JPH10207559A - Link type power converter - Google Patents

Link type power converter

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JPH10207559A
JPH10207559A JP9009590A JP959097A JPH10207559A JP H10207559 A JPH10207559 A JP H10207559A JP 9009590 A JP9009590 A JP 9009590A JP 959097 A JP959097 A JP 959097A JP H10207559 A JPH10207559 A JP H10207559A
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JP
Japan
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circuit
output
power
switching
converter
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Application number
JP9009590A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhisa Okamoto
光央 岡本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a link type power converter capable of effectively utilizing the output of a solar battery and increasing a device output. SOLUTION: The link type power converter 1 is constituted of a main circuit part provided with an input relay 2, a converter circuit 3 having a switching element, an inverter circuit 4 having a switching element, and a link relay 5, a control circuit 6 for controlling the main circuit part and current sensors 8, 9 for respectively detecting the input current Iin of the circuit 3 and the output current Iout of the circuit 4. The control circuit 6 detects the output voltage and current of the solar battery, changes switching frequency so as to maximize the output power of the solar battery and controls the input impedance of the circuit 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅に設置された
太陽光発電システムにおいて、太陽電池の直流出力を交
流電力に変換して、系統配電線に逆潮流する連系形電力
変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interconnection type power conversion apparatus for converting a DC output of a solar cell into an AC power in a photovoltaic power generation system installed in a house, and for causing a reverse flow in a system distribution line.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、太陽光発電システムにおいて、太
陽電池により発電された直流電力を系統配電線に供給す
る場合、連系形電力変換回路により太陽電池の直流電力
を系統配電線側の電圧及び周波数に協調した電力に変換
して供給している。図9は、特開平2−81107号公
報に開示されている連系形電力変換装置を適用した太陽
光発電システムを表すシステムブロック図である。この
連系形電力変換装置111は、太陽電池100の直流出
力を直流−直流変換器112により電圧変換し、さらに
交流変換器113により交流電力に変換して、系統電源
103が給電している系統配電線106に対し、電圧及
び周波数を協調した電力に変換して出力するものとなっ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a photovoltaic power generation system, when DC power generated by a solar cell is supplied to a system distribution line, the DC power of the solar cell is supplied to a system distribution line side by a connection type power conversion circuit. The power is converted into frequency-coordinated power and supplied. FIG. 9 is a system block diagram showing a photovoltaic power generation system to which the interconnection type power converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-81107 is applied. The interconnection type power converter 111 converts the DC output of the solar cell 100 into a voltage using a DC-DC converter 112, further converts it into an AC power using an AC converter 113, and supplies power to the system power supply 103. The voltage and frequency are converted into coordinated power and output to the distribution line 106.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に太陽電池の出力
は、太陽電池の受光日射強度及び太陽電池の素子温度に
より変動する。上記特開平2−81107号公報に開示
されている連系形電力変換装置は、太陽電池の出力を一
定にしてしまうため、変動する太陽電池の出力から最大
出力電力を取り出すことができず、太陽電池の発電する
電力を有効に利用できないという問題があった。また、
この連系形電力変換装置の直流−直流変換回路はフォワ
ード方式であり、出力容量が大きくできない問題があっ
た。
In general, the output of a solar cell fluctuates depending on the solar radiation intensity of the solar cell and the element temperature of the solar cell. The interconnected power converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 81107/1990 makes the output of the solar cell constant, and therefore cannot extract the maximum output power from the fluctuating output of the solar cell. There is a problem that the power generated by the battery cannot be used effectively. Also,
The DC-DC conversion circuit of this interconnection type power converter is of a forward type, and has a problem that the output capacity cannot be increased.

【0004】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、太陽電池の出力を有効に利用することがで
き、また上記連系形電力変換装置の2倍の出力が可能な
連系形電力変換装置を提供することを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to effectively use the output of a solar cell and to provide an interconnected type capable of outputting twice the output of the interconnected power converter. An object is to provide a power converter.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、スイ
ッチング素子のスイッチング動作によって、太陽電池の
出力を安定した一定範囲の直流電圧の直流電力に直流−
直流変換するコンバータ回路と、前記コンバータ回路の
出力を入力して系統配電線と同一の交流電力に直流−交
流変換するインバータ回路と、前記太陽電池の出力電圧
と出力電流を検出して前記コンバータ回路の入力電力で
ある太陽電池出力電力を演算し、該太陽電池出力電力が
最大となるように、前記コンバータ回路に対し、スイッ
チング周波数を可変して入力インピーダンスを制御する
制御回路と、を備えたことを特徴とする連系形電力変換
装置である。
According to a first aspect of the present invention, the output of a solar cell is stabilized by a switching operation of a switching element into a DC power of a DC voltage in a fixed range.
A converter circuit for performing DC conversion, an inverter circuit for receiving an output of the converter circuit and performing DC-AC conversion to the same AC power as that of a system distribution line, and detecting an output voltage and an output current of the solar cell; A control circuit that calculates a solar cell output power, which is an input power of the converter circuit, and controls an input impedance by varying a switching frequency with respect to the converter circuit so that the solar cell output power is maximized. It is an interconnection type power converter characterized by the following.

【0006】請求項2の発明は、請求項1記載の連系形
電力変換装置であって、前記コンバータ回路が、前記太
陽電池の出力を高周波電力に変換する4つのスイッチン
グ素子から構成されるブリッジ型のスイッチング回路
と、前記スイッチング回路の出力を入力する入力側と出
力側を絶縁して、出力電圧を一定電圧に変換する高周波
絶縁変圧器と、前記高周波絶縁変圧器の高周波出力を直
流に整流する整流回路と、を備える構成である。前記制
御回路は、前記スイッチング回路におけるブリッジの各
対角にある二対のスイッチング素子を一対ずつ交互にス
イッチング動作させることによって前記コンバータ回路
の入力インピーダンスを制御する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the interconnection type power converter according to the first aspect, wherein the converter circuit includes four switching elements for converting the output of the solar cell into high-frequency power. -Type switching circuit, a high-frequency insulating transformer that insulates an input side and an output side for inputting an output of the switching circuit and converts an output voltage to a constant voltage, and rectifies a high-frequency output of the high-frequency insulating transformer to DC. And a rectifier circuit. The control circuit controls the input impedance of the converter circuit by alternately switching two pairs of switching elements at each diagonal of the bridge in the switching circuit.

【0007】請求項3の発明は、請求項2記載の連系形
電力変換装置であって、制御回路が、太陽電池出力電力
がコンバータ回路の定格入力に比べて小さい場合に、前
記一対のスイッチング素子のうち一つのみを高周波スイ
ッチング動作させるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the interconnection type power converter according to the second aspect, wherein the control circuit is configured to switch the pair of switching devices when the output power of the solar cell is smaller than the rated input of the converter circuit. Only one of the elements is operated for high-frequency switching.

【0008】請求項4の発明は、請求項1記載の連系形
電力変換装置であって、制御回路が、コンバータ回路の
スイッチング周波数を検出し、前記スイッチング周波数
が予め設定したコンバータ回路の最大スイッチング周波
数を超えた場合、前記制御回路がコンバータ回路の動作
を一時的に停止するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the interconnection type power converter according to the first aspect, wherein the control circuit detects a switching frequency of the converter circuit, and the switching frequency of the converter circuit is set in advance. When the frequency is exceeded, the control circuit temporarily stops the operation of the converter circuit.

【0009】請求項1の発明において、太陽電池側から
みて出力負荷となるコンバータ回路の入力インピーダン
スが変化すれば、太陽電池の動作点が変化し、太陽電池
の出力電力は、その出力特性曲線に沿って変化する。制
御回路は太陽電池の出力電力を演算して、太陽電池の出
力が最大となるようにコンバータ回路のスイッチング周
波数を可変して入力インピーダンスを制御し、太陽電池
の出力を有効に利用する。
According to the first aspect of the present invention, if the input impedance of the converter circuit, which is an output load as viewed from the solar cell side, changes, the operating point of the solar cell changes, and the output power of the solar cell changes in its output characteristic curve. Change along. The control circuit calculates the output power of the solar cell, varies the switching frequency of the converter circuit so as to maximize the output of the solar cell, controls the input impedance, and effectively uses the output of the solar cell.

【0010】請求項2の発明において、コンバータ回路
のスイッチング回路が4つのスイッチング素子のブリッ
ジ型であるので、上記特開平2−81107号公報に開
示されている連系形電力変換装置のように、一つのスイ
ッチング素子によるコンバータ回路のフォワード方式に
対して、倍の出力が可能である。
According to the second aspect of the present invention, since the switching circuit of the converter circuit is a bridge type of four switching elements, like the interconnection type power converter disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-81107, The output can be double that of the forward mode of the converter circuit using one switching element.

【0011】請求項3の発明において、制御回路は、コ
ンバータの低出力〜中出力時の損失低減できるように、
太陽電池の出力電力がコンバータ回路の定格入力より低
い場合には、コンバータ回路のスイッチング素子の一部
のみをスイッチング動作させ、スイッチング素子による
損失を低減する。
According to the third aspect of the present invention, the control circuit is configured to reduce loss at a low output to a middle output of the converter.
When the output power of the solar cell is lower than the rated input of the converter circuit, only a part of the switching elements of the converter circuit is operated to perform a switching operation to reduce the loss due to the switching elements.

【0012】請求項4の発明において、制御回路は、前
記スイッチング周波数が予め設定したコンバータ回路の
最大スイッチング周波数を超えた場合、前記制御回路が
コンバータ回路の運転を一時的に停止して、連系形電力
変換装置を保護する。
According to a fourth aspect of the present invention, when the switching frequency exceeds a preset maximum switching frequency of the converter circuit, the control circuit temporarily stops operation of the converter circuit. To protect the power converter.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明に係る連系形電力
変換装置を構成要素機器とする太陽光発電システムの構
成を表すシステムブロック図である。連系形電力変換装
置1は太陽電池100が発電した直流出力を単相2線式
200V(Vug)の交流電力に変換し、その出力を単相
3線式200/100Vの系統配電線11の200Vに
接続して連系運転を行うものとなっている。単相3線式
系統配電線11には系統電源103が柱上トランス10
により100Vと200Vに変圧されて給電されてい
る。つまり、柱上トランス10の中性線端子Nは接地さ
れ、この中性点端子Nと端子Hとの間には100V(V
1)が印加、また中性線端子Nと端子Lとの間にも10
0V(V2)が印加され、端子Hと端子Lの間には20
0V(Vug)が印加されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system block diagram illustrating a configuration of a photovoltaic power generation system including an interconnected power conversion device according to the present invention as a component device. The interconnection type power converter 1 converts the DC output generated by the solar cell 100 into a single-phase two-wire 200 V (V ug ) AC power, and converts the output to a single-phase three-wire 200/100 V system distribution line 11. And 200 V for connection operation. The single-phase three-wire system distribution line 11 is provided with a system power
And the power is transformed to 100V and 200V. That is, the neutral terminal N of the pole transformer 10 is grounded, and a voltage of 100 V (V) is applied between the neutral terminal N and the terminal H.
1 ) is applied, and 10 is also applied between the neutral terminal N and the terminal L.
0 V (V 2 ) is applied, and 20
0 V (V ug ) is applied.

【0014】連系形電力変換装置1の出力端子Aout
outとの間には、連系形電力変換装置1から200V
(Vug)が出力され、出力端子Aout及びBoutは系統配
電線側の端子H及び端子Lと接続されている。連系形電
力変換装置1は、入力リレー2、コンバータ回路3、イ
ンバータ回路4及び連系リレー5の各要素から構成され
る主回路部と、この主回路部を制御する制御回路6と、
コンバータ回路3の入力電流Iin及びインバータ回路4
の出力電流Ioutをそれぞれ検出するための電流センサ
ー8,9と、太陽電池から出力される電力の一部を入力
して制御回路6に制御電力を給電する制御電源7から構
成されている。太陽電池100の出力が接続される入力
端子Ain,Binには入力リレー2の入力端子2a,2b
が接続され、このリレー2の出力端子2c,2dは接続
点A0,B0を介してコンバータ回路3の入力に接続され
る。
Between the output terminals A out and B out of the interconnection type power converter 1, a 200 V
(V ug ) is output, and the output terminals A out and B out are connected to the terminals H and L on the system distribution line side. The interconnection type power conversion device 1 includes a main circuit unit including each element of an input relay 2, a converter circuit 3, an inverter circuit 4, and an interconnection relay 5, a control circuit 6 for controlling the main circuit unit,
Input current I in of converter circuit 3 and inverter circuit 4
The current sensor 8 and 9 for the output current I out is detected respectively, and a control power source 7 for supplying a control power to the control circuit 6 by entering part of the power outputted from the solar cell. The input terminals A in and B in to which the output of the solar cell 100 is connected are connected to the input terminals 2 a and 2 b of the input relay 2.
Are connected, and the output terminals 2c and 2d of the relay 2 are connected to the input of the converter circuit 3 via the connection points A 0 and B 0 .

【0015】また入力端子Ain及びBinには制御電源7
の入力側が接続され、この制御電源7の出力は制御回路
6に供給されて、その動作電源とされる。一方、コンバ
ータ回路3の出力は、接続点A1及びB1を介してインバ
ータ回路4に入力され、インバータ回路4の出力は接続
点A2及びB2を介して連系リレー5の入力端子5a,5
bに供給される。さらに、この連系リレー5の出力端子
5c,5dは、この連系形電力変換装置1の出力端子で
ある端子Aout及びBoutにそれぞれ接続される。
[0015] In addition, the control to the input terminal A in and B in the power supply 7
The output of the control power supply 7 is supplied to the control circuit 6 and used as the operation power supply. On the other hand, the output of the converter circuit 3 is input to the inverter circuit 4 through the connection points A 1 and B 1 , and the output of the inverter circuit 4 is input to the input terminal 5 a of the interconnection relay 5 through the connection points A 2 and B 2. , 5
b. Further, output terminals 5c and 5d of the interconnection relay 5 are connected to terminals A out and B out which are output terminals of the interconnection type power converter 1, respectively.

【0016】なお入力端子Ainと入力リレー2の端子2
aとの間には、コンバータ回路3に入力される電流Iin
を検出するための電流センサー8が設けられ、また、イ
ンバータ回路4の出力(接続点A2側)と連系リレー5
の入力端子5aとの間には、インバータ回路4から出力
される電流Ioutを検出するための電流センサー9が設
けられている。これら電流センサー8,9によって検出
された電流Iin及びIoutは制御回路6に情報として与
えられる。
The input terminal A in and the terminal 2 of the input relay 2
a, the current I in inputted to the converter circuit 3
Current sensor 8 for detecting provided. In addition, connector relay 5 and the output of the inverter circuit 4 (the connection point A 2 side)
A current sensor 9 for detecting a current Iout output from the inverter circuit 4 is provided between the input terminal 5a and the input terminal 5a. The currents I in and I out detected by the current sensors 8 and 9 are provided to the control circuit 6 as information.

【0017】また、制御回路には、太陽電池100から
のコンバータ回路3に入力される電圧Vin、コンバータ
回路3の出力電圧VC、インバータ回路4の出力電圧V
out及びこの連系形電力変換装置1の出力端子Aout,B
outが接続される単相3線式系統配電線11の電圧V1
2,Vugが情報として与えられる。
[0017] The control circuit, the voltage V in input to the converter circuit 3 from the solar cell 100, the output voltage V C of the converter circuit 3, the output voltage V of the inverter circuit 4
out and the output terminals A out , B of the interconnected power converter 1
out is connected to the voltage V 1 of the single-phase three-wire system distribution line 11,
V 2 and V ug are given as information.

【0018】これらの情報に基づいて、制御回路6は、
リレー制御信号SR1,SR2をそれぞれ入力リレー2及
び連系リレー5に与え、ドライブ信号SC1,SC2をそ
れぞれコンバータ回路3及びインバータ回路4のスイッ
チング素子に与える。ここで、制御回路6は、第1に入
力リレー2の投入/解列制御機能、第2にコンバータ回
路3の入力インピーダンス制御機能、第3にインバータ
回路4の出力電流Iout制御、第4に連系リレー5の投
入/解列制御機能、第5に系統配電線の電圧及び周波数
の異常を検出してこの連系形電力変換回路1の電力変換
動作を停止する機能を有する。
Based on these information, the control circuit 6
Relay control signals SR 1 and SR 2 are applied to input relay 2 and interconnection relay 5, respectively, and drive signals SC 1 and SC 2 are applied to switching elements of converter circuit 3 and inverter circuit 4, respectively. Here, the control circuit 6 has a function of controlling the input / disconnection of the input relay 2, the function of controlling the input impedance of the converter circuit 3, the control of the output current I out of the inverter circuit 4, and the fourth. Fifth, it has a function of detecting the abnormality of the voltage and frequency of the system distribution line and stopping the power conversion operation of the interconnection type power conversion circuit 1.

【0019】図2は、コンバータ回路3の構成を示す回
路図である。接続点A0,B0には、コンデンサC1によ
り構成される入力フィルタ30を介して、スイッチング
素子Q1〜Q4により構成されるフルブリッジ形スイッチ
ング回路31の入力が接続される。このスイッチング回
路31の出力は高周波絶縁変圧器T1に入力される。こ
の高周波絶縁変圧器T1の出力は整流器D1〜D4から構
成されるフルブリッジ形整流回路32に入力され、この
フルブリッジ形整流回路32の出力は、平滑用コイルL
1及び平滑用コンデンサC2から構成される出力平滑回路
33を経て、接続点A1及びB1に与えられる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the converter circuit 3. The inputs of a full-bridge switching circuit 31 composed of switching elements Q 1 to Q 4 are connected to the connection points A 0 and B 0 via an input filter 30 composed of a capacitor C 1 . The output of the switching circuit 31 is input to a high frequency isolation transformer T 1. The output of the high-frequency insulating transformer T 1 is input to the rectifier D 1 consists to D 4 full bridge rectifier 32, the output of the full-bridge rectifier 32, a smoothing coil L
The signal is supplied to connection points A 1 and B 1 through an output smoothing circuit 33 composed of 1 and a smoothing capacitor C 2 .

【0020】図3は、インバータ回路4の構成を示す回
路図である。接続点A1,B1には、スイッチング素子Q
11〜Q14から構成されるフルブリッジ形スイッチング回
路34の入力が接続され、このフルブリッジ形スイッチ
ング回路34の出力はコイルL11,L12及びコンデンサ
11から構成される出力フィルタ35を介して接続点A
2,B2に与えられる。なおスイッチング素子Q1〜Q4
びスイッチング素子Q11〜Q14は、例えばIGBT,F
ET,パワートランジスタ等の素子を用いて構成され
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the inverter circuit 4. Switching elements Q are connected to connection points A 1 and B 1.
11 to Q 14 input of the full bridge type switching circuit 34 is connected composed of, the output of the full-bridge type switching circuit 34 via an output filter 35 comprised of the coil L 11, L 12 and capacitor C 11 Connection point A
2 , B 2 . The switching elements Q 1 to Q 4 and the switching elements Q 11 to Q 14 are, for example, IGBTs, F
It is configured using elements such as an ET and a power transistor.

【0021】このように構成された連系形電力変換装置
1の動作について、以下に説明する。太陽電池100は
太陽光に励起された直流電力を出力し、入力端子Ain
inを介して連系形電力変換装置1に入力される。制御
電源7により制御回路6に給電される電源出力が確立し
て制御回路6の起動後に、入力リレー2は、制御回路6
から出力される信号SR1に制御されて投入される。入
力リレー2が投入されると、太陽電池100の出力はリ
レー2を介してコンバータ回路3に入力される。コンバ
ータ回路3に入力された太陽電池100の出力は、入力
フィルタ30を経てフルブリッジ形スイッチング回路3
1に入力される。
The operation of the thus-configured interconnected power converter 1 will be described below. The solar cell 100 outputs DC power excited by sunlight, and the input terminals A in ,
Is input to the interconnection power converting apparatus 1 via the B in. After the power supply output supplied to the control circuit 6 by the control power supply 7 is established and the control circuit 6 is activated, the input relay 2
It is introduced under the control of the signal SR 1 output from. When the input relay 2 is turned on, the output of the solar cell 100 is input to the converter circuit 3 via the relay 2. The output of the solar cell 100 input to the converter circuit 3 passes through the input filter 30 and is supplied to the full-bridge switching circuit 3.
1 is input.

【0022】フルブリッジ形スイッチング回路31を構
成するスイッチング素子Q1〜Q4は後述する信号S1
4によりON/OFF制御されて高周波電力を生成す
る。この高周波電力は高周波絶縁トランスT1に入力さ
れて、これを励磁する。高周波絶縁トランスT1からは
変圧された高周波電力が出力され、この出力を整流回路
32により全波整流し、さらに平滑回路33を経て直流
電力に変換する。そしてコンデンサCrのコンデンサ容
量Cqrと高周波絶縁トランスT1のリーケージインダク
タンスLlkで定まる共振が発生する。この時の共振周波
数はfr=1/(Llk・Cqr1/2となる。
The switching elements Q 1 to Q 4 constituting the full-bridge type switching circuit 31 include signals S 1 to S 1 to be described later.
Generating high frequency power is ON / OFF controlled by S 4. The high-frequency power is input to high-frequency insulating transformer T 1, excites them. From the high-frequency insulating transformer T 1 is output RF power is transformed, full-wave rectifying the output by the rectifier circuit 32, and further converted into DC power via the smoothing circuit 33. The resonance occurs determined by the leakage inductance L lk capacitor capacitance C qr and the high-frequency insulating transformer T 1 of the capacitor C r. Resonance frequency at this time is a f r = 1 / (L lk · C qr) 1/2.

【0023】ここで、例えばQ1,Q4及びQ2,Q3の2
組のスイッチング素子対を交互にスイッチング周波数f
sw(ただし、fsw<frとする)でスイッチングする
と、共振周波数frの共振電流が発生し、電力を伝達す
る。この電力の大小はスイッチング周波数の大きさで決
まり、大きくなるほど伝達される電力は大きくなる。こ
れは、太陽電池100側から見ると、スイッチング周波
数の変化が、スイッチング素子のON時間を変化させる
ことになり、コンバータ回路3の入力インピーダンスが
変化する結果となる。
Here, for example, two of Q 1 , Q 4 and Q 2 , Q 3
The switching frequency f
sw (However, f sw <and f r) When switching, the resonance current of the resonance frequency f r is generated, transmitting the power. The magnitude of this power is determined by the magnitude of the switching frequency, and the greater the power, the greater the transmitted power. This means that, when viewed from the solar cell 100 side, the change in the switching frequency changes the ON time of the switching element, resulting in a change in the input impedance of the converter circuit 3.

【0024】このことを踏まえて、次にコンバータ回路
3が太陽電池の最大出力電力を追尾して入力する動作に
ついて説明する。図4は太陽電池の出力電圧−電流特性
曲線(I)及びコンバータ回路3の入力電圧−電流特性
(II)を重ねて示した図である。コンバータ回路3の入
力電圧−電流特性(II)を示す直線の傾きは、コンバー
タ回路3の入力インピーダンスを表すことから、以下の
説明では、コンバータ回路3の入力電圧−電流特性(I
I)を入力インピーダンス特性と呼ぶこととする。
Based on this, the operation of the converter circuit 3 for tracking and inputting the maximum output power of the solar cell will be described. FIG. 4 is a diagram in which the output voltage-current characteristic curve (I) of the solar cell and the input voltage-current characteristic (II) of the converter circuit 3 are superimposed. Since the slope of the straight line representing the input voltage-current characteristic (II) of the converter circuit 3 represents the input impedance of the converter circuit 3, in the following description, the input voltage-current characteristic (I
I) is called input impedance characteristic.

【0025】図4の曲線で示される出力電力−電流特性
(I)を有する太陽電池100の出力に、図4の直線で
表せる入力インピーダンス特性(II)を有するコンバー
タ回路3を接続すると、太陽電池100の出力電力(即
ち、コンバータ回路3の入力電力)は、これら2つの特
性線の交点Pで定まる電圧と電流との積から求められる
電力となる。言い換えると、コンバータ回路3の入力イ
ンピーダンスを変化させることにより、太陽電池100
から連系形電力変換回路1に入力される電力を制御する
ことができる。
When the converter circuit 3 having the input impedance characteristic (II) represented by the straight line in FIG. 4 is connected to the output of the solar cell 100 having the output power-current characteristic (I) shown by the curve in FIG. The output power of 100 (that is, the input power of the converter circuit 3) is the power obtained from the product of the voltage and the current determined at the intersection P of these two characteristic lines. In other words, by changing the input impedance of the converter circuit 3, the solar cell 100
Can control the power input to the interconnection type power conversion circuit 1 from the power supply.

【0026】コンバータ回路3の太陽電池最大出力電力
追尾機能はこの点に着目したものであり、太陽電池10
0の出力電圧及び電流(即ち、コンバータ回路3の入力
電圧Vin及び電流Iin)を随時モニタして、太陽電池1
00の出力電圧と出力電流の積が最大となるように、制
御回路6がコンバータ回路3の入力インピーダンスを制
御する。
The solar cell maximum output power tracking function of the converter circuit 3 focuses on this point.
0 of the output voltage and current (i.e., the input voltage V in and the current I in the converter circuit 3) from time to time monitors, solar cell 1
The control circuit 6 controls the input impedance of the converter circuit 3 so that the product of the output voltage and the output current of 00 becomes maximum.

【0027】ここで、コンバータ回路3の入力インピー
ダンス制御について説明する。図5は制御回路6に組み
込まれた入力インピーダンス制御部の回路ブロック図で
ある。この入力インピーダンス制御部は、A/Dコンバ
ータ20と、MPU21と、ロジック回路22と、ドラ
イブ回路23〜26から構成される。図6は、この入力
インピーダンス制御部を構成するMPU21の動作を表
したフローチャートであり、以下に入力インピーダンス
制御動作について説明する。
Here, the input impedance control of the converter circuit 3 will be described. FIG. 5 is a circuit block diagram of an input impedance control unit incorporated in the control circuit 6. The input impedance control unit includes an A / D converter 20, an MPU 21, a logic circuit 22, and drive circuits 23 to 26. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the MPU 21 constituting the input impedance control unit. The input impedance control operation will be described below.

【0028】初期状態においては、MPU21内のメモ
リに、前回の電力演算結果を格納する変数P1としてゼ
ロが格納されており(ステップS11)、また後述する
スイッチング周波数設定信号Sfにもコンバータ回路3
の初期の入力インピーダンスが無限大となるようにゼロ
が格納されている(ステップS11)。さて、太陽電池
100の出力、即ちコンバータ回路3の入力電圧Vin
び電流Iinは、A/Dコンバータ20によりデジタル量
に変換され、MPU21に入力される。MPU21に入
力された電圧Vin及び電流Iinは、MPU21内のメモ
リにそれぞれ変数V及びIの値として格納される。(ス
テップS12a,S12b)。MPU21は、変数V及
びIの積を演算して電力P2を求め(ステップS1
3)、前回の電力演算結果P1と大小比較する(ステッ
プ14)。前記比較の結果、今回演算した電力P2の方
が大きい場合には、スイッチング周波数設定信号Sf
増加させる(ステップS15a)。
[0028] In the initial state, the memory of the MPU 21, is stored zero as the variable P 1 storing the previous power calculation result (step S11), and also later-described switching frequency setting signal S f as well converter circuit 3
Is stored so that the initial input impedance of the data becomes infinite (step S11). Now, the input voltage V in and the current I in the output of the solar cell 100, i.e. the converter circuit 3, by the A / D converter 20 is converted into a digital quantity is input to the MPU 21. Voltage V in and the current I in input to the MPU 21 is stored as the value of the variables V and I in the memory in the MPU 21. (Steps S12a and S12b). MPU21 obtains power P 2 calculates the product of the variables V and I (step S1
3), the previous power calculation result P 1 and to magnitude comparison (step 14). The comparison result, when the direction of power P 2 which is calculated this time large increases the switching frequency setting signal S f (step S15a).

【0029】また、逆に、今回演算した電力P2の方が
小さい場合には(ステップS14)、スイッチング周波
数設定信号Sfを減少させる(ステップS15b)。前
回の、電力演算結果を格納する変数P1の内容を今回演
算した電力P2の内容に更新して(ステップS16)、
次にモニタされる入力電圧Vin、入力電流Iinの入力を
待つ。MPU21で求められたスイッチング周波数設定
信号Sfと、入力電力値に従って、各々スイッチング素
子にON/OFF信号をロジック回路22で生成し、ド
ライブ回路23〜26を介して各々のスイッチング素子
1〜Q4をON/OFFさせる。
Further, conversely, in the case towards the power P 2 computed this time is small (step S14), and reduces the switching frequency setting signal S f (step S15b). Last, to update the contents of the power P 2 obtained by calculating this time the contents of the variable P 1 storing the power calculation result (step S16), and
Input voltage V in to then be monitored, waiting for the input of the input current I in. And switching frequency setting signal S f obtained by MPU 21, in accordance with the input power value, the ON / OFF signals respectively to the switching element generated by the logic circuit 22, each of the switching elements Q 1 through the drive circuit 23 to 26 to Q Turn 4 ON / OFF.

【0030】以下にロジック回路22におけるスイッチ
ング素子のON/OFF信号の生成方法について説明す
る。入力電力がコンバータ回路3の定格入力電力の1/
2未満と、1/2以上でスイッチングのパターンを変え
る。なお、ここでスイッチングパターンをコンバータ回
路3の定格入力電力の1/2で分けたが、これは一例で
あり、これ以外の値で分けても問題はない。
Hereinafter, a method of generating an ON / OFF signal of the switching element in the logic circuit 22 will be described. The input power is 1/1 / the rated input power of the converter circuit 3.
The switching pattern is changed between less than 2 and 1/2 or more. Here, the switching pattern is divided by の of the rated input power of the converter circuit 3, but this is an example, and there is no problem if the switching pattern is divided by other values.

【0031】コンバータ回路3の入力電力が定格入力の
1/2未満の場合、スイッチング素子Q1とQ4をOF
F、Q2をON、Q3をスイッチング周波数設定信号fsw
で設定されたスイッチング周波数により一定期間運転、
その後スイッチング素子Q2とQ3をOFF、Q1をO
N、Q4をスイッチング周波数設定信号fswで設定され
たスイッチング周波数により一定期間運転する。これを
交互に繰り返して運転を行う。なお、スイッチング素子
1,Q4がOFF、Q2がスイッチング運転、Q3がON
であってもよい。また、スイッチング素子Q2,Q3がO
FFの場合、Q1がON、Q4がスイッチングでも、Q1
がスイッチング、Q4がONであってもよい。
When the input power of converter circuit 3 is less than 1/2 of the rated input, switching elements Q 1 and Q 4 are turned off.
F, Q 2 ON, Q 3 switching frequency setting signal f sw
Operation for a certain period according to the switching frequency set in
After that, the switching elements Q 2 and Q 3 are turned off and Q 1 is turned off.
N, driving a certain period by switching frequency set to Q 4 at the switching frequency setting signal f sw. The operation is performed by repeating this alternately. The switching elements Q 1 and Q 4 are OFF, Q 2 is in switching operation, and Q 3 is ON.
It may be. Further, the switching elements Q 2 and Q 3 are O
In the case of FF, even if Q 1 is ON and Q 4 is switching, Q 1
There may be a switching, Q 4 is ON.

【0032】コンバータ回路3の入力電力が定格入力の
1/2以上の場合、スイッチング素子Q1とQ4及びQ2
とQ3をそれぞれ対にして、交互にスイッチング周波数
設定信号fswで設定されたスイッチング周波数により運
転する。本実施形態の場合、スイッチング周波数設定信
号の増加は、コンバータ回路3のスイッチング素子のス
イッチング周波数の増加であり、これによってスイッチ
ング素子のON状態も増加するため、コンバータ回路3
の入力インピーダンスが小さくなる。
When the input power of converter circuit 3 is equal to or more than の of the rated input, switching elements Q 1 and Q 4 and Q 2
And by Q 3 the pairs respectively, alternately operated by the switching frequency set by the switching frequency setting signal f sw. In the case of the present embodiment, an increase in the switching frequency setting signal is an increase in the switching frequency of the switching element of the converter circuit 3, and the ON state of the switching element is also increased.
Input impedance becomes small.

【0033】前述したように、初期状態において、コン
バータ回路3の入力インピーダンスは無限大に設定され
ている。また図4からわかるように、この初期状態にお
いて、コンバータ回路3に流れ込む電力はゼロであり、
制御回路6が動作した直後から、コンバータ回路3の入
力インピーダンスが無限大から徐々に減少するように制
御される。この入力インピーダンスの減少に伴って、太
陽電池100の出力電力、即ちコンバータ回路3に入力
される電力は増加して、太陽電池最大出力電力点Pmax
に到達する。
As described above, in the initial state, the input impedance of the converter circuit 3 is set to infinity. Further, as can be seen from FIG. 4, in this initial state, the power flowing into the converter circuit 3 is zero,
Immediately after the operation of the control circuit 6, the input impedance of the converter circuit 3 is controlled so as to gradually decrease from infinity. As the input impedance decreases, the output power of the solar cell 100, that is, the power input to the converter circuit 3, increases, and the solar cell maximum output power point P max
To reach.

【0034】さらに、コンバータ回路3の入力インピー
ダンスは減少するように制御されるが、太陽電池最大出
力電力点Pmaxを過ぎると、太陽電池100の出力電力
は低下しはじめるので、制御回路6はスイッチング周波
数設定信号Sfを微減させ、コンバータ回路3に入力さ
れる電力が太陽電池最大出力電力点Pmaxにとどまるよ
うに、コンバータ回路3の入力インピーダンスを制御す
る。上述したような制御回路6によるコンバータ回路3
の入力インピーダンス制御動作により、太陽電池最大出
力電力点追尾機能が実現されている。
Further, the input impedance of the converter circuit 3 is controlled to decrease. However, after the maximum output power point Pmax of the solar cell, the output power of the solar cell 100 starts to decrease. is slightly decreased the frequency setting signal S f, power input to the converter circuit 3 is to remain in the solar cell maximum output power point P max, to control the input impedance of the converter circuit 3. Converter circuit 3 by control circuit 6 as described above
, A solar cell maximum output power point tracking function is realized.

【0035】なおコンバータ回路3は太陽電池最大出力
電力点追尾機能のほか、太陽電池100側と系統配電線
11側とを絶縁する機能を合わせて有している。さら
に、制御回路6は、スイッチング周波数を随時検出し、
スイッチング周波数が予め設定された最大周波数を超え
ないように制御するが、万一、最大周波数を超えるよう
な場合は、コンバータ回路3のスイッチングを停止させ
て、コンバータの入力電力が定格入力以上になるのを保
護する。
The converter circuit 3 has a function of insulating the solar cell 100 and the system power distribution line 11 in addition to the function of tracking the maximum output power point of the solar cell. Further, the control circuit 6 detects the switching frequency as needed,
Control is performed so that the switching frequency does not exceed the preset maximum frequency. If the switching frequency exceeds the maximum frequency, the switching of the converter circuit 3 is stopped, and the input power of the converter becomes equal to or higher than the rated input. To protect the

【0036】次にコンバータ回路3の直流出力電圧VC
を入力するインバータ回路4の動作について説明する。
コンバータ回路3の直流出力電圧VCは、接続点A1及び
1を介してインバータ回路4のフルブリッジ形スイッ
チング回路34に入力され、交流電力に変換される。こ
の交流電力はさらに出力フィルタ35で不要な周波数成
分を除去され、接続点A2及びB2を介して出力される。
電圧VCONSTは、インバータ回路4の出力電圧が連系配
電線側の電圧と協調するように設計されて定められる値
であり、制御回路6は電圧VCONSTとなるように出力電
圧を制御する。このように電圧VCONSTを一定に制御す
る結果、連系形電力変換回路1の出力電圧を一定に保持
することができ、系統配電線側の電圧との協調が可能と
なる。
Next, the DC output voltage V C of the converter circuit 3
The operation of the inverter circuit 4 for inputting the following will be described.
The DC output voltage V C of the converter circuit 3 is input to the full-bridge switching circuit 34 of the inverter circuit 4 via the connection points A 1 and B 1 and is converted into AC power. The AC power is further remove unwanted frequency components in the output filter 35, it is outputted via the node A 2 and B 2.
The voltage V CONST is a value designed and determined so that the output voltage of the inverter circuit 4 cooperates with the voltage on the interconnecting distribution line side, and the control circuit 6 controls the output voltage so as to be the voltage V CONST . As a result of controlling the voltage V CONST to be constant, the output voltage of the interconnected power conversion circuit 1 can be kept constant, and coordination with the voltage on the system distribution line side is possible.

【0037】ここで、制御回路6の第3の制御機能であ
る電流Iout制御機能について説明する。インバータ回
路4から電流Ioutとして放出する電流量の調整は、フ
ルブリッジ形スイッチング回路34を構成するスイッチ
ング素子Q11〜Q14が導通する時間を制御回路6により
制御されて実現される。
Here, the current I out control function as the third control function of the control circuit 6 will be described. Adjustment of the amount of current discharged from the inverter circuit 4 as the current I out is implemented is controlled by the control circuit 6 the time when the switching element Q 11 to Q 14 constituting the full-bridge type switching circuit 34 becomes conductive.

【0038】図7は、制御回路6に組み込まれた電流I
out制御部の回路ブロック図である。この電流Iout制御
部は、A/Dコンバータ50と、MPU51と、D/A
コンバータ52と、三角波信号発生回路53と、基準正
弦波信号生成回路54と、誤差増幅器55と、コンパレ
ータ56と、パルス分配器57と、混合器58とからな
る構成である。図8は、この電流Iout制御部を構成す
るMPU51の動作を表したフローチャートであり、電
流Iout制御動作について以下に述べる。
FIG. 7 shows the current I incorporated in the control circuit 6.
It is a circuit block diagram of an out control part. The current I out control unit includes an A / D converter 50, an MPU 51, a D / A
The configuration includes a converter 52, a triangular wave signal generation circuit 53, a reference sine wave signal generation circuit 54, an error amplifier 55, a comparator 56, a pulse distributor 57, and a mixer 58. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the MPU 51 constituting the current I out control unit. The current I out control operation will be described below.

【0039】この出力電流Ioutを制御する動作もま
た、コンバータ回路3における入力インピーダンス制御
の原理と同様である。初期状態において、MPU51内
のメモリには、前回モニタされた電圧VCの情報である
変数VC1としてゼロが格納されている(ステップS2
1)。また、制御電圧信号Saはインバータ回路4の入
力インピーダンスが無限大となるようにゼロがセットさ
れている(ステップS21)。制御回路6に情報として
入力されたコンバータ回路3の出力電圧VCは、A/D
コンバータ50によりデジタル量に変換されてMPU5
1に入力される。MPU51に入力された電圧VCの情
報は、メモリ内に変数VC2の値として格納される(ス
テップS22)。MPU51は、変数VC2の内容と予
め設定された電圧Vminとの大小を比較する(ステップ
S23)。この電圧Vminは、電圧VCの取り得る最小電
圧であり、また電圧VCの最大電圧は前述した電圧V
CONSTを超えないように定められる。
The operation of controlling the output current Iout is also the same as the principle of input impedance control in converter circuit 3. In the initial state, the memory in the MPU 51, zero is stored as a variable VC 1 is information of the voltage V C of the previously monitored (step S2
1). Further, the control voltage signal S a is zero so that the input impedance of the inverter circuit 4 becomes infinite is set (step S21). The output voltage V C of the converter circuit 3 input as information to the control circuit 6 is A / D
Converted to a digital quantity by the converter 50 and
1 is input. Information of the voltage V C which is input to the MPU51 is stored as the value of a variable VC 2 in the memory (step S22). MPU51 compares the magnitude of the preset voltage V min with the contents of the variable VC 2 (step S23). This voltage V min is the minimum voltage that the voltage V C can take, and the maximum voltage of the voltage V C is the voltage V C described above.
It is determined not to exceed CONST .

【0040】前記比較の結果、変数VC2の内容が予め
設定された電圧Vminを超えていないと判断されると
(ステップS23)、制御電圧信号Saにゼロがリセッ
トされて(ステップS24)、次にモニタされる電圧V
Cの入力を待つ。また、変数VC2の方がVminより大き
いと判断されると(ステップS23)、さらに変数VC
2は前回の電圧VCのモニタ値が格納された変数VC1
大小が比較される(ステップS25)。前記比較の結
果、変数VC2の方が大きいと判断されると(ステップ
S25)、制御電圧信号Saは微小増加される(ステッ
プ26a)。逆に、小さいと判断されると、微小減少さ
れる(ステップS26b)。そして、前回のモニタ結果
を格納する変数VC1の内容を今回モニタした結果を格
納する変数VC2の内容に更新して(ステップS2
7)、次にモニタされる電圧VCの情報の入力を待つ。
なお、D/Aコンバータ52は、電圧VC1とVC2の大
小比較結果に基づいて更新される制御電圧信号Saをア
ナログ量に変換して、混合器58に与える。
[0040] The result of the comparison, when the contents of the variable VC 2 is determined not to exceed the voltage V min, which is set in advance (step S23), zero control voltage signal S a is reset (Step S24) , The next monitored voltage V
Wait for C input. Further, when the direction of the variable VC 2 is determined to be greater than V min (step S23), further variables VC
2 monitor value of the previous voltage V C is the stored variables VC 1 and magnitude are compared (step S25). Result of the comparison, when the direction of the variable VC 2 is determined to be larger (step S25), and the control voltage signal S a is increased minute (step 26a). Conversely, if it is determined to be small, it is slightly reduced (step S26b). Then, update the contents of the variable VC 2 to store the results of monitoring the current contents of variables VC 1 for storing a previous monitor result (step S2
7) waits for input of information of the voltage V C which is then monitored.
Incidentally, D / A converter 52 converts the control voltage signal S a which is updated based on the magnitude comparison result of the voltage VC 1 and VC 2 in analog quantity, it gives the mixer 58.

【0041】一方、基準正弦波信号生成回路54は、イ
ンバータ回路4の出力電圧Voutを情報として入力し、
基準正弦波信号を生成する。この基準正弦波信号とアナ
ログ量に変換された制御電圧信号Saとは混合器58に
より混合されて、インバータ回路4の出力電流Iout
情報を他方の入力とする誤差増幅器55の一方の入力に
与えられる。このようにして誤差増幅器55から得られ
る出力信号は、連系形電力変換装置1の出力電流波形が
正弦波となるように生成されるものとなっている。
On the other hand, the reference sine wave signal generation circuit 54 inputs the output voltage V out of the inverter circuit 4 as information,
Generate a reference sine wave signal. From this reference sine wave signal and the control voltage signal S a which is converted into an analog quantity are mixed by the mixer 58, one input of the error amplifier 55 to the information of the output current I out of the inverter circuit 4 and the other input Given to. The output signal obtained from the error amplifier 55 in this manner is generated such that the output current waveform of the interconnected power converter 1 becomes a sine wave.

【0042】コンパレータ56は三角波信号発生回路5
3から出力される三角波信号を誤差増幅器55の出力信
号と比較してPWM(Pulse Width Modulation)である
クロック信号を生成し、パルス分配器57はこのクロッ
ク信号を入力して、クロック信号S114及びS123を生成
する。このようにして生成された信号S114及びS123
制御電圧信号Saの大きさに応じたデューティ比を有す
るものとなる。そして、制御電圧信号Saの増減に応じ
てスイッチング回路34の導通時間が制御され、出力電
流Ioutが増減する。これらクロック信号S114及びS
123によるスイッチング回路34の駆動はスイッチング
回路31と同様であるので、その説明を割愛する。
The comparator 56 is a triangular wave signal generating circuit 5
3 is compared with the output signal of the error amplifier 55 to generate a clock signal of PWM (Pulse Width Modulation), and the pulse distributor 57 receives the clock signal and inputs the clock signal S114 and the clock signal S114. Generate S123 . Such signal S 114 and S 123 produced by the will to have a duty ratio corresponding to the magnitude of the control voltage signal S a. Then, the conduction time of the switching circuit 34 is controlled in accordance with the increase or decrease of the control voltage signal S a, the output current I out is increased or decreased. These clock signals S114 and S114
The driving of the switching circuit 34 by 123 is the same as that of the switching circuit 31, and the description thereof is omitted.

【0043】なお、クロック信号S114及びS123の周波
数は、この連系形電力変換装置1から出力される電力が
系統配電線11側と協調する周波数成分を有するように
定められる。このように、制御回路6は電圧VCの増減
をモニタして電流Ioutを調整する。この結果、インバ
ータ回路4は、電圧VCが電圧Vminと電圧VCONSTとの
間のほぼ一定の電圧に保持されるように動作する。これ
により、インバータ回路4は、系統配電線11側の電圧
と協調した出力電圧Voutを保持しつつ、連系リレー5
を介して出力電流Ioutを系統配電線11に供給する。
The frequencies of the clock signals S114 and S123 are determined so that the power output from the interconnected power converter 1 has a frequency component that cooperates with the system distribution line 11. Thus, the control circuit 6 adjusts the current I out by monitoring the increase or decrease of the voltage V C. As a result, the inverter circuit 4 operates so that the voltage V C is maintained at a substantially constant voltage between the voltage V min and the voltage V CONST . As a result, the inverter circuit 4 holds the output voltage V out coordinated with the voltage on the system distribution line 11 side, and
The output current I out is supplied to the system distribution line 11 through

【0044】ここで、連系リレー5は、系統配電線11
の電圧及び周波数が正常な状態で、かつ、インバータ回
路4の出力が確立した後に、制御回路6に制御されて投
入される(制御回路6の第4の制御機能)。以上によ
り、太陽電池100で発電された直流出力は、系統配電
線側の電力と電圧及び周波数が協調した交流電圧に変換
されて、出力端子AOUT,BOUTに現れることとなる。
Here, the interconnection relay 5 is connected to the system distribution line 11.
After the voltage and frequency of the inverter circuit 4 are normal and the output of the inverter circuit 4 is established, the circuit is controlled and turned on by the control circuit 6 (fourth control function of the control circuit 6). As described above, the DC output generated by the solar cell 100 is converted into an AC voltage in which the power, voltage, and frequency of the system distribution line are coordinated, and appears at the output terminals A OUT and B OUT .

【0045】[0045]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、制御回路は、
太陽電池の出力電力を演算して、太陽電池の出力が最大
となるようにコンバータ回路の入力インピーダンスを制
御するので、太陽電池の出力を有効に利用できる。
According to the first aspect of the present invention, the control circuit comprises:
Since the output power of the solar cell is calculated and the input impedance of the converter circuit is controlled so that the output of the solar cell is maximized, the output of the solar cell can be used effectively.

【0046】請求項2の発明によれば、スイッチング回
路が4つのスイッチング素子のブリッジ型であり、この
スイッチング素子のスイッチング周波数によってコンバ
ータ回路を流れる電力が制御されるので、一つのスイッ
チング素子を有するコンバータ回路のフォワード方式に
対して倍の出力が可能であり、太陽電池の出力を有効に
利用できる。
According to the second aspect of the present invention, the switching circuit is a bridge type of four switching elements, and the power flowing through the converter circuit is controlled by the switching frequency of the switching elements. The output can be twice as large as the forward method of the circuit, and the output of the solar cell can be used effectively.

【0047】請求項3の発明によれば、制御回路は、太
陽電池の出力電力が低い場合には、コンバータ回路の一
対のスイッチング素子のうち一つのみを高周波スイッチ
ング動作させるので、コンバータの低出力〜中出力時に
はスイッチング素子の動作による損失を低減でき、太陽
電池の出力を有効に利用できる。
According to the third aspect of the present invention, when the output power of the solar cell is low, the control circuit causes only one of the pair of switching elements of the converter circuit to perform the high-frequency switching operation. At the time of medium output, the loss due to the operation of the switching element can be reduced, and the output of the solar cell can be used effectively.

【0048】請求項4の発明によれば、制御回路は、前
記スイッチング周波数が予め設定したコンバータ回路の
最大スイッチング周波数を超えた場合、前記制御回路が
その運転を制御する要素回路の運転を一時的に停止する
ので、連系形電力変換装置を保護することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the switching frequency exceeds a preset maximum switching frequency of the converter circuit, the control circuit temporarily stops operation of an element circuit that controls the operation of the converter circuit. , It is possible to protect the interconnected power converter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る連系形電力変換装置を構成要素機
器とする太陽光発電システムの構成を表すシステムブロ
ック図である。
FIG. 1 is a system block diagram illustrating a configuration of a photovoltaic power generation system including an interconnected power conversion device according to the present invention as a component device.

【図2】コンバータ回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a converter circuit.

【図3】インバータ回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter circuit.

【図4】太陽電池の出力電圧−電流特性曲線及びコンバ
ータ回路の入力電圧−電流特性を重ねて示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram in which an output voltage-current characteristic curve of a solar cell and an input voltage-current characteristic of a converter circuit are superimposed.

【図5】制御回路に組み込まれた入力インピーダンス制
御部の回路ブロック図である。
FIG. 5 is a circuit block diagram of an input impedance control unit incorporated in the control circuit.

【図6】入力インピーダンス制御部を構成するMPUの
動作を表したフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of an MPU configuring the input impedance control unit.

【図7】制御回路6に組み込まれた電流Iout制御部の
回路ブロック図である。
FIG. 7 is a circuit block diagram of a current I out control unit incorporated in the control circuit 6.

【図8】電流Iout制御部を構成するMPU51の動作
を表したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the MPU 51 constituting the current I out control unit.

【図9】従来の電力変換装置を適用した太陽光発電シス
テムを表すシステムブロック図である。
FIG. 9 is a system block diagram illustrating a photovoltaic power generation system to which a conventional power converter is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 連系形電力変換装置 2 入力リレー 3 コンバータ回路 4 インバータ回路 5 連系リレー 6 制御回路 7 制御電源 8,9 電流センサ 10 柱上トランス 100 太陽電池 103 系統電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Interconnection type power converter 2 Input relay 3 Converter circuit 4 Inverter circuit 5 Interconnection relay 6 Control circuit 7 Control power supply 8, 9 Current sensor 10 Pole transformer 100 Solar cell 103 System power supply

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング素子のスイッチング動作に
よって、太陽電池の出力を安定した一定範囲の直流電圧
の直流電力に直流−直流変換するコンバータ回路と、 前記コンバータ回路の出力を入力して系統配電線と同一
の交流電力に直流−交流変換するインバータ回路と、 前記太陽電池の出力電圧と出力電流を検出して前記コン
バータ回路の入力電力である太陽電池出力電力を演算
し、該太陽電池出力電力が最大となるように、前記コン
バータ回路に対し、スイッチング周波数を可変して入力
インピーダンスを制御する制御回路と、を備えたことを
特徴とする連系形電力変換装置。
1. A converter circuit for converting the output of a solar cell to DC power of a stable DC voltage in a certain range by a switching operation of a switching element, and a system distribution line by receiving an output of the converter circuit. An inverter circuit that performs DC-AC conversion to the same AC power; and detects an output voltage and an output current of the solar cell to calculate a solar cell output power that is an input power of the converter circuit, and the solar cell output power is maximum. And a control circuit for varying the switching frequency to control the input impedance of the converter circuit.
【請求項2】 前記コンバータ回路は、 前記太陽電池の出力を高周波電力に変換する4つのスイ
ッチング素子から構成されるブリッジ型のスイッチング
回路と、 前記スイッチング回路の出力を入力する入力側と出力側
を絶縁して、出力電圧を一定電圧に変換する高周波絶縁
変圧器と、 前記高周波絶縁変圧器の高周波出力を直流に整流する整
流回路と、を備え、 前記制御回路は、前記スイッチング回路におけるブリッ
ジの各対角にある二対のスイッチング素子を一対ずつ交
互にスイッチング動作させることによって前記コンバー
タ回路の入力インピーダンスを制御することを特徴とす
る請求項1記載の連系形電力変換装置。
2. The converter circuit includes: a bridge-type switching circuit including four switching elements for converting an output of the solar cell into high-frequency power; and an input side and an output side for inputting an output of the switching circuit. A high-frequency insulating transformer that insulates and converts an output voltage to a constant voltage, and a rectifier circuit that rectifies a high-frequency output of the high-frequency insulating transformer into a direct current, wherein the control circuit includes a bridge in the switching circuit. 2. The interconnected power converter according to claim 1, wherein the input impedance of the converter circuit is controlled by alternately switching two pairs of diagonal switching elements one by one.
【請求項3】 制御回路は、太陽電池出力電力がコンバ
ータ回路の定格入力に比べて小さい場合に、前記一対の
スイッチング素子のうち一つのみを高周波スイッチング
動作させることを特徴とする請求項2記載の連系形電力
変換装置。
3. The control circuit according to claim 2, wherein when the output power of the solar cell is smaller than the rated input of the converter circuit, only one of the pair of switching elements performs a high-frequency switching operation. Interconnected power converter.
【請求項4】 制御回路は、コンバータ回路のスイッチ
ング周波数を検出し、前記スイッチング周波数が予め設
定したコンバータ回路の最大スイッチング周波数を超え
た場合、前記制御回路がコンバータ回路の動作を一時的
に停止することを特徴とする請求項1記載の連系形電力
変換装置。
4. The control circuit detects a switching frequency of the converter circuit, and when the switching frequency exceeds a preset maximum switching frequency of the converter circuit, the control circuit temporarily stops the operation of the converter circuit. The interconnected power converter according to claim 1, wherein:
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