JP6158476B2 - Power converter for photovoltaic power generation - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電用電力変換装置に係り、特に太陽光パネルが発電した直流電力を昇圧した後、交流電力に変換するときの変換損失を低減させるための太陽光発電用電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter for photovoltaic power generation, and more particularly to a power converter for photovoltaic power generation for reducing conversion loss when converting DC power generated by a solar panel into AC power after boosting. .

太陽光発電用電力変換装置は、太陽光パネルで発電された直流電力を電力系統の交流電力へ変換する電力変換装置である。   The power converter for photovoltaic power generation is a power converter that converts DC power generated by a solar panel into AC power of a power system.

この典型的な構成例は図１に示すように、太陽光パネル１と電力系統４の間には、昇圧チョッパ回路２とインバータ回路３で構成された電力変換回路１１が設置される。このうち昇圧チョッパ回路２では、太陽光パネル１の直流電圧を調整する。インバータ回路３では直流電力を交流電力へ変換して電力系統４に連系する。   In this typical configuration example, as shown in FIG. 1, a power conversion circuit 11 including a boost chopper circuit 2 and an inverter circuit 3 is installed between a solar panel 1 and a power system 4. Among these, the boost chopper circuit 2 adjusts the DC voltage of the solar panel 1. In the inverter circuit 3, the DC power is converted into AC power and connected to the power system 4.

これらの昇圧チョッパ回路２とインバータ回路３は、制御回路５からの指令に応じて制御される。制御回路５は、これらの操作のために、太陽光パネル１の出力として直流電流Ｉｄ（昇圧チョッパ回路２の直流入力電流）、直流電圧Ｖｄ（昇圧チョッパ回路２の直流入力電圧）を、それぞれ直流電流変成器７、直流電圧変成器６を介して入力している。そして直流電力を算出する。   These step-up chopper circuit 2 and inverter circuit 3 are controlled in accordance with a command from control circuit 5. For these operations, the control circuit 5 outputs a direct current Id (DC input current of the step-up chopper circuit 2) and a DC voltage Vd (DC input voltage of the step-up chopper circuit 2) as the outputs of the solar panel 1, respectively. Input is made through a current transformer 7 and a DC voltage transformer 6. Then, DC power is calculated.

また制御回路５は、電力系統４に与える電力変換回路１１の出力として交流電流ｉａ（インバータ回路３の交流出力電流）、交流電圧ｖａ（インバータ回路３の交流出力電圧）を、それぞれ交流電流変成器９、交流電圧変成器１０を介して入力している。   Further, the control circuit 5 outputs an AC current ia (AC output current of the inverter circuit 3) and an AC voltage va (AC output voltage of the inverter circuit 3) as outputs of the power conversion circuit 11 to be supplied to the power system 4, respectively. 9, input via AC voltage transformer 10.

さらに制御回路５には、インバータ回路３の直流入力電圧Ｖｄｃを、直流電圧変成器８を介して入力している。   Further, the DC input voltage Vdc of the inverter circuit 3 is input to the control circuit 5 via the DC voltage transformer 8.

制御回路５は、以上の入力信号を用いて太陽光パネル１の出力が最大となるように、最大電力追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行う。最大電力追従制御に関しては、例えば特許文献１に記載されている。   The control circuit 5 performs maximum power tracking (MPPT: Maximum Power Point Tracking) control so that the output of the solar panel 1 is maximized using the above input signal. The maximum power tracking control is described in Patent Document 1, for example.

特開２００２−３４１７５号公報JP 2002-34175 A

図２は、太陽光パネル１の電圧Ｖｄ−電流Ｉｄ特性、電力Ｐｄの出力特性を示した図である。日射量を一定としたとき、直流電圧Ｖｄが低い領域では、直流電流Ｉｄはほぼ一定であるが、直流電圧Ｖｄが高い領域では、直流電圧Ｖｄの増大に伴い直流電流Ｉｄは低減する。この電圧Ｖｄ−電流Ｉｄ特性は日射量により変化し、日射量が少ないほど低い電流となる。一方、電力Ｐｄは電圧Ｖｄに対して山状の特性を示し、最大電力点を有する。かつ最大電力点は日射量により移動して、日射量が少ないほど低い電力となり、より低い直流電圧にて最大電力点となる。   FIG. 2 is a diagram illustrating the voltage Vd-current Id characteristic and the output characteristic of the power Pd of the solar panel 1. When the amount of solar radiation is constant, the direct current Id is substantially constant in the region where the direct current voltage Vd is low, but in the region where the direct current voltage Vd is high, the direct current Id decreases as the direct current voltage Vd increases. This voltage Vd-current Id characteristic varies depending on the amount of solar radiation, and the smaller the amount of solar radiation, the lower the current. On the other hand, the power Pd exhibits a mountain-shaped characteristic with respect to the voltage Vd, and has a maximum power point. The maximum power point moves depending on the amount of solar radiation. The smaller the amount of solar radiation, the lower the power, and the lower the DC voltage, the maximum power point.

ここで最大電力点追従制御とは、図２のように周囲環境によって変化する太陽光パネルの出力特性に追従して、出力が最大となる直流電圧Ｖｄで発電を行う制御である。なお最大電力点追従制御を実行すると、日射量が少ない状態では直流電圧Ｖｄが、インバータ回路３の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より小さくなる場合がある。   Here, the maximum power point tracking control is control for generating power at the DC voltage Vd that maximizes the output, following the output characteristics of the solar panel that varies depending on the surrounding environment as shown in FIG. When the maximum power point tracking control is executed, the DC voltage Vd may be smaller than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit 3 when the amount of solar radiation is small.

制御回路５は最大電力追従制御を実行しながら、かつ後段のインバータ回路３で定まる最低入力電圧以上の一定の電圧に直流電圧Ｖｄを昇圧する。   The control circuit 5 boosts the DC voltage Vd to a constant voltage equal to or higher than the minimum input voltage determined by the subsequent inverter circuit 3 while executing the maximum power follow-up control.

図４は、直流電圧Ｖｄｃ制御の従来手法を示した図である。この図で上段は最大出力となる太陽光パネル１の出力電圧（昇圧チョッパ回路２の直流入力電圧）Ｖｄであり、時間経過と共に低下したものとする。ここで最大出力となる太陽光パネル１の出力電圧は当初６００ボルトであり、日照量の変動により電圧低下した状態を示している。   FIG. 4 is a diagram showing a conventional method of controlling the DC voltage Vdc. In the figure, the upper stage is the output voltage (DC input voltage of the step-up chopper circuit 2) Vd of the solar panel 1, which is the maximum output, and is assumed to decrease with time. Here, the output voltage of the solar panel 1 which is the maximum output is initially 600 volts, and shows a state in which the voltage is lowered due to fluctuations in the amount of sunlight.

かかる時間変化に対して、従来手法では、図４中段のように太陽光パネル電圧Ｖｄに関わらず、インバータ入力電圧Ｖｄｃを例えば６００ボルトに固定する。ここで６００ボルトとは、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃより高い電圧である。なお、Ｖｄｃ０はインバータ回路３の最低入力電圧である。インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃは、最低入力電圧Ｖｄｃ０以上とされる必要がある。この例では、最低入力電圧Ｖｄｃ０は５００ボルトであり、制御回路５はインバータ入力電圧Ｖｄｃを６００ボルトに一定に制御する。   With respect to such a time change, in the conventional method, the inverter input voltage Vdc is fixed to, for example, 600 volts regardless of the solar panel voltage Vd as shown in the middle part of FIG. Here, 600 volts is a voltage higher than the input DC voltage Vdc of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3. Vdc0 is the lowest input voltage of the inverter circuit 3. The input DC voltage Vdc of the inverter circuit 3 needs to be equal to or higher than the minimum input voltage Vdc0. In this example, the minimum input voltage Vdc0 is 500 volts, and the control circuit 5 controls the inverter input voltage Vdc to 600 volts.

インバータ入力電圧Ｖｄｃを６００ボルトに一定制御するために、制御回路５は直流入力電圧Ｖｄが低いほど、昇圧チョッパ回路２の昇圧比を上げるように働く。例えばＶｄが６００ボルトのときの昇圧比を１とすると、５００ボルトに低下したときの昇圧比を１．２とする。図４下に昇圧比の変動を示す。   In order to constantly control the inverter input voltage Vdc to 600 volts, the control circuit 5 works to increase the boost ratio of the boost chopper circuit 2 as the DC input voltage Vd is lower. For example, assuming that the step-up ratio when Vd is 600 volts is 1, the step-up ratio when it decreases to 500 volts is 1.2. The fluctuation of the boost ratio is shown in the lower part of FIG.

この結果、図４の制御手法を採用する電力変換回路１１は、常に昇圧チョッパ回路２においてスイッチング動作を行っている。またインバータ回路３も常に機能している。このことは、昇圧チョッパ回路２とインバータ回路３が常時稼動状態にあることを意味しており、双方回路で発生する損失が無視できない。   As a result, the power conversion circuit 11 that employs the control method of FIG. 4 always performs the switching operation in the boost chopper circuit 2. The inverter circuit 3 is always functioning. This means that the step-up chopper circuit 2 and the inverter circuit 3 are always in an operating state, and the loss generated in both circuits cannot be ignored.

以上のことから本発明においては、昇圧チョッパ回路とインバータ回路で発生する損失を低減させて、太陽光発電用電力変換装置の電力変換効率の改善を図るものである。   From the above, in the present invention, the loss generated in the step-up chopper circuit and the inverter circuit is reduced, and the power conversion efficiency of the power converter for photovoltaic power generation is improved.

以上のことから本発明においては、太陽光パネルの出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力電力を入力として交流電力を系統へ出力するインバータ回路を備えた太陽光発電用電力変換装置において、
太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より高くする場合には、昇圧チョッパ回路のスイッチングを停止してインバータ回路による運転を行い、
太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧よりも低くする場合には、インバータ回路と昇圧チョッパ回路により運転することを特徴とする。 As described above, in the present invention, the power conversion for photovoltaic power generation includes the boost chopper circuit that boosts the output voltage of the solar panel, and the inverter circuit that outputs the AC power to the system using the output power of the boost chopper circuit as an input. In the device
When the solar panel voltage is made higher than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the boost chopper circuit is stopped and the inverter circuit is operated.
When the solar panel voltage is set lower than the lowest input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the solar panel voltage is operated by the inverter circuit and the boost chopper circuit.

また直流電流と直流電圧を検出して、最大電力点追従制御を実施することを特徴とする。   In addition, the DC power and DC voltage are detected, and maximum power point tracking control is performed.

また太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より高くする場合には、インバータ回路の入力直流電圧を可変させることで、太陽光パネル電圧を可変させることを特徴とする。   When the solar panel voltage is set higher than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the solar panel voltage can be changed by changing the input DC voltage of the inverter circuit. Features.

また太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より高くする場合には、直流電流として昇圧チョッパ回路の入力電流を用い、直流電圧としてインバータ回路の入力直流電圧を用いた最大電力点追従制御を実施することを特徴とする。   When the solar panel voltage is set higher than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the input current of the boost chopper circuit is used as the DC current, and the input DC voltage of the inverter circuit is used as the DC voltage. The maximum power point tracking control using is performed.

また太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧よりも低くする場合には、インバータ回路の入力直流電圧を最低入力直流電圧に固定し、昇圧チョッパ回路の昇圧比を調整することで、太陽光パネル電圧を可変させることを特徴とする。   When the solar panel voltage is set lower than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the input DC voltage of the inverter circuit is fixed to the minimum input DC voltage and the boost chopper circuit boosts the voltage. The solar panel voltage can be varied by adjusting the ratio.

また太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より低くする場合には、直流電流として昇圧チョッパ回路の入力電流を用い、直流電圧として昇圧チョッパ回路の入力直流電圧を用いた最大電力点追従制御を実施することを特徴とする。   When the solar panel voltage is set lower than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the input current of the boost chopper circuit is used as the DC current and the input DC of the boost chopper circuit is used as the DC voltage. The maximum power point tracking control using voltage is performed.

以上のことから本発明においては、太陽光パネルの出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力電力を入力として交流電力を系統へ出力するインバータ回路を備えた太陽光発電用電力変換装置において、
太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧より高くする場合には、昇圧チョッパ回路のスイッチングを停止してインバータ回路による運転を行い、インバータ回路の入力直流電圧を可変させることで太陽光パネル電圧を可変させ、
太陽光パネル電圧を、インバータ回路の交流出力電圧から決まるインバータ回路の最低入力直流電圧よりも低くする場合には、インバータ回路と昇圧チョッパ回路により運転を行い、インバータ回路の入力直流電圧を最低入力直流電圧に固定し、昇圧チョッパ回路の昇圧比を調整することで太陽光パネル電圧を可変させることを特徴とする。 As described above, in the present invention, the power conversion for photovoltaic power generation includes the boost chopper circuit that boosts the output voltage of the solar panel, and the inverter circuit that outputs the AC power to the system using the output power of the boost chopper circuit as an input. In the device
When the solar panel voltage is set higher than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, switching of the boost chopper circuit is stopped and the inverter circuit is operated, and the input DC voltage of the inverter circuit By changing the solar panel voltage,
When the solar panel voltage is set lower than the minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from the AC output voltage of the inverter circuit, the inverter circuit and the boost chopper circuit are operated, and the input DC voltage of the inverter circuit is set to the minimum input DC voltage. The solar panel voltage is varied by fixing the voltage and adjusting the step-up ratio of the step-up chopper circuit.

本発明によれば、広い直流電圧範囲で最大電力点追従制御を行うことができ、かつ昇圧チョッパ回路とインバータ回路で発生する損失を低減することが出来る。   According to the present invention, maximum power point tracking control can be performed in a wide DC voltage range, and loss generated in the boost chopper circuit and the inverter circuit can be reduced.

太陽光発電用電力変換装置の典型的な構成例を示した図。The figure which showed the typical structural example of the power converter device for solar power generation. 太陽光パネルの出力特性を示した図。The figure which showed the output characteristic of the solar panel. 本発明の制御手法を示した図。The figure which showed the control method of this invention. 従来の制御手法を示した図。The figure which showed the conventional control method. 太陽光パネル出力電圧とインバータ回路電圧の関係を示した図。The figure which showed the relationship between a solar panel output voltage and an inverter circuit voltage.

以下図面を参照して本発明について説明する。   The present invention will be described below with reference to the drawings.

従来における電力変換損失は、昇圧チョッパ回路２とインバータ回路３が常時稼動状態にあることにより発生している問題である。インバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０（この場合５００ボルト）以上の一定値（この場合６００ボルト）に保持しているために常時稼動状態にならざるを得ない。   The conventional power conversion loss is a problem that occurs because the boost chopper circuit 2 and the inverter circuit 3 are always in operation. Since the inverter is held at a constant value (in this case, 600 volts) that is equal to or higher than the minimum inverter input voltage Vdc0 (in this case, 500 volts), the inverter must always be in an operating state.

本発明では、「インバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０以上の一定値に保持する」のではなく、「インバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０以上にする」ことにした。最悪でもＶｄｃ０以下にしない、Ｖｄｃ０以上ならその大きさを問わないことにした。   In the present invention, instead of “holding at a constant value equal to or higher than the minimum inverter input voltage Vdc0”, it is determined to be “higher than the minimum inverter input voltage Vdc0”. In the worst case, Vdc0 or lower is not used, and if Vdc0 or higher, the size is not limited.

図３は、図４に対比して示した本発明の動作を示す図である。ここでは、上段のように最大出力となる太陽光パネル１の出力電圧が低下した状態を示している。この想定は図４と同じである。   FIG. 3 is a diagram showing the operation of the present invention shown in contrast to FIG. Here, a state in which the output voltage of the solar panel 1 having the maximum output is lowered as in the upper stage is shown. This assumption is the same as FIG.

本発明では、太陽光パネル電圧Ｖｄを、インバータ回路の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０より高くする場合には、昇圧チョッパ回路２のスイッチングを停止し、インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃを可変させることで、太陽光パネル電圧Ｖｄを可変させる。この状態ではインバータ回路３は所望の交流出力を得るために機能している。図３の中段の左側がこの状態を示している。   In the present invention, when the solar panel voltage Vd is made higher than the minimum input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit determined from the AC output voltage va of the inverter circuit, the switching of the boost chopper circuit 2 is stopped and the input of the inverter circuit 3 is stopped. The solar panel voltage Vd is varied by varying the DC voltage Vdc. In this state, the inverter circuit 3 functions to obtain a desired AC output. The left side of the middle part of FIG. 3 shows this state.

このように太陽光パネル電圧Ｖｄを、インバータ回路の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０より高くする場合には、昇圧チョッパ回路２が停止しており、インバータ回路３が作動する運転状態を採用する。この場合には、片方しか動いていないので電力変換損失が低減されている。   Thus, when making solar panel voltage Vd higher than the minimum input DC voltage Vdc0 of an inverter circuit, the step-up chopper circuit 2 has stopped and the driving | running state which the inverter circuit 3 act | operates is employ | adopted. In this case, since only one of them is moving, power conversion loss is reduced.

続いて、太陽光パネル電圧Ｖｄを、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０よりも低くする場合には、インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃを最低入力直流電圧Ｖｄｃ０に固定したうえで、昇圧チョッパ回路２を運転して、昇圧比を調整することで、太陽光パネル電圧Ｖｄを可変させる。この場合、制御回路５はインバータ回路３の入力電圧Ｖｄｃをインバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０に制御する。   Subsequently, when the solar panel voltage Vd is set lower than the minimum input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3, the input DC voltage Vdc of the inverter circuit 3 is set to the minimum input DC voltage. After fixing to Vdc0, the step-up chopper circuit 2 is operated and the step-up ratio is adjusted to vary the solar panel voltage Vd. In this case, the control circuit 5 controls the input voltage Vdc of the inverter circuit 3 to the inverter minimum input voltage Vdc0.

例えば、太陽光パネル１の出力電圧Ｖｄが４００ボルトの状態では、インバータ回路３の入力電圧Ｖｄｃをインバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０に制御するために、昇圧チョッパ回路２の昇圧比を１．２５とする。図３の右半分がこの状態を示している。この時、インバータ回路３の入力電圧Ｖｄｃを従来の高い値に対してインバータ最低入力電圧Ｖｄｃ０とすることでインバータ回路の損失を低減できる。   For example, when the output voltage Vd of the solar panel 1 is 400 volts, the boost ratio of the boost chopper circuit 2 is set to 1.25 in order to control the input voltage Vdc of the inverter circuit 3 to the lowest inverter input voltage Vdc0. The right half of FIG. 3 shows this state. At this time, the loss of the inverter circuit can be reduced by setting the input voltage Vdc of the inverter circuit 3 to the inverter minimum input voltage Vdc0 with respect to the conventional high value.

このように制御することで、広い直流電圧範囲で最大電力点追従制御を行うことができるようにするとともに、昇圧チョッパ回路とインバータ回路で発生する損失を低減することができる。   By controlling in this way, maximum power point tracking control can be performed in a wide DC voltage range, and loss generated in the boost chopper circuit and the inverter circuit can be reduced.

図５は、太陽光パネル１の出力電圧Ｖｄとインバータ回路３の電圧Ｖｄｃの関係を示した図である。この図に示すように、太陽光パネル１の出力電圧Ｖｄを、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０より高くする場合には、インバータ回路３の電圧ＶｄｃをＶｄと同じ値にしている。また、太陽光パネル電圧Ｖｄを、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０よりも低くする場合には、インバータ回路３の電圧ＶｄｃをＶｄｃ０に固定している。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the output voltage Vd of the solar panel 1 and the voltage Vdc of the inverter circuit 3. As shown in this figure, when the output voltage Vd of the solar panel 1 is made higher than the lowest input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3, the voltage Vdc of the inverter circuit 3 is set to The same value as Vd is used. When the solar panel voltage Vd is set lower than the lowest input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3, the voltage Vdc of the inverter circuit 3 is fixed to Vdc0.

この図の右半分の領域Ｒ１ではインバータのみで運転され、左半分の領域Ｒ２ではインバータと昇圧チョッパ回路で運転される。なお通常の天候状態での日射量の場合、最大電力点追従制御を行うときの電圧Ｖｄは、最低入力直流電圧Ｖｄｃ０以上となっていることが殆どである。このため、通常の運転ではインバータのみの運転機会が多いので、変換効率を高めることができる。   In the right half region R1 in this figure, the inverter is operated only, and in the left half region R2, the inverter and the boost chopper circuit are operated. In the case of the amount of solar radiation in a normal weather condition, the voltage Vd when performing the maximum power point tracking control is almost equal to or higher than the minimum input DC voltage Vdc0. For this reason, since there are many operation opportunities only with an inverter in normal driving | operation, conversion efficiency can be improved.

以上説明した本発明の制御回路５の機能を整理する。制御回路５は、太陽光パネル１と、太陽光パネル１の出力電圧Ｖｄをインバータ回路３の最低入力電圧Ｖｄｃ０以上に昇圧する昇圧チョッパ回路２と、昇圧チョッパ回路２の出力電力を入力として交流電力を電力系統４へ出力するインバータ回路３を備えた太陽光発電用電力変換装置に適用される。   The functions of the control circuit 5 of the present invention described above will be summarized. The control circuit 5 receives AC power from the solar panel 1, the boost chopper circuit 2 that boosts the output voltage Vd of the solar panel 1 to the minimum input voltage Vdc0 of the inverter circuit 3, and the output power of the boost chopper circuit 2. Is applied to a photovoltaic power generation power conversion device that includes an inverter circuit 3 that outputs power to the power system 4.

制御回路５では、太陽光パネル１電圧Ｖｄを、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０より高くする場合には、昇圧チョッパ回路２のスイッチングを停止し、昇圧チョッパ回路２の入力電流Ｉｄを測定する直流電流変成器７、インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃを測定する直流電圧変成器８の測定結果をもとに、制御回路５により最大電力点追従制御を実行する。ここでは最大電力点追従制御は、インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃを可変させることで、太陽光パネル１電圧Ｖｄを可変させることにより行う。   In the control circuit 5, when the solar panel 1 voltage Vd is set higher than the minimum input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3, the switching of the boost chopper circuit 2 is stopped, Based on the measurement results of the DC current transformer 7 that measures the input current Id of the chopper circuit 2 and the DC voltage transformer 8 that measures the input DC voltage Vdc of the inverter circuit 3, the control circuit 5 performs maximum power point tracking control. Run. Here, the maximum power point follow-up control is performed by varying the solar panel 1 voltage Vd by varying the input DC voltage Vdc of the inverter circuit 3.

また制御回路５では、太陽光パネル電圧Ｖｄを、インバータ回路３の交流出力電圧ｖａから決まるインバータ回路３の最低入力直流電圧Ｖｄｃ０よりも低くする場合には、昇圧チョッパ回路２を運転し、インバータ回路３の入力直流電圧Ｖｄｃを最低入力直流電圧Ｖｄｃ０に固定したうえで、昇圧チョッパ回路２の入力電圧Ｖｄを測定する直流電圧変成器６、電流を測定する直流電流変成器７の測定結果をもとに制御回路５により最大電力点追従制御を実行する。ここでは最大電力点追従制御は、昇圧チョッパ回路２の昇圧比を調整することで、太陽光パネル電圧Ｖｄを可変させることにより行う。   Further, in the control circuit 5, when the solar panel voltage Vd is set lower than the minimum input DC voltage Vdc0 of the inverter circuit 3 determined from the AC output voltage va of the inverter circuit 3, the boost chopper circuit 2 is operated and the inverter circuit 3 is fixed to the minimum input DC voltage Vdc0, and the DC voltage transformer 6 that measures the input voltage Vd of the step-up chopper circuit 2 and the DC current transformer 7 that measures the current are used. Then, the maximum power point tracking control is executed by the control circuit 5. Here, the maximum power point tracking control is performed by adjusting the step-up ratio of the step-up chopper circuit 2 to vary the solar panel voltage Vd.

１：太陽光パネル
２：昇圧チョッパ回路
３：インバータ回路
４：電力系統
５：制御回路
６：直流電圧変成器
７：直流電流変成器
１１：電力変換回路
ｉａ：交流電流
Ｉｄ：直流電流
Ｖｄ：直流電圧
ｖａ：交流電圧
Ｖｄｃ：インバータ回路の直流入力電圧 1: Solar panel 2: Boost chopper circuit 3: Inverter circuit 4: Power system 5: Control circuit 6: DC voltage transformer 7: DC current transformer 11: Power converter circuit ia: AC current Id: DC current Vd: DC Voltage va: AC voltage Vdc: DC input voltage of the inverter circuit

Claims (2)

太陽光パネルの出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、該昇圧チョッパ回路の出力電力を入力として交流電力を系統へ出力するインバータ回路を備えた太陽光発電用電力変換装置において、
前記太陽光パネルの出力電圧が、第一の所定の値より高くなる場合には、前記昇圧チョッパ回路のスイッチングを停止させ、かつ前記インバータ回路の入力直流電圧を可変させることで太陽光パネル電圧を可変させるように前記インバータ回路を作動させ、
前記太陽光パネル電圧が、前記第一の所定の値よりも低くなる場合には、前記インバータ回路の入力直流電圧を前記第一の所定の値に固定したうえで、前記昇圧チョッパ回路を運転して、昇圧比を調整することで、太陽光パネル電圧Ｖｄを可変させるように前記インバータ回路と前記昇圧チョッパ回路双方のスイッチングを行わせる制御部を備えるとともに、
前記第一の所定の値は、前記インバータ回路の交流出力電圧から決まる前記インバータ回路の最低入力直流電圧であることを特徴とする太陽光発電用電力変換装置。 In a power converter for photovoltaic power generation comprising a boost chopper circuit that boosts the output voltage of a solar panel, and an inverter circuit that outputs AC power to the system with the output power of the boost chopper circuit as input,
When the output voltage of the solar panel is higher than a first predetermined value, the solar panel voltage is reduced by stopping the switching of the step-up chopper circuit and varying the input DC voltage of the inverter circuit. Actuating the inverter circuit to be variable,
When the solar panel voltage is lower than the first predetermined value , the input DC voltage of the inverter circuit is fixed to the first predetermined value, and then the boost chopper circuit is operated. And a control unit that switches both the inverter circuit and the boost chopper circuit so as to vary the solar panel voltage Vd by adjusting the boost ratio ,
The first predetermined value is a minimum input DC voltage of the inverter circuit determined from an AC output voltage of the inverter circuit . 請求項１に記載の太陽光発電用電力変換装置において、
前記制御部は、直流電流と直流電圧を検出して最大電力点追従制御を実施させる制御手段を備えることを特徴とする太陽光発電用電力変換装置。 In the power converter for photovoltaic power generation according to claim 1 ,
The said control part is equipped with the control means which detects a direct current and a direct current voltage, and implements maximum power point tracking control, The power converter device for solar power generation characterized by the above-mentioned.
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