JP6284342B2 - Photovoltaic power generation apparatus and photovoltaic power generation control method - Google Patents

Photovoltaic power generation apparatus and photovoltaic power generation control method Download PDF

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Description

本発明は、太陽光発電のＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）制御を行う太陽光発電装置及び太陽光発電制御方法に関する。太陽光発電のＭＰＰＴ制御では、照度計等の外部センサーを別途設置して制御を行う場合もあるが、ここでは、外部センサーのような特定の機器を使用することなくＭＰＰＴ制御を行う技術に関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation apparatus and a photovoltaic power generation control method that perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control of photovoltaic power generation. In solar power generation MPPT control, an external sensor such as an illuminometer may be separately installed for control, but here, it relates to a technique for performing MPPT control without using a specific device such as an external sensor.

従来、太陽電池パネルから電力を効率良く取り出すために、太陽電池パネルの最大電力の動作点を追従して制御するＭＰＰＴ制御を採用している。ＭＰＰＴ制御を有効に行うことにより、太陽電池パネルから電力を有効に取り出すことができることから、ＭＰＰＴ制御は、太陽光発電装置において大きな役割を果たしている。   Conventionally, in order to efficiently extract electric power from the solar cell panel, MPPT control that controls the operating point of the maximum electric power of the solar cell panel has been adopted. Since MPPT control can be effectively taken out of the solar cell panel, the MPPT control plays a major role in the photovoltaic power generation apparatus.

このＭＰＰＴ制御については、既に多くの手法が報告されており、その手法の１つとして、山登り法がある。山登り法は、太陽電池パネルから電力を効率良く取り出すために、太陽電池パネルが最大効率で発電する制御電圧を、山登り的にシフトさせて最大電力の動作点を検出するものである（特許文献１を参照）。最大電力の動作点を検出するための手法としては、出力電力及び出力電流を基準として、一定値刻みで比較しながら検出する方法、シフト時の制御電圧のシフト量と、その時に得られる電力の変化率を捉えて制御する方法等がある。   Many methods have already been reported for this MPPT control, and one of the methods is a hill-climbing method. In the hill-climbing method, in order to efficiently extract power from the solar cell panel, the control voltage generated by the solar cell panel with maximum efficiency is shifted in a hill-climbing manner to detect the operating point of the maximum power (Patent Document 1). See). As a method for detecting the operating point of the maximum power, a method of detecting while comparing the output power and the output current with a constant value increment, a shift amount of the control voltage at the time of shift, and the power obtained at that time There is a method for controlling the rate of change.

また、日射量が少なくなったときにＭＰＰＴ制御の精度を上げるため、最大電力の動作点を目標値として設定し、目標値を設定してから所定時間経過すると目標値をクリアして新たな目標値を設定する手法もある（特許文献２を参照）。いずれの手法も、制御電圧を山登り的に微少量シフトさせるものが一般的である。   Also, in order to increase the accuracy of MPPT control when the amount of solar radiation decreases, the operating point of maximum power is set as a target value, and when a predetermined time has elapsed after setting the target value, the target value is cleared and a new target is set. There is also a method of setting a value (see Patent Document 2). In either method, the control voltage is generally shifted by a small amount in a hill-climbing manner.

〔太陽光発電システム〕
まず、太陽光発電システムの全体構成について説明する。図１は、一般的な太陽光発電システムの全体構成を示す概略図である。図１の上部を参照して、この太陽光発電システム１は、太陽電池パネル１０、接続箱１１及びパワーコンディショナ（ＤＣ／ＡＣコンディショナ）１２等を備えており、太陽電池パネル１０に蓄積された電力を商用電源（系統電源、非常用電源Ａ，Ｂ）へ系統連係させる。接続箱１１は、太陽電池パネル１０の電力をパワーコンディショナ１２へ出力するためのダイオードを備えている。パワーコンディショナ１２は、太陽電池パネル１０の発電を効率的に行うために、太陽電池パネル１０の出力電圧を制御して最適な電力制御を実現するＭＰＰＴ制御を行い、太陽電池パネル１０からのＤＣの出力電圧をＡＣ電圧に変換する。 〔Solar power system〕
First, the overall configuration of the photovoltaic power generation system will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a general photovoltaic power generation system. Referring to the upper part of FIG. 1, this solar power generation system 1 includes a solar cell panel 10, a connection box 11, a power conditioner (DC / AC conditioner) 12, and the like, and is accumulated in the solar cell panel 10. The generated power is linked to the commercial power supply (system power supply, emergency power supplies A and B). The junction box 11 includes a diode for outputting the power of the solar cell panel 10 to the power conditioner 12. The power conditioner 12 performs MPPT control for realizing optimum power control by controlling the output voltage of the solar cell panel 10 in order to efficiently generate power of the solar cell panel 10, and the DC from the solar cell panel 10. Is converted to an AC voltage.

図１の下部を参照して、この太陽光発電システム２は、太陽電池パネル１０、接続箱１１、ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣチョッパと呼ばれることもある）１３及びパワーコンディショナ１４等を備えており、太陽光発電システム１と同様に、太陽電池パネル１０に蓄積された電力を商用電源（系統電源、非常用電源Ａ，Ｂ）へ系統連係させる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、太陽電池パネル１０の発電を効率的に行うために、太陽電池パネル１０の出力電圧を制御して最適な電力制御を実現するＭＰＰＴ制御を行い、太陽電池パネル１０からのＤＣの出力電圧を、系統連係する商用電源に見合ったＤＣ電圧に昇圧変換する。パワーコンディショナ１４は、パワーコンディショナ１２と同じ処理を行う。   Referring to the lower part of FIG. 1, this photovoltaic power generation system 2 includes a solar cell panel 10, a connection box 11, a DC-DC converter (sometimes called a DC chopper) 13, a power conditioner 14, and the like. Similarly to the photovoltaic power generation system 1, the power stored in the solar battery panel 10 is linked to the commercial power supply (system power supply, emergency power supplies A and B). The DC-DC converter 13 performs MPPT control for realizing optimal power control by controlling the output voltage of the solar cell panel 10 in order to efficiently generate power of the solar cell panel 10. The DC output voltage is boosted and converted to a DC voltage commensurate with the commercial power supply associated with the system. The power conditioner 14 performs the same processing as the power conditioner 12.

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、太陽電池パネル１０の出力電圧を商用電源に見合った電圧に変換するから、各種の太陽電池パネル１０の出力電圧に対応すると共に、系統連係先の電圧にも容易に対応することができる。   Since the DC-DC converter 13 converts the output voltage of the solar cell panel 10 into a voltage suitable for the commercial power supply, it corresponds to the output voltage of various solar cell panels 10 and easily corresponds to the voltage of the system linkage destination. can do.

〔太陽電池パネルの発電基本特性〕
次に、太陽電池パネル１０の発電基本特性について説明する。太陽電池パネル１０の発電基本特性は、日射量特性、出力特性、分光感度・ダイオード特性等に分類され、これらの特性のうち出力特性は、ＰＶ特性と呼ばれる重要なパラメータである。太陽電池パネル１０の発電基本特性は、太陽電池パネル１０の種類及び日射量等により変動するので、一義的には定まらず、数値的取り扱いが複雑になる。 [Basic characteristics of solar panel power generation]
Next, basic power generation characteristics of the solar cell panel 10 will be described. The basic power generation characteristics of the solar cell panel 10 are classified into solar radiation characteristics, output characteristics, spectral sensitivity / diode characteristics, and the like. Among these characteristics, the output characteristics are important parameters called PV characteristics. Since the basic power generation characteristics of the solar cell panel 10 vary depending on the type of solar cell panel 10 and the amount of solar radiation, etc., they are not uniquely determined, and numerical handling becomes complicated.

図７は、太陽電池パネル１０の等価回路を示す図である。図７に示すように、太陽電池パネル１０の等価回路は、電流源２１、ダイオード２２、抵抗（内部抵抗）２３及び抵抗（配線抵抗）２４により表記される。ダイオード２２及び抵抗２３は、それぞれ電流源２１に並列に接続されており、抵抗２４は、電流源２１、ダイオード２２及び抵抗２３に直列に接続されている。この等価回路において、出力電流Ｉは、単位面積あたりの電流であり、その単位はＡ／ｃｍ２で表される。抵抗２３の抵抗値はＲｒであり、その単位はΩ・ｃｍ２で表され、抵抗２４の抵抗値はＲｓであり、その単位はΩ・ｃｍ２で表される。太陽電池パネル１０の発生電圧Ｖpv及び出力電圧Ｖ０の単位はＶで表されるから、負荷Ｚへ供給される出力電力の単位はＷ／ｃｍ２で表される。 FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the solar cell panel 10. As shown in FIG. 7, the equivalent circuit of the solar cell panel 10 is represented by a current source 21, a diode 22, a resistor (internal resistance) 23, and a resistor (wiring resistance) 24. The diode 22 and the resistor 23 are respectively connected in parallel to the current source 21, and the resistor 24 is connected in series to the current source 21, the diode 22 and the resistor 23. In this equivalent circuit, the output current I is a current per unit area, and the unit is represented by A / cm 2 . The resistance value of the resistor 23 is Rr, the unit of which is represented by Ω · cm 2 , the resistance value of the resistor 24 is Rs, and the unit of which is represented by Ω · cm 2 . Since the unit of the generated voltage Vpv and the output voltage V0 of the solar cell panel 10 is represented by V, the unit of the output power supplied to the load Z is represented by W / cm 2 .

図７において、日射量に比例した起電力によって電流源２１から発生する電流をＩpvとすると、太陽電池パネル１０の出力電流Ｉは、内部抵抗である抵抗２３及びダイオード２２の損失を考慮して、以下の式で表される。
［数１］
Ｉ＝Ｉpv−Ｉd−Ｉr＝Ｉpv−Ｉd−（Ｖ０＋ＲｓＩ）／Ｒｒ ・・・（１）
Ｉdはダイオード２２による損失電流であり、Ｉrは抵抗２３による損失電流である。尚、Ｉr＝Ｖpv／Ｒｒ、Ｖpv＝Ｖ０＋ＲｓＩ、Ｖ０＝Ｖpv−ＲｓＩである。 In FIG. 7, when the current generated from the current source 21 by the electromotive force proportional to the amount of solar radiation is Ipv, the output current I of the solar cell panel 10 takes into account the loss of the resistor 23 and the diode 22 which are internal resistances. It is expressed by the following formula.
[Equation 1]
I = Ipv-Id-Ir = Ipv-Id- (V0 + RsI) / Rr (1)
Id is a loss current due to the diode 22, and Ir is a loss current due to the resistor 23. Note that Ir = Vpv / Rr, Vpv = V 0 + RsI, and V0 = Vpv−RsI.

前記式（１）から、日射量が多くなると、電流Ｉpvが増加して出力電流Ｉは増加するが、日射量が少なくなると、抵抗２３の抵抗値が大きくなって出力電流Ｉは減少する。   From the equation (1), when the amount of solar radiation increases, the current Ipv increases and the output current I increases. However, when the amount of solar radiation decreases, the resistance value of the resistor 23 increases and the output current I decreases.

図８は、太陽電池パネル１０のＩ−Ｖ特性、Ｐ−Ｖ特性を示す図である。図８において、横軸は太陽電池パネル１０の出力電圧（電圧Ｖ、図７に示したＶ０に相当）を示し、縦軸は出力電流（電流Ｉ）及び出力電力（電力Ｐ）を示す。Ｐmaxは、電力Ｐの最大値であり、Ｖpmaxは、電力Ｐが最大のときの電圧Ｖの値であり、Ｖpopenは、開放電圧であり、そのときの電力Ｐは０である。Ｉmaxは、電流Ｉの最大値であり、ＩＰmaxは、電力Ｐが最大のときの電流Ｉの値である。 FIG. 8 is a diagram illustrating the IV characteristics and the PV characteristics of the solar cell panel 10. 8, the horizontal axis represents the output voltage of the solar cell panel 10 (voltage V, corresponding to V 0 as shown in FIG. 7), the vertical axis represents the output current (current I) and output power (power P). Pmax is the maximum value of power P, Vpmax is the value of voltage V when power P is maximum, Vpopen is an open circuit voltage, and power P at that time is zero. Imax is the maximum value of the current I, and IPmax is the value of the current I when the power P is maximum.

図８のＰ−Ｖ特性から、電圧Ｖが０からＶpmaxまで上昇すると、電力Ｐはこれに比例して０からＰmaxまで上昇し、電圧ＶがさらにＶpmaxからＶpopenまで上昇すると、電力ＰはＰmaxから０まで下降することがわかる。また、Ｉ−Ｖ特性から、電圧Ｖが０からＶpmaxよりも小さい所定値まで上昇すると、電流Ｉはやや減少するものの、ほぼ最大値Ｉmaxを保ち、電圧ＶがさらにＶpopenまで上昇すると、電流Ｉは０まで下降することがわかる。   From the PV characteristics of FIG. 8, when the voltage V increases from 0 to Vpmax, the power P increases in proportion to 0 to Pmax, and when the voltage V further increases from Vpmax to Vpopen, the power P increases from Pmax. It turns out that it falls to zero. Also, from the I-V characteristic, when the voltage V increases from 0 to a predetermined value smaller than Vpmax, the current I slightly decreases, but the maximum value Imax is maintained, and when the voltage V further increases to Vpopen, the current I is It turns out that it falls to zero.

〔山登り法〕
次に、ＭＰＰＴ制御の一例として知られている山登り法について説明する。図８に示した特性を有する太陽電池パネル１０から電力を有効に取り出すには、一定の負荷の下で動作させる必要がある。山登り法には、太陽電池パネル１０の出力電力を制御するための制御電圧に対するシフト量を固定にして、前回の制御電圧における出力電力と今回の制御電圧における出力電力とを比較し、その増減に応じてシフト方向を変えながらシフトを繰り返す制御を行う手法、及び、制御電圧のシフト量を固定にしないで、出力電圧の差分に比例したシフト量を決定して制御を行う手法（特許文献１）、出力電力の差分に比例したシフト量を決定して制御を行う手法等が提案されている。以下では、シフト量を固定にした場合の山登り法を例にして説明する。 [Mountain climbing method]
Next, a hill climbing method known as an example of MPPT control will be described. In order to effectively extract electric power from the solar cell panel 10 having the characteristics shown in FIG. 8, it is necessary to operate under a certain load. In the hill-climbing method, the shift amount with respect to the control voltage for controlling the output power of the solar panel 10 is fixed, the output power at the previous control voltage is compared with the output power at the current control voltage, and the increase / decrease is increased. A method of performing control that repeats shifting while changing the shift direction accordingly, and a method of performing control by determining a shift amount proportional to the difference in output voltage without fixing the shift amount of the control voltage (Patent Document 1) For example, a method of controlling by determining a shift amount proportional to the difference in output power has been proposed. Hereinafter, a hill-climbing method when the shift amount is fixed will be described as an example.

図９は、山登り法を説明する図である。図９において、横軸は、太陽電池パネル１０の制御電圧を示し、縦軸は出力電力を示す。山登り法は、制御電圧を開放電圧Ｖ０付近から微少にシフト（減少）させる（シフト電圧ΔＶ毎に減少させる）ことで出力電力を増減させ、出力電力の傾向に応じて制御電圧のシフト方向を変えて、最大の出力電力の到達点（動作点（Ｖ１０，Ｐ１０））を検出するものである。   FIG. 9 is a diagram for explaining the mountain climbing method. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the control voltage of the solar cell panel 10, and the vertical axis indicates the output power. The hill-climbing method shifts (decreases) the control voltage slightly from the vicinity of the open circuit voltage V0 (decreases for each shift voltage ΔV) to increase or decrease the output power, and changes the shift direction of the control voltage according to the tendency of the output power. Thus, the reaching point (operating point (V10, P10)) of the maximum output power is detected.

図１に示した太陽光発電システム１において、パワーコンディショナ１２に備えた制御部は、太陽電池パネル１０の出力電力を取り込み、太陽電池パネル１０の制御電圧を可変することで、出力電力が最大となる動作点を探索する。また、太陽光発電システム２において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３に備えた制御部は、太陽電池パネル１０の出力電力を取り込み、太陽電池パネル１０の制御電圧を可変することで、出力電力が最大となる動作点を探索する。   In the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. 1, the control unit provided in the power conditioner 12 takes in the output power of the solar cell panel 10 and varies the control voltage of the solar cell panel 10, so that the output power is maximized. Search for the operating point at. In the solar power generation system 2, the control unit included in the DC-DC converter 13 takes in the output power of the solar cell panel 10 and varies the control voltage of the solar cell panel 10, thereby maximizing the output power. Search for an operating point.

図９に戻って、制御電圧がＶ０からＶ９までの間では、出力電力はＰ０からＰ９まで徐々に増加する。そして、制御電圧がＶ１０になると、出力電力は最大のＰ１０となり、さらに制御電圧をΔＶだけシフトして制御電圧がＶ１１になると、出力電力Ｐ１１は前回の出力電力Ｐ１０よりも減少する。このような出力電力の増加から減少へ転じる判別がなされたときに、最大電力の動作点が検出され、シフト方向を反転させ、これまで制御電圧をΔＶ毎に下げてきたのをΔＶ毎に上げるようにして、制御電圧を元のＶ１０へ戻す。その結果、制御電圧Ｖ１０における出力電力Ｐ１０は、前回の出力電力Ｐ１１よりも増加するから、シフト方向は維持され、制御電圧はＶ９へ戻ることになる。そうすると、出力電力Ｐ９は前回の制御電圧Ｖ１０で得られた出力電力Ｐ１０よりも減少するから、シフト方向を反転させる。   Returning to FIG. 9, when the control voltage is between V0 and V9, the output power gradually increases from P0 to P9. When the control voltage becomes V10, the output power becomes the maximum P10, and when the control voltage is further shifted by ΔV and the control voltage becomes V11, the output power P11 decreases from the previous output power P10. When it is determined that the output power increases to decrease, the operating point of the maximum power is detected, the shift direction is reversed, and the control voltage has been decreased for every ΔV until it is increased for every ΔV. Thus, the control voltage is returned to the original V10. As a result, the output power P10 at the control voltage V10 increases from the previous output power P11, so the shift direction is maintained and the control voltage returns to V9. Then, since the output power P9 is smaller than the output power P10 obtained with the previous control voltage V10, the shift direction is reversed.

このように、制御電圧及び出力電力の動作点は、出力電力が最大となる動作点（Ｖ１０，Ｐ１０）を挟んで前後への移動、すなわち動作点（Ｖ９，Ｐ９）及び動作点（Ｖ１１，Ｐ１１）の移動を繰り返すことになる。これにより、出力電力が最大となる動作点（Ｖ１０，Ｐ１０）における制御電圧Ｖ１０を維持することができる。   As described above, the operating points of the control voltage and the output power are moved back and forth across the operating point (V10, P10) where the output power is maximum, that is, the operating point (V9, P9) and the operating point (V11, P11). ) Will be repeated. Thereby, the control voltage V10 at the operating point (V10, P10) at which the output power becomes maximum can be maintained.

〔山登り法による処理〕
次に、山登り法の処理について説明する。図１０は、山登り法の処理を示すフローチャートである。山登り法の処理は、図１に示した太陽光発電システム１のパワーコンディショナ１２が備える制御部及び太陽光発電システム２のＤＣ−ＤＣコンバータ１３が備える制御部により行われる。 [Treatment by hill climbing method]
Next, the hill climbing process will be described. FIG. 10 is a flowchart showing processing of the hill climbing method. The hill-climbing process is performed by a control unit included in the power conditioner 12 of the solar power generation system 1 illustrated in FIG. 1 and a control unit included in the DC-DC converter 13 of the solar power generation system 2.

まず、パワーコンディショナ１２及びＤＣ−ＤＣコンバータ１３の制御部は、開放電圧Ｖ０を基準とした初期処理を行う（ステップＳ１００１）。具体的には、制御部は、ＭＰＰＴ制御の開始の制御電圧Ｖとして開放電圧Ｖ０を設定し（Ｖ＝Ｖ０）、太陽電池パネル１０から、制御電圧Ｖ０に応じた出力電力Ｐ０を取り込み（Ｐ＝Ｐ０）、制御電圧Ｖのシフト方向を定めるパラメータｃとして、反時計回りを示すデータを設定する（ｃ＝−１）。パラメータｃ＝−１は、制御電圧Ｖを下げる方向へシフトさせることを意味し、パラメータｃ＝１は、制御電圧Ｖを上げる方向へシフトさせることを意味する。そして、制御部は、基準電力ＰＰとして出力電力Ｐ０を設定する（ＰＰ＝Ｐ０、ステップＳ１００２）。したがって、ＭＰＰＴ制御を開放電圧Ｖ０からスタートする場合はｃ＝−１の設定になる。   First, the control units of the power conditioner 12 and the DC-DC converter 13 perform initial processing based on the open circuit voltage V0 (step S1001). Specifically, the control unit sets the open voltage V0 as the control voltage V for starting the MPPT control (V = V0), and takes in the output power P0 corresponding to the control voltage V0 from the solar cell panel 10 (P = P0), data indicating counterclockwise is set as the parameter c for determining the shift direction of the control voltage V (c = −1). The parameter c = −1 means that the control voltage V is shifted in the decreasing direction, and the parameter c = 1 means that the control voltage V is increased in the increasing direction. Then, the control unit sets the output power P0 as the reference power PP (PP = P0, step S1002). Therefore, when MPPT control is started from the open voltage V0, the setting is c = -1.

制御部は、パラメータｃが１（時計回り）であるか−１（反時計回り）であるかを判定する（ステップＳ１００３）。制御部は、ステップＳ１００３において、ｃ＝−１（反時計回り）であると判定した場合（ステップＳ１００３：ｃ＝−１）、制御電圧Ｖを下げる方向へシフトさせるために、前回の制御電圧Ｖからシフト電圧ΔＶを減算して新たな今回の制御電圧Ｖを設定する（Ｖ（今回）＝Ｖ（前回）−ΔＶ、ステップＳ１００４）。尚、シフト電圧ΔＶは予め設定されているものとする。   The control unit determines whether the parameter c is 1 (clockwise) or -1 (counterclockwise) (step S1003). When it is determined in step S1003 that c = −1 (counterclockwise) (step S1003: c = −1), the control unit shifts the control voltage V in the direction of decreasing the previous control voltage V. Is subtracted from the shift voltage ΔV to set a new control voltage V this time (V (current) = V (previous) −ΔV, step S1004). Note that the shift voltage ΔV is set in advance.

図９を参照して、１回目の処理ではｃ＝−１であるから、ステップＳ１００４にて新たな今回の制御電圧Ｖとして制御電圧Ｖ１＝Ｖ０−ΔＶが設定される。これにより、新たな今回の制御電圧Ｖ１は、初期の制御電圧Ｖ０からΔＶだけ引き下げられる。このステップＳ１００４の処理は、最大の出力電力Ｐ１０が検出されるまで繰り返して行われ、その繰り返しの回数をＮとすると、ステップＳ１００４のＮ回目（Ｎ＝１〜１０）の処理では、制御電圧Ｖ＝Ｖ０−ΔＶ×Ｎが設定される。   Referring to FIG. 9, since c = −1 in the first process, control voltage V1 = V0−ΔV is set as new current control voltage V in step S1004. As a result, the new current control voltage V1 is lowered by ΔV from the initial control voltage V0. The process in step S1004 is repeatedly performed until the maximum output power P10 is detected. If the number of repetitions is N, the control voltage V is determined in the Nth process (N = 1 to 10) in step S1004. = V0−ΔV × N is set.

図１０に戻って、制御部は、ステップＳ１００３において、ｃ＝１（時計回り）であると判定した場合（ステップＳ１００３：ｃ＝１）、制御電圧Ｖを上げる方向へシフトさせるために、前回の制御電圧Ｖにシフト電圧ΔＶを加算して新たな今回の制御電圧Ｖを設定する（Ｖ（今回）＝Ｖ（前回）＋ΔＶ、ステップＳ１００５）。   Returning to FIG. 10, when it is determined in step S1003 that c = 1 (clockwise) (step S1003: c = 1), in order to shift the control voltage V in the increasing direction, the control unit The shift voltage ΔV is added to the control voltage V to set a new current control voltage V (V (current) = V (previous) + ΔV, step S1005).

制御部は、太陽電池パネル１０から、新たな今回の制御電圧Ｖに応じた出力電力Ｐを取り込む（ステップＳ１００６）。ステップＳ１００６の１回目の処理では、制御電圧Ｖ１に応じた出力電力Ｐ１が取り込まれる。   The control unit takes in the output power P corresponding to the new current control voltage V from the solar cell panel 10 (step S1006). In the first process of step S1006, output power P1 corresponding to the control voltage V1 is captured.

制御部は、ステップＳ１００６にて取り込んだ出力電力Ｐ（今回の出力電力Ｐ）と基準電力ＰＰ（前回の出力電力Ｐ（前回に取り込んだ出力電力Ｐ））とを比較し、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１００７）。制御部は、ステップＳ１００７において、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きいと判定した場合（ステップＳ１００７：Ｙ）、基準電力ＰＰとして出力電力Ｐを設定し、基準電力ＰＰを更新する（ＰＰ＝Ｐ、ステップＳ１００８）。そして、制御部は、制御電圧Ｖのシフト方向を定めるパラメータｃをそのままに維持し（ステップＳ１００９）、ステップＳ１０１２へ移行する。尚、ステップＳ１００８にて設定された基準電力ＰＰは、ステップＳ１００７の比較処理において、前回の出力電力Ｐとして用いられる。   The control unit compares the output power P (current output power P) captured in step S1006 with the reference power PP (previous output power P (previous output power P)), and the output power P is the reference. It is determined whether or not it is greater than the power PP (step S1007). When it is determined in step S1007 that the output power P is larger than the reference power PP (step S1007: Y), the control unit sets the output power P as the reference power PP and updates the reference power PP (PP = P Step S1008). Then, the control unit maintains the parameter c that determines the shift direction of the control voltage V as it is (step S1009), and proceeds to step S1012. The reference power PP set in step S1008 is used as the previous output power P in the comparison process in step S1007.

図９を参照して、出力電力Ｐ０，・・・，Ｐ１０は、制御電圧Ｖ０からＶ１０まで変化するに従って増加する。これにより、制御電圧Ｖ０〜Ｖ１０及び出力電力Ｐ０〜Ｐ１０の領域では、ステップＳ１００７にて出力電力Ｐは基準電力ＰＰよりも大きいと判定され、ステップＳ１００８にて基準電力ＰＰは更新され、ステップＳ１００９にてパラメータｃは−１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、Ｖ０からＶ１０までの間でシフト電圧ΔＶ毎に継続して下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ０からＰ１０まで増加する。   Referring to FIG. 9, output powers P0,..., P10 increase as they change from control voltage V0 to V10. Thereby, in the region of the control voltages V0 to V10 and the output powers P0 to P10, it is determined in step S1007 that the output power P is larger than the reference power PP, the reference power PP is updated in step S1008, and the process proceeds to step S1009. Parameter c is maintained at -1. As a result, the control voltage V is continuously decreased for each shift voltage ΔV between V0 and V10, and the output power P increases from P0 to P10 accordingly.

図１０に戻って、制御部は、ステップＳ１００７において、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きくない（出力電力Ｐが基準電力ＰＰ以下である）と判定した場合（ステップＳ１００７：Ｎ）、基準電力ＰＰとして出力電力Ｐを設定し、基準電力ＰＰを更新する（ＰＰ＝Ｐ、ステップＳ１０１０）。そして、制御部は、パラメータｃの極性を反転し（ｃ＝ｃ×（−１）、ステップＳ１０１１）、ステップＳ１０１２へ移行する。パラメータｃの極性を反転することにより、反対のシフト方向が設定される。尚、ステップＳ１０１０にて設定された基準電力ＰＰは、ステップＳ１００７の比較処理において、前回の出力電力Ｐとして用いられる。   Returning to FIG. 10, when the control unit determines in step S1007 that the output power P is not greater than the reference power PP (the output power P is equal to or less than the reference power PP) (step S1007: N), the reference power The output power P is set as PP, and the reference power PP is updated (PP = P, step S1010). Then, the control unit reverses the polarity of the parameter c (c = c × (−1), step S1011), and proceeds to step S1012. By inverting the polarity of parameter c, the opposite shift direction is set. The reference power PP set in step S1010 is used as the previous output power P in the comparison process in step S1007.

具体的には、制御部は、パラメータｃが−１（反時計回り）の場合、パラメータｃ＝１（時計回り）に設定し、パラメータｃが１（時計回り）の場合、パラメータｃ＝−１（反時計回り）に設定する。パラメータｃ＝１（時計回り）に設定されることにより、ステップＳ１００５において、制御電圧Ｖはシフト電圧ΔＶ分上がる方向へシフトする。また、パラメータｃ＝−１（反時計回り）に設定されることにより、ステップＳ１００４において、制御電圧Ｖは、シフト電圧ΔＶ分下がる方向へシフトする。   Specifically, the control unit sets parameter c = 1 (clockwise) when parameter c is −1 (counterclockwise), and parameter c = −1 when parameter c is 1 (clockwise). Set to (counterclockwise). By setting parameter c = 1 (clockwise), in step S1005, the control voltage V is shifted in the direction of increasing by the shift voltage ΔV. Further, by setting the parameter c = −1 (counterclockwise), the control voltage V is shifted in the direction of decreasing by the shift voltage ΔV in step S1004.

図９を参照して、出力電力Ｐ１０，Ｐ１１は、制御電圧Ｖ１０からＶ１１まで変化するに従って減少する。これにより、制御電圧Ｖ１０，Ｖ１１及び出力電力Ｐ１０，Ｐ１１の領域では、ステップＳ１００７にて出力電力Ｐ１１は基準電力ＰＰ＝Ｐ１０よりも大きくないと判定され、ステップＳ１０１０にて基準電力ＰＰはＰ１１に更新され、ステップＳ１０１１にてパラメータｃの極性は反転し、ｃ＝１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ１００５において、Ｖ１１からＶ１０に上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ１１からＰ１０に増加する。   Referring to FIG. 9, output powers P10 and P11 decrease as they change from control voltage V10 to V11. Thereby, in the region of the control voltages V10, V11 and the output powers P10, P11, it is determined in step S1007 that the output power P11 is not larger than the reference power PP = P10, and the reference power PP is updated to P11 in step S1010. In step S1011, the polarity of the parameter c is inverted and c = 1 is set. As a result, the control voltage V is increased from V11 to V10 in step S1005, and the output power P increases from P11 to P10 accordingly.

そして、ステップＳ１００７にて出力電力Ｐ１０は基準電力ＰＰ＝Ｐ１１よりも大きいと判定され、ステップＳ１００８にて基準電力ＰＰはＰ１０に更新され、ステップＳ１００９にてパラメータｃは１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ１００５において、Ｖ１０からＶ９に上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ１０からＰ９に減少する。   In step S1007, it is determined that the output power P10 is larger than the reference power PP = P11, the reference power PP is updated to P10 in step S1008, and the parameter c is maintained at 1 in step S1009. As a result, the control voltage V is increased from V10 to V9 in step S1005, and the output power P is decreased from P10 to P9 accordingly.

そして、ステップＳ１００７にて出力電力Ｐ９は基準電力ＰＰ＝Ｐ１０よりも大きくないと判定され、ステップＳ１０１０にて基準電力ＰＰはＰ９に更新され、ステップＳ１０１１にてパラメータｃの極性は反転し、ｃ＝−１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ１００４において、Ｖ９からＶ１０に下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ９からＰ１０に増加する。   In step S1007, it is determined that the output power P9 is not greater than the reference power PP = P10. In step S1010, the reference power PP is updated to P9. In step S1011, the polarity of the parameter c is inverted. Set to -1. Thereby, the control voltage V is lowered from V9 to V10 in step S1004, and the output power P is increased from P9 to P10 accordingly.

このように、出力電力Ｐが最大の出力電力Ｐ１０に到達するまでの間、動作点は（Ｖ０，Ｐ０）から（Ｖ１０，Ｐ１０）まで移行し、その後、最大の出力電力Ｐ１０である動作点（Ｖ１０，Ｐ１０）を中心に、動作点（Ｖ１１，Ｐ１１）と動作点（Ｖ９，Ｐ９）との間の移行を繰り返す。   Thus, until the output power P reaches the maximum output power P10, the operating point shifts from (V0, P0) to (V10, P10), and then the operating point at which the maximum output power P10 is ( The transition between the operating point (V11, P11) and the operating point (V9, P9) is repeated centering on V10, P10).

これにより、最大の出力電力の動作点（Ｖ１０，Ｐ１０）を中心にして制御電圧Ｖは維持され、最高の効率で太陽電池パネル１０の発電を維持することができる。   Thereby, the control voltage V is maintained around the operating point (V10, P10) of the maximum output power, and the power generation of the solar cell panel 10 can be maintained with the highest efficiency.

図１０に戻って、制御部は、処理を終了させるための所定の条件を満たさない限り、ステップＳ１００３へ移行し、所定の条件（夜間停止等）を満たす場合、処理を終了させる（ステップＳ１０１２）。   Returning to FIG. 10, the control unit proceeds to step S1003 unless the predetermined condition for ending the process is satisfied, and ends the process when the predetermined condition (night stop, etc.) is satisfied (step S1012). .

特開２００４−２９５６８８号公報JP 2004-295688 A 特開２００８−２２６８７０号公報JP 2008-226870 A

従来の山登り法では、図１０に示したように、開放電圧Ｖ０を基準とした値に制御電圧Ｖを設定し、そこからＭＰＰＴ制御を開始しており、最大の出力電力の動作点に到達するまでに時間を要してしまい、ロスが大きいという問題があった。   In the conventional hill-climbing method, as shown in FIG. 10, the control voltage V is set to a value based on the open circuit voltage V0, and MPPT control is started therefrom, and the operating point of the maximum output power is reached. There was a problem that it took a long time to finish and the loss was large.

また、前述の山登り法だけに限らず多くのＭＰＰＴ制御においては、天候または日陰等により日射量が変化すると、ＭＰＰＴ制御の精度が低下するという問題があった。つまり、制御電圧Ｖの変化に伴う出力電力Ｐの変化を監視し、最大の出力電力Ｐの動作点を検出するという本来のＭＰＰＴ制御の有効性が、日射量が変化するという外乱によって、損なわれてしまうという問題があった。例えば、日射量が少ない場合には信号レベルが大幅に低下することから、その検出精度は低下し、結果として最大の出力電力Ｐの動作点を検出することが難しくなる。   In addition to the above-described hill-climbing method, many MPPT controls have a problem that the accuracy of MPPT control is reduced when the amount of solar radiation changes due to weather or shade. In other words, the effectiveness of the original MPPT control of monitoring the change of the output power P accompanying the change of the control voltage V and detecting the operating point of the maximum output power P is impaired by the disturbance that the amount of solar radiation changes. There was a problem that. For example, when the amount of solar radiation is small, the signal level is greatly lowered, so that the detection accuracy is lowered, and as a result, it becomes difficult to detect the operating point of the maximum output power P.

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能な太陽光発電装置及び太陽光発電制御方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a solar power generation apparatus and a solar power generation control method capable of efficiently performing MPPT control.

前記目的を達成するために、請求項１の太陽光発電装置は、太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、前記制御部が、前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力が前記太陽電池パネルの所定の定格出力よりも小さいと判定した場合、前記制御電圧のシフト方向を下げる方向に設定し、前記定格電圧時出力電力が前記所定の定格出力よりも小さくないと判定した場合、前記制御電圧のシフト方向を上げる方向に設定する初期設定手段と、前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the object, the photovoltaic power generation apparatus according to claim 1 includes a control unit that shifts a control voltage of the solar cell panel and follows and controls an operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum. In the solar power generation device, the control unit sets a predetermined rated voltage of the solar cell panel as the control voltage at the start of the follow-up control, and outputs power corresponding to the control voltage as output power at rated voltage. When it is determined that the output power at the rated voltage is smaller than the predetermined rated output of the solar panel, the shift direction of the control voltage is set to be lowered, and the output power at the rated voltage is set to the predetermined rating. If it is determined that not smaller than the output, and initial setting means for setting a direction of increasing the shift direction of the control voltage, setting a new control voltage by shifting the control voltage Then, when the output power corresponding to the new control voltage is captured, the captured current output power is compared with the previous output power, and when it is determined that the current output power is greater than the previous output power, When the shift direction is maintained and the current output power is determined not to be larger than the previous output power, a control unit that sets a shift direction opposite to the shifted direction is provided, and the control unit includes: A new control voltage in the shift direction set by the initial setting means is set, a new control voltage in the shift direction set by the control means is sequentially set, and the operating point at which the output power becomes maximum is controlled to follow. It is characterized by that.

また、請求項２の太陽光発電装置は、太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、前記制御部が、前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する初期設定手段と、前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御し、前記制御部が、さらに、回帰判定手段を備え、前記回帰判定手段が、前記定格電圧時出力電力と前記制御手段により取り込まれた今回の出力電力とを比較し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さいと判定した場合、回帰無しを判断し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さくないと判定した場合、回帰有りを判断し、前記回帰無しが判断された場合、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電力の取り込み及び前記シフト方向の設定を行い、前記回帰有りが判断された場合、前記初期設定手段が、前記追従制御の開始時と同じ処理を再度行い、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電力の取り込み及び前記シフト方向の設定を行う、ことを特徴とする。 Moreover, the solar power generation device according to claim 2 is a solar power generation device including a control unit that shifts a control voltage of the solar cell panel and controls to control an operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum. The control unit sets a predetermined rated voltage of the solar cell panel as the control voltage at the start of the follow-up control, takes in output power corresponding to the control voltage as output power at rated voltage, Based on a comparison result between output power and a predetermined rated output of the solar cell panel, initial setting means for setting a shift direction of the control voltage, and setting a new control voltage by shifting the control voltage, Captures output power according to the new control voltage, compares the captured current output power with the previous output power, and determines that the current output power is greater than the previous output power The shift direction is maintained, and when it is determined that the current output power is not larger than the previous output power, the control means for setting a shift direction opposite to the shifted direction, and The control means sets a new control voltage in the shift direction set by the initial setting means, sequentially sets a new control voltage in the shift direction set by the control means, and the operating point at which the output power becomes maximum The control unit further includes a regression determination unit , and the regression determination unit compares the rated voltage output power with the current output power taken in by the control unit, and the rated voltage When it is determined that the output power at the time is smaller than the current output power, it is determined that there is no regression. When it is determined that the output power at the rated voltage is not smaller than the current output power, it is determined that there is a regression. When it is determined that there is no regression, the control means performs setting of the new control voltage, taking in the output power and setting of the shift direction, and when it is determined that there is regression, the initial setting means However, the same processing as that at the start of the follow-up control is performed again, and the control means sets the new control voltage, captures the output power, and sets the shift direction.

また、請求項３の太陽光発電装置は、太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、前記制御部が、前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する初期設定手段と、前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御し、前記制御部が、さらに、回帰判定手段を備え、前記回帰判定手段が、前記制御手段により新たな制御電圧が設定されたときのシフト回数と所定の制限値とを比較し、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さいと判定した場合、回帰無しを判断し、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さくないと判定した場合、回帰有りを判断し、前記回帰無しが判断された場合、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電圧の取り込み及び前記シフト方向の設定を行い、前記回帰有りが判断された場合、前記初期設定手段が、前記追従制御の開始時と同じ処理を再度行い、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電圧の取り込み及び前記シフト方向の設定を行う、ことを特徴とする。 Further, the photovoltaic power generation apparatus according to claim 3 is a photovoltaic power generation apparatus including a control unit that shifts the control voltage of the solar cell panel and controls the operation point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum. The control unit sets a predetermined rated voltage of the solar cell panel as the control voltage at the start of the follow-up control, takes in output power corresponding to the control voltage as output power at rated voltage, Based on a comparison result between output power and a predetermined rated output of the solar cell panel, initial setting means for setting a shift direction of the control voltage, and setting a new control voltage by shifting the control voltage, Captures output power according to the new control voltage, compares the captured current output power with the previous output power, and determines that the current output power is greater than the previous output power The shift direction is maintained, and when it is determined that the current output power is not larger than the previous output power, the control means for setting a shift direction opposite to the shifted direction, and The control means sets a new control voltage in the shift direction set by the initial setting means, sequentially sets a new control voltage in the shift direction set by the control means, and the operating point at which the output power becomes maximum The control unit further includes a regression determination unit , and the regression determination unit compares the number of shifts when a new control voltage is set by the control unit with a predetermined limit value, When it is determined that the number of shifts is smaller than a predetermined limit value, it is determined that there is no regression. When it is determined that the number of shifts is not smaller than a predetermined limit value, it is determined that there is a regression, and Is determined, the control means sets the new control voltage, captures the output voltage, and sets the shift direction. If it is determined that the regression is present, the initial setting means The same processing as that at the start of control is performed again, and the control means sets the new control voltage, takes in the output voltage, and sets the shift direction.

また、請求項４の太陽光発電装置は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルの出力電力を３相の電力に変換するパワーコンディショナを備え、当該パワーコンディショナが前記制御部を備えることを特徴とする。 Moreover, the solar power generation device of Claim 4 is a power conditioner which converts the output electric power of the said solar cell panel into three-phase electric power in the solar power generation device as described in any one of Claim 1 to 3. The power conditioner includes the control unit.

また、請求項５の太陽光発電装置は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルにより出力された電圧を所定の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータからの出力電力を３相の電力に変換するパワーコンディショナと、を備え、当該ＤＣ−ＤＣコンバータが前記制御部を備えることを特徴とする。 Moreover, the solar power generation device of Claim 5 is DC- which converts the voltage output by the said solar cell panel into a predetermined voltage in the solar power generation device as described in any one of Claim 1 to 3. A DC converter and a power conditioner that converts output power from the DC-DC converter into three-phase power, and the DC-DC converter includes the control unit.

また、請求項６の太陽光発電装置は、請求項１から５までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、前記制御電圧をシフトさせるシフト量を、固定値、前記太陽電池パネルの出力電力に応じた値、または前記太陽電池パネルの出力電圧に応じた値とする、ことを特徴とする。 Moreover, the photovoltaic power generation apparatus of Claim 6 WHEREIN: The photovoltaic power generation apparatus as described in any one of Claim 1-5 WHEREIN: The shift amount which shifts the said control voltage is set to a fixed value, and the said solar cell panel. A value corresponding to the output power or a value corresponding to the output voltage of the solar cell panel is used.

さらに、請求項７の太陽光発電制御方法は、太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する太陽光発電制御方法において、前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する第１のステップと、前記第１のステップにて設定したシフト方向に前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定する第２のステップと、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する第３のステップと、前記第３のステップにて設定したシフト方向に前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定する第４のステップと、前記第３のステップと前記第４のステップとを繰り返す第５のステップと、を有し、前記第５のステップは、さらに、前記定格電圧時出力電力と前記今回の出力電力とを比較すると共に、前記第４のステップにて新たな制御電圧を設定したときのシフト回数と所定の制限値とを比較し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さくないと判定した場合、または、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さくないと判定した場合、前記第１のステップにおける追従制御の開始時と同じ処理を再度行う、ことを特徴とする。 Furthermore, the photovoltaic power generation control method according to claim 7 is a photovoltaic power generation control method in which the control voltage of the solar cell panel is shifted and the operating point at which the output power of the solar cell panel is maximized is controlled to follow. At the time of starting, a predetermined rated voltage of the solar cell panel is set as the control voltage, the output power corresponding to the control voltage is taken as the output power at the rated voltage, the output power at the rated voltage and the solar cell panel Based on a comparison result with a predetermined rated output, a first step of setting the shift direction of the control voltage, and a new control voltage by shifting the control voltage in the shift direction set in the first step The second step of setting the output power, the output power corresponding to the new control voltage is captured, and the captured current output power is compared with the previous output power. When it is determined that the output power is greater than the previous output power, the shift direction is maintained, and when it is determined that the current output power is not greater than the previous output power, the shift opposite to the shifted direction is performed. A third step of setting a direction, a fourth step of setting a new control voltage by shifting the control voltage in the shift direction set in the third step, the third step, and the second step A fifth step that repeats the step 4 and the fifth step further compares the output power at the rated voltage with the current output power, and in the fourth step When the number of shifts when a new control voltage is set is compared with a predetermined limit value and it is determined that the output power at the rated voltage is not smaller than the current output power, or the number of shifts If it is determined that not smaller than the predetermined limit value, performs the same processing as the beginning of the follow-up control in the first step again, characterized in that.

以上のように、本発明によれば、最大の出力電力の動作点まで短時間に到達することができ、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, the operating point of the maximum output power can be reached in a short time, and MPPT control can be performed efficiently.

一般的な太陽光発電システムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of a general photovoltaic power generation system. 本発明の実施形態によるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power conditioner by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC-DC converter by embodiment of this invention. ＭＰＰＴ制御機能部による最大電力点追従制御の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the maximum electric power point tracking control by a MPPT control function part. ステップＳ４０１の処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a process of step S401. ＭＰＰＴ制御機能部の機能を説明する図である。It is a figure explaining the function of a MPPT control function part. 太陽電池パネルの等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of a solar cell panel. 太陽電池パネルのＩ−Ｖ特性、Ｐ−Ｖ特性を示す図である。It is a figure which shows the IV characteristic and PV characteristic of a solar cell panel. 山登り法を説明する図である。It is a figure explaining the hill-climbing method. 山登り法の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the hill-climbing method. 日射量が１０００Ｗ／ｍ２のときの太陽電池パネルの特性Ａを示す図である。It is a figure which shows the characteristic A of a solar cell panel when solar radiation amount is 1000 W / m < 2 >. 日射量が１０００Ｗ／ｍ２を上回るときの太陽電池パネルの特性Ｂ、及び日射量が１０００Ｗ／ｍ２を下回るときの太陽電池パネルの特性Ｃを示す図である。Insolation is a graph showing characteristic B of the solar cell panel, and the characteristic C of the solar panel when solar radiation is below 1000W / m 2 when greater than 1000W / m 2.

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔本発明の概要〕
まず、本発明の概要について説明する。図１１は、日射量が１０００Ｗ／ｍ２のときの太陽電池パネル１０の特性Ａを示す図である。図１２は、日射量が１０００Ｗ／ｍ２を上回るときの太陽電池パネル１０の特性Ｂ、及び日射量が１０００Ｗ／ｍ２を下回るときの太陽電池パネル１０の特性Ｃを示す図である。図１１及び図１２において、横軸は制御電圧を示し、縦軸は出力電力を示す。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Outline of the Invention]
First, an outline of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram showing the characteristic A of the solar cell panel 10 when the amount of solar radiation is 1000 W / m 2 . Figure 12 is a graph showing characteristic B of the solar cell panel 10, and a characteristic C of the solar cell panel 10 when the solar radiation is below 1000W / m 2 when the solar radiation is greater than 1000W / m 2. 11 and 12, the horizontal axis represents the control voltage, and the vertical axis represents the output power.

図１１の特性Ａ（日射量が１０００Ｗ／ｍ２のときの特性）は、太陽電池パネル１０の最大出力制御電圧（定格電圧）において、最大の出力電力となる特性を示している。つまり、制御電圧Ｖが最大出力制御電圧（定格電圧）Ｖ0のときに、出力電力Ｐ0は最大になっている。 A characteristic A (characteristic when the amount of solar radiation is 1000 W / m 2 ) in FIG. 11 indicates a characteristic that provides the maximum output power at the maximum output control voltage (rated voltage) of the solar cell panel 10. That is, when the control voltage V is the maximum output control voltage (rated voltage) V 0 , the output power P 0 is maximum.

図１２の特性Ｂ（日射量が１０００Ｗ／ｍ２を上回るときの特性）は、発電電力（定格電圧のときの出力電力）が太陽電池パネル１０の定格出力よりも大きくなり、最大の出力電力及びそのときの制御電圧の動作点が、特性Ａに示した最大の出力電圧及びそのときの制御電圧（定格電圧）の動作点よりも上昇する特性を示している。つまり、特性Ｂでは、制御電圧Ｖ-2のときに出力電力Ｐ-2は最大になっている。 Characteristic B in FIG. 12 (characteristic when the amount of solar radiation exceeds 1000 W / m 2 ) is such that the generated power (output power at the rated voltage) is larger than the rated output of the solar cell panel 10 and the maximum output power and The operating point of the control voltage at that time shows the characteristic that the maximum output voltage shown in the characteristic A and the operating point of the control voltage (rated voltage) at that time rise. That is, in the characteristic B, the output power P -2 is maximized at the control voltage V -2 .

図１２の特性Ｃ（日射量が１０００Ｗ／ｍ２を下回るときの特性）は、発電電力（定格電圧のときの出力電力）は太陽電池パネル１０の定格出力よりも小さくなり、最大の出力電力及びそのときの制御電圧の動作点が、特性Ａに示した最大の出力電圧及びそのときの制御電圧（定格電圧）の動作点よりも下降する特性を示している。つまり、特性Ｃでは、制御電圧Ｖ4のときに出力電力Ｐ4は最大になっている。 Characteristic C in FIG. 12 (characteristic when the amount of solar radiation is less than 1000 W / m 2 ) indicates that the generated power (output power at the rated voltage) is smaller than the rated output of the solar cell panel 10 and the maximum output power and The operating point of the control voltage at that time shows the characteristic that the maximum output voltage shown in the characteristic A and the operating point of the control voltage (rated voltage) at that time are lowered. That is, in the characteristic C, the output power P 4 is maximum when the control voltage is V 4 .

このように、日射量が異なる太陽電池パネル１０において、日射量が多くなり、それに伴って最大の出力電力が大きくなると、そのときの制御電圧も大きくなり、一方で、日射量が少なくなり、それに伴って最大の出力電力が小さくなると、そのときの制御電圧も小さくなる。日射量は天候に大きく左右され、曇り空または日陰等の影響を大きく受けて、太陽電池パネル１０の出力電力は大きく変動する。しかしながら、図１１及び図１２から、日射量が異なる場合であって、最大の出力電力は、制御電圧が定格電圧のときの出力電力の近くに存在し、最大の出力電力のときの制御電圧は、定格電圧の近くに存在する。   Thus, in the solar panel 10 with different solar radiation amounts, when the solar radiation amount increases and the maximum output power increases accordingly, the control voltage at that time also increases, while the solar radiation amount decreases, As the maximum output power is reduced, the control voltage at that time is also reduced. The amount of solar radiation is greatly influenced by the weather, and the output power of the solar cell panel 10 fluctuates greatly under the influence of cloudy sky or shade. However, from FIG. 11 and FIG. 12, when the amount of solar radiation is different, the maximum output power is present near the output power when the control voltage is the rated voltage, and the control voltage when the maximum output power is Present near the rated voltage.

そこで、本発明は、定格電圧を基準とした値に制御電圧を設定し、そこからＭＰＰＴ制御を開始することを特徴とする。これにより、最大の出力電力の動作点まで短時間に到達することができるから、無駄な電力消費をなくし、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。   Therefore, the present invention is characterized in that the control voltage is set to a value based on the rated voltage, and MPPT control is started therefrom. As a result, the operating point of the maximum output power can be reached in a short time, so that unnecessary power consumption can be eliminated and MPPT control can be performed efficiently.

また、本発明は、太陽電池パネル１０から取り込んだ今回の出力電力が定格電圧のときの出力電力以下になった場合、または、制御電圧のシフト回数が所定数以上になった場合、ＭＰＰＴ制御が不能になったと判断し、制御電圧を初期の電圧に設定する、すなわち定格電圧を基準とした値に制御電圧を設定することで、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせることを特徴とする。これにより、天候または日陰等により日射量が変化し、ＭＰＰＴ制御が不能になった場合、ＭＰＰＴ制御を初期に戻すから、制御不能状態から脱出すると共に、制御不能時の無駄な電力消費をなくすことができ、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。   Further, in the present invention, when the current output power taken in from the solar cell panel 10 is less than or equal to the output power at the rated voltage, or when the control voltage shift count becomes a predetermined number or more, the MPPT control is performed. The MPPT control is restarted by determining that it has become impossible and setting the control voltage to an initial voltage, that is, setting the control voltage to a value based on the rated voltage. As a result, when the amount of solar radiation changes due to the weather or shade and the MPPT control becomes impossible, the MPPT control is returned to the initial state, so that it escapes from the uncontrollable state and eliminates unnecessary power consumption when the control is impossible. Therefore, MPPT control can be performed efficiently.

〔パワーコンディショナ〕
次に、図１に示した太陽光発電システム１において、本発明の実施形態による太陽光発電装置について説明する。太陽光発電システム１における太陽光発電装置はパワーコンディショナ１２であり、ＭＰＰＴ制御を行う制御部を備えている。 [Power conditioner]
Next, in the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. 1, a photovoltaic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The photovoltaic power generation apparatus in the photovoltaic power generation system 1 is a power conditioner 12 and includes a control unit that performs MPPT control.

図２は、パワーコンディショナ１２の構成を示すブロック図である。このパワーコンディショナ１２は、ＭＰＰＴ制御機能部３１、電流検出器３２、電圧検出器３３、電流検出器３５、電気角検出器３６、電流ＦＢ（FeedBack：フィードバック）３相／２相演算器３７、演算器３８、電流指令２相／３相演算器３９、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御器４０及びパワー変換器４１を備えている。図２には本発明と直接関連する構成部のみを示してあり、本発明と直接関連しない構成部は省略してある。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the power conditioner 12. The power conditioner 12 includes an MPPT control function unit 31, a current detector 32, a voltage detector 33, a current detector 35, an electrical angle detector 36, a current FB (FeedBack) three-phase / two-phase calculator 37, A calculator 38, a current command two-phase / 3-phase calculator 39, a PWM (Pulse Width Modulation) controller 40, and a power converter 41 are provided. FIG. 2 shows only the components that are directly related to the present invention, and the components that are not directly related to the present invention are omitted.

ＭＰＰＴ制御機能部３１は、太陽電池パネル１０の最大電力の動作点を追従して制御するＭＰＰＴ制御である最大電力点追従制御を行うために、太陽電池パネル１０の出力電圧及び出力電流を入力して出力電力を算出し、制御電圧を設定し、制御電圧と太陽電池パネル１０の出力電圧との電圧偏差を出力する。具体的には、ＭＰＰＴ制御機能部３１は、前述のとおり、定格電圧を基準とした値に制御電圧を設定し、そこからＭＰＰＴ制御を開始すると共に、所定の場合にＭＰＰＴ制御が不能になったと判定し、制御電圧を、定格電圧を基準とした初期の値に設定することで、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせる。ＭＰＰＴ制御機能部３１の詳細については後述する。   The MPPT control function unit 31 inputs the output voltage and output current of the solar cell panel 10 in order to perform maximum power point tracking control which is MPPT control for tracking and controlling the maximum power operating point of the solar cell panel 10. The output power is calculated, the control voltage is set, and the voltage deviation between the control voltage and the output voltage of the solar battery panel 10 is output. Specifically, as described above, the MPPT control function unit 31 sets the control voltage to a value based on the rated voltage, starts the MPPT control from there, and disables the MPPT control in a predetermined case. The MPPT control is restarted by determining and setting the control voltage to an initial value based on the rated voltage. Details of the MPPT control function unit 31 will be described later.

電流検出器３２は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して、太陽電池パネル１０の出力電流を検出する。電流検出器３２により検出された太陽電池パネル１０の出力電流は、電力演算のためにＭＰＰＴ制御機能部３１へ電流ＦＢとして入力される。   The current detector 32 detects the output current of the solar cell panel 10 from the solar cell panel 10 through the connection box 11. The output current of the solar cell panel 10 detected by the current detector 32 is input as a current FB to the MPPT control function unit 31 for power calculation.

電圧検出器３３は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して、太陽電池パネル１０の出力電圧を検出する。電圧検出器３３により検出された太陽電池パネル１０の出力電圧は、電力演算のためにＭＰＰＴ制御機能部３１へ電圧ＦＢとして入力される。   The voltage detector 33 detects the output voltage of the solar cell panel 10 from the solar cell panel 10 through the connection box 11. The output voltage of the solar cell panel 10 detected by the voltage detector 33 is input as a voltage FB to the MPPT control function unit 31 for power calculation.

電流検出器３５は、パワー変換器４１から系統電源等へ電力が供給される際の、３相の交流電流のそれぞれを電流ＦＢとして検出する。電流検出器３５により検出されたそれぞれの電流ＦＢは、電流ＦＢ３相／２相演算器３７へ入力される。   The current detector 35 detects each of the three-phase alternating currents as currents FB when power is supplied from the power converter 41 to the system power supply or the like. Each current FB detected by the current detector 35 is input to the current FB 3-phase / 2-phase calculator 37.

電気角検出器３６は、パワー変換器４１から系統電源等へ電力が供給される際の、３相の交流電圧における相間電圧を入力する。そして、電気角検出器３６は、予め設定されたサインテーブルを用いて、入力した相間電圧のＡＣ信号を静止座標系及び回転座標系で表す電圧ベクトルに変換して電気角を検出し、電気角を電流ＦＢ３相／２相演算器３７及び電流指令２相／３相演算器３９に出力する。   The electrical angle detector 36 inputs the interphase voltage in the three-phase AC voltage when power is supplied from the power converter 41 to the system power supply or the like. The electrical angle detector 36 detects the electrical angle by converting the input AC signal of the interphase voltage into a voltage vector represented by the stationary coordinate system and the rotating coordinate system using a preset sine table. Is output to the current FB 3-phase / 2-phase calculator 37 and the current command 2-phase / 3-phase calculator 39.

電流ＦＢ３相／２相演算器３７は、電流検出器３５から各相の電流ＦＢを入力すると共に、電気角検出器３６から電気角を入力し、各相の電流ＦＢ及び電気角に基づいて、３相の電流ＦＢから２相の電流ＦＢへの座標変換を行い、ｄ軸電流ＦＢ及びｑ軸電流ＦＢを生成する。そして、電流ＦＢ３相／２相演算器３７は、ｄ軸電流ＦＢ（Ｉｄ）を電流指令２相／３相演算器３９に出力し、ｑ軸電流ＦＢを演算器３８に出力する。   The current FB 3-phase / 2-phase calculator 37 receives the current FB of each phase from the current detector 35 and the electrical angle from the electrical angle detector 36, and based on the current FB and electrical angle of each phase, Coordinate conversion from the three-phase current FB to the two-phase current FB is performed to generate a d-axis current FB and a q-axis current FB. Then, the current FB 3-phase / 2-phase calculator 37 outputs the d-axis current FB (Id) to the current command 2-phase / 3-phase calculator 39, and outputs the q-axis current FB to the calculator 38.

演算器３８は、電流ＦＢ３相／２相演算器３７からｑ軸電流ＦＢを入力すると共に、ＭＰＰＴ制御機能部３１から電圧偏差を入力し、電圧偏差をｑ軸電流ＦＢに加算し、加算結果のｑ軸電流ＦＢ（Ｉｑ）を電流指令２相／３相演算器３９に出力する。   The computing unit 38 receives the q-axis current FB from the current FB 3-phase / 2-phase computing unit 37, and also inputs the voltage deviation from the MPPT control function unit 31, adds the voltage deviation to the q-axis current FB, The q-axis current FB (Iq) is output to the current command 2-phase / 3-phase calculator 39.

電流指令２相／３相演算器３９は、演算器３８から加算結果のｑ軸電流ＦＢ（Ｉｑ）を、電流ＦＢ３相／２相演算器３７からｄ軸電流ＦＢ（Ｉｄ）を、電気角検出器３６から電気角をそれぞれ入力する。そして、電流指令２相／３相演算器３９は、２相のｑ軸電流ＦＢ（Ｉｑ）及びｄ軸電流ＦＢ（Ｉｄ）並びに電気角に基づいて、２相の電流指令から３相の電圧指令への座標変換を行い、３相の電圧指令を生成してＰＷＭ制御器４０に出力する。   The current command 2-phase / 3-phase calculator 39 detects the addition result q-axis current FB (Iq) from the calculator 38, and the current FB 3-phase / 2-phase calculator 37 detects the d-axis current FB (Id). The electrical angle is input from the device 36. The current command 2-phase / 3-phase calculator 39 then converts the 2-phase current command to the 3-phase voltage command based on the 2-phase q-axis current FB (Iq), the d-axis current FB (Id), and the electrical angle. Is converted into a three-phase voltage command and output to the PWM controller 40.

ＰＷＭ制御器４０は、電流指令２相／３相演算器３９から３相の電圧指令を入力し、入力した３相の電圧指令と、図示しない発振器にて発生する信号、例えば三角波信号等とを図示しないコンパレータに入力し、ＰＷＭ信号を生成してパワー変換器４１に出力する。パワー変換器４１は、ＰＷＭ制御器４０からＰＷＭ信号を入力し、ＡＣ／ＤＣの電力変換を行う。   The PWM controller 40 receives a three-phase voltage command from the current command two-phase / three-phase calculator 39, and receives the input three-phase voltage command and a signal generated by an oscillator (not shown) such as a triangular wave signal. Input to a comparator (not shown) to generate a PWM signal and output it to the power converter 41. The power converter 41 receives the PWM signal from the PWM controller 40 and performs AC / DC power conversion.

これにより、電圧ＦＢである太陽電池パネル１０の出力電圧と、ＭＰＰＴ制御機能部３１により設定された制御電圧との間の偏差が０になるように制御が行われ、太陽電池パネル１０からのＤＣの出力電力がＡＣの電力に変換され、ＡＣの電力が系統電源等へ供給される。   Thereby, control is performed so that the deviation between the output voltage of the solar cell panel 10 as the voltage FB and the control voltage set by the MPPT control function unit 31 becomes zero, and the DC from the solar cell panel 10 is controlled. Output power is converted into AC power, and the AC power is supplied to a system power source or the like.

〔ＤＣ−ＤＣコンバータ〕
次に、図１に示した太陽光発電システム２において、本発明の実施形態による太陽光発電装置について説明する。太陽光発電システム２における太陽光発電装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３及びパワーコンディショナ１４であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、ＭＰＰＴ制御を行う制御部を備えている。以下、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３について説明する。 [DC-DC converter]
Next, in the photovoltaic power generation system 2 shown in FIG. 1, a photovoltaic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The photovoltaic power generation apparatus in the photovoltaic power generation system 2 is a DC-DC converter 13 and a power conditioner 14, and the DC-DC converter 13 includes a control unit that performs MPPT control. Hereinafter, the DC-DC converter 13 will be described.

図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の構成を示すブロック図である。このＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、ＭＰＰＴ制御機能部５１、電流検出器５２、電圧検出器５３、電圧制御器５５、電流検出器５６、演算器５７、電流制御器５８、ＰＷＭ制御器５９及びパワー変換器６０を備えている。尚、図３には本発明と直接関連する構成部のみを示してあり、本発明と直接関連しない構成部は省略してある。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the DC-DC converter 13. The DC-DC converter 13 includes an MPPT control function unit 51, a current detector 52, a voltage detector 53, a voltage controller 55, a current detector 56, a calculator 57, a current controller 58, a PWM controller 59, and a power converter. A container 60 is provided. FIG. 3 shows only the components that are directly related to the present invention, and the components that are not directly related to the present invention are omitted.

ＭＰＰＴ制御機能部５１は、図２に示したＭＰＰＴ制御機能部３１と同様に、太陽電池パネル１０の最大電力の動作点を追従して制御するＭＰＰＴ制御である最大電力点追従制御を行うために、太陽電池パネル１０の出力電圧及び出力電流を入力して出力電力を算出し、制御電圧を設定し、制御電圧と太陽電池パネル１０の出力電圧との電圧偏差を出力する。具体的には、ＭＰＰＴ制御機能部５１は、前述のとおり、定格電圧を基準とした値に制御電圧を設定し、そこからＭＰＰＴ制御を開始すると共に、所定の場合にＭＰＰＴ制御が不能になったと判定し、制御電圧を、定格電圧を基準とした初期の値に設定することで、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせる。ＭＰＰＴ制御機能部５１の詳細については後述する。   The MPPT control function unit 51 performs the maximum power point tracking control which is the MPPT control for tracking and controlling the operating point of the maximum power of the solar battery panel 10 in the same manner as the MPPT control function unit 31 shown in FIG. The output voltage and the output current of the solar cell panel 10 are input, the output power is calculated, the control voltage is set, and the voltage deviation between the control voltage and the output voltage of the solar cell panel 10 is output. Specifically, as described above, the MPPT control function unit 51 sets the control voltage to a value based on the rated voltage, starts the MPPT control therefrom, and disables the MPPT control in a predetermined case. The MPPT control is restarted by determining and setting the control voltage to an initial value based on the rated voltage. Details of the MPPT control function unit 51 will be described later.

電流検出器５２は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して、太陽電池パネル１０の出力電流を検出する。電流検出器５２により検出された太陽電池パネル１０の出力電流は、電力演算のためにＭＰＰＴ制御機能部５１へ電流ＦＢとして入力される。   The current detector 52 detects the output current of the solar cell panel 10 from the solar cell panel 10 via the connection box 11. The output current of the solar cell panel 10 detected by the current detector 52 is input as a current FB to the MPPT control function unit 51 for power calculation.

電圧検出器５３は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して、太陽電池パネル１０の出力電圧を検出する。電圧検出器５３により検出された太陽電池パネル１０の出力電圧は、電力演算のためにＭＰＰＴ制御機能部５１へ電圧ＦＢとして入力される。   The voltage detector 53 detects the output voltage of the solar cell panel 10 from the solar cell panel 10 through the connection box 11. The output voltage of the solar cell panel 10 detected by the voltage detector 53 is input as a voltage FB to the MPPT control function unit 51 for power calculation.

電圧制御器５５は、ＭＰＰＴ制御機能部５１から電圧偏差を入力し、電圧偏差が０になるように電流指令を生成し、電流指令を演算器５７に出力する。   The voltage controller 55 receives the voltage deviation from the MPPT control function unit 51, generates a current command so that the voltage deviation becomes 0, and outputs the current command to the calculator 57.

電流検出器５６は、パワー変換器６０からパワーコンディショナ１４へ電力が供給される際の電流ＦＢを検出する。電流検出器５６により検出された電流ＦＢは、演算器５７へ入力される。尚、電流検出器５６は、電流検出器５２で代用することも可能である。   The current detector 56 detects a current FB when power is supplied from the power converter 60 to the power conditioner 14. The current FB detected by the current detector 56 is input to the calculator 57. Note that the current detector 56 can be replaced by the current detector 52.

演算器５７は、太陽電池パネル１０の出力電圧を、ＭＰＰＴ制御された制御電圧で安定的に制御するためのマイナーループの役割を持ち、電圧制御器５５から電流指令を入力し、また電流検出器５６から電流ＦＢを入力して、電流指令から電流ＦＢを減算して電流偏差を算出し、その電流偏差を電流制御器５８に出力する。電流制御器５８は、演算器５７から電流偏差を入力し、電流偏差が０になるように電圧指令を生成し、電圧指令をＰＷＭ制御器５９に出力する。   The computing unit 57 has a role of a minor loop for stably controlling the output voltage of the solar battery panel 10 with a control voltage subjected to MPPT control, receives a current command from the voltage controller 55, and also serves as a current detector. The current FB is input from 56, the current FB is subtracted from the current command to calculate a current deviation, and the current deviation is output to the current controller 58. The current controller 58 receives the current deviation from the computing unit 57, generates a voltage command so that the current deviation becomes 0, and outputs the voltage command to the PWM controller 59.

ＰＷＭ制御器５９は、電流制御器５８から電圧指令を入力し、入力した電圧指令と、図示しない発振器にて発生する信号、例えば三角波信号等とを図示しないコンパレータに入力し、ＰＷＭ信号を生成して出力する。パワー変換器６０は、ＰＷＭ制御器５９からＰＷＭ信号を入力し、ＤＣ／ＤＣの電力変換を行う。尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧は、太陽電池パネル１０の出力特性及び系統連係に必要な系統電圧を生成するように、パワーコンディショナ１４により回生制御されている。   The PWM controller 59 receives a voltage command from the current controller 58, inputs the input voltage command and a signal generated by an oscillator (not shown), such as a triangular wave signal, to a comparator (not shown), and generates a PWM signal. Output. The power converter 60 receives the PWM signal from the PWM controller 59 and performs DC / DC power conversion. The output voltage of the DC-DC converter 13 is regeneratively controlled by the power conditioner 14 so as to generate the output voltage of the solar cell panel 10 and the system voltage necessary for system linkage.

これにより、太陽電池パネル１０の出力電圧は、ＭＰＰＴ制御機能部５１により設定される、太陽電池パネル１０の最大出力における制御電圧の指令との偏差が０になるように制御が行われ、太陽電池パネル１０からのＤＣの出力電力は、所定のＤＣ電圧の電力に変換され、パワーコンディショナ１４へ供給される。   Thereby, the output voltage of the solar cell panel 10 is controlled so that the deviation from the command of the control voltage at the maximum output of the solar cell panel 10 set by the MPPT control function unit 51 becomes 0, and the solar cell The DC output power from the panel 10 is converted into power of a predetermined DC voltage and supplied to the power conditioner 14.

〔ＭＰＰＴ制御機能部の処理〕
次に、図２に示したＭＰＰＴ制御機能部３１及び図３に示したＭＰＰＴ制御機能部５１の処理について説明する。ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は同じ処理を行う。図４は、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１による最大電力点追従制御の処理を示すフローチャートである。ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、初期設定手段、制御手段及び回帰判定手段を備えている。初期設定手段は、図４に示すステップＳ４０１及びステップＳ４０２の処理を行い、制御手段は、ステップＳ４０３〜ステップＳ４１２の処理を行い、回帰判定手段は、ステップＳ４１３及びステップＳ４１４の処理を行う。 [Process of MPPT control function unit]
Next, processing of the MPPT control function unit 31 shown in FIG. 2 and the MPPT control function unit 51 shown in FIG. 3 will be described. The MPPT control function units 31 and 51 perform the same processing. FIG. 4 is a flowchart showing processing of maximum power point tracking control by the MPPT control function units 31 and 51. The MPPT control function units 31 and 51 include initial setting means, control means, and regression determination means. The initial setting means performs the processes of steps S401 and S402 shown in FIG. 4, the control means performs the processes of steps S403 to S412, and the regression determination means performs the processes of steps S413 and S414.

図６は、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１の機能を説明する図である。このＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、電力演算部７１、前回電力データ格納部７２、演算器７３、比較器７４、シフト方向判別部７５、ＭＰＰＴ制御指令部７６及び演算器７７により、図４に示す処理を行う。   FIG. 6 is a diagram for explaining the functions of the MPPT control function units 31 and 51. The MPPT control function units 31 and 51 are connected to the power calculation unit 71, the previous power data storage unit 72, the calculation unit 73, the comparator 74, the shift direction determination unit 75, the MPPT control command unit 76, and the calculation unit 77 in FIG. Perform the process shown.

（最大出力電圧（定格電圧）を基準とした初期処理）
まず、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理を行う（ステップＳ４０１）。図１０に示したステップＳ１００１では、開放電圧Ｖ０を基準とした初期処理を行うが、本発明の実施形態では、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理を行う。 (Initial processing based on maximum output voltage (rated voltage))
First, the MPPT control function units 31 and 51 perform initial processing based on the maximum output voltage (rated voltage) V 0 (step S401). In step S1001 shown in FIG. 10, performs the initial processing relative to the open circuit voltage V0, in embodiments of the present invention, it performs the initial processing relative to the maximum output voltage (rated voltage) V 0.

図５は、図４に示したステップＳ４０１の処理の詳細を示すフローチャートである。ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ＭＰＰＴ制御の開始の制御電圧Ｖとして最大出力電圧（定格電圧）すなわち定格出力制御電圧Ｖ0を設定する（Ｖ＝Ｖ0、ステップＳ５０１）。最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0は、太陽電池パネル１０の仕様として太陽電池パネル１０のパネル前面等に記載されており、オペレータの操作により予めＭＰＰＴ制御機能部３１，５１に入力されているものとする。ここで、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0とは、所定の日射量（図１１に示した特性Ａの日射量１０００Ｗ／ｍ２）において、最大出力が得られる電圧であり、太陽電池パネル１０には最大出力電圧（または定格電圧）等の名目で表示されることが決められている。 FIG. 5 is a flowchart showing details of the process in step S401 shown in FIG. The MPPT control function units 31 and 51 set the maximum output voltage (rated voltage), that is, the rated output control voltage V 0 as the control voltage V for starting the MPPT control (V = V 0 , step S501). The maximum output voltage (rated voltage) V 0 is described as the specification of the solar cell panel 10 on the front surface of the solar cell panel 10 and is previously input to the MPPT control function units 31 and 51 by the operator's operation. And Here, the maximum output voltage (rated voltage) V 0 is a voltage at which the maximum output is obtained at a predetermined solar radiation amount (the solar radiation amount 1000 W / m 2 of the characteristic A shown in FIG. 11). Is displayed in the nominal name such as the maximum output voltage (or rated voltage).

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格出力Ｐratedを設定する（ステップＳ５０２）。定格出力Ｐratedは、太陽電池パネル１０の仕様として太陽電池パネル１０のパネル前面等に記載されており、オペレータの操作により予めＭＰＰＴ制御機能部３１，５１に入力されているものとする。ここで、定格出力Ｐratedとは、所定の日射量（図１１に示した特性Ａの日射量１０００Ｗ／ｍ２）において、安定して出力可能な電力の定格を示し、太陽電池パネル１０に応じて予め決められている。 The MPPT control function units 31 and 51 set the rated output P rated (step S502). The rated output P rated is described on the panel front surface of the solar cell panel 10 as the specification of the solar cell panel 10 and is input to the MPPT control function units 31 and 51 in advance by an operator's operation. Here, the rated output P rated indicates the rating of power that can be stably output at a predetermined solar radiation amount (the solar radiation amount 1000 W / m 2 of the characteristic A shown in FIG. 11). Is predetermined.

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、太陽電池パネル１０から、制御電圧Ｖ0に応じた出力電力（定格電圧時出力電力）Ｐ0を取り込む（Ｐ＝Ｐ0、ステップＳ５０３）。具体的には、ＭＰＰＴ制御機能部３１は、電流検出器３２から入力した出力電流と電圧検出器３３から入力した出力電圧とを乗算することにより、太陽電池パネル１０の出力電力を算出する。ＭＰＰＴ制御機能部５１は、電流検出器５２から入力した出力電流と電圧検出器５３から入力した出力電圧とを乗算することにより、太陽電池パネル１０の出力電力を算出する。 The MPPT control function units 31 and 51 take in the output power (output power at rated voltage) P 0 corresponding to the control voltage V 0 from the solar cell panel 10 (P = P 0 , step S503). Specifically, the MPPT control function unit 31 calculates the output power of the solar cell panel 10 by multiplying the output current input from the current detector 32 and the output voltage input from the voltage detector 33. The MPPT control function unit 51 calculates the output power of the solar cell panel 10 by multiplying the output current input from the current detector 52 by the output voltage input from the voltage detector 53.

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、制御電圧Ｖのシフト回数ｎ＝０を設定する（ステップＳ５０４）。このシフト回数はシフトカウンタに設定され、シフトカウンタは、後述するステップＳ４０４またはステップＳ４０５において制御電圧Ｖがシフトする毎に更新される。そして、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、制御電圧Ｖのシフト方向を定めるために、ステップＳ５０２にて設定した定格出力Ｐratedと、ステップＳ５０３にて取り込んだ定格電圧時出力電力Ｐ0とを比較し、定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐratedよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５０５）。 The MPPT control function units 31 and 51 set the number of shifts n = 0 of the control voltage V (step S504). The number of shifts is set in the shift counter, and the shift counter is updated each time the control voltage V is shifted in step S404 or step S405 described later. Then, the MPPT control function units 31 and 51 compare the rated output P rated set in step S502 with the rated voltage output power P 0 captured in step S503 in order to determine the shift direction of the control voltage V. Then, it is determined whether or not the rated voltage output power P 0 is smaller than the rated output P rated (step S505).

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ５０５において、定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐratedよりも小さいと判定した場合（ステップＳ５０５：Ｙ）、太陽電池パネル１０の特性は図１２に示した特性Ｃであると判断し、制御電圧Ｖのシフト方向を定めるパラメータｃとして、反時計回りを示すデータを設定する（ｃ＝−１、ステップＳ５０６）。定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐratedよりも小さい場合に反時計回りを示すパラメータｃ＝−１を設定するのは、図１２に示した特性Ｃのように、最大電力の動作点（Ｖ4，Ｐ4）が定格電圧時出力電力Ｐ0の動作点（Ｖ0，Ｐ0）よりも反時計回り（左側）の位置に存在するため、制御電圧Ｖをシフト電圧ΔＶ毎に引き下げるためである。 When the MPPT control function units 31 and 51 determine in step S505 that the output power P 0 at the rated voltage is smaller than the rated output P rated (step S505: Y), the characteristics of the solar cell panel 10 are shown in FIG. The data indicating the counterclockwise direction is set as the parameter c for determining the shift direction of the control voltage V (c = −1, step S506). When the output power P 0 at the rated voltage is smaller than the rated output P rated, the parameter c = −1 indicating the counterclockwise direction is set as shown by the characteristic C shown in FIG. V 4 , P 4 ) exists counterclockwise (left side) with respect to the operating point (V 0 , P 0 ) of the output power P 0 at the rated voltage, so that the control voltage V is lowered every shift voltage ΔV. It is.

一方、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ５０５において、定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐratedよりも小さくない（定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐrated以上である）と判定した場合（ステップＳ５０５：Ｎ）、太陽電池パネル１０の特性は図１１に示した特性Ａまたは図１２に示した特性Ｂであると判断し、制御電圧Ｖのシフト方向を定めるパラメータｃとして、時計回りを示すデータを設定する（ｃ＝１、ステップＳ５０７）。定格電圧時出力電力Ｐ0が定格出力Ｐrated以上である場合に時計回りを示すパラメータｃ＝１を設定するのは、例えば図１２に示した特性Ｂのように、最大電力の動作点（Ｖ-2，Ｐ-2）が定格電圧時出力電力Ｐ0の動作点（Ｖ0，Ｐ0）よりも時計回り（右側）の位置に存在するため、制御電圧Ｖをシフト電圧ΔＶ毎に引き上げるためである。 On the other hand, the MPPT control function units 31 and 51 determine in step S505 that the rated voltage output power P 0 is not smaller than the rated output P rated (the rated voltage output power P 0 is equal to or higher than the rated output P rated ). In the case (step S505: N), it is determined that the characteristic of the solar cell panel 10 is the characteristic A shown in FIG. 11 or the characteristic B shown in FIG. Data indicating rotation is set (c = 1, step S507). When the output power P 0 at the rated voltage is equal to or higher than the rated output P rated , the parameter c = 1 indicating the clockwise rotation is set, for example, as shown by the characteristic B shown in FIG. −2 , P −2 ) is present at a position clockwise (right side) from the operating point (V 0 , P 0 ) of the output power P 0 at the rated voltage, so that the control voltage V is raised every shift voltage ΔV. It is.

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ５０６またはステップＳ５０７の後、図４に示すステップＳ４０２へ移行する。すなわち、図５に示したステップＳ５０４〜ステップＳ５０７は、定格電圧時出力電力Ｐ0と定格出力Ｐratedとを比較して制御電圧Ｖのシフト方向を判別する処理である（図４の後述するステップＳ４０３〜ステップＳ４０５は、得られた今回（Ｎ回目）の出力電力ＰＮと前回（Ｎ−１回目）の出力電力ＰＮ−１とを比較させる同様な機能である）。 The MPPT control function units 31 and 51 move to step S402 shown in FIG. 4 after step S506 or step S507. That is, steps S504 to S507 shown in FIG. 5 are processes for comparing the output power P 0 at the rated voltage and the rated output P rated to determine the shift direction of the control voltage V (steps described later in FIG. 4). Steps S403 to S405 are similar functions that compare the obtained (Nth) output power PN with the previous (N-1) th output power PN-1 .

（制御電圧Ｖのシフト）
図４に戻って、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４０１の後（図５のステップＳ５０６またはステップＳ５０７から移行して）、基準電力ＰＰとして定格電圧時出力電力Ｐ0を設定する（ＰＰ＝Ｐ0、ステップＳ４０２）。基準電力ＰＰは、後述するステップＳ４０８の比較処理において、前回の出力電力Ｐとして用いられる。 (Shift of control voltage V)
Returning to FIG. 4, the MPPT control function units 31 and 51 set the output power P 0 at the rated voltage as the reference power PP after step S401 (transition from step S506 or step S507 in FIG. 5) (PP = P 0 , Step S402). The reference power PP is used as the previous output power P in the comparison process in step S408 described later.

図４のステップＳ４０３〜ステップＳ４０５は、図１０に示したステップＳ１００３〜ステップＳ１００５に相当する。また、図４のステップＳ４０７〜ステップＳ４１２は、図１０に示したステップＳ１００６〜ステップＳ１０１１に相当する。図４のステップＳ４０６は、図１０に存在しない処理である。   Steps S403 to S405 in FIG. 4 correspond to steps S1003 to S1005 shown in FIG. Also, step S407 to step S412 in FIG. 4 correspond to step S1006 to step S1011 shown in FIG. Step S406 in FIG. 4 is processing that does not exist in FIG.

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、パラメータｃが１（時計回り）であるか−１（反時計回り）であるかを判定し（ステップＳ４０３）、ｃ＝−１（反時計回り）の場合（ステップＳ４０３：ｃ＝−１）、制御電圧Ｖを下げる方向へシフトさせるために、前回の制御電圧Ｖからシフト電圧ΔＶを減算して新たな今回の制御電圧Ｖを設定する（Ｖ（今回）＝Ｖ（前回）−ΔＶ、ステップＳ４０４）。また、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ｃ＝１（時計回り）の場合（ステップＳ４０３：ｃ＝１）、制御電圧Ｖを上げる方向へシフトさせるために、前回の制御電圧Ｖにシフト電圧ΔＶを加算して新たな今回の制御電圧Ｖを設定する（Ｖ（今回）＝Ｖ（前回）＋ΔＶ、ステップＳ４０５）。   The MPPT control function units 31 and 51 determine whether the parameter c is 1 (clockwise) or -1 (counterclockwise) (step S403), and when c = -1 (counterclockwise) ( Step S403: c = −1), in order to shift the control voltage V in the direction of decreasing, a new control voltage V is set by subtracting the shift voltage ΔV from the previous control voltage V (V (current) = V (previous) -ΔV, step S404). Further, when c = 1 (clockwise) (step S403: c = 1), the MPPT control function units 31 and 51 shift the shift voltage ΔV to the previous control voltage V in order to shift the control voltage V in the increasing direction. Are added to set a new control voltage V (V (current) = V (previous) + ΔV, step S405).

図１２に示した特性Ｃの場合、制御電圧Ｖは、Ｖ0からＶ5まで下がる方向へシフトする。このときのパラメータｃは−１である。また、図１２に示した特性Ｂの場合、制御電圧Ｖは、Ｖ0からＶ-3まで上がる方向へシフトする。このときのパラメータｃは１である。 In the case of the characteristic C shown in FIG. 12, the control voltage V shifts in a direction that decreases from V 0 to V 5 . The parameter c at this time is -1. Further, in the case of the characteristic B shown in FIG. 12, the control voltage V shifts in a direction increasing from V 0 to V −3 . The parameter c at this time is 1.

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４０４またはステップＳ４０５において制御電圧Ｖをシフトさせた後、シフト回数ｎをインクリメントする（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ４０６）。そして、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、太陽電池パネル１０から、新たな今回の制御電圧Ｖに応じた出力電力Ｐを取り込む（ステップＳ４０７）。   The MPPT control function units 31 and 51 increment the shift number n after shifting the control voltage V in step S404 or step S405 (n = n + 1, step S406). And the MPPT control function parts 31 and 51 take in the output electric power P according to the new control voltage V this time from the solar cell panel 10 (step S407).

図１２に示した特性Ｃの場合、ステップＳ４０７の１回目の処理では、制御電圧Ｖ1に応じた出力電力Ｐ1が取り込まれ、特性Ａ，Ｂの場合、ステップＳ４０７の１回目の処理では、制御電圧Ｖ-1に応じた出力電力Ｐ-1が取り込まれる。 For characteristic C shown in FIG. 12, in the first process of step S407, the control voltage output power P 1 corresponding to V 1 is taken, if the characteristics A, B, by the first process of step S407 is The output power P −1 corresponding to the control voltage V −1 is taken.

（基準電力ＰＰの更新、パラメータｃの設定）
ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、出力電力Ｐ（今回の出力電力Ｐ）と基準電力ＰＰ（前回の出力電力Ｐ（前回に取り込んだ出力電力Ｐ））とを比較し、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きいか否かを判定し（ステップＳ４０８）、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きい場合（ステップＳ４０８：Ｙ）、基準電力ＰＰとして出力電力Ｐを設定することで基準電力ＰＰを更新し（ＰＰ＝Ｐ、ステップＳ４０９）、パラメータｃをそのままに維持する（ｃ＝＋ｃ、ステップＳ４１０）。そして、ステップＳ４１３へ移行する。 (Update of reference power PP, setting of parameter c)
The MPPT control function units 31 and 51 compare the output power P (current output power P) with the reference power PP (previous output power P (previous output power P)), and the output power P is the reference power. It is determined whether or not it is greater than PP (step S408). If the output power P is greater than the reference power PP (step S408: Y), the reference power PP is updated by setting the output power P as the reference power PP. (PP = P, step S409), and the parameter c is maintained as it is (c = + c, step S410). Then, the process proceeds to step S413.

また、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、出力電力Ｐが基準電力ＰＰよりも大きくない（出力電力Ｐが基準電力ＰＰ以下である）場合（ステップＳ４０８：Ｎ）、基準電力ＰＰとして出力電力Ｐを設定することで基準電力ＰＰを更新し（ＰＰ＝Ｐ、ステップＳ４１１）、パラメータｃの極性を反転する（ｃ＝−ｃ、ステップＳ４１２）。そして、ステップＳ４１３へ移行する。   Further, when the output power P is not larger than the reference power PP (the output power P is equal to or lower than the reference power PP) (step S408: N), the MPPT control function units 31 and 51 use the output power P as the reference power PP. By setting, the reference power PP is updated (PP = P, step S411), and the polarity of the parameter c is inverted (c = −c, step S412). Then, the process proceeds to step S413.

ここで、出力電力Ｐは、図６に示した電力演算部７１により算出される。また、基準電力ＰＰ（前回の出力電力Ｐ）は、前回電力データ格納部７２に格納され、出力電力Ｐ（今回の出力電力Ｐ）と基準電力ＰＰ（前回の出力電力Ｐ）との比較は、演算器７３及び比較器７４により行われる。また、制御電圧Ｖのシフト方向を示すパラメータｃの設定（シフト方向の判別）は、シフト方向判別部７５により行われる。この場合、ＭＰＰＴ制御指令部７６は、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を演算器７７に出力すると共に、シフト方向判別部７５により設定されたパラメータｃに応じて演算した、ＭＰＰＴ制御の開始点である最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準にしたプラス側またはマイナス側の電圧値を演算器７７に出力する。演算器７７は、ＭＰＰＴ制御指令部７６から最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0及びプラス側またはマイナス側の電圧値を入力し、図２または図３に示した電圧検出器３３，５３から電圧ＦＢを入力する。そして、演算器７７は、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0に電圧値を加算し、または最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0から電圧値を減算することで制御電圧Ｖを求め、制御電圧Ｖから電圧ＦＢを減算して電圧偏差を算出し、電圧偏差を、図２に示した演算器３８または図３に示した電圧制御器５５に出力する。 Here, the output power P is calculated by the power calculation unit 71 shown in FIG. The reference power PP (previous output power P) is stored in the previous power data storage unit 72, and the comparison between the output power P (current output power P) and the reference power PP (previous output power P) is as follows. This is performed by the arithmetic unit 73 and the comparator 74. The setting of the parameter c indicating the shift direction of the control voltage V (determination of the shift direction) is performed by the shift direction determination unit 75. In this case, the MPPT control command unit 76 outputs the maximum output voltage (rated voltage) V 0 to the calculator 77 and calculates the MPPT control start point calculated according to the parameter c set by the shift direction determination unit 75. A positive or negative voltage value based on the maximum output voltage (rated voltage) V 0 is output to the calculator 77. The arithmetic unit 77 inputs the maximum output voltage (rated voltage) V 0 and the positive or negative voltage value from the MPPT control command unit 76, and the voltage FB from the voltage detectors 33 and 53 shown in FIG. 2 or FIG. Enter. The arithmetic unit 77 obtains the control voltage V by subtracting a voltage value from adding the voltage value maximum output voltage (rated voltage) V 0 or the maximum output voltage (rated voltage) V 0,, the control voltage V Is subtracted from the voltage FB to calculate a voltage deviation, and the voltage deviation is output to the calculator 38 shown in FIG. 2 or the voltage controller 55 shown in FIG.

（特性Ｃの動作）
図１２に示した特性Ｃの場合、出力電力Ｐ0，・・・，Ｐ4は、制御電圧Ｖ0からＶ4まで変化するに従って増加する。これにより、制御電圧Ｖ0〜Ｖ4及び出力電力Ｐ0〜Ｐ4の領域では、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐは基準電力ＰＰよりも大きいと判定され、ステップＳ４０９にて基準電力ＰＰは更新され、ステップＳ４１０にてパラメータｃは−１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、Ｖ0からＶ4までの間でシフト電圧ΔＶ毎に継続して下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ0からＰ4まで増加する。そして、出力電力Ｐ4，Ｐ5は、制御電圧Ｖ4からＶ5まで変化するに従って減少する。これにより、制御電圧Ｖ4，Ｖ5及び出力電力Ｐ4，Ｐ5の領域では、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ5は基準電力ＰＰ＝Ｐ4よりも大きくないと判定され、ステップＳ４１１にて基準電力ＰＰがＰ5に更新され、ステップＳ４１２にてパラメータｃの極性は反転され、ｃ＝１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０５において、Ｖ5からＶ4に上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ5からＰ4に増加する。 (Operation of characteristic C)
In the case of the characteristic C shown in FIG. 12, the output powers P 0 ,..., P 4 increase as they change from the control voltage V 0 to V 4 . As a result, in the region of the control voltages V 0 to V 4 and the output power P 0 to P 4 , it is determined in step S408 that the output power P is larger than the reference power PP, and the reference power PP is updated in step S409. In step S410, the parameter c is maintained at -1. As a result, the control voltage V is continuously decreased for each shift voltage ΔV between V 0 and V 4 , and the output power P increases from P 0 to P 4 accordingly. The output powers P 4 and P 5 decrease as they change from the control voltage V 4 to V 5 . Thereby, in the region of the control voltages V 4 and V 5 and the output powers P 4 and P 5 , it is determined in step S408 that the output power P 5 is not larger than the reference power PP = P 4 , and in step S411, the reference power is determined. power PP is updated to P 5, the polarity of the parameter c is inverted in step S412, it is set to c = 1. As a result, the control voltage V is increased from V 5 to V 4 in step S405, and the output power P is increased from P 5 to P 4 accordingly.

そして、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ4は基準電力ＰＰ＝Ｐ5よりも大きいと判定され、ステップＳ４０９にて基準電力ＰＰはＰ4に更新され、ステップＳ４１０にてパラメータｃは１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０５において、Ｖ4からＶ3に上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ4からＰ3に減少する。 In step S408, it is determined that the output power P 4 is greater than the reference power PP = P 5, the reference power PP is updated to P 4 in step S409, and the parameter c is maintained at 1 in step S410. . As a result, the control voltage V is increased from V 4 to V 3 in step S405, and the output power P is decreased from P 4 to P 3 accordingly.

そして、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ3は基準電力ＰＰ＝Ｐ4よりも大きくないと判定され、ステップＳ４１１にて基準電力ＰＰはＰ3に更新され、ステップＳ４１２にてパラメータｃの極性は反転し、ｃ＝−１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０４において、Ｖ3からＶ4に下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ3からＰ4に増加する。 In step S408, it is determined that the output power P 3 is not larger than the reference power PP = P 4, the reference power PP is updated to P 3 in step S411, and the polarity of the parameter c is inverted in step S412. , C = −1. Thereby, the control voltage V is lowered from V 3 to V 4 in step S404, and the output power P is increased from P 3 to P 4 accordingly.

このように、出力電力Ｐが最大の出力電力Ｐ4に到達するまでの間、動作点は（Ｖ0，Ｐ0）から（Ｖ4，Ｐ4）まで移行し、その後、最大の出力電力Ｐ4である動作点（Ｖ4，Ｐ4）を中心に、動作点（Ｖ5，Ｐ5）と動作点（Ｖ3，Ｐ3）との間の移行を繰り返す。 Thus, the operating point shifts from (V 0 , P 0 ) to (V 4 , P 4 ) until the output power P reaches the maximum output power P 4 , and then the maximum output power P 4 is a operating point (V 4, P 4) in the center, and repeats the transition between the operating point (V 5, P 5) and the operating point (V 3, P 3).

これにより、最大の出力電力の動作点（Ｖ4，Ｐ4）を中心にして制御電圧Ｖは維持され、最高の効率で太陽電池パネル１０の発電を維持することができる。また、最大の出力電力の動作点（Ｖ4，Ｐ4）まで短時間に到達することができるから無駄な電力消費をなくし、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。 Thereby, the control voltage V is maintained around the operating point (V 4 , P 4 ) of the maximum output power, and the power generation of the solar cell panel 10 can be maintained with the highest efficiency. In addition, since the operating point (V 4 , P 4 ) of the maximum output power can be reached in a short time, it is possible to eliminate wasteful power consumption and efficiently perform MPPT control.

（特性Ｂの動作）
図１２に示した特性Ｂの場合、出力電力Ｐ0，Ｐ-1，Ｐ-2は、制御電圧Ｖ0からＶ-2まで変化するに従って増加する。これにより、制御電圧Ｖ0〜Ｖ-2及び出力電力Ｐ0〜Ｐ-2の領域では、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐは基準電力ＰＰよりも大きいと判定され、ステップＳ４０９にて基準電力ＰＰは更新され、ステップＳ４１０にてパラメータｃは１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、Ｖ0からＶ-2までの間でシフト電圧ΔＶ毎に継続して上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ0からＰ-2まで増加する。そして、出力電力Ｐ-2，Ｐ-3は、制御電圧Ｖ-2からＶ-3まで変化するに従って減少する。これにより、制御電圧Ｖ-2，Ｖ-3及び出力電力Ｐ-2，Ｐ-3の領域では、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ-3は基準電力ＰＰ＝Ｐ-2よりも大きくないと判定され、ステップＳ４１１にて基準電力ＰＰがＰ-3に更新され、ステップＳ４１２にてパラメータｃの極性は反転され、ｃ＝−１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０４において、Ｖ-3からＶ-2に下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ-3からＰ-2に増加する。 (Operation of characteristic B)
In the case of the characteristic B shown in FIG. 12, the output powers P 0 , P −1 and P −2 increase as they change from the control voltage V 0 to V −2 . Thereby, in the region of the control voltages V 0 to V −2 and the output power P 0 to P −2 , it is determined in step S408 that the output power P is larger than the reference power PP, and in step S409, the reference power PP is The parameter c is maintained at 1 in step S410. As a result, the control voltage V is continuously increased for each shift voltage ΔV between V 0 and V −2 , and the output power P increases from P 0 to P −2 accordingly. The output powers P -2 and P -3 decrease as they change from the control voltage V -2 to V -3 . As a result, in the regions of the control voltages V -2 and V -3 and the output powers P -2 and P -3 , it is determined in step S408 that the output power P -3 is not larger than the reference power PP = P -2. In step S411, the reference power PP is updated to P- 3 . In step S412, the polarity of the parameter c is inverted, and c = -1. As a result, the control voltage V is lowered from V −3 to V −2 in step S404, and the output power P increases from P −3 to P −2 accordingly.

そして、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ-2は基準電力ＰＰ＝Ｐ-3よりも大きいと判定され、ステップＳ４０９にて基準電力ＰＰはＰ-2に更新され、ステップＳ４１０にてパラメータｃは−１に維持される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０４において、Ｖ-2からＶ-1に下げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ-2からＰ-1に減少する。 In step S408, the output power P- 2 is determined to be larger than the reference power PP = P- 3, the reference power PP is updated to P- 2 in step S409, and the parameter c is set to -1 in step S410. Maintained. As a result, the control voltage V is lowered from V −2 to V −1 in step S404, and the output power P is reduced from P −2 to P −1 accordingly.

そして、ステップＳ４０８にて出力電力Ｐ-1は基準電力ＰＰ＝Ｐ-2よりも大きくないと判定され、ステップＳ４１１にて基準電力ＰＰはＰ-1に更新され、ステップＳ４１２にてパラメータｃの極性は反転し、ｃ＝１に設定される。これにより、制御電圧Ｖは、ステップＳ４０４において、Ｖ-1からＶ-2に上げられ、これに伴って出力電力Ｐは、Ｐ-1からＰ-2に増加する。 Then, it is determined in step S408 that the output power P −1 is not larger than the reference power PP = P −2, the reference power PP is updated to P −1 in step S411, and the polarity of the parameter c is determined in step S412. Is inverted and c = 1 is set. As a result, the control voltage V is increased from V −1 to V −2 in step S404, and the output power P is increased from P −1 to P −2 accordingly.

このように、出力電力Ｐが最大の出力電力Ｐ-2に到達するまでの間、動作点は（Ｖ0，Ｐ0）から（Ｖ-2，Ｐ-2）まで移行し、その後、最大の出力電力Ｐ-2である動作点（Ｖ-2，Ｐ-2）を中心に、動作点（Ｖ-3，Ｐ-3）と動作点（Ｖ-1，Ｐ-1）との間の移行を繰り返す。 Thus, the operating point shifts from (V 0 , P 0 ) to (V −2 , P −2 ) until the output power P reaches the maximum output power P −2, and then reaches the maximum. The transition between the operating point (V -3 , P -3 ) and the operating point (V -1 , P -1 ) with the operating point (V -2 , P -2 ) being the output power P -2 as the center. repeat.

これにより、最大の出力電力の動作点（Ｖ-2，Ｐ-2）を中心にして制御電圧Ｖは維持され、最高の効率で太陽電池パネル１０の発電を維持することができる。また、最大の出力電力の動作点（Ｖ-2，Ｐ-2）まで短時間に到達することができ、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となり、発電効率を高めることができる。 As a result, the control voltage V is maintained around the operating point (V -2 , P -2 ) of the maximum output power, and the power generation of the solar cell panel 10 can be maintained with the highest efficiency. In addition, the operating point (V -2 , P -2 ) of the maximum output power can be reached in a short time, MPPT control can be performed efficiently, and power generation efficiency can be increased.

（回帰判定処理／制御不能判定処理）
図４に戻って、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４１０またはステップＳ４１２から移行して、回帰判定処理を行う。回帰判定処理は、ＭＰＰＴ制御が不能な状況であるか否かを判定する制御不能判定処理である。これにより、ＭＰＰＴ制御が不能であり回帰する場合、ステップＳ４０１にて最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理が行われ、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせることができる。 (Regression judgment process / uncontrollable judgment process)
Returning to FIG. 4, the MPPT control function units 31 and 51 shift from step S410 or step S412 to perform regression determination processing. The regression determination process is an uncontrollable determination process that determines whether or not the MPPT control is impossible. Thus, when the regression is impossible MPPT control, the initial process relative to the maximum output voltage (rated voltage) V 0 is performed in step S401, it is possible to restart the MPPT control.

具体的には、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、図５に示したステップＳ５０２にて取り込んだ定格時出力電力Ｐ0と、図４に示したステップＳ４０７にて取り込んだ出力電力Ｐ（今回の出力電力Ｐ）とを比較し、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４１３）。 Specifically, the MPPT control function units 31 and 51 output the rated output power P 0 acquired in step S502 shown in FIG. 5 and the output power P (currently acquired in step S407 shown in FIG. 4). Is compared with the output power P) to determine whether the output power P 0 at the rated voltage is smaller than the output power P (step S413).

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４１３において、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐよりも小さいと判定した場合（ステップＳ４１３：Ｙ）、ステップＳ４０６にて設定した、制御電圧Ｖのシフト回数ｎと、予め設定されたシフト回数制限値Ｎとを比較し、シフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４１４）。 When the MPPT control function units 31 and 51 determine in step S413 that the output power P 0 at the rated voltage is smaller than the output power P (step S413: Y), the shift of the control voltage V set in step S406. The number of times n is compared with a preset shift number limit value N, and it is determined whether or not the shift number n is smaller than the shift number limit value N (step S414).

ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４１４において、シフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎよりも小さいと判定した場合（ステップＳ４１４：Ｙ）、ＭＰＰＴ制御が不能でなく回帰無しを判断し、ステップＳ４０３へ移行する。   If the MPPT control function units 31 and 51 determine in step S414 that the shift number n is smaller than the shift number limit value N (step S414: Y), the MPPT control unit 31 determines that MPPT control is not possible and no regression is performed, and step S403. Migrate to

これにより、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐよりも小さく、かつシフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎよりも小さい場合、ＭＰＰＴ制御は正しく行われていると判断され、ステップＳ４０１における最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理へ移行する回帰処理は行われない。つまり、制御電圧Ｖをシフトする処理が継続し、最大出力の動作点が導出される。 Thus, when the rated voltage output power P 0 is smaller than the output power P and the number of shifts n is smaller than the shift number limit value N, it is determined that the MPPT control is correctly performed, and the maximum output in step S401 is determined. The regression process that shifts to the initial process based on the voltage (rated voltage) V 0 is not performed. That is, the process of shifting the control voltage V continues, and the maximum output operating point is derived.

一方、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ステップＳ４１３において、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐよりも小さくない（定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐ以上である）と判定した場合（ステップＳ４１３：Ｎ）、または、ステップＳ４１４において、シフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎよりも小さくない（シフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎ以上である）と判定した場合（ステップＳ４１４：Ｎ）、ＭＰＰＴ制御が不能であり回帰有りを判断し、ステップＳ４０１へ移行する。 On the other hand, when the MPPT control function units 31 and 51 determine in step S413 that the output power P 0 at the rated voltage is not smaller than the output power P (the output power P 0 at the rated voltage is greater than or equal to the output power P). (Step S413: N) or when it is determined in Step S414 that the number of shifts n is not smaller than the shift number limit value N (the shift number n is greater than or equal to the shift number limit value N) (Step S414: N) , MPPT control is not possible and it is determined that there is a return, and the process proceeds to step S401.

これにより、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐ以上である場合、またはシフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎ以上である場合、ＭＰＰＴ制御は正しく行われていないと判断され、ステップＳ４０１における最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理へ移行する回帰処理が行われ、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせることができる。この場合、図５に示したステップＳ５０４においてシフト回数ｎがリセットされ、制御電圧Ｖをシフトする処理が再び継続し、最大出力の動作点が導出される。 Thereby, when the output power P 0 at the rated voltage is equal to or higher than the output power P, or when the shift number n is equal to or larger than the shift number limit value N, it is determined that the MPPT control is not performed correctly, and the maximum in step S401 A regression process for shifting to the initial process based on the output voltage (rated voltage) V 0 is performed, and the MPPT control can be restarted. In this case, the number of shifts n is reset in step S504 shown in FIG. 5, the process of shifting the control voltage V is continued again, and the maximum output operating point is derived.

日射量は気象条件により異なり、また日陰の影響等によっても異なる。このため、日射量が変化すると太陽電池パネル１０の発電電力は不安定となり、結果としてＭＰＰＴ制御が不能となる可能性がある。そこで、図４のステップＳ４１３及びステップＳ４１４に示したように、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格電圧時出力電力Ｐ0と出力電力Ｐとを比較すると共に、制御電圧Ｖのシフト回数ｎとシフト回数制限値Ｎとを比較し、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐ以上である場合、またはシフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎ以上である場合、ＭＰＰＴ制御が不能であると判断するようにした。例えば、日射量が減少したときは出力電力Ｐが下がるから、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐ以上であると判定されることがあり得る。また、日射量が上下に変化したときは最大出力の動作点の導出に時間がかかるから、シフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎ以上であると判定されることがあり得る。 The amount of solar radiation varies depending on weather conditions and also depends on the influence of the shade. For this reason, when the amount of solar radiation changes, the generated electric power of the solar cell panel 10 becomes unstable, and as a result, the MPPT control may be disabled. Therefore, as shown in step S413 and step S414 in FIG. 4, the MPPT control function units 31 and 51 compare the output power P 0 at the rated voltage with the output power P, and the number of shifts n of the control voltage V and The shift number limit value N is compared, and if the rated voltage output power P 0 is greater than or equal to the output power P, or if the shift number n is greater than or equal to the shift number limit value N, it is determined that MPPT control is impossible. I did it. For example, since the output power P decreases when the amount of solar radiation decreases, it may be determined that the output power P 0 at the rated voltage is equal to or higher than the output power P. Further, since it takes time to derive the operating point of the maximum output when the amount of solar radiation changes up and down, it may be determined that the number of shifts n is equal to or greater than the shift number limit value N.

これにより、ＭＰＰＴ制御が不能であると判断された場合、図４に示したステップＳ４０１における最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理へ移行する回帰処理が行われ、ＭＰＰＴ制御を再スタートさせることができる。したがって、制御電圧Ｖの不要なシフト処理を回避し、ＭＰＰＴ制御が不能な状況から脱出することができ、最大出力の動作点が導出される。 Accordingly, when it is determined that the MPPT control is impossible, a regression process is performed to shift to the initial process based on the maximum output voltage (rated voltage) V 0 in step S401 shown in FIG. It can be restarted. Therefore, unnecessary shift processing of the control voltage V can be avoided, and the situation where MPPT control is impossible can be escaped, and the operating point of the maximum output is derived.

以上のように、本発明の実施形態による太陽光発電装置によれば、パワーコンディショナ１２のＭＰＰＴ制御機能部３１及びＤＣ−ＤＣコンバータ１３のＭＰＰＴ制御機能部５１は、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理において、ＭＰＰＴ制御の開始の制御電圧Ｖとして最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を設定するようにした。これにより、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0からＭＰＰＴ制御を開始するから、最大の出力電力の動作点まで短時間に到達することができ、無駄な電力消費をなくし、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。 As described above, according to the photovoltaic power generation apparatus according to the embodiment of the present invention, the MPPT control function unit 31 of the power conditioner 12 and the MPPT control function unit 51 of the DC-DC converter 13 have the maximum output voltage (rated voltage). In the initial processing based on V 0 , the maximum output voltage (rated voltage) V 0 is set as the control voltage V for starting MPPT control. Thus, since MPPT control is started from the maximum output voltage (rated voltage) V 0 , the operating point of the maximum output power can be reached in a short time, wasteful power consumption is eliminated, and MPPT control is efficiently performed. Can be done.

また、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格電圧時出力電力Ｐ0が出力電力Ｐ以上であると判定した場合、または制御電圧Ｖのシフト回数ｎがシフト回数制限値Ｎ以上であると判定した場合、ＭＰＰＴ制御が不能であると判断し、最大出力電圧（定格電圧）Ｖ0を基準とした初期処理から再スタートするようにした。これにより、天候または日陰等により日射量が変化し、ＭＰＰＴ制御が不能になった場合に、ＭＰＰＴ制御を初期に戻すことができるから、制御不能状態を回避すると共に、制御不能時の無駄な電力消費をなくし、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。 Further, the MPPT control function units 31 and 51 determine that the output power P 0 at the rated voltage is equal to or higher than the output power P, or that the number of shifts n of the control voltage V is equal to or higher than the shift number limit value N. In this case, the MPPT control is judged to be impossible, and the process is restarted from the initial processing based on the maximum output voltage (rated voltage) V 0 . As a result, when the amount of solar radiation changes due to the weather or shade and the MPPT control becomes impossible, the MPPT control can be returned to the initial state, so that the uncontrollable state is avoided and wasted power when the control is impossible Consumption can be eliminated and MPPT control can be performed efficiently.

尚、本発明の実施形態による太陽光発電装置におけるパワーコンディショナ１２のＭＰＰＴ制御機能部３１及びＤＣ−ＤＣコンバータ１３のＭＰＰＴ制御機能部５１のハードウェア構成としては、マイクロプロセッサＭＰＵ等により実現することができる。ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、ＭＰＵ、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１に備えた初期設定手段、制御手段及び回帰判定手段の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。   Note that the hardware configurations of the MPPT control function unit 31 of the power conditioner 12 and the MPPT control function unit 51 of the DC-DC converter 13 in the photovoltaic power generator according to the embodiment of the present invention are realized by a microprocessor MPU or the like. Can do. The MPPT control function units 31 and 51 are configured by a computer including a volatile storage medium such as an MPU, CPU, and RAM, a nonvolatile storage medium such as a ROM, an interface, and the like. The functions of the initial setting means, the control means, and the regression determination means provided in the MPPT control function units 31 and 51 are realized by causing the CPU to execute a program describing these functions. These programs can also be stored and distributed on a storage medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. You can also send and receive.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、太陽電池パネル１０の制御電圧Ｖに対するシフト電圧ΔＶを固定にして、今回の制御電圧Ｖにおける出力電力Ｐと、前回の制御電圧Ｖにおける出力電力Ｐである基準電力ＰＰとを比較し、その増減に応じてシフト方向を変えながら制御電圧Ｖのシフトを繰り返す制御を行う手法を例にして説明したが、本発明は、前述の特許文献１等のように、制御電圧Ｖのシフト電圧ΔＶを固定にしないで、出力電圧Ｖまたは出力電力Ｐの差分に比例したシフト電圧ΔＶを決定して制御を行う手法にも適用がある。   The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. In the embodiment, the shift voltage ΔV with respect to the control voltage V of the solar battery panel 10 is fixed, and the output power P at the current control voltage V is compared with the reference power PP that is the output power P at the previous control voltage V. In the above description, the method of performing the control of repeatedly shifting the control voltage V while changing the shift direction according to the increase / decrease has been described as an example. There is an application to a method in which the control is performed by determining the shift voltage ΔV proportional to the difference between the output voltage V or the output power P without fixing the voltage ΔV.

また、前記実施形態では、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格電圧時出力電力Ｐ0と出力電力Ｐとを比較すると共に、制御電圧Ｖのシフト回数ｎとシフト回数制限値Ｎとを比較し、これらの比較結果からＭＰＰＴ制御が不能であると判断するようにした。これに対し、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格電圧時出力電力Ｐ0と出力電力Ｐとの比較処理のみを行い、この比較結果に従ってＭＰＰＴ制御が不能であると判断するようにしてもよいし、制御電圧Ｖのシフト回数ｎとシフト回数制限値Ｎとの比較処理のみを行い、この比較結果に従ってＭＰＰＴ制御が不能であると判断するようにしてもよい。 In the embodiment, the MPPT control function units 31 and 51 compare the output power P 0 at the rated voltage with the output power P, and also compare the number n of shifts of the control voltage V with the limit number N of shifts. From these comparison results, it was determined that MPPT control was impossible. On the other hand, the MPPT control function units 31 and 51 may perform only a comparison process between the rated voltage output power P 0 and the output power P, and may determine that the MPPT control is impossible according to the comparison result. Then, only the comparison process between the shift number n of the control voltage V and the shift number limit value N may be performed, and it may be determined that the MPPT control is impossible according to the comparison result.

また、前記実施形態では、図４に示したステップＳ４１４において、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１が制御電圧Ｖのシフト回数ｎとシフト回数制限値Ｎとを比較する際のシフト回数制限値Ｎとして、予め設定された値を用いたが、定格電圧時出力電力Ｐ0に応じた値を用いるようにしてもよい。具体的には、ＭＰＰＴ制御機能部３１，５１は、定格電圧時出力電力Ｐ0が大きい場合はシフト回数制限値Ｎが小さくなり、定格電圧時出力電力Ｐ0が小さい場合はシフト回数制限値Ｎが大きくなるように、定格電圧時出力電力Ｐ0の大きさに応じてシフト回数制限値Ｎを相対的に設定する。これにより、定格電圧時出力電力Ｐ0が大きい場合、最大電力の動作点が導出されるまで時間がさほどかからないから、シフト回数制限値Ｎとして小さい値が設定され、定格電圧時出力電力Ｐ0が小さい場合、最大電力の動作点が導出されるまで時間はある程度かかるから、シフト回数制限値Ｎとして大きい値が設定される。したがって、安定したＭＰＰＴ制御を実現することができる。 In the above embodiment, the MPPT control function units 31 and 51 in step S414 shown in FIG. 4 use the shift number limit value N when the control voltage V is compared with the shift number n and the shift number limit value N. Although a preset value is used, a value corresponding to the rated voltage output power P 0 may be used. Specifically, the MPPT control function units 31 and 51 reduce the shift number limit value N when the rated voltage output power P 0 is large, and shift number limit value N when the rated voltage output power P 0 is small. The shift number limit value N is relatively set according to the magnitude of the rated voltage output power P 0 so as to increase. Accordingly, when the rated voltage output power P 0 is large, it does not take a long time until the operating point of the maximum power is derived. Therefore, a small value is set as the shift number limit value N, and the rated voltage output power P 0 is If it is small, it takes some time until the operating point of maximum power is derived, so a large value is set as the shift number limit value N. Therefore, stable MPPT control can be realized.

１，２ 太陽光発電システム
１０ 太陽電池パネル
１１ 接続箱
１２，１４ パワーコンディショナ
１３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１ 電流源
２２ ダイオード
２３，２４ 抵抗
３１，５１ ＭＰＰＴ制御機能部
３２，３５，５２，５６ 電流検出器
３３，５３ 電圧検出器
３８，５７，７３，７７ 演算器
３６ 電気角検出器
３７ 電流ＦＢ３相／２相演算器
３９ 電流指令２相／３相演算器
４０，５９ ＰＷＭ制御器
４１，６０ パワー変換器
５５ 電圧制御器
５８ 電流制御器
７１ 電力演算部
７２ 前回電力データ格納部
７４ 比較器
７５ シフト方向判別部
７６ ＭＰＰＴ制御指令部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Photovoltaic power generation system 10 Solar cell panel 11 Junction box 12, 14 Power conditioner 13 DC-DC converter 21 Current source 22 Diode 23, 24 Resistance 31, 51 MPPT control function part 32, 35, 52, 56 Current detection 33, 53 Voltage detector 38, 57, 73, 77 Calculator 36 Electrical angle detector 37 Current FB 3-phase / 2-phase calculator 39 Current command 2-phase / 3-phase calculator 40, 59 PWM controller 41, 60 Power Converter 55 Voltage controller 58 Current controller 71 Power calculation unit 72 Previous power data storage unit 74 Comparator 75 Shift direction determination unit 76 MPPT control command unit

Claims (7)

太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、
前記制御部は、
前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力が前記太陽電池パネルの所定の定格出力よりも小さいと判定した場合、前記制御電圧のシフト方向を下げる方向に設定し、前記定格電圧時出力電力が前記所定の定格出力よりも小さくないと判定した場合、前記制御電圧のシフト方向を上げる方向に設定する初期設定手段と、
前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御する、ことを特徴とする太陽光発電装置。 In a photovoltaic power generation apparatus including a control unit that shifts the control voltage of the solar cell panel and controls to control the operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum,
The controller is
At the start of the follow-up control, a predetermined rated voltage of the solar cell panel is set as the control voltage, and output power corresponding to the control voltage is taken in as output power at rated voltage, and the output power at rated voltage is the solar power When it is determined that the battery panel is smaller than the predetermined rated output, the shift direction of the control voltage is set to be reduced, and when the rated voltage output power is determined not to be smaller than the predetermined rated output, Initial setting means for setting the control voltage shift direction to be increased ;
The control voltage is shifted to set a new control voltage, the output power corresponding to the new control voltage is captured, the captured current output power is compared with the previous output power, and the current output power is If it is determined that the output power is greater than the previous output power, the shift direction is maintained, and if it is determined that the current output power is not greater than the previous output power, a shift direction opposite to the shifted direction is set. Control means for
The control means sets a new control voltage in the shift direction set by the initial setting means, sequentially sets a new control voltage in the shift direction set by the control means, and operates to maximize the output power. A photovoltaic power generation apparatus characterized by following and controlling a point . 太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、
前記制御部は、
前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する初期設定手段と、
前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御し、
前記制御部は、さらに、回帰判定手段を備え、
前記回帰判定手段は、
前記定格電圧時出力電力と前記制御手段により取り込まれた今回の出力電力とを比較し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さいと判定した場合、回帰無しを判断し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さくないと判定した場合、回帰有りを判断し、
前記回帰無しが判断された場合、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電力の取り込み及び前記シフト方向の設定を行い、
前記回帰有りが判断された場合、前記初期設定手段が、前記追従制御の開始時と同じ処理を再度行い、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電力の取り込み及び前記シフト方向の設定を行う、ことを特徴とする太陽光発電装置。 In a photovoltaic power generation apparatus including a control unit that shifts the control voltage of the solar cell panel and controls to control the operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum,
The controller is
At the start of the follow-up control, a predetermined rated voltage of the solar cell panel is set as the control voltage, and output power corresponding to the control voltage is taken in as output power at rated voltage. Initial setting means for setting a shift direction of the control voltage based on a comparison result with a predetermined rated output of the battery panel;
The control voltage is shifted to set a new control voltage, the output power corresponding to the new control voltage is captured, the captured current output power is compared with the previous output power, and the current output power is If it is determined that the output power is greater than the previous output power, the shift direction is maintained, and if it is determined that the current output power is not greater than the previous output power, a shift direction opposite to the shifted direction is set. Control means for
The control means sets a new control voltage in the shift direction set by the initial setting means, sequentially sets a new control voltage in the shift direction set by the control means, and operates to maximize the output power. Follow the point,
The control unit further includes regression determination means,
The regression determination means includes
Comparing the output power at the rated voltage with the current output power taken in by the control means, and determining that the output power at the rated voltage is smaller than the current output power, determining no regression, the rating When it is determined that the output power at voltage is not smaller than the current output power, it is determined that there is a regression,
When it is determined that there is no regression, the control means performs setting of the new control voltage, capturing of the output power and setting of the shift direction,
When it is determined that the regression is present, the initial setting unit performs the same process as that at the start of the follow-up control again, and the control unit sets the new control voltage, takes in the output power, and the shift direction. The photovoltaic power generation apparatus characterized by performing the setting. 太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する制御部を備えた太陽光発電装置において、
前記制御部は、
前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する初期設定手段と、
前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定し、前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記初期設定手段により設定されたシフト方向の新たな制御電圧を設定し、当該制御手段が設定したシフト方向の新たな制御電圧を順次設定し、前記出力電力が最大となる動作点を追従制御し、
前記制御部は、さらに、回帰判定手段を備え、
前記回帰判定手段は、
前記制御手段により新たな制御電圧が設定されたときのシフト回数と所定の制限値とを比較し、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さいと判定した場合、回帰無しを判断し、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さくないと判定した場合、回帰有りを判断し、
前記回帰無しが判断された場合、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電圧の取り込み及び前記シフト方向の設定を行い、
前記回帰有りが判断された場合、前記初期設定手段が、前記追従制御の開始時と同じ処理を再度行い、前記制御手段が、前記新たな制御電圧の設定、前記出力電圧の取り込み及び前記シフト方向の設定を行う、ことを特徴とする太陽光発電装置。 In a photovoltaic power generation apparatus including a control unit that shifts the control voltage of the solar cell panel and controls to control the operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum,
The controller is
At the start of the follow-up control, a predetermined rated voltage of the solar cell panel is set as the control voltage, and output power corresponding to the control voltage is taken in as output power at rated voltage. Initial setting means for setting a shift direction of the control voltage based on a comparison result with a predetermined rated output of the battery panel;
The control voltage is shifted to set a new control voltage, the output power corresponding to the new control voltage is captured, the captured current output power is compared with the previous output power, and the current output power is If it is determined that the output power is greater than the previous output power, the shift direction is maintained, and if it is determined that the current output power is not greater than the previous output power, a shift direction opposite to the shifted direction is set. Control means for
The control means sets a new control voltage in the shift direction set by the initial setting means, sequentially sets a new control voltage in the shift direction set by the control means, and operates to maximize the output power. Follow the point,
The control unit further includes regression determination means,
The regression determination means includes
The number of shifts when a new control voltage is set by the control means is compared with a predetermined limit value, and when it is determined that the number of shifts is smaller than the predetermined limit value, it is determined that there is no regression, and the shift When it is determined that the number of times is not smaller than the predetermined limit value, it is determined that there is a regression,
When it is determined that there is no regression, the control means performs setting of the new control voltage, capturing of the output voltage and setting of the shift direction,
When it is determined that the regression is present, the initial setting means performs the same process as that at the start of the follow-up control again, and the control means sets the new control voltage, takes in the output voltage, and the shift direction. The photovoltaic power generation apparatus characterized by performing the setting. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽電池パネルの出力電力を３相の電力に変換するパワーコンディショナを備え、
当該パワーコンディショナが前記制御部を備えることを特徴とする太陽光発電装置。 In the solar power generation device according to any one of claims 1 to 3 ,
A power conditioner for converting the output power of the solar cell panel into three-phase power;
The said power conditioner is provided with the said control part, The solar power generation device characterized by the above-mentioned. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、
前記太陽電池パネルにより出力された電圧を所定の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータからの出力電力を３相の電力に変換するパワーコンディショナと、を備え、
当該ＤＣ−ＤＣコンバータが前記制御部を備えることを特徴とする太陽光発電装置。 In the solar power generation device according to any one of claims 1 to 3 ,
A DC-DC converter that converts the voltage output by the solar cell panel into a predetermined voltage;
And a power conditioner that converts the output power from the DC-DC converter to a three-phase power,
The said DC-DC converter is provided with the said control part, The solar power generation device characterized by the above-mentioned. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の太陽光発電装置において、
前記制御電圧をシフトさせるシフト量を、固定値、前記太陽電池パネルの出力電力に応じた値、または前記太陽電池パネルの出力電圧に応じた値とする、ことを特徴とする太陽光発電装置。 In the solar power generation device according to any one of claims 1 to 5 ,
The amount of shift for shifting the control voltage is a fixed value, a value according to the output power of the solar cell panel, or a value according to the output voltage of the solar cell panel. 太陽電池パネルの制御電圧をシフトさせ、前記太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を追従制御する太陽光発電制御方法において、
前記追従制御の開始時に、前記制御電圧として前記太陽電池パネルの所定の定格電圧を設定し、前記制御電圧に応じた出力電力を定格電圧時出力電力として取り込み、前記定格電圧時出力電力と前記太陽電池パネルの所定の定格出力との比較結果に基づいて、前記制御電圧のシフト方向を設定する第１のステップと、
前記第１のステップにて設定したシフト方向に前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定する第２のステップと、
前記新たな制御電圧に応じた出力電力を取り込み、前記取り込んだ今回の出力電力と前回の出力電力とを比較し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きいと判定した場合、前記シフト方向を維持し、今回の出力電力が前回の出力電力よりも大きくないと判定した場合、前記シフトさせた方向とは反対のシフト方向を設定する第３のステップと、
前記第３のステップにて設定したシフト方向に前記制御電圧をシフトさせて新たな制御電圧を設定する第４のステップと、
前記第３のステップと前記第４のステップとを繰り返す第５のステップと、を有し、
前記第５のステップは、さらに、
前記定格電圧時出力電力と前記今回の出力電力とを比較すると共に、前記第４のステップにて新たな制御電圧を設定したときのシフト回数と所定の制限値とを比較し、前記定格電圧時出力電力が今回の出力電力よりも小さくないと判定した場合、または、前記シフト回数が所定の制限値よりも小さくないと判定した場合、前記第１のステップにおける追従制御の開始時と同じ処理を再度行う、ことを特徴とする太陽光発電制御方法。 In a photovoltaic power generation control method that shifts the control voltage of the solar cell panel and follows the operating point at which the output power of the solar cell panel becomes maximum,
At the start of the follow-up control, a predetermined rated voltage of the solar cell panel is set as the control voltage, and output power corresponding to the control voltage is taken in as output power at rated voltage. A first step of setting a shift direction of the control voltage based on a comparison result with a predetermined rated output of the battery panel;
A second step of setting a new control voltage by shifting the control voltage in the shift direction set in the first step;
When the output power corresponding to the new control voltage is captured, the captured current output power is compared with the previous output power, and when it is determined that the current output power is greater than the previous output power, the shift direction And determining that the current output power is not greater than the previous output power, a third step of setting a shift direction opposite to the shifted direction;
A fourth step of setting a new control voltage by shifting the control voltage in the shift direction set in the third step;
A fifth step of repeating the third step and the fourth step,
The fifth step further includes:
The rated voltage output power and the current output power are compared, the number of shifts when a new control voltage is set in the fourth step is compared with a predetermined limit value, and the rated voltage output power is compared. When it is determined that the output power is not smaller than the current output power, or when it is determined that the number of shifts is not smaller than a predetermined limit value, the same processing as that at the start of the follow-up control in the first step is performed. A photovoltaic power generation control method characterized by performing again.
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