CN104303128A

CN104303128A - 太阳能电池的控制装置

Info

Publication number: CN104303128A
Application number: CN201380025502.3A
Authority: CN
Inventors: 中村明博; 河野亨; 松永俊祐; 焦健
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: CN104303128B; JP5789046B2; WO2013172053A1; IN2014DN09555A; JPWO2013172053A1

Abstract

本发明提供一种太阳能电池的控制装置，其能够进行进一步减少日射量的变化引起的电力损失的搜索点的设定。在电力调节器(2)中包括：检测太阳能电池的输出电流的电流传感器(11)；极值监视部(6)，其将从电流传感器(11)得到的电流值作为输入来判断太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值；和变动范围决定部(17a)，其根据从电流传感器(11)得到的电流值与判断为极值时的太阳能电池的输出电流值的比，设定进行太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

Description

太阳能电池的控制装置

技术领域

本发明涉及太阳能发电系统，特别涉及适用于采用了在日射量急剧地变化的情况下也能够高效率地从太阳能电池输出发电电力的最大电力点追踪控制方式的太阳能电池的控制装置的有效的技术。

背景技术

例如有非专利文献1和专利文献1～2中记载的技术等，作为现有的太阳能电池的采用了最大电力点追踪控制方式(Maximum PowerPoint Tracking：MPPT)的控制装置。

上述非专利文献1中，公开了电压控制型的被称为登山法的MPPT方式(非专利文献1的图2)。登山法对根据上次测定的电流、电压求出的电力P(k-1)与根据本次测定的电流、电压求出的电力P(k)进行比较。进而，对电力进行比较后，对上次测定的电压V(k-1)与本次测定的电压V(k)的大小进行比较，通过电力和电压的比较而从4个模式中选择下一次电压的变化。通过反复这一系列的动作，能够使工作电压移动至电力的顶点。

此外，上述专利文献1中，公开了能够高速地进行最大点追踪，并且更正确地搜索最大点的太阳能发电系统(专利文献1的图2)。该专利文献1中，为了实现高速的追踪，测定、保存3点的电力，通过将3点的电力的大小关系分为三种类型，决定在下一次的MPPT中设定的电压值(专利文献1的图5、图9、图10)。例如，如果3个电力的对象关系是单调增加，则使下一次的搜索电压向正的电压方向放大，如果是单调减少，则不使电压范围变化而使下一次搜索电压向负的电压方向移动。这是因为太阳能电池的电力相对于电压的倾斜在小于最大电力点电压的电压范围中是平缓的，所以能够增大搜索范围的步长，进行高速的追踪。此外，电力的大小关系为向上突出时，使电压范围每次减少1/2地缩小搜索范围。最终，当电力与电压的关系符合收敛条件时，停止搜索。此外，停止搜索后对电力的变化进行监视，通过判断是否超过设定的阈值，检测日射量和温度的变化，继续最大电力点的搜索。

此外，上述专利文献2中，公开了能够简单并且高精度地进行太阳能电池的MPPT控制，能够提高取得电力的效率的太阳能发电系统。该专利文献2中，在控制太阳能电池时用开关元件控制连接的DC/DC转换器的电感器中流过的电流，使太阳能电池的电流从零变化至短路电流，在一定时间中取得电流-电压特性。此外，取得特性后，基于取得数据计算电力-电压特性，使工作电压变化至输出最大电力的电压。通过按一定时间间隔实施这样的特性取得、电压变化，即使发生日射量等的变化也能够追踪最大电力点。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：C.Liu,B.et.al,“ADVANCED ALGORITHM FORMPPT CONTROL OF PHOTOVOLTAIC SYSTEMS”,Canadian SolarBuildings Conference,2004

非专利文献2：“Comparison of Photovoltaic Array Maximum PowerPoint Tracking Techniques”,Esram,T.et.al,Energy Conversion,IEEETransactions on,June 2007,Volume:22,Issue:2,PP:439-449

专利文献

专利文献1：日本特开2011-171348号公报

专利文献2：日本特许第4294346号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，关于包括上述非专利文献1和专利文献1～2的现有的太阳能电池的采用了MPPT的控制装置，本发明人进行了研究，结果得出了以下结论。

例如，上述非专利文献1所示的MPPT系统中，对于日射量和温度没有变化的静态特性，能够追踪最大电力点附近。但是，日射量急剧地变化的情况下，因为较大地偏离最大电力点后，重新进行登山(山登り)，所以电力发生较大的损失。因此，考虑以高速的时序(timing)实施登山，缩短直到最大电力点的到达时间，削减电力损失。但是，登山法的高速化的效果仅对于一定的日射量变化的速度有效，日射量以比该速度慢的速度变化的情况下，存在MPPT中指示的电压偏离实际的最大电力点电压，发生新的电力损失的课题。

此外，上述专利文献1所示的MPPT系统是为了解决登山法的缺点即响应性的课题而提出的技术。该专利文献1中记载的MPPT系统，基于3点的数据，预测电力-电压特性的大致形状。但是，对这3点的数据采样时，电力-电压特性可能与日射量的变化相应地变化。在这样的情况下，可能预测出与原本的电力-电压特性不同的电力-电压特性，进行以其为目标的搜索点的设定，可能随之发生电力损失。

此外，上述专利文献2中记载的MPPT系统，根据使太阳能电池的电流从零变化至短路电流得到的特性，决定得到最大电力的工作电压。但是，决定工作电压后，即使电力-电压特性因日射量的变化而变化，因为工作电压是一定的，等价于在偏离最大电力点的点工作，可能发生电力损失。此外，虽然作为基础的数据不是3点而是多点这一点与上述专利文献1不同，但是使电流从零变化至短路电流的时间受到V＝L·dI/dt制约，因此仍然可能发生日射量的变化，发生与上述专利文献1同样的电力损失。

于是，本发明对以上这样的现有技术的课题进行了研究，为了解决这些课题而得出，其代表性的目的在于，提供一种太阳能电池的控制装置，其能够进行进一步减少日射量的变化引起的电力损失的搜索点设定。

本发明的上述和其他目的以及新的特征通过本说明书的描述和附图说明。

用于解决课题的技术方案

简单地说明本申请公开的发明中代表性的发明的概要时，如下所述。

(1)代表性的太阳能电池的控制装置的特征在于，包括：电流检测部，其检测太阳能电池的输出电流；极值监视部，其将从所述电流检测部得到的电流值作为输入来判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值；和变动范围决定部，其根据从所述电流检测部得到的电流值与判断为所述极值时的所述太阳能电池的输出电流值的比，设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

(2)代表性的另一种太阳能电池的控制装置的特征在于，包括：电流检测部，其检测太阳能电池的输出电流；日射强度计，其检测日射量；极值监视部，其将从所述电流检测部得到的电流值作为输入来判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值和日射量；和变动范围决定部，其根据从所述日射强度计得到的日射量与判断为所述极值时的日射量的比，设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

发明效果

简单地说明通过本申请公开的发明中代表性的发明得到的效果时，如下所述。

即，代表性的效果是能够提供一种太阳能电池的控制装置，其能够进行进一步减少日射量的变化引起的电力损失的搜索点设定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1～8的太阳能发电系统的结构的一例的概要结构图。

图2是表示本发明的实施方式1中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图3是表示本发明的实施方式2中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图4是表示本发明的实施方式3中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图5是表示本发明的实施方式4中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图6是表示本发明的实施方式5中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图7是表示本发明的实施方式6中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图8是表示本发明的实施方式7中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图9是表示本发明的实施方式8中电力调节器的结构的一例的模块结构图。

图10是表示本发明的实施方式1～4中最大点追踪部、极值监视部的动作的一例的流程图。

图11是表示本发明的实施方式1～8中变动范围决定部决定变动范围的方法的一例的流程图。

图12是表示本发明的实施方式1～4中最大点追踪部、极值监视部的动作的另一例的流程图。

图13是表示本发明的实施方式1～8中变动范围决定部决定变动范围的方法的另一例的流程图。

图14是表示本发明的实施方式5～8中最大点追踪部、极值监视部的动作的一例的流程图。

图15是表示本发明的实施方式1～8中极值监视部进行极值监视的方法的一例的流程图。

图16是本发明的实施方式1～8中用于说明效果的时序图。

图17是本发明的实施方式1～8中用于说明效果的另一个时序图。

具体实施方式

以下实施方式中，在为了方便而必要时，分割为多个实施方式或部分说明，但除了特别指出的情况以外，它们并非互不相关，而是处于一方是另一方的部分或全部的变形例、详细说明、补充说明等的关系之中。此外，以下实施方式中，在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别指出的情况和原理上明确限定为特定数量等情况以外，都不限定于特定的数量，也可以是特定数量以上或以下。

进而，以下实施方式中，构成要素(包括要素步骤等)除了特别指出的情况和原理上明确认为必需等情况以外，都不是必需的。同样，以下实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别指出的情况和原理上明确认为不可以等情况以外，都包括实质上与其形状等近似或类似的形状等。这对于上述数值和范围也是同样的。

[实施方式的概要]

首先，对于实施方式的概要进行说明。本实施方式的概要中，作为一例，在括号内附加各实施方式的对应的构成要素和符号进行说明。

(1)实施方式的代表性的太阳能电池的控制装置(电力调节器2)的特征在于，包括：电流检测部(电流传感器11)，其检测太阳能电池的输出电流；极值监视部(极值监视部6、12)，其将从上述电流检测部得到的电流值作为输入来判断上述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值；变动范围决定部(变动范围决定部17a、18a、19a、20a)，其根据从上述电流检测部得到的电流值与判断为上述极值时的上述太阳能电池的输出电流值的比，设定进行上述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

(2)实施方式的代表性的另一种太阳能电池的控制装置(电力调节器2)的特征在于，包括：电流检测部(电流传感器11)，其检测太阳能电池的输出电流；日射强度计(日射强度计15)，其检测日射量；极值监视部(极值监视部6、12)，其将从上述电流检测部得到的电流值作为输入来判断上述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值和日射量；变动范围决定部(变动范围决定部17a、18a、19a、20a)，其根据从上述日射强度计得到的日射量与判断为上述极值时的日射量的比，设定进行上述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

以下，根据附图详细说明基于上述实施方式的概要的各实施方式。其中，在用于说明实施方式的所有附图中，对于相同的部件原则上附加相同的符号，省略重复说明。

[实施方式1]

对于包括实施方式1的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图2、图10～图13、图15～图17说明。

本实施方式中，对使用电流传感器的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

<太阳能发电系统的结构>

用图1说明本实施方式的太阳能发电系统的结构。图1是表示该太阳能发电系统的结构的一例的概要结构图。

太阳能发电系统由太阳能电池阵列1、与该太阳能电池阵列1连接的电力调节器(PCS)2、与该电力调节器2连接的电力系统3构成。

太阳能电池阵列1是由使多个太阳能电池面板串并联连接而成的单位构成的太阳能电池。电力调节器2是从太阳能电池阵列1输出发电电力，使直流电力转换为交流电力对电力系统3输出的控制装置。电力系统3是一般的电力系统线路，例如交流电压200V或400V、频率50Hz或60Hz的线路。

<电力调节器的结构和动作概要>

用图2说明图1中所示的电力调节器2的结构。图2是表示该电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

电力调节器2由电压传感器4、DC/AC逆变器5、极值监视部(1)6、电流平均化部7、2点数据存储部8、AVR(Automatic VoltageRegulator：自动电压调整器)控制部9、电流传感器11、最大点追踪部(1)17构成。

电压传感器4的输入侧与太阳能电池阵列1连接，输出侧与AVR控制部9连接。该电压传感器4是用于检测从太阳能电池阵列1输出的发电电力的电压，对AVR控制部9输出该检测出的电压值的检测器。

DC/AC逆变器5的输入侧与太阳能电池阵列1连接，输出侧与电力系统3连接，根据来自AVR控制部9的PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)指令被控制。该DC/AC逆变器5是用于将从太阳能电池阵列1输出的发电电力的直流电压转换为交流电压，对电力系统3供给的转换器。

极值监视部(1)6的输入侧与2点数据存储部8连接，输出侧与最大点追踪部17连接。该极值监视部(1)6是用于用从电流传感器11得到的电流值作为输入，判断太阳能电池阵列1的工作电力值是否为极值，根据该判断结果，存储判断为极值的电压值和电流值的功能部。

电流平均化部7的输入侧与电流传感器11连接，输出侧与2点数据存储部8和最大点追踪部17连接。该电流平均化部7是用于使用电流传感器11检测出的电流(从太阳能电池阵列1输出的发电电力的电流)平均化，对2点数据存储部8和最大点追踪部17输出的功能部。

2点数据存储部8的输入侧与电流平均化部7、AVR控制部9和最大点追踪部17连接，输出侧与极值监视部(1)6连接。该2点数据存储部8是用于存储本次的MPPT控制时的电压指令值和电力值、和上次最大电力点控制时的电压指令值和电力值作为2点数据8a的存储部。

AVR控制部9的输入侧与电压传感器4、2点数据存储部8和最大点追踪部17连接，输出侧与DC/AC逆变器5连接。该AVR控制部9是用于根据电压传感器4的数据和从最大点追踪部(1)17输出的电压指令值生成PWM指令，对DC/AC逆变器5输出的控制部。

电流传感器11的输入侧与太阳能电池阵列1连接，输出侧与电流平均化部7连接。该电流传感器11是用于检测从太阳能电池阵列1输出的发电电力的电流，对电流平均化部7输出的检测器。

最大点追踪部(1)17的输入侧与极值监视部(1)6和电流平均化部7连接，输出侧与2点数据存储部8和AVR控制部9连接。该最大点追踪部(1)17是用于设定用来进行最大电力点的搜索的变动范围，对2点数据存储部8和AVR控制部9输出电压指令值的功能部。在该最大点追踪部(1)17中，内置有变动范围决定部17a。变动范围决定部17a是用于根据从电流传感器11得到的电流值与判断为极值时的太阳能电池阵列1的输出电流值的比，设定进行太阳能电池阵列1的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围的功能部。

在以上的电力调节器2的结构中，电压传感器4、DC/AC逆变器5、AVR控制部9、电流传感器11由硬件构成。此外的极值监视部(1)6、电流平均化部7、最大点追踪部(1)17由电力调节器2内的微机内存储的软件构成，2点数据存储部8是在微机内的存储区域中分配构成的。

该电力调节器2的动作概要如下所述。从电流传感器11输出的数据被输入电流平均化部7。从电流平均化部7输出的数据对2点数据存储部8和最大点追踪部(1)17输入。在最大点追踪部(1)17中，设定用于进行最大电力点的搜索的变动范围，对AVR控制部9和2点数据存储部8输出电压指令值。此外，在最大点追踪部(1)17中，对2点数据存储部8输出TYP(表示2点的电力的变化模式(pattern)的类型)。电压传感器4的输出对AVR控制部9输入。

对极值监视部(1)6输出2点数据存储部8中存储的本次和上次MPPT控制时的电压指令值和电力值，对最大点追踪部(1)17输入极值监视部(1)6的判断结果。在AVR控制部9中，根据电压传感器4的数据和从最大点追踪部(1)17输出的电压指令值生成PWM指令，对DC/AC逆变器5输出该生成的PWM指令。

<电力调节器的详细动作>

参考上述的图2，用图10、图11、图12、图13、图15，对图2所示的电力调节器2的各部分的详细动作进行说明。

《2点数据存储部的详细动作》

首先，对图2所示的2点数据存储部8的动作进行详细说明。在2点数据存储部8中，保存本次的MPPT控制时的电压指令值和电力值或电流值、和上次MPPT控制时的电压指令值和电力值或电流值作为2点数据8a。关于电力值，通过对来自电流平均化部7的数据乘以对应的电压指令值而存储为电力值。此外，也能够用电压传感器4的数据代替电压指令值计算电力值。

《最大点追踪部、极值监视部的详细动作》

接着，用图10详细说明图2所示的最大点追踪部(1)17、极值监视部(1)6的动作。图10是表示该最大点追踪部(1)17、极值监视部(1)6的动作的一例的流程图。

在最大点追踪部(1)17中开始MPPT时(步骤S101)，首先，用极值监视部(1)6进行极值监视(步骤S102)。关于该极值监视部(1)6进行的极值监视的方法，用图15在后文中叙述。接着，基于极值监视部(1)6进行的极值监视的结果，用变动范围决定部17a决定变动范围(步骤S103)。对于用该变动范围决定部17a决定变动范围的方法，用图11和图13在后文中叙述。

进而，用变动范围决定部17a决定了变动范围后，进行MPPT(步骤S104)。该MPPT使用例如以登山法为代表的单变量搜索方法，但也可以使用其他方法。用变动范围决定部17a决定的变动范围大于0的情况下，不使用MPPT中使用的搜索范围，而是通过对最大电力点电压加上变动范围设定电压指令值。

然后，执行MPPT后，对AVR控制部9设定(指示)电压(步骤S105)，等待了控制电路的响应时间后(步骤S106)，测定与指令电压相对的电力(步骤S107)。

将以上的步骤S102～S107的流程作为1个周期，使其反复进行而执行最大电力点追踪。

该图10所示的最大点追踪部(1)17进行的最大电力点追踪的流程，也能够如图12所示，并行地执行MPPT和变更范围决定。图12是表示最大点追踪部(1)17、极值监视部(1)6的动作的另一例的流程图。

即，开始MPPT(步骤S301)，进行了极值监视(步骤S302)后，并行地执行MPPT(步骤S303)和变更范围决定(步骤S304)，而后，进行电压设定(步骤S305)、等待响应时间(步骤S306)、电力测定(步骤S307)。反复以上的步骤S302～S307的流程执行最大电力点追踪。

《极值监视部进行极值监视的方法》

接着，对图10和图12所示的极值监视部(1)6进行的极值监视(步骤S102、S302)的方法，用图15详细说明。图15是表示该极值监视部(1)6进行的极值监视(步骤S102、S302)的方法的一例的流程图。

首先，极值监视部(1)6进行极值监视的结果，是极值的情况下，设本次的MPPT控制时的电压指令值为V₁、电力值为P₁，上次MPPT控制时的电压指令值为V₂、电力值为P₂时，V₁与V₂的电压差的极限值是0的情况下，在最大电力点有式(1)的关系成立。

[数式1]

\frac{&PartialD; P}{&PartialD; V} = \frac{P_{1} - P_{2}}{V_{1} - V_{2}} = 0 \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (1)

在极值监视部(1)6中，为了利用上述式(1)的关系，首先，对电压差、电力差设定阈值(Vth、Pth)(步骤S601)。因为实现MPPT要使用微机，所以需要尽可能减少逻辑门的数量，最好不使用除法。因此，对电力差、电压差分别设置阈值，判断电压差是否小于阈值Vth(步骤S602)，进而，判断电力差的绝对值是否小于阈值Pth(步骤S603)，进行极值的判断。

该判断的结果，仅在电压差和电力差的判断条件双方都成立时(步骤S602-是，步骤S603-是)，判断为极值，保存最大电力点电流(极值电流)Im、最大电力点电压(极值电压)Vm(步骤S604、S605)。此处，对于电力差的阈值Pth除了用常数指定以外，也能够对其与测定的电力值和电流值相应地调整。

在太阳能电池的电压-电力特性中，日射量大的情况下，即使在使用较大的电力差作为阈值的情况下也能够正确地判断极值。但是，日射量小的情况下，使用日射量大的情况下的阈值时，不能正确地找到极值。因此，通过在测定的电力量和电流量越小时，将电力差的阈值设定得越小，能够更正确地进行极值的判断、监视。

接着，用保存的最大电力点电流，决定日射量变动时的变动范围。为了在日射量变动时提高MPPT的效率，需要设定与日射量的变动同步的变动范围。

于是，本实施方式中，根据判断为极值时的最大电力点电流Im、和定期测定的当前的电流值I1，决定日射量变化后的变动范围(ΔVinit)。以下，说明该变动范围(ΔVinit)的详细的计算方法。

如上所述，因为需要使ΔVinit与日射量变动同步，所以根据太阳能电池特性式导出日射量与最大电力点的变化量(ΔVdiff)的关系。式(2)是太阳能电池的特性式。

[数式2]

I = Isc \cdot p - Is \cdot \exp (\frac{q \cdot (V + I \cdot Rs \cdot Ncell)}{nf \cdot k \cdot T \cdot Ncell}) - \frac{V + I \cdot Rs \cdot Ncell}{Rsh \cdot Ncell} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (2)

式(2)中，I表示太阳能电池的输出电流，V表示太阳能电池的输出电压，Isc表示短路电流，p表示日射量，Is表示太阳能电池单电池的反向饱和电流，nf表示二极管结常数，k表示玻尔兹曼常数，T表示绝对温度，Ncell表示单电池数量，q表示基本电荷量，Rs表示使太阳能电池单电池之间连接的配线等的串联电阻值，Rsh表示太阳能电池单电池的分压电阻值。此处设电阻值为Rs≈0，Rsh≈∞转换为电压式，得出式(3)。

[数式3]

V = \frac{nf \cdot k \cdot T \cdot Ncell}{q} \ln (\frac{Isc \cdot p - I}{Is}) \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (3)

此处，求出日射量从p1变化至p2的情况下的最大电力点电压的电压差ΔVdiff，得出式(4)。

[数式4]

\begin{matrix} ΔVdiff = Vop 1 - Vop 2 = \frac{nf \cdot k \cdot T \cdot Ncell}{q} \ln (\frac{Isc \cdot p 1 - Iop 1}{Is}) - \frac{nf \cdot k \cdot T \cdot Ncell}{q} \ln (\frac{Isc \cdot p 2 - Iop 2}{Is}) \\ = \frac{nf \cdot k \cdot T \cdot Ncell}{q} \ln (\frac{Isc \cdot p 1 - Iop 1}{Isc \cdot p 2 - Iop 2}) \end{matrix} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (4)

此处，使用上述非专利文献2[“Comparison of Photovoltaic ArrayMaximum Power Point Tracking Techniques”,Esram,T.et.al,EnergyConversion,IEEE Transactions on,June 2007,Volume:22,Issue:2,PP:439-449]中所示的短路电流Isc与工作电流Iop的关系(式(5))，式(4)能够变更为式(6)。

[数式5]

\frac{Iop 1}{Isc \cdot p 1} = \frac{Iop 2}{Isc \cdot p 2} = \frac{1}{j} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (5)

ΔVdiff = Ncell \cdot \frac{nf \cdot k \cdot T}{q} \ln (\frac{p 1}{p 2}) \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (6)

即，根据式(6)，可知发生日射量变化时的ΔVdiff能够根据日射量的比导出。此处，在本实施方式中，不以日射强度计作为输入，因此考虑置换为电流。式(4)中，设Iop1是极值电压下的电流值Im，Iop2是当前的电流值I1，ΔVdiff＝0的情况下，能够展开为下式(式(7)、式(8)、式(9))。

[数式6]

0 = Ncell \cdot \frac{nf \cdot k \cdot T}{q} \ln (\frac{Isc \cdot p 1 - Im}{Isc \cdot p 2 - I 1}) \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (7)

p 2 = \frac{Isc \cdot p 1 - Im + I 1}{Isc} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (8)

\frac{p 2}{p 1} = 1 - \frac{ΔI}{Isc \cdot p 1} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (9)

使用式(5)的关系，式(9)成为式(10)，能够将式(6)改写为式(11)。

[数式7]

\frac{I 1}{Im} = j \cdot (\frac{p 2}{p 1} - 1) + 1 \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (10)

ΔVinit \approx ΔVdiff \approx Ncell \cdot \frac{nf \cdot k \cdot T}{q} \ln (\frac{Im}{I 1}) \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (11)

这样，发生日射量变化时的最大电力点电压的电压差ΔVdiff能够根据电流传感器的数据、判断为极值时的最大电力点电流Im与定期测定的当前的电流值I1的比计算。此外，也能够将电流值置换为电力值。

《变动范围决定部决定变动范围的方法》

接着，对于图10和图12所示的变动范围决定部17a决定变动范围(步骤S103、S304)的方法，用图11详细说明。图11是表示该变动范围决定部17a决定变动范围(步骤S103、S304)的方法的一例的流程图。

在变动范围决定部17a中，用式(11)根据判断为极值时的最大电力点电流Im、和定期测定的当前的电流值I1，计算日射量变化后的变动范围ΔVinit。首先，测定当前的电流值I1(步骤S201)，根据该测定的电流值I1、和判断为极值时的最大电力点电流Im计算电流比(I1/Im)(步骤S202)。然后，通过对计算出的电流比进行对数运算并乘以常数来计算变动范围(＝常数×ln(电流比))(步骤S203)。将该变动范围用作新的搜索范围。

接着，用图13详细说明与图11所示的方法不同的变动范围决定部17a决定变动范围(步骤S103、S304)的方法。图13是表示该变动范围决定部17a决定变动范围(步骤S103、S304)的方法的另一例的流程图。

图13是变动范围决定部17a决定变动范围的另一种实现方法。图13中，首先测定当前的电流值I1(步骤S401)，进而，设定用于与电流比进行大小关系的比较的阈值Ith(步骤S402)。该阈值在用于决定变动范围的条件分支中使用。

决定阈值后，根据测定的电流值I1与判断为极值时的最大电力点电流Im计算电流比(步骤S403)，将用于决定电压的移动方向的信号Sign设定为1或-1(步骤S404)。Sign＝1的情况表示电流增加的情况，Sign＝-1的情况表示电流减少的情况。

设定上述Sign的参数后，实施电流比与阈值Ith的比较，如果电流比是比阈值大的值，则求出阈值Ith的幂，重新与电流比进行比较。根据满足条件的幂的次数，对变动范围的基准范围乘以整数，来决定变动范围。

例如，在步骤S405中，判断电流比是否小于阈值Ith，小于的情况(是)下设变动范围为0(步骤S406)。另一方面，步骤S405的判断结果是电流比不小于阈值Ith的情况(否)下，前进至步骤S407。

进而，在步骤S407中，判断电流比是否小于阈值Ith的2次幂(Ith²)，小于的情况(是)下设变动范围为Sign×基准范围(步骤S408)。另一方面，步骤S407的判断结果是电流比不小于阈值Ith的2次幂(Ith²)的情况(否)下，前进至步骤S409。

之后同样地顺次进行电流比<Ith³的判断(步骤S409)、变动范围＝Sign×2×基准范围的决定(步骤S410)、电流比<Ith⁴的判断(步骤S411)、变动范围＝Sign×3×基准范围的决定(步骤S412)、电流比<Ith⁵的判断(步骤S413)、变动范围＝Sign×4×基准范围的决定(步骤S414)，在步骤S413的判断结果不是电流比<Ith⁵的情况(否)下前进至步骤S415。

然后，在步骤S415中，判断电流比是否小于阈值Ith的6次幂(Ith⁶)，小于的情况(是)下设变动范围为Sign×5×基准范围(步骤S416)，另一方面，不小于的情况(否)下设变动范围为Sign×6×基准范围(步骤S417)。

如上所述地决定变动范围。之后，如上所述，进行图10和图12所示的MPPT(步骤S104、S303)。然后，执行MPPT后，进行电压设定、响应时间等待、电力测定。

<本实施方式的效果>

用图16、图17说明以上说明的本实施方式的效果。图16、图17是用于说明执行登山法作为MPPT的情况下的效果的时序图，图16表示日射量急剧地减少的情况下的控制结果，图17表示日射量急剧地增加的情况下的控制结果。图16、图17中，上侧是表示电压相对于时间的变化的时序图，下侧是表示电流相对于时间的变化的时序图，实线表示本实施方式，虚线表示现有方式。

图16、图17中，在MPPT开始时，从设定为初始值的电压起以一定的搜索范围进行极值的搜索。在图中的▼标记的时间，极值监视的条件成立，判断为极值。之后，在▽标记的时间，日射量变化(图16为减少，图17为增加)时，本实施方式中通过极值监视检测电流的变化(电流比(I1/Im))，在日射量变化后的下一个搜索周期中设定变动范围。

可知在本实施方式(用实线表示)中，电压急速地向最大电力点移动，在现有方式(用虚线表示)中，比本实施方式延迟5个周期以上地到达日射量变化后的最大电力点。由此，可知通过使用本实施方式，能够提高太阳能发电的发电效率。

如上所述，根据本实施方式，在电力调节器2中，具有电流传感器11、极值监视部(1)6、内置了变动范围决定部17a的最大点追踪部(1)17，从而能够进行进一步减少日射量的变化引起的电力损失的搜索点的设定。进而，能够与日射量的变化同步地决定用于搜索最大电力点的变动范围，因此能够与日射量的变化的大小无关地实现能够正确地追踪最大电力点的MPPT。

更详细而言，能够得到以下的效果。

(1)极值监视部(1)6用从电流传感器11得到的电流值作为输入来判断太阳能电池阵列1的工作电力值是否为极值，根据该判断结果，存储判断为极值的电压值和电流值。然后，变动范围决定部17a根据从电流传感器11得到的电流值与判断为极值时的太阳能电池阵列1的输出电流值的比，设定进行太阳能电池阵列1的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。由此，能够与日射量同步地，在日射量变化的情况和不变的情况下都高效率地实现MPPT。

(2)极值监视部(1)6能够根据从电流传感器11得到的电流值调整极值的判断条件。

(3)极值监视部(1)6能够用从电流传感器11得到的电流值和计测该电流值时的电压指令值，使电流值与电压指令值相乘而计算太阳能电池阵列1的输出电力值，在本次MPPT控制时的输出电力值与上次MPPT控制时的输出电力值的差小于规定值且本次MPPT控制时的电压指令值与上次MPPT控制时的电压指令值的差小于规定值的情况下判断为极值。

(4)变动范围决定部17a能够将与从电流传感器11得到的电流值与判断为极值时的太阳能电池阵列1的输出电流值的比的对数运算结果成比例的值，设定为搜索太阳能电池阵列1的电压-电流特性的极值的电压范围。

(5)变动范围决定部17a能够对从电流传感器11得到的电流值与判断为极值时的太阳能电池阵列1的输出电流值的比，与作为基准的电流比的幂进行比较，根据该比较结果，对作为基准的电压范围乘以整数，设定搜索太阳能电池阵列1的电压-电流特性的极值的电压范围。

[实施方式2]

对于包括实施方式2的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图3、图10～图13、图15～图17说明。

本实施方式中，对于用电流传感器的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/DC转换器和DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

其中，关于与上述实施方式1同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式2中，对进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

在本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图3是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图3所示的电力调节器2中，对太阳能电池阵列1连接DC/DC转换器10，通过控制该DC/DC转换器10的开关元件的导通比，使太阳能电池的输出电力输出。然后，通过DC/DC转换器10得到的直流电力通过DC/AC逆变器5被转换为交流电力，连接到电力系统3。

此外，关于图3所示的各部分的详情，与最大点追踪部(1)17、极值监视部(1)6的动作相关的流程图与图10、图12所示的流程图相同，此外，变动范围决定部17a决定变动范围的方法与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(1)6进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

此外，本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式1同样的效果。进而，与上述实施方式1不同的效果在于，具有DC/DC转换器10，从而能够控制该DC/DC转换器10的开关元件的导通比，所以能够控制太阳能电池阵列1的输出电力并对电力系统3供给。

[实施方式3]

对于包括实施方式3的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图4、图10～图13、图15～图17说明。

在本实施方式中，对于用电流传感器和日射强度计的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

其中，关于与上述实施方式1、2同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式中，对于进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

在本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图4是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图4所示的电力调节器2中，在最大点追踪部(2)18上通过缓存14连接了日射强度计15，通过缓存14对最大点追踪部(2)18输入用该日射强度计15取得的日射量。然后，包含日射量来进行最大点追踪部(2)18的动作。

此外，关于图4所示的各部分的详情，与最大点追踪部(2)18、极值监视部(1)6的动作相关的流程图与图10、图12所示的流程图相同，此外，变动范围决定部18a决定变动范围的方法与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(1)6进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

其中，图11、图13中，用电流比进行变动范围的决定，但日射量从p1变化至p2的情况下，式(12)所示的关系成立，因此也能够将电流比视为日射量比。本实施方式中，将电流比转换为日射量比进行变动量的计算。

[数式8]

ΔVdiff = ΔVinit = Ncell \cdot \frac{nf \cdot k \cdot T}{q} \ln (\frac{p 1}{p 2}) = Ncell \cdot \frac{nf \cdot k \cdot T}{q} \ln (\frac{Im}{I 1}) \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (12)

本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式1同样的效果。进而，与上述实施方式1不同的效果在于，具有日射强度计15，从而能够得到以下效果。

(1)极值监视部(1)6用从电流传感器11得到的电流值作为输入来判断太阳能电池阵列1的工作电力值是否为极值，根据该判断结果，存储判断为极值的电压值和电流值和日射量。变动范围决定部18a根据从日射强度计15得到的日射量与判断为极值时的日射量的比，设定进行太阳能电池阵列1的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。由此，能够与日射量同步地，在日射量变化的情况和不变的情况下都高效率地实现MPPT。

(3)极值监视部(1)6能够用从电流传感器11得到的电流值和计测该电流值时的电压指令值，使电流值与电压指令值相乘而计算太阳能电池阵列1的输出电力值，在本次MPPT控制时的输出电力值与上次MPPT控制时的输出电力值的差小于规定值且本次MPPT控制时的电压指令值与上次MPPT控制时的电压指令值的差小于规定值的情况下，判断为极值。

(4)变动范围决定部18a，能够将与从日射强度计15得到的日射量与判断为极值时的日射强度计15的日射量的比的对数运算结果成比例的值，设定为搜索太阳能电池阵列1的电压-电流特性的极值的电压范围。

(5)变动范围决定部18a，能够对从日射强度计15得到的日射量与判断为极值时的从日射强度计15得到的日射量的比，与作为基准的日射量比的幂进行比较，根据该比较结果，对作为基准的电压范围乘以整数，设定搜索太阳能电池阵列1的电压-电流特性的极值的电压范围。

[实施方式4]

对于包括实施方式4的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图5、图10～图13、图15～图17说明。

在本实施方式中，对于用电流传感器和日射强度计的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/DC转换器和DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

其中，关于与上述实施方式1～3同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式4中，对进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

在本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图5是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图5所示的电力调节器2中，对太阳能电池阵列1连接DC/DC转换器10，通过控制该DC/DC转换器10的开关元件的导通比，使太阳能电池的输出电力输出。然后，通过DC/DC转换器10得到的直流电力通过DC/AC逆变器5被转换为交流电力，连接到电力系统3。

此外，关于图5所示的各部分的详情，与最大点追踪部(2)18相关的流程图与图10、图12所示的流程图相同，此外，与变动范围决定部18a相关的流程图与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(1)6进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

其中，图11、图13中，用电流比进行变动的决定，但日射量从p1变化至p2的情况下，式(12)所示的关系成立，因此也能够将电流比视为日射量比。本实施方式中，将电流比转换为日射量比进行变动量的计算。

本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式1同样的效果。进而，与上述实施方式1不同的效果在于，具有DC/DC转换器10，从而能够得到与上述实施方式2同样的效果。此外，因为具有日射强度计15，所以能够得到与上述实施方式3同样的效果。

[实施方式5]

对于包括实施方式5的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图6、图11、图13～图17说明。

在本实施方式中，对于用电流传感器的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

其中，关于与上述实施方式1～4同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式1中，对进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

<电力调节器的结构和动作概要>

本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图6是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

图6所示的电力调节器2由电压传感器4、DC/AC逆变器5、极值监视部(2)12、电流平均化部7、3点数据存储部16、AVR控制部9、电流传感器11、最大点追踪部(3)19、初始化部13构成。

在该电力调节器2的结构中，电压传感器4、DC/AC逆变器5、AVR控制部9、电流传感器11由硬件构成。此外的极值监视部(2)12、电流平均化部7、最大点追踪部(3)19、初始化部13由电力调节器2内的微机内存储的软件构成，3点数据存储部16是在微机内的存储区域中分配构成的。

该电力调节器2的动作概要如下所述。从电流传感器11输出的数据被输入电流平均化部7。从电流平均化部7输出的数据对3点数据存储部16、初始化部13和最大点追踪部(3)19输入。在最大点追踪部(3)19中，设定用于进行最大电力点的搜索的变动范围，对AVR控制部9和3点数据存储部16输出电压指令值。此外，在最大点追踪部(3)19中，对3点数据存储部16输出TYP(表示3点的电力的变化模式的类型)。电压传感器4的输出对AVR控制部9输入。

对极值监视部(2)12输出3点数据存储部16中存储的本次、上次和上上次MPPT控制时的电压指令值和电力值，对最大点追踪部(3)19和初始化部13输入极值监视部(2)12的判断结果。在初始化部13中，基于预先设定的初始值进行初始化，对最大点追踪部(3)19输出。在AVR控制部9中，基于电压传感器4的数据和从最大点追踪部(3)19输出的电压指令值生成PWM指令，对DC/AC逆变器5输出该生成的PWM指令。

<电力调节器的详细动作>

对图6所示的电力调节器2的各部分的详细动作进行说明。

首先，在图6所示的电流平均化部7中，将用电流传感器11计测的多个数据转换为平均值输出，从而能够减少测定误差，提高控制的精度。在3点数据存储部16中，存储实施本次、上次、上上次的MPPT控制时的电压指令值、电力值。关于电力值，通过对来自电流平均化部7的数据乘以对应的电压指令值而存储为电力值。此外，在电力值的计算中，也能够使用电压传感器4的数据代替电压指令值。

接着，对于图6所示的最大点追踪部(3)19、极值监视部(2)12的动作，用图14详细说明。图14是表示该最大点追踪部(3)19、极值监视部(2)12的动作的一例的流程图。

在最大点追踪部(3)19中开始MPPT时(步骤S501)，在最大点追踪部(3)19中，进行为了使电力调节器2在太阳能电池阵列1的最大电力点工作的控制。

首先，电力调节器2起动时，标志Flag成为0(步骤S502)。该标志Flag是用于判断初始化或极值监视的标志。接着，进行Flag是0还是1的判断(步骤S503)，该判断的结果是Flag为0，因此基于预先设定的初始值进行初始化(步骤S504)。然后，使Flag＝1后(步骤S505)，设定(指示)电压(步骤S511)，等待了响应时间后(步骤S512)，测定3点的电流。之后，通过对电压指令值乘以测定的电流计算电力值(步骤S513)。

测定电流后，极值监视部(2)12按照图15所示的流程图判断极值。此外，3点的电力值中，中间电压的电力值大于最小电压(最低电压)、最大电压(最高电压)的电力值的情况下也能够判断为极值。

步骤S503的判断结果是Flag为1的情况下，用极值监视部(2)12进行极值监视(步骤S506)。该监视结果是极值监视部(2)12判断为极值的情况下，将3点数据存储部16中存储的某一个电压、和与该电压对应的电流值保存为最大电力点电流(极值电流)Im、最大电力点电压(极值电压)Vm。

在极值监视后，同时进行MPPT(3点比较MPPT)和变动范围的决定(步骤S507、S509)，决定电压指令值。关于MPPT，例如使用3点登山法等单变量搜索方法，但也可以使用其他方法。

执行步骤S507的MPPT(3点比较MPPT)后，使Flag＝1后(步骤S508)，进行电压设定(步骤S511)、响应时间等待(步骤S512)、电力测定(步骤S513)。

在步骤S509的变动范围决定中，有变动的情况下，使Flag＝0后(步骤S510)，进行电压设定(步骤S511)、响应时间等待(步骤S512)、电力测定(步骤S513)。另一方面，在步骤S509的变动范围决定中，无变动的情况下，进行电压设定(步骤S511)、响应时间等待(步骤S512)、电力测定(步骤S513)。

反复以上的步骤S503～S513的流程，执行最大电力点追踪。

此外，在极值监视部(2)12中，通过监视电流检测到日射量的变动的情况下，例如，电流的变动在阈值1以上(例如±30％)的情况下，转移至初始化的流程。对于初始化时的3点电压，将从存储为极值的电压加上变动范围后的电压设为最低电压，对于剩余的2点加上搜索范围(例如5.0V)，这样设定3点电压。

接着，变动范围决定部19a决定变动范围的方法与图11、图13所示的流程图相同。

<本实施方式的效果>

以上说明的本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图。因此，根据本实施方式，在电力调节器2中，具有电流传感器11、极值监视部(1)6、内置了变动范围决定部17a的最大点追踪部(1)17等，从而与上述实施方式1同样能够进行进一步减少日射量的变化引起的电力损失的搜索点的设定。进而，因为能够与日射量的变化同步地决定用于搜索最大电力点的变动范围，所以能够与日射量的变化的大小无关地实现能够正确地追踪最大电力点的最大电力点追踪方式。

进而，与上述实施方式1不同的效果在于，因为具有3点数据存储部16，所以极值监视部(2)12能够用从电流传感器11得到的电流值、和计测该电流值时的电压指令值，使电流值与电压指令值相乘而计算太阳能电池阵列1的输出电力值，在本次MPPT控制时和上次MPPT控制时和上上次MPPT控制时这3点的输出电力值中，这3点的输出电力值中的中间电压的输出电力值大于最低电压的输出电力值和最高电压的输出电力值的情况下判断为极值。

[实施方式6]

对于包括实施方式6的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图7、图11、图13～图17说明。

在本实施方式中，对于用电流传感器的计测数据实施最大电力点追踪控制(MPPT)，通过DC/DC转换器和DC/AC逆变器使输出电力从太阳能电池阵列输出的系统进行说明。

其中，关于与上述实施方式1～5同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式6中，对于进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

在本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图7是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图7所示的电力调节器2中，对太阳能电池阵列1连接DC/DC转换器10，通过控制该DC/DC转换器10的开关元件的导通比，使太阳能电池的输出电力输出。然后，通过DC/DC转换器10得到的直流电力通过DC/AC逆变器5被转换为交流电力，连接到电力系统3。

此外，关于图7所示的各部分的详情，与最大点追踪部(3)19相关的流程图与图14所示的流程图相同，此外，与变动范围决定部19a相关的流程图与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(2)12进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式5同样的效果。进而，与上述实施方式5不同的效果在于，具有DC/DC转换器10，从而能够得到与上述实施方式2同样的效果。

[实施方式7]

对于包括实施方式7的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图8、图11、图13～图17说明。

其中，关于与上述实施方式1～6同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式7中，对进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图8是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图8所示的电力调节器2中，通过缓存14对最大点追踪部(4)20输入用日射强度计15取得的日射量。然后，包括日射量地进行最大点追踪部(4)20的动作。

此外，关于图8所示的各部分的详情，与最大点追踪部(4)20相关的流程图与图14所示的流程图相同，此外，与变动范围决定部20a相关的流程图与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(2)12进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

其中，图11、图13中用电流比进行变动的决定，但日射量从p1变化至p2的情况下，上述式(12)所示的关系成立，因此也能够将电流比视为日射量比。本实施方式中，将电流比转换为日射量比进行变动量的计算。

本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式5同样的效果。进而，与上述实施方式5不同的效果在于，具有日射强度计15，从而能够得到与上述实施方式3同样的效果。

[实施方式8]

对于包括实施方式8的太阳能电池的控制装置的太阳能发电系统，用图1、图9、图11、图13～图17说明。

其中，关于与上述实施方式1～7同样的图、符号、模块和连接，因为进行相同的动作，所以省略说明，在本实施方式8中，对进行了追加、变更的部分详细地进行说明。

在本实施方式中，太阳能发电系统的模块图与上述实施方式1的图1相同。图9是在本实施方式中，表示图1所示的电力调节器2的结构的一例的模块结构图。

在图9所示的电力调节器2中，对太阳能电池阵列1连接DC/DC转换器10，通过控制该DC/DC转换器10的开关元件的导通比，使太阳能电池的输出电力输出。然后，通过DC/DC转换器10得到的直流电力通过DC/AC逆变器5被转换为交流电力，连接到电力系统3。

此外，关于图9所示的各部分的详情，与最大点追踪部(4)20相关的流程图与图14所示的流程图相同，此外，与变动范围决定部20a相关的流程图与图11、图13所示的流程图相同，此外，极值监视部(2)12进行的极值监视的方法与图15所示的流程图相同。

本实施方式的效果是与上述图16、图17同样的时序图，因此，能够得到与上述实施方式5同样的效果。进而，与上述实施方式5不同的效果在于，因为具有DC/DC转换器10，所以能够得到与上述实施方式2同样的效果。此外，具有日射强度计15，从而能够得到与上述实施方式3同样的效果。

以上，基于实施方式具体地说明了本发明人得出的发明，但本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

符号说明

1……太阳能电池阵列

2……电力调节器

3……电力系统

4……电压传感器

5……DC/AC逆变器

6……极值监视部(1)

7……电流平均化部

8……2点数据存储部

8a……2点数据

9……AVR控制部

10……DC/DC转换器

11……电流传感器

12……极值监视部(2)

13……初始化部

14……缓存

15……日射强度计

16……3点数据存储部

16a……3点数据

17……最大点追踪部(1)

17a……变动范围决定部

18……最大点追踪部(2)

18a……变动范围决定部

19……最大点追踪部(3)

19a……变动范围决定部

20……最大点追踪部(4)

20a……变动范围决定部。

Claims

1.一种太阳能电池的控制装置，其特征在于，包括：

电流检测部，其检测太阳能电池的输出电流；

极值监视部，其将从所述电流检测部得到的电流值作为输入来判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值；和

变动范围决定部，其根据从所述电流检测部得到的电流值与判断为所述极值时的所述太阳能电池的输出电流值的比，设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

2.如权利要求1所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述极值监视部具有根据从所述电流检测部得到的电流值改变极值的判断条件的功能。

3.如权利要求1所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述极值监视部，在判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值时，使用从所述电流检测部得到的电流值和计测所述电流值时的电压指令值，使所述电流值与所述电压指令值相乘来计算所述太阳能电池的输出电力值，在本次最大电力点控制时的输出电力值与上次最大电力点控制时的输出电力值的差小于规定值且本次最大电力点控制时的电压指令值与上次最大电力点控制时的电压指令值的差小于规定值的情况下判断为极值。

4.如权利要求1所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述极值监视部，在判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值时，使用从所述电流检测部得到的电流值和计测所述电流值时的电压指令值，使所述电流值与所述电压指令值相乘来计算所述太阳能电池的输出电力值，在本次最大电力点控制时、上次最大电力点控制时和上上次最大电力点控制时这3点的输出电力值中，这3点的输出电力值中的中间电压的输出电力值大于最低电压的输出电力值和最高电压的输出电力值的情况下判断为极值。

5.如权利要求1所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述变动范围决定部，在设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围时，将与从所述电流检测部得到的电流值与判断为所述极值时的所述太阳能电池的输出电流值的比的对数运算结果成比例的值，设定为搜索所述太阳能电池的电压-电流特性的极值的电压范围。

6.如权利要求1所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述变动范围决定部，在设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围时，对从所述电流检测部得到的电流值与判断为所述极值时的所述太阳能电池的输出电流值的比与作为基准的电流比的幂进行比较，根据该比较结果，对作为基准的电压范围乘以整数，设定搜索所述太阳能电池的电压-电流特性的极值的电压范围。

7.一种太阳能电池的控制装置，其特征在于，包括：

电流检测部，其检测太阳能电池的输出电流；

日射强度计，其检测日射量；

极值监视部，其将从所述电流检测部得到的电流值作为输入来判断所述太阳能电池的工作电力值是否为极值，并根据该判断结果存储判断为极值的电压值和电流值和日射量；和

变动范围决定部，其根据从所述日射强度计得到的日射量与判断为所述极值时的日射量的比，设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围。

8.如权利要求7所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

9.如权利要求7所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

10.如权利要求7所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

11.如权利要求7所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述变动范围决定部，在设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围时，将与从所述日射强度计得到的日射量与判断为所述极值时的所述日射强度计的日射量的比的对数运算结果成比例的值，设定为搜索所述太阳能电池的电压-电流特性的极值的电压范围。

12.如权利要求7所述的太阳能电池的控制装置，其特征在于：

所述变动范围决定部，在设定进行所述太阳能电池的电压-电力特性的极值搜索时的电压范围时，对从所述日射强度计得到的日射量与判断为所述极值时的从所述日射强度计得到的日射量的比，与作为基准的日射量比的幂进行比较，根据该比较结果，对作为基准的电压范围乘以整数，设定搜索所述太阳能电池的电压-电流特性的极值的电压范围。