が大きくなり、逆に振幅値の小
さな正弦波波形パターンを読み出すとインバータ出力電
流が小さくなるようにしておく。As for the sine wave waveform pattern stored in the waveform pattern storage section 48 in advance, a plurality of sine wave waveform patterns having different amplitude values are prepared in order to directly affect the output current waveform of the inverter 31. That is, the amplitude value of the sine wave waveform pattern is proportional to the magnitude of the inverter output current, and reading a sine wave waveform pattern with a large amplitude value increases the inverter output current, and reading a sine wave waveform pattern with a small amplitude value. And the inverter output current is reduced.
【0029】例えば、図3に示すように、振幅値の大き
さの異なるNo.0からNo.255までの256通りの正弦
波波形パターンを用意しておく。そして、振幅値の小さ
い波形パターンの方から順次読み出してくると、系統連
系インバータ31の出力電流は読み出された波形パター
ンの振幅値に応じて増大することになる。256通りの
正弦波波形パターンには波形番号が振幅値の大きさの順
に割り当てられている。最小の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“0”、最大の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“255”である。For example, as shown in FIG. 3, 256 kinds of sine wave waveform patterns from No. 0 to No. 255 having different amplitude values are prepared. When the waveform pattern having the smaller amplitude value is sequentially read, the output current of the grid interconnection inverter 31 increases in accordance with the amplitude value of the read waveform pattern. Waveform numbers are assigned to the 256 sine wave waveform patterns in the order of magnitude of amplitude value. The waveform number of the waveform pattern having the minimum amplitude value is “0”, and the waveform number of the waveform pattern having the maximum amplitude value is “255”.
【0030】ところが、系統連系インバータ31の入力
電源は、電力系統や蓄電池のように任意の電力を供給で
きる電源ではなく、太陽電池である。この太陽電池は、
周知のように日射量によって供給できる電力が刻一刻変
化する特殊電源である。そのため、制御回路45におけ
る正弦波波形パターンの読み出しに関しては、上述した
256通りの振幅値をもつ波形パターンの中から任意の
振幅値をもつ波形パターンを読み出してその振幅値に応
じた任意のインバータ出力電流値を得ようとしても、イ
ンバータ31の電源である太陽電池32からの入力が、
得ようとするインバータ31の出力電流に応じた不足す
る場合が考えられる。このような場合、制御回路45は
制御不能に陥ってしまう。However, the input power supply of the grid interconnection inverter 31 is not a power supply capable of supplying arbitrary power, such as a power system or a storage battery, but a solar battery. This solar cell
As is well known, this is a special power supply in which the electric power that can be supplied according to the amount of solar radiation changes every moment. Therefore, regarding the reading of the sine wave waveform pattern in the control circuit 45, a waveform pattern having an arbitrary amplitude value is read out from the above-described waveform patterns having 256 amplitude values, and an arbitrary inverter output corresponding to the amplitude value is read. Even when trying to obtain a current value, the input from the solar cell 32 which is the power supply of the inverter 31
It is conceivable that there is a shortage depending on the output current of the inverter 31 to be obtained. In such a case, the control circuit 45 falls out of control.
【0031】したがって、系統連系インバータ31の出
力電流を決定する正弦波波形パターンの読み出しに関し
ては、太陽電池32の出力を検出し、その太陽電池出力
に見合ったインバータ出力電流が出力できるような波形
パターンを読み出してくるように制御回路45で制御す
る必要がある。Accordingly, in reading the sine wave waveform pattern for determining the output current of the grid interconnection inverter 31, the output of the solar cell 32 is detected, and a waveform that can output the inverter output current corresponding to the output of the solar cell 32 is output. It is necessary to control the control circuit 45 to read out the pattern.
【0032】正弦波波形パターンの読み出し制御の実例
として、まず、最小の振幅値の波形番号0の波形パター
ンを読み出したとき、インバータ31の出力は最小とな
るのであるが、このときの太陽電池32からのインバー
タ31への入力電圧VDC,入力電流IDCを検出し、それ
らの積から太陽電池32の出力電力を算出し、その値を
一旦、メモリ等を利用して記憶しておく。そして、波形
番号0の波形パターンよりも振幅値が1段階大きい波形
番号1の波形パターンを読み出したときの太陽電池32
からの出力電力を同様にして検出し記憶する。次いで、
前回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回
の出力電力値の方が大きければ、その大きい方の今回の
出力電力値を前回の出力電力値に代えて記憶するととも
に、さらに1段階だけ振幅値の大きい波形パターンを読
み出してくる。そして、このときの出力電力を検出し、
上述したのと同様の処理を繰り返し実行する。逆に、前
回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回の
出力電力値の方が小さければ、1段階小さな振幅値をも
つ波形パターンを読み出してくる。そして、このときの
出力電力を検出し、上述したのと同様の処理を繰り返し
実行する。As a practical example of the reading control of the sine wave waveform pattern, first, when the waveform pattern of the waveform number 0 having the minimum amplitude value is read, the output of the inverter 31 becomes minimum. The input voltage V DC and the input current I DC to the inverter 31 are detected, the output power of the solar cell 32 is calculated from the product thereof, and the values are temporarily stored using a memory or the like. Then, the solar cell 32 at the time of reading out the waveform pattern of the waveform number 1 whose amplitude value is one step larger than the waveform pattern of the waveform number 0
Output power is detected and stored in the same manner. Then
The previous output power value is compared with the current output power value. If the current output power value is larger, the larger current output power value is stored in place of the previous output power value, and A waveform pattern having a large amplitude value by one stage is read. Then, the output power at this time is detected,
The same processing as described above is repeatedly executed. Conversely, the previous output power value is compared with the current output power value, and if the current output power value is smaller, a waveform pattern having one step smaller amplitude value is read. Then, the output power at this time is detected, and the same processing as described above is repeatedly executed.
【0033】以上のようにして、太陽電池32の出力電
力を超えるようなインバータ31の出力電流を要求する
といった不具合な制御は、これを避けることが可能とな
り、インバータ出力電流制御に関して、そのときの太陽
電池32の電力に見合った適切な出力電流値に制御する
ことができるようになる。As described above, defective control such as requesting the output current of the inverter 31 to exceed the output power of the solar cell 32 can be avoided, and the inverter output current control at that time can be avoided. The output current value can be controlled to an appropriate value corresponding to the power of the solar cell 32.
【0034】一方、正弦波波形パターンの波形番号につ
いては、波形パターンと振幅値とインバータ定格出力電
流との関係から予め定義しておく必要がある。すなわ
ち、本実施例では、インバータ定格出力電流0〜30A
(実効値)に対して、この定格出力電流値の大きさを2
56段階に分けたとき、それぞれの出力電流に対して2
56通りの振幅値をもつ波形パターンについて、振幅値
の小さい順から波形番号0〜255と定義している。以
上のように予め設定しておくことで、波形番号が大きく
なるにつれて波形パターンの振幅値が大きくなり、これ
に比例して出力電流も大きくなる。On the other hand, the waveform number of the sine wave waveform pattern needs to be defined in advance from the relationship among the waveform pattern, the amplitude value, and the rated output current of the inverter. That is, in this embodiment, the inverter rated output current is 0 to 30 A.
(Effective value), the magnitude of this rated output current value is 2
When divided into 56 stages, 2 for each output current
Waveform patterns having 56 amplitude values are defined as waveform numbers 0 to 255 in ascending order of amplitude value. By setting in advance as described above, the amplitude value of the waveform pattern increases as the waveform number increases, and the output current also increases in proportion to this.
【0035】次に、正弦波波形パターンの記憶に関し
て、図2に示した波形パターン記憶部48のブロック図
に従って詳細に説明する。Next, storage of the sine wave waveform pattern will be described in detail with reference to the block diagram of the waveform pattern storage unit 48 shown in FIG.
【0036】ここでは、任意の振幅値をもった正弦波波
形パターンの1周期分についてX軸に時間をとり、Y軸
に波形パターンのスカラー量をとって表し、X軸方向の
1周期分を256等分したときの256分の1の周期ご
とのY軸方向のスカラー量すなわち量子化振幅値をディ
ジタル値としてメモリ68に予め記憶させておく。した
がって、任意の振幅値をもつ正弦波波形データの1周期
分は、256個の量子化振幅値(スカラー量)を表すデ
ィジタル値データとして構成される。すなわち、1つ1
つの正弦波波形パターンに係る正弦波波形データのそれ
ぞれが、各々256個のディジタル値データ(量子化振
幅値)から構成されることとなる。Here, for one cycle of a sine wave waveform pattern having an arbitrary amplitude value, time is taken on the X-axis, the scalar amount of the waveform pattern is shown on the Y-axis, and one cycle in the X-axis direction is represented. A scalar amount in the Y-axis direction, that is, a quantized amplitude value for each 1/256 cycle when 256 is equally divided is stored in the memory 68 in advance as a digital value. Therefore, one cycle of sine wave waveform data having an arbitrary amplitude value is configured as digital value data representing 256 quantized amplitude values (scalar amounts). That is, one by one
Each of the sine wave waveform data according to the two sine wave waveform patterns is composed of 256 digital value data (quantized amplitude values).
【0037】そして、本実施例では、上記正弦波波形デ
ータの記憶素子として、データのビット幅が16ビット
幅をもつ1Mビットのメモリ68を用いている。その1
6ビット幅で指定されるメモリアドレスの下位8ビット
を用いて上述した1周期分の正弦波波形パターンを25
6個の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値デー
タとして記憶させておく。さらに、メモリアドレスの残
りの上位8ビットを用いて正弦波波形パターンの振幅値
を決定する波形番号(0〜255)を記憶させておく。
この波形番号は、前述したとおり256種類の振幅値の
異なる波形パターンを振幅値の小さい順に0番から25
5番まで番号付けしたものである。In this embodiment, a 1-Mbit memory 68 having a data bit width of 16 bits is used as a storage element for the sine wave waveform data. Part 1
Using the lower 8 bits of the memory address specified by the 6-bit width, the sine wave
It is stored as digital value data of six quantized amplitude values (scalar amounts). Further, a waveform number (0 to 255) for determining the amplitude value of the sine wave waveform pattern is stored using the remaining upper 8 bits of the memory address.
As described above, the waveform numbers are 256 types of waveform patterns having different amplitude values from No. 0 to 25 in ascending order of amplitude value.
Numbered up to No. 5.
【0038】以上により、256種類の波形パターンの
1つ1つにつき256個のディジタル値データが記憶さ
れていることになる。つまり、合計、256×256=
65536個のデータ(16ビット長)が記憶されてい
る。As described above, 256 digital value data are stored for each of the 256 types of waveform patterns. That is, a total of 256 × 256 =
65,536 data (16-bit length) are stored.
【0039】以上のようにして、メモリ68内の各アド
レス(16ビット長)には正弦波波形パターンを構成す
るスカラー量が16ビットのディジタル値で記憶されて
いることになる。ここで、メモリアドレスの上位8ビッ
トで指定する波形番号データ(0〜255)について
は、下位8ビットで指定する正弦波波形パターン1周期
分の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値データ
に対してすべて同じ番号を付ける。これにより、正弦波
波形パターン1周期分は、波形番号データで定義される
任意の振幅値をもった正弦波波形パターンを示すことに
なる。すなわち、具体的に記載すると、例えば、メモリ
68のアドレス0000Hから00FFHには波形番号
データ0で定義される最も振幅値の小さい正弦波波形パ
ターンの1周期分の256個のデータが格納されること
になる。以下、メモリ空間には、次のように正弦波波形
パターンの1周期分のデータが格納されることになる。As described above, at each address (16 bits long) in the memory 68, the scalar amount forming the sine wave waveform pattern is stored as a 16-bit digital value. Here, the waveform number data (0 to 255) specified by the upper 8 bits of the memory address is converted into digital value data of the quantized amplitude value (scalar amount) for one cycle of the sine wave waveform pattern specified by the lower 8 bits. All have the same number. Thus, one cycle of the sine waveform pattern indicates a sine waveform pattern having an arbitrary amplitude value defined by the waveform number data. More specifically, for example, 256 data of one cycle of a sine wave waveform pattern having the smallest amplitude value defined by the waveform number data 0 are stored at addresses 0000H to 00FFH of the memory 68. become. Hereinafter, data of one cycle of the sine wave waveform pattern is stored in the memory space as follows.
【0040】 0000H〜00FFH ……波形番号0の正弦波波形データ1周期分(振幅値最小) 0100H〜01FFH ……波形番号1の正弦波波形データ1周期分 0200H〜02FFH ……波形番号2の正弦波波形データ1周期分 0300H〜03FFH ……波形番号3の正弦波波形データ1周期分 ・ ・ ・ ・ ・ ・ FE00H〜FEFFH ……波形番号 254の正弦波波形データ1周期分 FF00H〜FFFFH ……波形番号 255の正弦波波形データ1周期分(振幅値最大) 上述したように、正弦波波形パターンの振幅値はインバ
ータ出力電流波形の振幅値すなわちインバータ出力に比
例する。そこで、上記波形パターンの振幅値の大きさを
決定するに当たって、インバータ出力は上記波形パター
ンをもとにPWM制御を行った結果として得られるが、
ここで、インバータの定格出力が得られる波形パターン
の振幅値を上記振幅値の最大値(波形番号255の正弦
波波形パターンがもつ振幅値)と定義する。そして、こ
の振幅値の最大値を256等分した振幅値の最小値とし
て波形番号0の正弦波波形パターンと定義する。0000H to 00FFH: one cycle of sine waveform data of waveform number 0 (minimum amplitude value) 0100H to 01FFH: one cycle of sine waveform data of waveform number 1 0200H to 02FFH: sine of waveform number 2 One cycle of wave waveform data 0300H to 03FFH ... one cycle of sine waveform data of waveform number 3 FE00H to FEFFH ... one cycle of sine waveform data of waveform number 254 FF00H to FFFFH ... waveform One cycle of sine wave waveform data of number 255 (maximum amplitude value) As described above, the amplitude value of the sine wave waveform pattern is proportional to the amplitude value of the inverter output current waveform, that is, the inverter output. Therefore, when determining the magnitude of the amplitude value of the waveform pattern, the inverter output is obtained as a result of performing PWM control based on the waveform pattern.
Here, the amplitude value of the waveform pattern from which the rated output of the inverter is obtained is defined as the maximum value of the amplitude value (the amplitude value of the sine wave waveform pattern with the waveform number 255). Then, the maximum value of the amplitude value is defined as a sine wave waveform pattern of waveform number 0 as a minimum value of the amplitude values obtained by dividing the maximum value into 256.
【0041】さらに、波形番号0の振幅値を2倍したも
のを波形番号1の振幅値、3倍したものを波形番号2の
振幅値、…255倍したものを波形番号254の振幅
値、256倍したものを波形番号255の振幅値として
いる。以上のようにして、1Mビットのメモリ68内
に、1周期分を256分割された量子化振幅値(スカラ
ー量)のディジタル値データで表される正弦波波形パタ
ーンが256個格納されており、256個の波形パター
ンはそれぞれ異なる振幅値をもっている。Further, doubling the amplitude value of the waveform number 0 is the amplitude value of the waveform number 1, doubling the amplitude value of the waveform number 2,... The multiplied value is used as the amplitude value of the waveform number 255. As described above, 256 sine wave waveform patterns represented by digital value data of quantized amplitude values (scalar amounts) obtained by dividing one cycle into 256 are stored in the 1-Mbit memory 68. The 256 waveform patterns have different amplitude values.
【0042】次に、メモリ68に格納された正弦波波形
データの読み出し方法について説明する。Next, a method for reading the sine wave waveform data stored in the memory 68 will be described.
【0043】上述したようにメモリ68内の正弦波波形
データは、それぞれ指定されるアドレスに量子化振幅値
(スカラー量)として格納されており、その正弦波波形
データを読み出す場合は、このアドレスを一定時間間隔
で順次指定して、それぞれのアドレスに格納されている
データを上記一定時間間隔で読み出すことで正弦波波形
データを形成する。As described above, the sine wave waveform data in the memory 68 is stored as a quantized amplitude value (scalar amount) at each specified address, and when reading out the sine wave waveform data, this address is used. The sine wave waveform data is formed by sequentially designating the data at the fixed time intervals and reading out the data stored at the respective addresses at the fixed time intervals.
【0044】ここで、上記メモリアドレスを指定する際
にアドレスの下位8ビット(A0〜A7)は波形パター
ンの1周期分を構成する量子化振幅値(スカラー量)の
ディジタル値データの格納場所を決定しており、上位8
ビット(A8〜A15)は上記波形パターンの振幅値の
大きさを示す波形番号の格納場所を決定していることは
上述したとおりである。以上のことから、メモリ68の
下位8ビットアドレスを決定する入力端子A0〜A7
に、0(00H)から255(FFH)までの値を順次
一定時間間隔で入力すると、入力したそれぞれのアドレ
スに対して16ビットの分解能をもった量子化振幅値
(スカラー量)のディジタル値データが出力端子Q0〜
Q15に順次一定時間間隔で出力される。そして、これ
らの出力される量子化振幅値(スカラー量)のディジタ
ル値データの集合体という形で正弦波波形パターン信号
S15が出力端子Q0〜Q15から出力されることにな
る。Here, when specifying the memory address, the lower 8 bits (A0 to A7) of the address indicate the storage location of the digital value data of the quantized amplitude value (scalar amount) constituting one cycle of the waveform pattern. Decided, Top 8
As described above, the bits (A8 to A15) determine the storage location of the waveform number indicating the magnitude of the amplitude value of the waveform pattern. From the above, the input terminals A0 to A7 for determining the lower 8-bit address of the memory 68
When values from 0 (00H) to 255 (FFH) are sequentially input at a fixed time interval, digital value data of a quantized amplitude value (scalar amount) having a resolution of 16 bits for each input address. Are the output terminals Q0
It is output to Q15 at regular time intervals. Then, the sinusoidal waveform pattern signal S15 is output from the output terminals Q0 to Q15 in the form of an aggregate of these output digital value data of the quantized amplitude value (scalar amount).
【0045】ここでさらに付け加えると、メモリ68の
上位8ビットのアドレスを決定する入力端子A8〜A1
5に、0(00H)という値が入力されるときは、出力
端子Q0〜Q15に出力される正弦波波形パターン信号
S15の振幅値は最小値であり、255(FFH)とい
う値が入力されるときは、出力される正弦波波形パター
ン信号S15の振幅値は最大値である。Here, it is further added that input terminals A8 to A1 for determining the address of the upper 8 bits of the memory 68.
When a value of 0 (00H) is input to 5, the amplitude value of the sine wave pattern signal S15 output to the output terminals Q0 to Q15 is the minimum value, and a value of 255 (FFH) is input. At this time, the amplitude value of the output sine wave pattern signal S15 is the maximum value.
【0046】メモリ68に下位8ビットのアドレスを与
えるのがカウンタ回路67である。It is the counter circuit 67 that supplies the address of the lower 8 bits to the memory 68.
【0047】このカウンタ回路67はクロック・分周回
路66から出力される任意の周波数のクロックを入力し
て、8ビットのバイナリカウンタとして機能する。した
がって、クロック・分周回路66から例えば(60×2
56×1/2)Hzの周波数をもつクロックがこのカウ
ンタ回路67に入力された場合は、1/(60×25
6)secごとにカウンタ回路67の出力端子Q0〜Q
7がその内容を1ずつ加算するように変化する。The counter circuit 67 receives an arbitrary frequency clock output from the clock / frequency dividing circuit 66 and functions as an 8-bit binary counter. Therefore, for example, (60 × 2
When a clock having a frequency of 56 × 1 /) Hz is input to the counter circuit 67, 1 / (60 × 25)
6) The output terminals Q0 to Q of the counter circuit 67 every second
7 changes so as to add the contents one by one.
【0048】カウンタ回路67の出力端子Q0〜Q7は
メモリ68の下位8ビットアドレスを決定する入力端子
A0〜A7に接続されている。したがって、カウンタ回
路67の出力端子Q0〜Q7の内容が1/(60×25
6)secごとに1ずつ加算されるということは、メモ
リ68の下位8ビットアドレスが1/(60×256)
secごとに0から255まで1ずつカウントアップさ
れて変化することであり、その結果、メモリ68は1/
60sec間に1/(60×256)sec間隔でアド
レスXX00HからXXFFHまでが指定される。そし
て、上記各アドレスに格納されている256個の量子化
振幅値(スカラー量)のディジタル値データが順次、メ
モリ68の出力端子Q0〜Q15から読み出され、60
Hzの正弦波波形パターン信号S15の1周期分を構成
する。The output terminals Q0 to Q7 of the counter circuit 67 are connected to the input terminals A0 to A7 for determining the lower 8-bit address of the memory 68. Therefore, the contents of the output terminals Q0 to Q7 of the counter circuit 67 are 1 / (60 × 25
6) The fact that 1 is added every second means that the lower 8-bit address of the memory 68 is 1 / (60 × 256).
That is, the count is incremented by 1 from 0 to 255 every second and changes, and as a result, the memory 68 stores 1 /
Addresses XX00H to XXFFH are designated at intervals of 1 / (60 × 256) sec during 60 sec. Then, 256 digital value data of the quantized amplitude value (scalar amount) stored in each address are sequentially read from the output terminals Q0 to Q15 of the memory 68,
One cycle of the sinusoidal waveform pattern signal S15 of Hz is constituted.
【0049】ここで、下位8ビットのクリア端子CLR
には同期信号検出部47(図1参照)で検出された系統
電圧VCSのゼロクロスポイントを検出した同期信号S1
0が信号演算処理部46のCPU60を介して入力され
る。この同期信号S10が入力されるたびにカウンタ回
路67のカウント動作がクリアされるため、正弦波波形
データの読み出し動作は系統電圧VCSの1周期ごとにリ
セットされながら、上述した波形パターンの読み出し動
作を繰り返すことになる。したがって、常に系統電圧V
CSと同位相(位相のずれがない)のインバータ出力電流
を商用トランス33を介して商用系統電源34に供給す
ることができる。Here, the lower 8 bits clear terminal CLR
Synchronization signal detection unit 47 synchronization signal has been detected zero-cross point of the detected system voltage V CS (see FIG. 1) S1
0 is input via the CPU 60 of the signal processing unit 46. Since the count operation of the counter circuit 67 is cleared each time the synchronization signal S10 is input, the read operation of the sine wave waveform data is reset every cycle of the system voltage VCS , and the read operation of the above-described waveform pattern is performed. Will be repeated. Therefore, the system voltage V
An inverter output current having the same phase as CS (no phase shift) can be supplied to the commercial system power supply 34 via the commercial transformer 33.
【0050】また、太陽電池32の電圧−電流特性が変
動しても、最大電力点追尾制御を良好に行って常に最大
電力を取り出せるようにする場合について説明する。上
記のような系統連系インバータ31を太陽電池32と組
み合わせて使用する場合、信号演算処理部46の働き
は、太陽電池32からのVDCの入力電圧信号S11とI
DCの入力電流信号S12を任意の周期でサンプリング
し、これらのアナログ信号をディジタル量に変換した
後、双方のディジタル量の積を演算して直流入力電力値
すなわち太陽電池出力電力値を求める。このとき、入力
電圧信号S11,入力電流信号S12のサンプリング間
隔は任意である。インバータ31に対する入力電圧信号
S11と入力電流信号S12とに代えて、出力電圧信号
S13と出力電流信号S14を用いて電力値を求めても
よい。A case where the maximum power point tracking control is satisfactorily performed so that the maximum power can always be taken out even if the voltage-current characteristics of the solar cell 32 fluctuate will be described. When using the system interconnection inverter 31 as described above in combination with a solar cell 32, the action of the signal processing unit 46, an input voltage signal V DC from a solar cell 32 S11 and I
After sampling the DC input current signal S12 at an arbitrary cycle and converting these analog signals into digital quantities, the product of the two digital quantities is calculated to obtain the DC input power value, that is, the solar cell output power value. At this time, sampling intervals of the input voltage signal S11 and the input current signal S12 are arbitrary. The power value may be obtained using output voltage signal S13 and output current signal S14 instead of input voltage signal S11 and input current signal S12 for inverter 31.
【0051】求めた電力値は、必ずこれを一旦メモリに
記憶しておく。そして、次のサンプリングによる今回の
演算結果である電力値とメモリに記憶されている前回の
電力値を比較する。その大小関係により、先に述べた波
形番号を1つ大きくするか、あるいは1つ小さくするか
を判断する。そして、前回の電力値に代わって今回の電
力値をメモリに記憶しておき、さらに次のサンプリング
により求められる次回の電力値と比較する。The obtained power value is always stored once in the memory. Then, the power value, which is the result of the current calculation by the next sampling, is compared with the previous power value stored in the memory. Based on the magnitude relationship, it is determined whether the waveform number described above is increased by one or decreased by one. Then, the current power value is stored in the memory in place of the previous power value, and is compared with the next power value obtained by the next sampling.
【0052】以上の動作を繰り返して、太陽電池32の
最大電力が得られるところまで前記の波形番号を大きく
していき、系統連系インバータ31の出力を太陽電池3
2の最大出力に見合った値まで増大させていく。By repeating the above operation, the waveform numbers are increased until the maximum power of the solar cell 32 is obtained, and the output of the grid-connected inverter 31 is
2 to a value commensurate with the maximum output.
【0053】もちろんここで、インバータ31の起動時
にはソフトスタート制御を行う必要から、波形番号は0
(振幅値が定格出力時の256分の1の最小値)からス
タートする。このとき、信号演算処理部46は、波形番
号を0としたときの入力電力値を演算するが、比較すべ
き前回の電力値としては初期値0Wを設定して起動時の
制御を支障なく行うようにしてある。Of course, the waveform number is 0 because the soft start control must be performed when the inverter 31 is started.
(The amplitude value is the minimum value of 1/256 of the rated output). At this time, the signal calculation processing unit 46 calculates the input power value when the waveform number is set to 0, but sets the initial value 0 W as the previous power value to be compared and performs control at the time of starting without any trouble. It is like that.
【0054】波形パターンの振幅値を決定するメモリ6
8の上位8ビットアドレスについては、信号演算処理部
46を構成するCPU60の8ビットのデータバス70
(D0〜D7)で直接に指定する。以下、具体的に説明
する。Memory 6 for determining amplitude value of waveform pattern
The 8-bit data bus 70 of the CPU 60 constituting the signal operation processing unit 46
(D0-D7) directly. Hereinafter, a specific description will be given.
【0055】CPU60からはI/Oリクエスト信号I
ORQとライト信号WRがそれぞれ出力されて、これら
の信号の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eに
ラッチ信号として入力される。以上の結果、CPU60
が指定したデータバス70(D0〜D7)上の8ビット
データは、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出
力端子Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路
65の出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビッ
トの入力端子A8〜A15に入力される。The CPU 60 outputs an I / O request signal I
The ORQ and the write signal WR are output, and the logical sum of these signals is input to the enable terminal E of the latch circuit 65 as a latch signal. As a result, the CPU 60
Are latched from input terminals D0 to D7 of latch circuit 65 to output terminals Q0 to Q7. Then, the data is input from the output terminals Q0 to Q7 of the latch circuit 65 to the input terminals A8 to A15 of the upper eight bits of the memory 68.
【0056】以上のことから、CPU60が書き込み命
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。CPU60か
らデータバス70に出力される8ビットデータは、今回
の電力値が前回の電力値に比べて増加しているか、ある
いは減少しているかによって決定されることになる。As described above, the 8-bit data on the data bus 70 when the CPU 60 accesses the address of the waveform pattern storage unit 48 by the write command is stored in the memory 68.
Are input to the upper 8-bit addresses A8 to A15 of FIG. That is, the 8-bit data (one of 0 to 255) written from the CPU 60 to the upper 8-bit addresses A8 to A15 of the memory 68 of the waveform pattern storage unit 48 is the magnitude of the amplitude of the sine wave waveform pattern signal S15 ( (One of 256 patterns) is determined. The 8-bit data output from the CPU 60 to the data bus 70 is determined depending on whether the current power value has increased or decreased from the previous power value.
【0057】上記において、同期信号検出部47から出
力される同期信号S10は、図4に示すように電力系統
の電圧VCSの正弦波波形のゼロクロスポイントを検出し
た信号である。この同期信号S10は、CPU60より
カウンタ回路67のクリア端子CLRに入力されるよう
になっており、この同期信号S10によってカウンタ回
路67をリセットするのである。これは、商用系統電源
34の正弦波電圧波形の1周期ごとに正弦波波形データ
の読み出しのカウントをリセットすることにより、常に
商用系統電源34の電圧波形と同位相の電流をインバー
タ31が出力できるように制御するためである。このよ
うに正弦波波形データの読み出しのタイミングをとるの
が同期信号S10であり、本実施例では、同期信号S1
0をトリガとして正弦波波形データの読み出しをゼロク
ロスポイントから1周期分にわたって開始する。そし
て、そのことを繰り返す。このことにより、系統連系イ
ンバータ31は系統電圧と位相の一致した出力電流を商
用系統電源34に供給することができる。[0057] In the above, the synchronization signal S10 output from the synchronization signal detector 47, a detection signal of the zero-cross point of the sinusoidal waveform of the voltage V CS of the power system as shown in FIG. The synchronization signal S10 is input from the CPU 60 to the clear terminal CLR of the counter circuit 67, and the counter circuit 67 is reset by the synchronization signal S10. This is because the inverter 31 can always output a current having the same phase as the voltage waveform of the commercial system power supply 34 by resetting the reading count of the sine waveform data for each cycle of the sine wave voltage waveform of the commercial system power supply 34. It is to control as follows. The timing of reading the sine wave data is taken by the synchronization signal S10. In the present embodiment, the synchronization signal S1 is read.
Reading of the sine wave waveform data is started for one cycle from the zero cross point with 0 as a trigger. And repeat that. As a result, the system interconnection inverter 31 can supply the commercial system power supply 34 with an output current having the same phase as the system voltage.
【0058】図5は太陽電池32の出力特性を示す。横
軸に電圧、縦軸に電流をとってある。日射強度(E1,
E2,E3)をパラメータとしてある。出力特性は、日
射強度や素子温度の変化によって刻一刻と変化する。こ
こで、図5において日射強度がE1(1kW/m2 )で
素子温度が25℃における出力特性曲線をaとすると、
太陽電池の出力側に設けた負荷のインピーダンスに応じ
て太陽電池の出力電圧値,出力電流値は出力特性曲線a
上で変化する。したがって、太陽電池の出力電力値も変
化する。FIG. 5 shows the output characteristics of the solar cell 32. Voltage is plotted on the horizontal axis and current is plotted on the vertical axis. Insolation intensity (E1,
E2, E3) as parameters. The output characteristics change every moment due to changes in solar radiation intensity and element temperature. Here, assuming that an output characteristic curve at a solar radiation intensity of E1 (1 kW / m 2 ) and an element temperature of 25 ° C. is a in FIG.
The output voltage value and output current value of the solar cell are determined by the output characteristic curve a according to the impedance of the load provided on the output side of the solar cell.
Change on. Therefore, the output power value of the solar cell also changes.
【0059】ここで、太陽電池の出力端に設けた負荷の
インピーダンスをRとすると、このときの太陽電池の出
力電圧値,出力電流値は特性曲線aと負荷インピーダン
ス直線Rの交点である点pにおける値となる。この点p
を太陽電池の動作点と呼ぶ。Here, assuming that the impedance of the load provided at the output terminal of the solar cell is R, the output voltage value and output current value of the solar cell at this time are represented by a point p which is an intersection of the characteristic curve a and the load impedance straight line R. It becomes the value in. This point p
Is called the operating point of the solar cell.
【0060】負荷インピーダンスRを変化させることに
よって、太陽電池の動作点pが出力特性曲線a上を移動
し、太陽電池の出力電圧値,出力電流値が変化する。By changing the load impedance R, the operating point p of the solar cell moves on the output characteristic curve a, and the output voltage value and output current value of the solar cell change.
【0061】太陽電池32自体の負荷として系統連系イ
ンバータ31が設けられている。この系統連系インバー
タ31のインピーダンスRを変化させるということは、
すなわち前述した波形番号(正弦波波形データの振幅
値)を変化させることで実現できる。これは、波形番号
を変えることでインバータ31におけるFETブリッジ
38をスイッチングするゲートパルス信号S19のもと
になるスイッチングパターン信号S18のデューティ比
を変化させることができるからである。The grid-connected inverter 31 is provided as a load of the solar cell 32 itself. Changing the impedance R of the system interconnection inverter 31 means that
That is, it can be realized by changing the above-mentioned waveform number (the amplitude value of the sine wave waveform data). This is because the duty ratio of the switching pattern signal S18, which is the source of the gate pulse signal S19 for switching the FET bridge 38 in the inverter 31, can be changed by changing the waveform number.
【0062】このことから、上述の波形番号を変えるこ
とによって、図5に示すように太陽電池32の出力特性
曲線a上の動作点pを任意の点に制御することができ
る。つまり、系統連系インバータ31において波形パタ
ーン記憶部48から読み出してくる正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を増加させることによって負荷イン
ピーダンスをR0 からR1 へ変化させ動作点をp0 から
p1 に変化させて太陽電池32の動作点電圧をV0 から
V1 へと低下させたり(電流は増加する)、あるいは、
正弦波波形パターン信号S15の振幅値を減少させるこ
とによって負荷インピーダンスをR0 からR2 へ変化さ
せ動作点をp0 からp2 に変化させて太陽電池32の動
作点電圧をV0 からV2 へと上昇させたりすることがで
きる(電流は減少する)。なお、R1 <R0 <R2 、V
1 <V0 <V2 である。振幅値を大きくするほど太陽電
池32の出力電圧は低くなり、振幅値を小さくするほど
出力電圧は高くなる。このように、正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を制御することによって、太陽電池
32の出力電力値を任意に調整することができる。Thus, by changing the waveform number, the operating point p on the output characteristic curve a of the solar cell 32 can be controlled to an arbitrary point as shown in FIG. That, p the operating point the load impedance is changed from R 0 to R 1 by increasing the amplitude value of the sinusoidal wave pattern signal S15 coming read from the waveform pattern storage unit 48 in the system interconnection inverter 31 from p 0 1 To reduce the operating point voltage of the solar cell 32 from V 0 to V 1 (the current increases), or
Sinusoidal waveform pattern signals V 2 a load impedance by decreasing the amplitude value operating point voltage of the solar cell 32 by changing the operating point is changed to R 2 from p 0 from R 0 to p 2 from V 0 at S15 (Current decreases). Note that R 1 <R 0 <R 2 , V
1 <a V 0 <V 2. The output voltage of the solar cell 32 decreases as the amplitude value increases, and the output voltage increases as the amplitude value decreases. As described above, by controlling the amplitude value of the sine waveform pattern signal S15, the output power value of the solar cell 32 can be arbitrarily adjusted.
【0063】次に、最大電力点追尾制御の詳しい動作例
を図6を用いて説明する。図6は横軸に電圧、縦軸に電
力をとった太陽電池出力特性曲線を示す。Next, a detailed operation example of the maximum power point tracking control will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a solar cell output characteristic curve in which the horizontal axis represents voltage and the vertical axis represents power.
【0064】上述したように、系統連系インバータ31
の制御は基本的に、インバータ31の出力電流が波形番
号で定義される正弦波波形データの振幅値の与える電流
値と等しくなるように、FETブリッジ38のゲートパ
ルス信号S19のデューティ比を制御することである。
ここで、正弦波波形データの波形番号を決定する際、信
号演算処理部46によって太陽電池32の最大出力電力
に見合った正弦波波形パターンの波形番号を決定する。
すなわち、図6に示すように、今回の波形番号XB での
太陽電池32の出力電力PB (インバータ31の入力電
力)と、記憶されている前回の波形番号XA (XA <X
B )での出力電力PA の値を比較する。As described above, the system interconnection inverter 31
Basically controls the duty ratio of the gate pulse signal S19 of the FET bridge 38 so that the output current of the inverter 31 becomes equal to the current value given by the amplitude value of the sine wave waveform data defined by the waveform number. That is.
Here, when determining the waveform number of the sine waveform data, the signal arithmetic processing unit 46 determines the waveform number of the sine waveform pattern corresponding to the maximum output power of the solar cell 32.
That is, as shown in FIG. 6, the output power P B (input power of the inverter 31) of the solar cell 32 at the current waveform number X B and the stored previous waveform number X A (X A <X
Comparing the value of the output power P A in B).
【0065】電圧については、前回の電圧VA に比べて
今回の電圧VB の方が低いが、今回の出力電力PB が前
回の出力電力PA よりも大きいので、波形番号を1つだ
け大きくし、XC とする。電圧はVC まで下がるが、太
陽電池32の出力電力PC は前回の電力PB よりも増大
している。そこでさらに波形番号を1つだけ大きくし
て、XD とする。電圧はVD まで下がる。しかし、今回
の出力電力PD は記憶されている前回の出力電力PC よ
りも減少しているので、波形番号を逆に1つだけ小さく
する。すると、動作電圧はVC に戻り、出力電力はPC
に戻る。[0065] For voltage, although lower the current of the voltage V B as compared to previous voltage V A, since the present output power P B is larger than the output power P A of the previous, only one waveform number larger, and X C. Although the voltage drops to V C, the output power P C of the solar cell 32 is higher than the previous power P B. Therefore further waveform number as large as one to X D. Voltage drops to V D. However, since the current output power P D is smaller than the stored previous output power P C , the waveform number is reduced by one. Then, the operating voltage returns to V C , and the output power becomes P C
Return to
【0066】以上のように、波形番号をXA →XB →X
C →XD →XC と順に変化させることで、太陽電池32
の出力電力はPA →PB →PC →PD →PC と順に変化
する。太陽電池32の動作点はA→B→C→D→Cと最
大電力点に向かって移動することになる。なお、図6は
説明を分かりやすくするため移動量を大きくとったが、
一度の制御で変化させる波形番号の1段階の振幅値は差
は、制御速度,制御精度の許す限り微小値とすることが
最大電力点追尾制御の制御特性の向上につながる。As described above, the waveform number is changed from X A → X B → X
By changing C → X D → X C in this order, the solar cell 32
Output power changes in the order of P A → P B → P C → P D → P C. The operating point of the solar cell 32 moves toward A → B → C → D → C toward the maximum power point. In FIG. 6, the movement amount is set large for easy understanding,
If the amplitude value of one step of the waveform number changed by one control is made as small as possible as long as the control speed and the control accuracy are allowed, the control characteristic of the maximum power point tracking control is improved.
【0067】以上のようにして、太陽電池32の出力電
力が最大となる系統連系インバータ31の波形番号(出
力電流の振幅値に比例した正弦波波形パターン)を追い
掛ける制御を行っており、本実施例では、この制御を図
1に示した信号演算処理部46でマイクロコンピュータ
を用いたソフトウェア制御によって実現している。As described above, the control for following the waveform number (sinusoidal waveform pattern proportional to the amplitude value of the output current) of the grid-connected inverter 31 that maximizes the output power of the solar cell 32 is performed. In this embodiment, this control is realized by software control using a microcomputer in the signal operation processing unit 46 shown in FIG.
【0068】以上の一連の動作をもって、系統連系イン
バータ31は波形番号の制御により、太陽電池出力特性
曲線上の任意の点に太陽電池動作点を決定することが可
能であり、このことにより、インバータ31は常に太陽
電池32から取り出せる最大電力点を追尾して動作する
ことができる。By the above series of operations, the grid interconnection inverter 31 can determine the solar cell operating point at an arbitrary point on the solar cell output characteristic curve by controlling the waveform number. Inverter 31 can always operate by tracking the maximum power point that can be extracted from solar cell 32.
【0069】さらに、系統連系インバータ31は、上記
制御方法によって太陽電池出力の最大点を追尾するだけ
でなく、任意の太陽電池出力を取り出すように制御する
ことが可能である。これは、次のことに対応するもので
ある。日射強度,素子温度が変化すると太陽電池の特性
曲線そのものが変化するために、負荷のインピーダンス
Rが不変であっても太陽電池の動作点pは移動する。ま
た、日射強度,素子温度が一定であっても負荷のインピ
ーダンスRを変化させれば太陽電池の動作点pは移動す
る。したがって、信号演算処理部46から太陽電池32
の出力電力値を指定し、この電力値と一致するように波
形番号を決定することで、インバータ31の入力インピ
ーダンスは波形番号に見合ったインピーダンスRX をと
り、希望するとおり、指定した電力値と一致する太陽電
池出力が得られる動作点pX で制御することができる。
以下、具体的に説明する。Further, the system interconnection inverter 31 can control not only to track the maximum point of the solar cell output but also to take out an arbitrary solar cell output by the above control method. This corresponds to the following. When the solar radiation intensity and the element temperature change, the characteristic curve of the solar cell itself changes, so that the operating point p of the solar cell moves even if the impedance R of the load does not change. Further, even if the solar radiation intensity and the element temperature are constant, if the impedance R of the load is changed, the operating point p of the solar cell moves. Therefore, the signal operation processing unit 46 sends the
Specifies the output power value, by determining the waveform number to match this power value, the input impedance of the inverter 31 takes the impedance R X commensurate with the waveform number, as desired, with the specified power value It can be controlled by the operating point p X at which a coincident solar cell output is obtained.
Hereinafter, a specific description will be given.
【0070】太陽電池32の動作点を出力特性曲線上で
積極的に動かして最大電力点よりも小さいところで自由
にインバータ出力電力を調整する場合には、CPU60
から見た波形パターン記憶部48のアドレスを、アドレ
ス設定スイッチ61を用いて8ビットデータで決定され
る任意の値に予め設定しておく。そして、CPU60が
その8ビットのアドレスバス69(A0〜A7)を用い
て波形パターン記憶部48の予め設定されたアドレスを
書き込み命令でアクセスしたとき、アドレスデコーダ回
路62のP=Q端子からアドレス一致信号が出力され、
また、CPU60からはI/Oリクエスト信号IORQ
とライト信号WRがそれぞれ出力されて、これらの信号
の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eにラッチ
信号として入力される。以上の結果、CPU60が指定
したデータバス70(D0〜D7)上の8ビットデータ
は、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出力端子
Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路65の
出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビットの入
力端子A8〜A15に入力される。When the operating point of the solar cell 32 is positively moved on the output characteristic curve to freely adjust the inverter output power at a point smaller than the maximum power point, the CPU 60
The address of the waveform pattern storage unit 48 as viewed from above is set in advance to an arbitrary value determined by 8-bit data using the address setting switch 61. Then, when the CPU 60 accesses the preset address of the waveform pattern storage unit 48 by a write command using the 8-bit address bus 69 (A0 to A7), the address coincidence is performed from the P = Q terminal of the address decoder circuit 62. Signal is output,
Also, the CPU 60 outputs an I / O request signal IORQ.
And the write signal WR are output, and the logical sum of these signals is input to the enable terminal E of the latch circuit 65 as a latch signal. As a result, 8-bit data on the data bus 70 (D0 to D7) designated by the CPU 60 is latched from the input terminals D0 to D7 of the latch circuit 65 to the output terminals Q0 to Q7. Then, the data is input from the output terminals Q0 to Q7 of the latch circuit 65 to the input terminals A8 to A15 of the upper eight bits of the memory 68.
【0071】以上のことから、CPU60が書き込み命
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。どれにするか
は、8ビットデータによるものであり、これは任意に決
定することができる。As described above, the 8-bit data on the data bus 70 when the CPU 60 accesses the address of the waveform pattern storage unit 48 by the write command is stored in the memory 68
Are input to the upper 8-bit addresses A8 to A15 of FIG. That is, the 8-bit data (one of 0 to 255) written from the CPU 60 to the upper 8-bit addresses A8 to A15 of the memory 68 of the waveform pattern storage unit 48 is the magnitude of the amplitude of the sine wave waveform pattern signal S15 ( (One of 256 patterns) is determined. Which one to use depends on 8-bit data, which can be arbitrarily determined.
【0072】以上のような方法を用いることで、CPU
60は振幅値の大きさを示す波形番号を波形パターン記
憶部48のアドレス設定スイッチ61に設定しかつアド
レスバス69を介してその波形番号のアドレスをアドレ
スデコーダ回路62に対して書き込むだけで、任意の振
幅の異なる正弦波波形データを自由に読み出すことがで
きる。このことからCPU60の演算処理能力としては
8ビット程度のもので充分であり、高速処理の可能な高
価なCPUを使用する必要はない。さらに、読み出した
正弦波波形データの振幅値は、インバータ31の出力電
流波形の振幅値およびインバータ出力電力に比例するた
め、波形パターン記憶部48のメモリ68の上位8ビッ
トアドレスA8〜A15、正弦波波形データの振幅値を
示す0から255(00H〜FFH)の波形番号を書き
込むことで、自由にインバータ出力電力を制御できる系
統連系用電流制御型のインバータを実現することができ
る。By using the above method, the CPU
Numeral 60 designates a waveform number indicating the magnitude of the amplitude value in the address setting switch 61 of the waveform pattern storage section 48 and writes the address of the waveform number to the address decoder circuit 62 via the address bus 69. Sine wave waveform data having different amplitudes can be read freely. For this reason, about 8 bits are sufficient for the arithmetic processing capability of the CPU 60, and there is no need to use an expensive CPU capable of high-speed processing. Further, since the amplitude value of the read sine wave waveform data is proportional to the amplitude value of the output current waveform of the inverter 31 and the inverter output power, the upper 8-bit addresses A8 to A15 of the memory 68 of the waveform pattern storage unit 48, the sine wave By writing a waveform number from 0 to 255 (00H to FFH) indicating the amplitude value of the waveform data, it is possible to realize a grid-connected current control type inverter that can freely control the inverter output power.
【0073】なお、上記実施例では正弦波波形パターン
のデータを1周期単位で記憶させたが、1/2周期単位
または1/4周期単位で記憶させておき、読み出し後に
補正するようにしてもよい。In the above embodiment, the data of the sinusoidal waveform pattern is stored in units of one cycle. However, the data may be stored in units of 周期 cycle or 1 / cycle and corrected after reading. Good.
【0074】以上、詳述したように、本発明によれば、
系統連系インバータ31における出力電力制御を容易に
行え、太陽電池32の最大電力点追尾制御を容易に実現
できる。信号処理の多くの部分をディジタル処理してい
るので、制御回路45の簡素化を図れるとともに、高調
波ひずみが小さな高品質な出力電流波形を得ることがで
きる。また、太陽電池32による電力という自然エネル
ギーを有効に利用して、エアコン,冷蔵庫などの一般家
庭の各種電化製品を駆動することができる。その自然エ
ネルギーが少ないときは系統電源からの電力で補完し、
多いときは系統電源に電力を返す。あるいは、適切に電
力制御することでユーザーにとっては、太陽電池からの
電力、系統電源からの電力という区別を意識させること
なく、従来通りの使い勝手を提供でき、また、より快適
な生活環境を提供する。電力の供給側から考えても本シ
ステムが普及することにより、特に夏場の日中時の電力
消費ピークを抑えるという効果がある。これは、電力の
需要者,供給者の双方にとってきわめて有効なことであ
る。そして、環境に優しい自然エネルギーの利用という
ことで地球環境に対しても大きな効果が期待できる。As described in detail above, according to the present invention,
The output power control in the grid interconnection inverter 31 can be easily performed, and the maximum power point tracking control of the solar cell 32 can be easily realized. Since many parts of the signal processing are digitally processed, the control circuit 45 can be simplified and a high-quality output current waveform with small harmonic distortion can be obtained. In addition, various household appliances such as an air conditioner and a refrigerator can be driven by effectively utilizing the natural energy of the solar battery 32. When the natural energy is low, it is supplemented with power from the grid power supply,
If there are many, return the power to the system power supply. Alternatively, by appropriately controlling the power, the user can be provided with the same convenience as before without being aware of the distinction between the power from the solar cell and the power from the system power supply, and also provides a more comfortable living environment. . Even from the power supply side, the widespread use of this system has the effect of suppressing peak power consumption especially during the daytime in summer. This is extremely effective for both power consumers and suppliers. In addition, great effects can be expected on the global environment by using environmentally friendly natural energy.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルス
幅変調のスイッチングパターン信号のもとになる正弦波
誤差信号を生成するためインバータ出力電流信号と比較
されるべき正弦波波形パターン信号として、予め波形パ
ターン記憶手段にディジタル値データとしての正弦波波
形データを格納しておきそれを読み出して使い、また、
読み出しのもとになる波形番号を決定する電力値の算出
もディジタル的に行うから、制御回路が簡素化され、イ
ンバータ出力電流波形のひずみ率を抑えて良好な電力品
質を確保することができる。As described above, according to the present invention, a sinusoidal waveform pattern signal to be compared with an inverter output current signal to generate a sinusoidal error signal based on a pulse width modulation switching pattern signal. The sine wave waveform data as digital value data is stored in advance in the waveform pattern storage means, and is read and used.
Since the calculation of the power value for determining the waveform number to be read is also performed digitally, the control circuit is simplified, and the distortion rate of the output current waveform of the inverter can be suppressed to ensure good power quality.
【0076】また、太陽電池等の直流電源のその時々の
出力電力に見合った正確な最大電力点追尾制御が行える
だけでなく、最大電力点以下の範囲で任意の大きさの電
力を引き出すことも容易に実現することができる。Further, not only can accurate maximum power point tracking control corresponding to the current output power of a DC power supply such as a solar cell be performed, but also it is possible to derive an arbitrary amount of power within a range below the maximum power point. It can be easily realized.
【図1】本発明の一実施例に係る系統連系型インバータ
が適用された系統連系型太陽光発電システムを示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a grid-connected solar power generation system to which a grid-connected inverter according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】実施例における波形パターン記憶部の詳しい内
部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed internal configuration of a waveform pattern storage unit according to the embodiment.
【図3】振幅値の大きさの異なる256種類(大部分は
省略)の正弦波波形パターンの波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of 256 (mostly omitted) sinusoidal waveform patterns having different amplitude values.
【図4】電力系統電圧と同期信号の関係を示す波形図で
ある。FIG. 4 is a waveform diagram showing a relationship between a power system voltage and a synchronization signal.
【図5】太陽電池の出力特性曲線を示す図である。FIG. 5 is a view showing an output characteristic curve of a solar cell.
【図6】最大電力点追尾制御の詳しい動作を示す説明図
である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a detailed operation of the maximum power point tracking control.
【図7】従来の系統連系型インバータが適用された系統
連系型太陽光発電システムを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a grid-connected solar power generation system to which a conventional grid-connected inverter is applied.
31……系統連系インバータ 32……太陽電池 33……商用トランス 34……商用系統
電源 35……逆流防止ダイオード 36……ノイズフ
ィルター 37……入力コンデンサ 38……FETブ
リッジ 39……出力チョークコイル 40……平滑コン
デンサ 41……連系リレー 42……ノイズフ
ィルター 43……入力電流検出用変流器 44……出力電流
検出用変流器 45……制御回路 46……信号演算
処理部 47……同期信号検出部 48……波形パタ
ーン記憶部 49……誤差増幅器 50……PWM変
調制御部 51……ゲートドライブ信号生成回路 60……CPU 61……アドレス
設定スイッチ 62……アドレスデコーダ回路 65……ラッチ回
路 66……クロック・分周回路 67……カウンタ
回路 68……メモリ 69……アドレス
バス 70……データバス S10……同期信号 S11……入力電圧信号 S12……入力電
流信号 S13……出力電圧信号 S14……出力電
流信号 S15……正弦波波形パターン信号 S17……正弦波誤差信号 S18……スイッ
チングパターン信号 S19……ゲートパルス信号31 ... system interconnection inverter 32 ... solar cell 33 ... commercial transformer 34 ... commercial system power supply 35 ... backflow prevention diode 36 ... noise filter 37 ... input capacitor 38 ... FET bridge 39 ... output choke coil 40 Smoothing capacitor 41 Interconnection relay 42 Noise filter 43 Input current detection current transformer 44 Output current detection current transformer 45 Control circuit 46 Signal operation processing unit 47 ... Synchronous signal detection unit 48... Waveform pattern storage unit 49... Error amplifier 50... PWM modulation control unit 51... Gate drive signal generation circuit 60... CPU 61... Address setting switch 62. ... Latch circuit 66 ... Clock / frequency dividing circuit 67 ... Counter circuit 68 ... Memory 69 ... Address Bus 70 Data bus S10 Synchronization signal S11 Input voltage signal S12 Input current signal S13 Output voltage signal S14 Output current signal S15 Sine waveform pattern signal S17 Sine error signal S18: Switching pattern signal S19: Gate pulse signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 浩史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−46265(JP,A) 特開 平7−194134(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/67 H02M 7/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hiroshi Nakada 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-5-46265 (JP, A) JP-A-7- 194134 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05F 1/67 H02M 7/48
Claims (1)
イッチング素子のブリッジをON/OFF制御して太陽
電池等の直流電源から入力した直流電力を交流電力に変
換して商用系統電源に供給する手段と、 正弦波誤差信号に基づいたパルス幅変調により前記スイ
ッチングパターン信号を生成する手段と、 系統電圧のゼロクロスポイントを検出して同期信号を生
成する手段と、 インバータの定格出力電流波形の振幅値に比例した複数
種類の振幅値をもつ正弦波波形データであって、各振幅
値ごとにその振幅値の大きさの順に波形番号をもち、か
つ、各波形番号の正弦波波形ごとに時間軸方向で多数に
等分した時間位置での個々の量子化振幅値をもっている
ディジタル値データを予め格納している波形パターン記
憶手段と、 任意の周期で検出したインバータの入力電流,入力電圧
または出力電流,出力電圧に基づいて電力値をディジタ
ル的に算出し記憶する手段と、 前回の電力値と今回の電力値とを比較し、電力値が増加
しているときは振幅値が1段階大となる波形番号を指定
し、電力値が減少しているときは振幅値が1段階小とな
る波形番号を指定して、前記波形パターン記憶手段に読
み出し信号として与える手段と、 前記同期信号のタイミングで前記読み出し信号に基づい
て前記波形パターン記憶手段から正弦波波形パターン信
号を読み出し開始し、前記決定された正弦波波形パター
ンの量子化振幅値を所定の微小周期で連続的に変化させ
て正弦波波形パターン信号として読み出す手段と、 前記波形パターン記憶手段から読み出した正弦波波形パ
ターン信号と検出したインバータ出力電流信号との誤差
から前記正弦波誤差信号を生成する手段とを備えたこと
を特徴とする系統連系型インバータ。A means for controlling ON / OFF of a bridge of a switching element based on a switching pattern signal to convert DC power input from a DC power supply such as a solar cell into AC power and supply the AC power to a commercial power supply; Means for generating the switching pattern signal by pulse width modulation based on a wave error signal, means for detecting a zero cross point of the system voltage to generate a synchronization signal, and a plurality of means in proportion to the amplitude value of the rated output current waveform of the inverter. Sine wave waveform data having different amplitude values, each waveform value having a waveform number in the order of the magnitude of the amplitude value, and a large number of sine wave waveforms of each waveform number in the time axis direction. Waveform pattern storage means pre-stored digital value data having individual quantized amplitude values at divided time positions, and detection at any cycle Means for digitally calculating and storing the power value based on the input current, input voltage or output current, and output voltage of the inverter, and comparing the previous power value with the current power value to determine whether the power value has increased. When the power value is decreasing, a waveform number whose amplitude value is decreased by one step is designated, and when the power value is decreasing, a waveform number whose amplitude value is decreased by one step is designated as a read signal to the waveform pattern storage means. Means for providing, and starting reading a sine wave pattern signal from the waveform pattern storage means based on the read signal at the timing of the synchronization signal, and setting the quantized amplitude value of the determined sine wave pattern to a predetermined minute period. Means for continuously changing the waveform pattern signal as a sinusoidal waveform pattern signal; Means for generating the sine wave error signal from an error with respect to the output current signal.
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