JPH10117440A - 太陽光発電装置 - Google Patents
太陽光発電装置Info
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- JPH10117440A JPH10117440A JP8289366A JP28936696A JPH10117440A JP H10117440 A JPH10117440 A JP H10117440A JP 8289366 A JP8289366 A JP 8289366A JP 28936696 A JP28936696 A JP 28936696A JP H10117440 A JPH10117440 A JP H10117440A
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池装置の電圧−電力特性が電力の２以
上のピーク値を有する複峰特性のときにも、連系運転中
にいわゆる山登り法の最大電力追従制御で無駄なくエネ
ルギを有効利用する。 【解決手段】 太陽電池装置１０とインバータ３の前段
の電源用のコンデンサ２との間に設けられ，連系運転前
の特性測定の開始により投入される開閉器１１と、装置
１０の出力電圧，出力電流の測定結果に基づいてインバ
ータ３の運転を制御する運転制御装置１２とを備え、こ
の装置１２に、特性測定によりコンデンサ２の初期充電
中の装置１０の出力電圧，出力電流の変化を測定して装
置１０の電圧−電力特性を求める手段と、この特性の最
大電力に対応する電圧を装置１０の連系初期電圧に決定
する手段と、特性測定から連系運転への移行により装置
１０の出力電圧が連系初期電圧になるようにインバータ
３を初期制御して連系運転中の運転制御に移行する手段
とを設ける。
上のピーク値を有する複峰特性のときにも、連系運転中
にいわゆる山登り法の最大電力追従制御で無駄なくエネ
ルギを有効利用する。 【解決手段】 太陽電池装置１０とインバータ３の前段
の電源用のコンデンサ２との間に設けられ，連系運転前
の特性測定の開始により投入される開閉器１１と、装置
１０の出力電圧，出力電流の測定結果に基づいてインバ
ータ３の運転を制御する運転制御装置１２とを備え、こ
の装置１２に、特性測定によりコンデンサ２の初期充電
中の装置１０の出力電圧，出力電流の変化を測定して装
置１０の電圧−電力特性を求める手段と、この特性の最
大電力に対応する電圧を装置１０の連系初期電圧に決定
する手段と、特性測定から連系運転への移行により装置
１０の出力電圧が連系初期電圧になるようにインバータ
３を初期制御して連系運転中の運転制御に移行する手段
とを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、系統電源と連系運
転される太陽光発電装置に関し、詳しくはその運転制御
に関する。
転される太陽光発電装置に関し、詳しくはその運転制御
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種太陽光発電装置は、図５に
示すように、太陽電池装置１に電源用のコンデンサ２を
介して静止型の電力変換装置である電圧型のインバータ
３を接続し、このインバータ３を運転制御装置４により
運転して太陽電池装置１の直流出力電力を交流電力に変
換し、この交流電力を配電線５の系統負荷６に給電す
る。
示すように、太陽電池装置１に電源用のコンデンサ２を
介して静止型の電力変換装置である電圧型のインバータ
３を接続し、このインバータ３を運転制御装置４により
運転して太陽電池装置１の直流出力電力を交流電力に変
換し、この交流電力を配電線５の系統負荷６に給電す
る。
【０００３】このとき、インバータ３の出力側が配電線
５を介して系統電源７に接続され、太陽光発電装置が系
統電源７に連系運転される。
５を介して系統電源７に接続され、太陽光発電装置が系
統電源７に連系運転される。
【０００４】また、運転制御装置４による従来の運転制
御は、つぎのようにして行われる。
御は、つぎのようにして行われる。
【０００５】まず、太陽電池装置１の出力側に設けられ
た計器用変圧器８及び計器用変流器９により太陽電池装
置１の出力電圧，出力電流が計測され、変圧器８，変流
器９の計測結果の信号Ｓｖ，Ｓｉが運転制御装置４に供
給される。
た計器用変圧器８及び計器用変流器９により太陽電池装
置１の出力電圧，出力電流が計測され、変圧器８，変流
器９の計測結果の信号Ｓｖ，Ｓｉが運転制御装置４に供
給される。
【０００６】この運転制御装置４はマイクロコンピュー
タ構成の制御処理部を有し、この制御処理部は信号Ｓ
ｖ，Ｓｉから太陽電池装置１の連系運転中の時々刻々の
出力電圧，出力電流を把握し、この出力電圧と出力電流
との乗算により太陽電池装置１の時々刻々の出力電力を
求める。
タ構成の制御処理部を有し、この制御処理部は信号Ｓ
ｖ，Ｓｉから太陽電池装置１の連系運転中の時々刻々の
出力電圧，出力電流を把握し、この出力電圧と出力電流
との乗算により太陽電池装置１の時々刻々の出力電力を
求める。
【０００７】そして、太陽電池装置１の電圧−電力特性
が図６に示すように電力のピーク値が１つしか存在しな
い単峰特性になるとし、太陽電池装置１から最大電力Ｐ
max1を取出すように、図７に示すステップＳ1 〜Ｓ9 の
連系運転制御により、いわゆる山登り法の最大電力追従
制御を実行する。
が図６に示すように電力のピーク値が１つしか存在しな
い単峰特性になるとし、太陽電池装置１から最大電力Ｐ
max1を取出すように、図７に示すステップＳ1 〜Ｓ9 の
連系運転制御により、いわゆる山登り法の最大電力追従
制御を実行する。
【０００８】すなわち、信号Ｓｖ，Ｓｉから求まる太陽
電池装置１のｔｎ時の出力電圧，出力電流をＶ（ｔ
ｎ），Ｉ（ｔｎ）とすると、前記制御処理部はステップ
Ｓ1 により信号Ｓｖ，ＳｉのＡ／Ｄ変換により出力電圧
Ｖ（ｔｎ），出力電流Ｉ（ｔｎ）をくり返しサンプリン
グする。
電池装置１のｔｎ時の出力電圧，出力電流をＶ（ｔ
ｎ），Ｉ（ｔｎ）とすると、前記制御処理部はステップ
Ｓ1 により信号Ｓｖ，ＳｉのＡ／Ｄ変換により出力電圧
Ｖ（ｔｎ），出力電流Ｉ（ｔｎ）をくり返しサンプリン
グする。
【０００９】さらに、ステップＳ2 によりサンプリング
結果を乗算してＰ（ｔｎ）＝Ｖ（ｔｎ）×Ｉ（ｔｎ）の
乗算を実行し、太陽電池装置１のｔｎ時の出力電力Ｐ
（ｔｎ）を求め、出力電圧Ｖ（ｔｎ）とともにメモリ等
に記憶する。
結果を乗算してＰ（ｔｎ）＝Ｖ（ｔｎ）×Ｉ（ｔｎ）の
乗算を実行し、太陽電池装置１のｔｎ時の出力電力Ｐ
（ｔｎ）を求め、出力電圧Ｖ（ｔｎ）とともにメモリ等
に記憶する。
【００１０】そして、前回（ｔn-1 時）の出力電圧Ｖ
（ｔn-1 ），出力電力Ｐ（ｔn-1 ）と今回（ｔｎ時）の
出力電圧Ｖ（ｔｎ），出力電力Ｐ（ｔｎ）とを比較し、
インバータ３の出力電圧の昇降変化，出力電力の増減変
化を求める。
（ｔn-1 ），出力電力Ｐ（ｔn-1 ）と今回（ｔｎ時）の
出力電圧Ｖ（ｔｎ），出力電力Ｐ（ｔｎ）とを比較し、
インバータ３の出力電圧の昇降変化，出力電力の増減変
化を求める。
【００１１】このとき図６からも明らかなように、太陽
電池装置１のピーク値である最大電力Ｐmax1の出力電圧
をＶmax1とすると、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以
下のときは、出力電圧Ｖ（ｔｎ）の昇降に比例してその
出力電力Ｐ（ｔｎ）が増減変化し、出力電圧Ｖ（ｔｎ）
が電圧Ｖmax1より高いときは、出力電圧Ｖ（ｔｎ）の昇
降の逆にその出力電力Ｐ（ｔｎ）が増減変化する。
電池装置１のピーク値である最大電力Ｐmax1の出力電圧
をＶmax1とすると、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以
下のときは、出力電圧Ｖ（ｔｎ）の昇降に比例してその
出力電力Ｐ（ｔｎ）が増減変化し、出力電圧Ｖ（ｔｎ）
が電圧Ｖmax1より高いときは、出力電圧Ｖ（ｔｎ）の昇
降の逆にその出力電力Ｐ（ｔｎ）が増減変化する。
【００１２】そのため、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が前回電圧
Ｖ（ｔn-1 ）より低下したときはステップＳ3 からステ
ップＳ4 に移行し、このとき出力電力Ｐ（ｔｎ）が増大
変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以上であ
るため、インバータ３の出力電圧可変方向を低下方向に
決定してステップＳ6 に移行し、出力電力Ｐ（ｔｎ）が
減少変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1より
低いため、インバータ３の出力電圧可変方向を上昇方向
に決定してステップＳ5 に移行する。
Ｖ（ｔn-1 ）より低下したときはステップＳ3 からステ
ップＳ4 に移行し、このとき出力電力Ｐ（ｔｎ）が増大
変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以上であ
るため、インバータ３の出力電圧可変方向を低下方向に
決定してステップＳ6 に移行し、出力電力Ｐ（ｔｎ）が
減少変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1より
低いため、インバータ３の出力電圧可変方向を上昇方向
に決定してステップＳ5 に移行する。
【００１３】また、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が前回電圧Ｖ
（ｔn-1 ）以上に上昇したときは、ステップＳ3 からス
テップＳ7 に移行し、このとき、出力電力Ｐ（ｔｎ）が
減少変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1より
高いため、インバータ３の出力電圧可変方向を低下方向
に決定してステップＳ8 に移行し、出力電力Ｐ（ｔｎ）
が増大変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以
下であるため、インバータ３の出力電圧可変方向を上昇
方向に決定してステップＳ9 に移行する。
（ｔn-1 ）以上に上昇したときは、ステップＳ3 からス
テップＳ7 に移行し、このとき、出力電力Ｐ（ｔｎ）が
減少変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1より
高いため、インバータ３の出力電圧可変方向を低下方向
に決定してステップＳ8 に移行し、出力電力Ｐ（ｔｎ）
が増大変化すれば、出力電圧Ｖ（ｔｎ）が電圧Ｖmax1以
下であるため、インバータ３の出力電圧可変方向を上昇
方向に決定してステップＳ9 に移行する。
【００１４】そして、ステップＳ5 ，Ｓ6 ，Ｓ8 ，Ｓ9
によりインバータ３のオン，オフのタイミング制御又は
このタイミング制御と振幅制御を実行し、ステップ
Ｓ5 ，Ｓ9 では太陽電池装置１の出力電圧が一定量ΔＶ
又は電圧Ｖ（ｔｎ）に応じた設定量上昇するように、イ
ンバータ３を運転し、ステップＳ6 ，Ｓ8 では太陽電池
装置１の出力電圧が前記の一定量又は設定量低下するよ
うにインバータ３を運転する。
によりインバータ３のオン，オフのタイミング制御又は
このタイミング制御と振幅制御を実行し、ステップ
Ｓ5 ，Ｓ9 では太陽電池装置１の出力電圧が一定量ΔＶ
又は電圧Ｖ（ｔｎ）に応じた設定量上昇するように、イ
ンバータ３を運転し、ステップＳ6 ，Ｓ8 では太陽電池
装置１の出力電圧が前記の一定量又は設定量低下するよ
うにインバータ３を運転する。
【００１５】この運転のくり返しにより、太陽電池装置
１の出力電力が常に最大電力Ｐmax1になるように、イン
バータ３が山登り法の最大電力追従制御で運転され、太
陽電池装置１から最大電力Ｐmax1が取出される。
１の出力電力が常に最大電力Ｐmax1になるように、イン
バータ３が山登り法の最大電力追従制御で運転され、太
陽電池装置１から最大電力Ｐmax1が取出される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置の場合、
インバータ３の運転開始により直ちに前述の山登り法の
最大電力追従制御を始めるため、太陽電池装置１の電圧
−電力特性が図６の単峰特性でないときには太陽電池装
置１から最大電力が取出せず、無駄のないエネルギー利
用が図れない問題点がある。
インバータ３の運転開始により直ちに前述の山登り法の
最大電力追従制御を始めるため、太陽電池装置１の電圧
−電力特性が図６の単峰特性でないときには太陽電池装
置１から最大電力が取出せず、無駄のないエネルギー利
用が図れない問題点がある。
【００１７】すなわち、太陽電池装置１が例えば複数の
太陽電池モジュールを直列又は並列に接続して形成され
る場合、各モジュールが同一特性に製造されていても、
各モジュールが異なる傾斜角，方位に設置されるような
ときは、各モジュールの電圧−電力特性に日射条件等に
よる差異が生じる。
太陽電池モジュールを直列又は並列に接続して形成され
る場合、各モジュールが同一特性に製造されていても、
各モジュールが異なる傾斜角，方位に設置されるような
ときは、各モジュールの電圧−電力特性に日射条件等に
よる差異が生じる。
【００１８】そして、太陽電池装置１がＡモジュールと
Ｂモジュールとを並列接続して形成され、Ａモジュール
の電圧−電力特性が図２の（ａ）に示すようになり、Ｂ
モジュールの電圧−電力特性が同図の（ｂ）に示すよう
になり、両モジュールの特性を合成した太陽電池装置１
の出力特性が、同図の（ｃ）に示すようにＡモジュール
の最大電力ＰAmaxの電圧ＶAmax，Ｂモジュールの最大電
力ＰBmaxの電圧ＶBmax（ＶAmax＜ＶBmax）それぞれで出
力電力がピーク値ＰABmax1，ＰABmax2（ＰABma x1＞Ｐ
ABmax2）になったとする。
Ｂモジュールとを並列接続して形成され、Ａモジュール
の電圧−電力特性が図２の（ａ）に示すようになり、Ｂ
モジュールの電圧−電力特性が同図の（ｂ）に示すよう
になり、両モジュールの特性を合成した太陽電池装置１
の出力特性が、同図の（ｃ）に示すようにＡモジュール
の最大電力ＰAmaxの電圧ＶAmax，Ｂモジュールの最大電
力ＰBmaxの電圧ＶBmax（ＶAmax＜ＶBmax）それぞれで出
力電力がピーク値ＰABmax1，ＰABmax2（ＰABma x1＞Ｐ
ABmax2）になったとする。
【００１９】この場合、運転開始時の太陽電池装置１が
図２の（ｃ）の出力電圧Ｖｓ（Ｖｓ＞ＶBmax），出力電
力Ｐｓ（Ｐｓ＜ＰABmax2）の状態であれば、前述の山登
り法の最大電力追従制御により、太陽電池装置１の出力
電力がピーク値ＰABmax2になるようにインバータ３が運
転制御され、太陽電池装置１の出力電力が最大電力であ
るピーク値ＰABmax1にならず、そのエネルギーを無駄な
く有効に利用することができない。
図２の（ｃ）の出力電圧Ｖｓ（Ｖｓ＞ＶBmax），出力電
力Ｐｓ（Ｐｓ＜ＰABmax2）の状態であれば、前述の山登
り法の最大電力追従制御により、太陽電池装置１の出力
電力がピーク値ＰABmax2になるようにインバータ３が運
転制御され、太陽電池装置１の出力電力が最大電力であ
るピーク値ＰABmax1にならず、そのエネルギーを無駄な
く有効に利用することができない。
【００２０】そして、太陽電池装置１が１つのモジュー
ルからなり、その一部のアレイの特性が日射条件の差異
等の何らかの理由により残りのアレイの特性と異なり、
太陽電池装置１の出力の電圧−電力特性が複峰特性にな
るような場合等にも同様の問題がある。
ルからなり、その一部のアレイの特性が日射条件の差異
等の何らかの理由により残りのアレイの特性と異なり、
太陽電池装置１の出力の電圧−電力特性が複峰特性にな
るような場合等にも同様の問題がある。
【００２１】なお、図２の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実
施の１形態の太陽電池装置の電圧−電力の特性図であ
る。
施の１形態の太陽電池装置の電圧−電力の特性図であ
る。
【００２２】本発明は、系統電源に連系運転される太陽
電池装置の出力の電圧−電力特性が出力電力の２つ以上
のピーク値を有する複峰特性であっても、連系運転中
に、従来のいわゆる山登り法の最大電力追従制御によ
り、その出力電力を最大にして無駄のないエネルギー利
用が図れるようにすることを課題とする。
電池装置の出力の電圧−電力特性が出力電力の２つ以上
のピーク値を有する複峰特性であっても、連系運転中
に、従来のいわゆる山登り法の最大電力追従制御によ
り、その出力電力を最大にして無駄のないエネルギー利
用が図れるようにすることを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
めに、本発明の太陽光発電装置においては、太陽電池装
置とインバータ等の静止型の電力変換装置の前段の電源
用コンデンサとの間に設けられ，連系運転前の特性測定
の開始により投入される開閉器と、太陽電池装置の出力
電圧，出力電流の測定結果に基づき電力変換装置の運転
を制御する運転制御装置とを備え、この運転制御装置
に、特性測定により開閉器の投入直後のコンデンサの初
期充電中の前記出力電圧，前記出力電流の変化から太陽
電池装置の電圧−電力特性を求める手段と、前記電圧−
電力特性の最大電力に対応する電圧を太陽電池装置の連
系初期電圧に決定する手段と、特性測定から連系運転へ
の移行により前記出力電圧が連系初期電圧になるように
電力変換装置を初期制御して連系運転中の運転制御に移
行する手段とを設ける。
めに、本発明の太陽光発電装置においては、太陽電池装
置とインバータ等の静止型の電力変換装置の前段の電源
用コンデンサとの間に設けられ，連系運転前の特性測定
の開始により投入される開閉器と、太陽電池装置の出力
電圧，出力電流の測定結果に基づき電力変換装置の運転
を制御する運転制御装置とを備え、この運転制御装置
に、特性測定により開閉器の投入直後のコンデンサの初
期充電中の前記出力電圧，前記出力電流の変化から太陽
電池装置の電圧−電力特性を求める手段と、前記電圧−
電力特性の最大電力に対応する電圧を太陽電池装置の連
系初期電圧に決定する手段と、特性測定から連系運転へ
の移行により前記出力電圧が連系初期電圧になるように
電力変換装置を初期制御して連系運転中の運転制御に移
行する手段とを設ける。
【００２４】したがって、運転前の特性測定により太陽
電池装置の出力電圧，出力電流を測定してその出力の電
圧−電力特性が実測され、その最大電力に対応する電圧
が太陽電池装置の連系運転を開始するときの電圧，すな
わち連系初期電圧に決定される。
電池装置の出力電圧，出力電流を測定してその出力の電
圧−電力特性が実測され、その最大電力に対応する電圧
が太陽電池装置の連系運転を開始するときの電圧，すな
わち連系初期電圧に決定される。
【００２５】そして、運転制御装置の初期制御により太
陽電池装置の出力電圧が決定された連系初期電圧になる
ようにインバータ等の静止型の電力変換装置が運転制御
された後、通常運転に移行し、運転制御装置により従来
山登り法の最大電力追従制御で変換装置が運転制御され
る。
陽電池装置の出力電圧が決定された連系初期電圧になる
ようにインバータ等の静止型の電力変換装置が運転制御
された後、通常運転に移行し、運転制御装置により従来
山登り法の最大電力追従制御で変換装置が運転制御され
る。
【００２６】このとき、太陽電池装置の電圧−電力特性
が２以上の電力のピーク値を有する複峰特性であって
も、常に、その最も大きいピーク値の電力の出力状態か
ら連系運転が開始され、山登り法の最大電力追従制御に
より太陽電池装置の出力電力が必ずその最大電力になる
ように運転され、無駄のないエネルギ利用が図られる。
が２以上の電力のピーク値を有する複峰特性であって
も、常に、その最も大きいピーク値の電力の出力状態か
ら連系運転が開始され、山登り法の最大電力追従制御に
より太陽電池装置の出力電力が必ずその最大電力になる
ように運転され、無駄のないエネルギ利用が図られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１ないし図４を参照して説明する。図１は静止型の電力
変換装置を、従来装置と同様、電圧型のインバータとし
た場合のブロック結線図であり、同図において、図５と
同一符号は同一のものを示し、図５の従来装置と異なる
点は、つぎの（ｉ）〜（iii） の点である。
１ないし図４を参照して説明する。図１は静止型の電力
変換装置を、従来装置と同様、電圧型のインバータとし
た場合のブロック結線図であり、同図において、図５と
同一符号は同一のものを示し、図５の従来装置と異なる
点は、つぎの（ｉ）〜（iii） の点である。
【００２８】（ｉ）従来の太陽電池装置１に相当する太
陽電池装置１０が、例えば異なる傾斜角，方位に設置さ
れた２個の太陽電池モジュール１０ａ，１０ｂを並列接
続して形成されている点。
陽電池装置１０が、例えば異なる傾斜角，方位に設置さ
れた２個の太陽電池モジュール１０ａ，１０ｂを並列接
続して形成されている点。
【００２９】（ii）太陽電池装置１０と静止型の電力変
換装置としての電圧型のインバータ３の前段の電源用の
コンデンサ２との間に、連系運転前の特性測定の開始に
より投入される開閉器１１を設けた点。
換装置としての電圧型のインバータ３の前段の電源用の
コンデンサ２との間に、連系運転前の特性測定の開始に
より投入される開閉器１１を設けた点。
【００３０】（iii） 従来の運転制御装置４の代わり
に、この運転制御装置４と同様、計器用変圧器８，計器
用変流器９の計測結果の信号が供給されるマイクロコン
ピュータ構成の制御処理部を有する運転制御装置１２を
備え、この運転制御装置１２の制御処理部に、従来の運
転制御装置４の連系運転中の山登り法の最大電力追従制
御によるインバータ３の運転制御機能とともに、つぎの
（ａ）〜（ｃ）の手段を設けた点。
に、この運転制御装置４と同様、計器用変圧器８，計器
用変流器９の計測結果の信号が供給されるマイクロコン
ピュータ構成の制御処理部を有する運転制御装置１２を
備え、この運転制御装置１２の制御処理部に、従来の運
転制御装置４の連系運転中の山登り法の最大電力追従制
御によるインバータ３の運転制御機能とともに、つぎの
（ａ）〜（ｃ）の手段を設けた点。
【００３１】（ａ）特性測定によりコンデンサ２の初期
充電中の太陽電池装置１０の出力電圧，出力電流の変化
を測定して太陽電池装置１０の電圧−電力特性を求める
手段
充電中の太陽電池装置１０の出力電圧，出力電流の変化
を測定して太陽電池装置１０の電圧−電力特性を求める
手段
【００３２】（ｂ）求められた電圧−電力特性の最大電
力に対応する電圧を太陽電池装置１０の連系初期電圧に
決定する手段
力に対応する電圧を太陽電池装置１０の連系初期電圧に
決定する手段
【００３３】（ｃ）特性測定から連系運転への移行によ
り太陽電池装置１０の出力電圧が連系初期電圧になるよ
うにインバータ３を初期制御して連系運転中の運転制御
に移行する手段
り太陽電池装置１０の出力電圧が連系初期電圧になるよ
うにインバータ３を初期制御して連系運転中の運転制御
に移行する手段
【００３４】そして、太陽電池モジュール１０ａをＡモ
ジュール，太陽電池装置１０ｂをＢモジュールとする
と、例えば、この太陽光発電装置が一般住宅に設けられ
る場合、その屋根に設置される両モジュール１０ａ，１
０ｂは屋根の制約等に基づき、傾斜角や方位が異なり、
この傾斜角や方位の相違及び周囲の建物の影響等によ
り、それぞれの日射条件が異なる。
ジュール，太陽電池装置１０ｂをＢモジュールとする
と、例えば、この太陽光発電装置が一般住宅に設けられ
る場合、その屋根に設置される両モジュール１０ａ，１
０ｂは屋根の制約等に基づき、傾斜角や方位が異なり、
この傾斜角や方位の相違及び周囲の建物の影響等によ
り、それぞれの日射条件が異なる。
【００３５】そのため、Ａ，Ｂモジュール１０ａ，１０
ｂは同一特性に製造されていても、それぞれの電圧−電
力特性が相違し、例えば、Ａモジュール１０ａは２図の
（ａ）に示すように、電圧ＶAmaxで最大電力（ピーク
値）ＰAmaxになる単峰特性を有し、Ｂモジュール１０ｂ
は同図の（ｂ）に示すように電圧ＶBmaxで最大電力（ピ
ーク値）ＰBmaxになる単峰特性を有する。なお、ＰAmax
＞ＰBmax，ＶAmax＜ＶBmax である。
ｂは同一特性に製造されていても、それぞれの電圧−電
力特性が相違し、例えば、Ａモジュール１０ａは２図の
（ａ）に示すように、電圧ＶAmaxで最大電力（ピーク
値）ＰAmaxになる単峰特性を有し、Ｂモジュール１０ｂ
は同図の（ｂ）に示すように電圧ＶBmaxで最大電力（ピ
ーク値）ＰBmaxになる単峰特性を有する。なお、ＰAmax
＞ＰBmax，ＶAmax＜ＶBmax である。
【００３６】そして、両モジュール１０ａ，１０ｂを並
列接続した太陽電池装置１０の出力の電圧−電力特性
（出力特性）は、図２の（ｃ）に示すように、両モジュ
ール１０ａ，１０ｂの特性を合成した，２つの電力のピ
ーク値を有する複峰特性（双峰特性）になり、出力電圧
ＶAmax，ＶBmaxのときの出力電力がピーク値ＰABmax1 ,
ＰABmax2になる。
列接続した太陽電池装置１０の出力の電圧−電力特性
（出力特性）は、図２の（ｃ）に示すように、両モジュ
ール１０ａ，１０ｂの特性を合成した，２つの電力のピ
ーク値を有する複峰特性（双峰特性）になり、出力電圧
ＶAmax，ＶBmaxのときの出力電力がピーク値ＰABmax1 ,
ＰABmax2になる。
【００３７】このとき、ＰABmax1＞ＰABmax2であり、ピ
ーク値ＰABmax1が太陽電池装置１０の最大電力になる。
ーク値ＰABmax1が太陽電池装置１０の最大電力になる。
【００３８】つぎに、運転制御装置１２の制御処理部
は、連系運転前の図３のステップＱ1〜Ｑ6 の特性測定
等の制御及び図３及び図４のステップＱ8 〜Ｑ17の連系
運転の制御を実行する。
は、連系運転前の図３のステップＱ1〜Ｑ6 の特性測定
等の制御及び図３及び図４のステップＱ8 〜Ｑ17の連系
運転の制御を実行する。
【００３９】そして、連系運転前は開閉器１１が開放さ
れ、この状態で計器用変圧器８の計測結果の信号Ｓｖが
サンプリングされ、このサンプリングにより運転制御装
置１２の制御処理部は、太陽電池装置１０のいわゆる開
放電圧を監視する。
れ、この状態で計器用変圧器８の計測結果の信号Ｓｖが
サンプリングされ、このサンプリングにより運転制御装
置１２の制御処理部は、太陽電池装置１０のいわゆる開
放電圧を監視する。
【００４０】この状態で図示省略された運転スタート釦
が押されると、ステップＱ1 により開放電圧から太陽電
池装置１０の日射状態が把握され、開放電圧が上昇して
一定時間継続して適当なスタート電圧以上になると、運
転に十分な日射量が確保される状態になったため、ステ
ップＱ2 に移行して開閉器１１を投入し、ステップＱ3
により太陽電池装置１０の特性測定を開始する。
が押されると、ステップＱ1 により開放電圧から太陽電
池装置１０の日射状態が把握され、開放電圧が上昇して
一定時間継続して適当なスタート電圧以上になると、運
転に十分な日射量が確保される状態になったため、ステ
ップＱ2 に移行して開閉器１１を投入し、ステップＱ3
により太陽電池装置１０の特性測定を開始する。
【００４１】このとき、インバータ３は停止状態にあ
り、太陽電池装置１０の出力電流によりコンデンサ２が
初期充電され、この初期充電により信号Ｓｖ，Ｓｉが変
化する。
り、太陽電池装置１０の出力電流によりコンデンサ２が
初期充電され、この初期充電により信号Ｓｖ，Ｓｉが変
化する。
【００４２】この信号Ｓｖ，Ｓｉの変化から太陽電池装
置１０の初期充電中の出力電流，出力電圧の特性を測定
するため、特性測定中は信号Ｓｖ，Ｓｉを例えばサンプ
リング間隔数ミリ秒〜数十ミリ秒で高速サンプリングす
る。
置１０の初期充電中の出力電流，出力電圧の特性を測定
するため、特性測定中は信号Ｓｖ，Ｓｉを例えばサンプ
リング間隔数ミリ秒〜数十ミリ秒で高速サンプリングす
る。
【００４３】そして、ステップＱ3 ，Ｑ4 のループによ
り、コンデンサ２が充電されるまで前記の高速サンプリ
ングを継続して初期充電中の太陽電池装置１０の出力電
圧，出力電流の変化を測定すると、ステップＱ5 によ
り、測定結果から太陽電池装置１０の出力の電圧−電力
特性を求める。
り、コンデンサ２が充電されるまで前記の高速サンプリ
ングを継続して初期充電中の太陽電池装置１０の出力電
圧，出力電流の変化を測定すると、ステップＱ5 によ
り、測定結果から太陽電池装置１０の出力の電圧−電力
特性を求める。
【００４４】すなわち、測定された各サンプリング点の
出力電圧，出力電流とを乗算して各サンプリング点での
電力を求め、この各サンプリング点の出力電圧と電力と
により、太陽電池装置１０の出力の図２の（ｃ）に示し
た電圧−電力特性を求める。
出力電圧，出力電流とを乗算して各サンプリング点での
電力を求め、この各サンプリング点の出力電圧と電力と
により、太陽電池装置１０の出力の図２の（ｃ）に示し
た電圧−電力特性を求める。
【００４５】つぎに、ステップＱ6 により電圧−電力特
性の最大電力ＰABmax1に対応する電圧ＶAmaxを求め、こ
の電圧ＶAmaxを連系初期電圧に決定する。
性の最大電力ＰABmax1に対応する電圧ＶAmaxを求め、こ
の電圧ＶAmaxを連系初期電圧に決定する。
【００４６】この決定後、ステップＱ7 によりインバー
タ３の連系運転を開始し、ステップＱ8 により太陽電池
装置１０の出力電圧が連系初期電圧ＶAmaxになるよう
に、インバータ３のオンオフのタイミング等を初期調整
する。
タ３の連系運転を開始し、ステップＱ8 により太陽電池
装置１０の出力電圧が連系初期電圧ＶAmaxになるよう
に、インバータ３のオンオフのタイミング等を初期調整
する。
【００４７】そして、太陽電池装置１０の出力電圧が連
系初期電圧ＶAmaxに引込まれて初期制御されると、通常
運転中の制御に移行し、図４のステップＱ9 〜Ｑ17の処
理をくり返す。
系初期電圧ＶAmaxに引込まれて初期制御されると、通常
運転中の制御に移行し、図４のステップＱ9 〜Ｑ17の処
理をくり返す。
【００４８】このとき、ステップＱ9 〜Ｑ17が図７の従
来制御のステップＳ1 〜Ｓ9 に対応し、ステップＱ9 〜
Ｑ17により、連系運転中は太陽電池装置１０を最大電力
ＰAB max1の出力状態に初期設定して従来と同様の山登り
法の最大電力追従制御でインバータ３を運転制御する。
来制御のステップＳ1 〜Ｓ9 に対応し、ステップＱ9 〜
Ｑ17により、連系運転中は太陽電池装置１０を最大電力
ＰAB max1の出力状態に初期設定して従来と同様の山登り
法の最大電力追従制御でインバータ３を運転制御する。
【００４９】したがって、日射変化等が生じても太陽電
池装置１０の出力電力が必ず最大電力（ピーク値）Ｐ
ABmax1になるように制御され、ピーク値ＰABmax2に誤制
御されることがなく、制御精度が向上し、発電電力の低
下を最小限に抑えて発電効率の向上が図れ、無駄なくエ
ネルギーを有効利用することができる。なお、インバー
タ３の運転制御中の信号Ｓｖ，Ｓｉのサンプリング間隔
は特性測定中より長くなる。
池装置１０の出力電力が必ず最大電力（ピーク値）Ｐ
ABmax1になるように制御され、ピーク値ＰABmax2に誤制
御されることがなく、制御精度が向上し、発電電力の低
下を最小限に抑えて発電効率の向上が図れ、無駄なくエ
ネルギーを有効利用することができる。なお、インバー
タ３の運転制御中の信号Ｓｖ，Ｓｉのサンプリング間隔
は特性測定中より長くなる。
【００５０】そして、電圧−電力特性が２以上の電力の
ピーク値を有する種々の複峰特性の太陽電池装置を備え
た太陽光発電装置に適用して同様の効果が得られるのは
勿論である。
ピーク値を有する種々の複峰特性の太陽電池装置を備え
た太陽光発電装置に適用して同様の効果が得られるのは
勿論である。
【００５１】また、静止型の電力変換装置は、インバー
タ以外であってもよく、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ
とＤＣ−ＡＣインバータとを直列接続して形成され、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの運転を制御して太陽電池装置の出
力電力を最大値に制御する構成であってもよい。
タ以外であってもよく、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ
とＤＣ−ＡＣインバータとを直列接続して形成され、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの運転を制御して太陽電池装置の出
力電力を最大値に制御する構成であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。運転前の特性測定により太陽電池装置１０の出力電
圧，出力電流を測定してその出力の電圧−電力特性を実
測し、その最大電力に対応する電圧を太陽電池装置１０
の連系運転を開始するときの電圧，すなわち連系初期電
圧に決定することができる。
る。運転前の特性測定により太陽電池装置１０の出力電
圧，出力電流を測定してその出力の電圧−電力特性を実
測し、その最大電力に対応する電圧を太陽電池装置１０
の連系運転を開始するときの電圧，すなわち連系初期電
圧に決定することができる。
【００５３】そして、運転制御装置１２の初期制御によ
り太陽電池装置１０の出力電圧が決定された連系初期電
圧になるようにインバータ３等の静止型の電力変換装置
を運転制御した後、通常運転に移行し、運転制御装置１
２により従来の山登り法の最大電力追従制御で電力変換
装置を運転制御することができる。
り太陽電池装置１０の出力電圧が決定された連系初期電
圧になるようにインバータ３等の静止型の電力変換装置
を運転制御した後、通常運転に移行し、運転制御装置１
２により従来の山登り法の最大電力追従制御で電力変換
装置を運転制御することができる。
【００５４】このとき、太陽電池装置１０の電圧−電力
特性が電力の２以上のピーク値を有する複峰特性であっ
ても、常に、その最も大きいピーク値の電力の出力状態
から連系運転が開始されるため、山登り法の最大電力追
従制御により、太陽電池装置１０の出力電力が必ずその
最大電力になるように運転して無駄のないエネルギ利用
を図ることができる。
特性が電力の２以上のピーク値を有する複峰特性であっ
ても、常に、その最も大きいピーク値の電力の出力状態
から連系運転が開始されるため、山登り法の最大電力追
従制御により、太陽電池装置１０の出力電力が必ずその
最大電力になるように運転して無駄のないエネルギ利用
を図ることができる。
【図１】本発明の実施の１形態のブロック結線図であ
る。
る。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１の太陽電池装置
の特性図である。
の特性図である。
【図３】図１の運転制御装置の動作説明用の第１のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】図１の運転制御装置の動作説明用の第２のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】従来装置のブロック結線図である。
【図６】図５の太陽電池装置の特性図である。
【図７】図５の運転制御装置の動作説明用のフローチャ
ートである。
ートである。
２ 電源用のコンデンサ ３ 静止型の電力変換装置としてのインバータ ６ 系統負荷 ７ 系統電源 １０ 太陽電池装置 １１ 開閉器 １２ 運転制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｎ 6/00 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 系統電源と連系運転され、太陽電池装置
の出力を静止型の電力変換装置により交流電源に変換し
て系統負荷に給電し、連系運転中の運転制御により、前
記太陽電池装置の出力電圧，出力電流の計測結果から前
記太陽電池装置の時々刻々の出力電力をくり返し算出
し、前記出力電圧の昇降変化と前記出力電力の増減変化
との組合せに基づいて前記出力電力が増加する電圧可変
方向を決定し、前記出力電圧が決定方向に変化するよう
に前記変換装置を駆動する太陽光発電装置において、 前記太陽電池装置と前記電力変換装置の前段の電源用コ
ンデンサとの間に設けられ，連系運転前の特性測定の開
始により投入される開閉器と、 前記出力電圧，前記出力電流の測定結果に基づいて前記
電力変換装置の運転を制御する運転制御装置とを備え、 前記運転制御装置に、 前記特性測定により前記コンデンサの初期充電中の前記
出力電圧，前記出力電流の変化を測定して前記太陽電池
装置の電圧−電力特性を求める手段と、 前記電圧−電力特性の最大電力に対応する電圧を前記太
陽電池装置の連系初期電圧に決定する手段と、 前記特性測定から連系運転への移行により前記出力電圧
が前記連系初期電圧になるように前記電力変換装置を初
期制御して前記連系運転中の運転制御に移行する手段と
を設けたことを特徴とする太陽光発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289366A JPH10117440A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 太陽光発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289366A JPH10117440A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 太陽光発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117440A true JPH10117440A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17742284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8289366A Pending JPH10117440A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 太陽光発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10117440A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1141832A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池発電システム及び方法 |
| JP2000112545A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Daihen Corp | 太陽光発電システム |
| JP2001309561A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | 連系装置 |
| US7256566B2 (en) * | 2003-05-02 | 2007-08-14 | Ballard Power Systems Corporation | Method and apparatus for determining a maximum power point of photovoltaic cells |
| KR100999978B1 (ko) * | 2010-06-25 | 2010-12-13 | 박기주 | 태양광 발전 시스템의 감시 제어 장치 |
| CN102594215A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-18 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | 一种光伏电站模型参数辨识方法 |
| CN102778854A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-14 | 湖南兴业太阳能科技有限公司 | 太阳能电力管理系统 |
| JP2013105318A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Panasonic Corp | 太陽光発電用パワーコンディショナ |
| JP2013525908A (ja) * | 2010-04-26 | 2013-06-20 | クィーンズ ユニバーシティー アット キングストン | 発電装置の最大電力点追従 |
| KR101371226B1 (ko) * | 2012-01-05 | 2014-03-10 | 신옥테크(주) | 이동형 태양광 발전모듈을 위한 최대 전력 추종 제어방법 |
| JP2017045487A (ja) * | 2016-12-09 | 2017-03-02 | 株式会社戸上電機製作所 | 発電出力測定装置 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP8289366A patent/JPH10117440A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1141832A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池発電システム及び方法 |
| JP2000112545A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Daihen Corp | 太陽光発電システム |
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| CN102594215A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-18 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | 一种光伏电站模型参数辨识方法 |
| CN102594215B (zh) * | 2012-03-16 | 2015-05-06 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | 一种光伏电站模型参数辨识方法 |
| CN102778854A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-14 | 湖南兴业太阳能科技有限公司 | 太阳能电力管理系统 |
| JP2017045487A (ja) * | 2016-12-09 | 2017-03-02 | 株式会社戸上電機製作所 | 発電出力測定装置 |
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