JP2000023373A - 太陽光発電インバータ装置 - Google Patents
太陽光発電インバータ装置Info
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低日射量時に、第1の開閉器の接点の開閉を
繰り返さずにすみ、太陽電池の発電電力をより有効に活
用できるようにする。 【解決手段】 インバータ回路部20の起動から停止ま
での継続時間である運転継続時間TW を計測する運転継
続時間計測回路部90を設け、制御回路部70は、イン
バータ回路部を停止する場合に、運転継続時間が所定時
間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 よりも大きく所定の第1の電圧値
V1 よりも小さいならば、第1の開閉器50を閉制御し
たままにしておくようにした。
繰り返さずにすみ、太陽電池の発電電力をより有効に活
用できるようにする。 【解決手段】 インバータ回路部20の起動から停止ま
での継続時間である運転継続時間TW を計測する運転継
続時間計測回路部90を設け、制御回路部70は、イン
バータ回路部を停止する場合に、運転継続時間が所定時
間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 よりも大きく所定の第1の電圧値
V1 よりも小さいならば、第1の開閉器50を閉制御し
たままにしておくようにした。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、商用系統連系電源
と連係して負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ
装置に関し、詳しくは、太陽電池の出力電圧値に因って
負荷との接続点を開閉することにより負荷の保護を行う
太陽光発電インバータ装置に関する。
と連係して負荷に電力供給を行う太陽光発電インバータ
装置に関し、詳しくは、太陽電池の出力電圧値に因って
負荷との接続点を開閉することにより負荷の保護を行う
太陽光発電インバータ装置に関する。
【従来の技術】図7と図8を用いて従来の太陽光発電イ
ンバータ装置を説明する。図7は従来の太陽光発電イン
バータ装置を示す説明図である。図8は太陽光発電イン
バータ装置における起動に関する説明図で、(a) は太陽
電池の出力電圧値を横軸にとり出力電流値を縦軸にとっ
た出力電流値と出力電圧値の特性図、(b) は太陽電池の
出力電圧値に因り第1の開閉器でインバータ回路部と商
用系統連系電源との接続を切り離す指針の説明図であ
る。図7に示す太陽光発電インバータ装置は、太陽電池
PVから得られる直流電力を、インバータ回路部20で
交流電力に変換し、商用電源eと連系して負荷Sに電力
を供給する商用系統連系型のものである。太陽光発電イ
ンバータ装置は、インバータ回路部20と、電流検出回
路部30と、電圧検出回路部40と、第1の開閉器50
と、第2の開閉器60と、制御回路部70とを備えて構
成される。インバータ回路部20で直交変換して得る交
流電力の電流波形は、例えば直交変換のタイミングの早
遅に因って、正確な正弦波にならない場合がある。多く
の場合、インバータ回路部20で直交変換して得る交流
電力の電流波形は、太陽電池PVから得られる直流電流
値および直流電圧値を基にして、或る程度予測すること
ができる。そこで、太陽光発電インバータ装置は、太陽
電池PVの出力電流値IPVを検出する電流検出回路部3
0と、太陽電池PVの出力電圧値VPVを検出する電圧検
出回路部40とを備えている。電流検出回路部30は、
出力電流値IPVを検出して制御回路部70へ送る。電圧
検出回路部40は、出力電圧値VPVを検出して制御回路
部70へ送る。インバータ回路部20は、商用電源e
(商用系統連系電源)と連系して、負荷Sに電力を供給
する。インバータ回路部20の出力側は、第1の開閉器
50と、第2の開閉器60とを介して、商用電源eに接
続している。第1の開閉器50は、インバータ回路部2
0と商用電源eとの接続を開閉するためのリレー接点を
有する。第2の開閉器60は、インバータ回路部20と
商用電源eとの接続を開閉するためのリレー接点を有す
る。制御回路部70は、出力電流値IPVと出力電圧値V
PVとを基にして、所望の電流波形が負荷Sへ送出される
ように、インバータ回路部20の波形生成動作を制御す
る。また、制御回路部70は、インバータ回路部20の
出力を停止する場合に、第1の開閉器50の接点を開制
御してインバータ回路部20を商用電源eから切り離
す。制御回路部70は、商用電源eが停電する場合に、
第2の開閉器60の接点を開制御してインバータ回路部
20を商用電源eから切り離す。図8に、太陽光発電イ
ンバータ装置における起動を説明する。図8(a) に示す
ように、太陽電池PVは、薄曇りの日の出または日の入
り時など、入射光量が少ない場合には、出力電流値IPV
と出力電圧値VPVとの関係は(1)のカーブを有する特
性曲線に従う。太陽電池PVは、直流電力をインバータ
回路部20へ出力するにつれて、出力電流値IPVを増加
し、経路(A)に従って出力電圧値VPVが下がり、イン
バータ回路部20へ充分な出力電流値IPVと出力電圧値
VPVとを提供できなくなる。つまり、インバータ回路部
20が波形生成動作を行わなくなり、太陽光発電インバ
ータ装置は、動作が停止した状態になる。太陽電池PV
は、経路(B)にあらわすように、インバータ回路部2
0が波形生成動作を行えるまで、出力電流値IPVを減少
する。図8(a) の経路(A)では、出力電圧値VPVが、
(1)のカーブにおける出力電流値IPV=0の点である
起動開始電圧VStart 以上であると、インバータ回路部
20が起動し、出力電圧値VPVが停止電圧Vstopのレベ
ルにまで減少したときに、インバータ回路部20が動作
を停止することをあらわしている。また、太陽電池PV
は、充分日差しの強い日の出または日の入り時など、入
射光量が多い場合には、出力電流値IPVと出力電圧値V
PVとの関係は(2)のカーブを有する特性曲線に従う。
図8(a) の経路(C)では、充分日差しの強い場合であ
るためインバータ回路部20の運転が継続することをあ
らわす。制御回路部70は、インバータ回路部20を起
動しようとする際には、出力電圧値VPVを以って、太陽
電池PVの出力が充分であるか否かを知り、インバータ
回路部20を起動させてもよいか否かを判断する。制御
回路部70は、所定の第1の電圧値と、所定の第1の電
圧値よりも低い所定の第2の電圧値とを記憶している。
ここで、所定の第1の電圧値は230(V)と決められ
ているものとし、所定の第2の電圧値は190(V)と
決められているものとする。図8(b) に示すように、制
御回路部70は、出力電圧値VPVが所定の第1の電圧値
230(V)以上である場合には、太陽電池PVの出力
が十分であると判断し、第1の開閉器50の接点を閉制
御し、インバータ回路部20を起動する。制御回路部7
0は、出力電圧値VPVが所定の第2の電圧値190
(V)以下である場合には、太陽電池PVの出力が不十
分であると判断し、第1の開閉器50の接点を開制御
し、インバータ回路部20を停止する。制御回路部70
は、出力電圧値VPVが所定の第2の電圧値を超え所定の
第1の電圧値に満たない場合には、太陽電池PVの出力
が不十分であるものの少々待てば入射光量が増量して太
陽電池PVの出力が十分なレベルに到達するはずである
と判断し、10分待ってから、第1の開閉器50の接点
を閉制御し、インバータ回路部20を起動する。
ンバータ装置を説明する。図7は従来の太陽光発電イン
バータ装置を示す説明図である。図8は太陽光発電イン
バータ装置における起動に関する説明図で、(a) は太陽
電池の出力電圧値を横軸にとり出力電流値を縦軸にとっ
た出力電流値と出力電圧値の特性図、(b) は太陽電池の
出力電圧値に因り第1の開閉器でインバータ回路部と商
用系統連系電源との接続を切り離す指針の説明図であ
る。図7に示す太陽光発電インバータ装置は、太陽電池
PVから得られる直流電力を、インバータ回路部20で
交流電力に変換し、商用電源eと連系して負荷Sに電力
を供給する商用系統連系型のものである。太陽光発電イ
ンバータ装置は、インバータ回路部20と、電流検出回
路部30と、電圧検出回路部40と、第1の開閉器50
と、第2の開閉器60と、制御回路部70とを備えて構
成される。インバータ回路部20で直交変換して得る交
流電力の電流波形は、例えば直交変換のタイミングの早
遅に因って、正確な正弦波にならない場合がある。多く
の場合、インバータ回路部20で直交変換して得る交流
電力の電流波形は、太陽電池PVから得られる直流電流
値および直流電圧値を基にして、或る程度予測すること
ができる。そこで、太陽光発電インバータ装置は、太陽
電池PVの出力電流値IPVを検出する電流検出回路部3
0と、太陽電池PVの出力電圧値VPVを検出する電圧検
出回路部40とを備えている。電流検出回路部30は、
出力電流値IPVを検出して制御回路部70へ送る。電圧
検出回路部40は、出力電圧値VPVを検出して制御回路
部70へ送る。インバータ回路部20は、商用電源e
(商用系統連系電源)と連系して、負荷Sに電力を供給
する。インバータ回路部20の出力側は、第1の開閉器
50と、第2の開閉器60とを介して、商用電源eに接
続している。第1の開閉器50は、インバータ回路部2
0と商用電源eとの接続を開閉するためのリレー接点を
有する。第2の開閉器60は、インバータ回路部20と
商用電源eとの接続を開閉するためのリレー接点を有す
る。制御回路部70は、出力電流値IPVと出力電圧値V
PVとを基にして、所望の電流波形が負荷Sへ送出される
ように、インバータ回路部20の波形生成動作を制御す
る。また、制御回路部70は、インバータ回路部20の
出力を停止する場合に、第1の開閉器50の接点を開制
御してインバータ回路部20を商用電源eから切り離
す。制御回路部70は、商用電源eが停電する場合に、
第2の開閉器60の接点を開制御してインバータ回路部
20を商用電源eから切り離す。図8に、太陽光発電イ
ンバータ装置における起動を説明する。図8(a) に示す
ように、太陽電池PVは、薄曇りの日の出または日の入
り時など、入射光量が少ない場合には、出力電流値IPV
と出力電圧値VPVとの関係は(1)のカーブを有する特
性曲線に従う。太陽電池PVは、直流電力をインバータ
回路部20へ出力するにつれて、出力電流値IPVを増加
し、経路(A)に従って出力電圧値VPVが下がり、イン
バータ回路部20へ充分な出力電流値IPVと出力電圧値
VPVとを提供できなくなる。つまり、インバータ回路部
20が波形生成動作を行わなくなり、太陽光発電インバ
ータ装置は、動作が停止した状態になる。太陽電池PV
は、経路(B)にあらわすように、インバータ回路部2
0が波形生成動作を行えるまで、出力電流値IPVを減少
する。図8(a) の経路(A)では、出力電圧値VPVが、
(1)のカーブにおける出力電流値IPV=0の点である
起動開始電圧VStart 以上であると、インバータ回路部
20が起動し、出力電圧値VPVが停止電圧Vstopのレベ
ルにまで減少したときに、インバータ回路部20が動作
を停止することをあらわしている。また、太陽電池PV
は、充分日差しの強い日の出または日の入り時など、入
射光量が多い場合には、出力電流値IPVと出力電圧値V
PVとの関係は(2)のカーブを有する特性曲線に従う。
図8(a) の経路(C)では、充分日差しの強い場合であ
るためインバータ回路部20の運転が継続することをあ
らわす。制御回路部70は、インバータ回路部20を起
動しようとする際には、出力電圧値VPVを以って、太陽
電池PVの出力が充分であるか否かを知り、インバータ
回路部20を起動させてもよいか否かを判断する。制御
回路部70は、所定の第1の電圧値と、所定の第1の電
圧値よりも低い所定の第2の電圧値とを記憶している。
ここで、所定の第1の電圧値は230(V)と決められ
ているものとし、所定の第2の電圧値は190(V)と
決められているものとする。図8(b) に示すように、制
御回路部70は、出力電圧値VPVが所定の第1の電圧値
230(V)以上である場合には、太陽電池PVの出力
が十分であると判断し、第1の開閉器50の接点を閉制
御し、インバータ回路部20を起動する。制御回路部7
0は、出力電圧値VPVが所定の第2の電圧値190
(V)以下である場合には、太陽電池PVの出力が不十
分であると判断し、第1の開閉器50の接点を開制御
し、インバータ回路部20を停止する。制御回路部70
は、出力電圧値VPVが所定の第2の電圧値を超え所定の
第1の電圧値に満たない場合には、太陽電池PVの出力
が不十分であるものの少々待てば入射光量が増量して太
陽電池PVの出力が十分なレベルに到達するはずである
と判断し、10分待ってから、第1の開閉器50の接点
を閉制御し、インバータ回路部20を起動する。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の太陽光発電インバータ装置においては、制
御回路部70は、インバータ回路部20を起動しようと
する際には、出力電圧値VPVを以って、太陽電池PVの
出力が充分であるか否かを知るようにしていたため、余
裕をみて10分間のタイムラグを設けていても、実際に
は曇りの天気などで10分経過後にも入射光量が上がっ
ていない場合もしばしばあり、図8(a) の(1)の経路
(A)と経路(C)とを繰り返して、起動と停止とを繰
り返し、第1の開閉器50の接点が、低日射量時に開閉
を繰り返して、余計な劣化をまねくおそれがあった。ま
たさらに、待機時間は10分間の固定値にのみ設定され
ていたため、入射光量が急激に上がり10分間かからず
ともインバータ回路部20を起動できる場合でも、10
分間待たなければインバータ回路部20の次回の起動が
行われず、太陽電池PVの出力を有効に活用できている
とは必ずしも言い難かった。本発明は、上述のような問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、低日射量時に、第1の開閉器の接点の開閉を
繰り返さずにすみ、太陽電池の発電電力をより有効に活
用できる太陽光発電インバータ装置を提供することにあ
る。
ような従来の太陽光発電インバータ装置においては、制
御回路部70は、インバータ回路部20を起動しようと
する際には、出力電圧値VPVを以って、太陽電池PVの
出力が充分であるか否かを知るようにしていたため、余
裕をみて10分間のタイムラグを設けていても、実際に
は曇りの天気などで10分経過後にも入射光量が上がっ
ていない場合もしばしばあり、図8(a) の(1)の経路
(A)と経路(C)とを繰り返して、起動と停止とを繰
り返し、第1の開閉器50の接点が、低日射量時に開閉
を繰り返して、余計な劣化をまねくおそれがあった。ま
たさらに、待機時間は10分間の固定値にのみ設定され
ていたため、入射光量が急激に上がり10分間かからず
ともインバータ回路部20を起動できる場合でも、10
分間待たなければインバータ回路部20の次回の起動が
行われず、太陽電池PVの出力を有効に活用できている
とは必ずしも言い難かった。本発明は、上述のような問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、低日射量時に、第1の開閉器の接点の開閉を
繰り返さずにすみ、太陽電池の発電電力をより有効に活
用できる太陽光発電インバータ装置を提供することにあ
る。
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明にあ
っては、太陽電池と、この太陽電池から発生する直流電
流を交流電流に変換して商用系統連系電源と連係して負
荷に電力供給を行うインバータ回路部と、前記太陽電池
の出力電圧値を検出する電圧検出回路部と、前記インバ
ータ回路部の出力が停止する場合に前記インバータ回路
部と前記商用系統連系電源との接続を切り離す第1の開
閉器と、前記商用系統連系電源が停電する場合に前記イ
ンバータ回路部と前記商用系統連系電源との接続を切り
離す第2の開閉器と、前記出力電圧値が所定の第1の電
圧値以上である場合には、前記インバータ回路部を起動
し、前記出力電圧値が所定の第1の電圧値よりも低い所
定の第2の電圧値以下である場合には、前記インバータ
回路部を停止する制御回路部とを備える太陽光発電イン
バータ装置において、前記インバータ回路部の起動から
停止までの継続時間である運転継続時間を計測する運転
継続時間計測回路部を設け、前記制御回路部は、前記イ
ンバータ回路部を停止する場合に、運転継続時間が所定
時間以内であって前記太陽電池の出力電圧値が前記所定
の第2の電圧値よりも大きく前記所定の第1の電圧値よ
りも小さいならば、前記第1の開閉器を閉制御したまま
にしておくことを特徴とする。
っては、太陽電池と、この太陽電池から発生する直流電
流を交流電流に変換して商用系統連系電源と連係して負
荷に電力供給を行うインバータ回路部と、前記太陽電池
の出力電圧値を検出する電圧検出回路部と、前記インバ
ータ回路部の出力が停止する場合に前記インバータ回路
部と前記商用系統連系電源との接続を切り離す第1の開
閉器と、前記商用系統連系電源が停電する場合に前記イ
ンバータ回路部と前記商用系統連系電源との接続を切り
離す第2の開閉器と、前記出力電圧値が所定の第1の電
圧値以上である場合には、前記インバータ回路部を起動
し、前記出力電圧値が所定の第1の電圧値よりも低い所
定の第2の電圧値以下である場合には、前記インバータ
回路部を停止する制御回路部とを備える太陽光発電イン
バータ装置において、前記インバータ回路部の起動から
停止までの継続時間である運転継続時間を計測する運転
継続時間計測回路部を設け、前記制御回路部は、前記イ
ンバータ回路部を停止する場合に、運転継続時間が所定
時間以内であって前記太陽電池の出力電圧値が前記所定
の第2の電圧値よりも大きく前記所定の第1の電圧値よ
りも小さいならば、前記第1の開閉器を閉制御したまま
にしておくことを特徴とする。
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽光発電イ
ンバータ装置の一実施の形態を図1乃至図6に基づいて
説明する。図1は太陽光発電インバータ装置を示す説明
図である。図2は制御回路部の制御を示すフローチャー
トである。図3は第1の開閉器の開閉制御状態の説明図
で、領域(A)は運転継続時間が所定時間以内であって
太陽電池の出力電圧値が所定の第1の電圧値以上である
場合をあらわし、領域(B)は運転継続時間が所定時間
以内であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2の電圧
値よりも大きく所定の第1の電圧値よりも小さい場合を
あらわし、領域(C)は太陽電池の出力電圧値が所定の
第2の電圧値以下である場合をあらわし、領域(D)は
運転継続時間が所定時間を超過し、かつ太陽電池の出力
電圧値が所定の第2の電圧値よりも大きい場合をあらわ
す。図4は図3の領域(A)を説明するタイミングチャ
ートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運転継続
時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部の制
御、(d) は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞれあ
らわす。図5は図3の領域(B)を説明するタイミング
チャートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運転
継続時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部の
制御、(d) は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞれ
あらわす。図6は図3の領域(C)を説明するタイミン
グチャートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運
転継続時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部
の制御、(d)は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞ
れあらわす。図1に示す太陽光発電インバータ装置は、
太陽電池PVと、インバータ回路部20と、電流検出回
路部30と、電圧検出回路部40と、第1の開閉器50
と、第2の開閉器60と、制御回路部70と、電力算出
部80と、タイマ90とを備えて構成されている。太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池PVから得られる直
流電力を、図示しない昇圧チョッパ回路で昇圧した後、
インバータ回路部20で交流電力に変換し、商用電源e
と連系して負荷Sに電力を供給する商用系統連系型のも
のである。インバータ回路部20は、複数のスイッチン
グ素子で組んだブリッジを有して電力直交変換を行う。
インバータ回路部20は、商用電源e(商用系統連系電
源)と連系して、負荷Sに電力を供給する。インバータ
回路部20の出力側は、第1の開閉器50と、第2の開
閉器60とを介して、商用電源eと接続している。第1
の開閉器50は、インバータ回路部20と商用電源eと
の接続を開閉するためのリレー接点を有する。第2の開
閉器60は、インバータ回路部20と商用電源eとの接
続を開閉するためのリレー接点を有する。インバータ回
路部20で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例
えば直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦
波にならない場合がある。多くの場合、インバータ回路
部20で直交変換して得る交流電力の電流波形は、太陽
電池PVから得られる直流電流値および直流電圧値を基
にして、或る程度予測することができる。そこで、太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池PVの出力電流値I
PVを検出する電流検出回路部30と、太陽電池PVの出
力電圧値VPVを検出する電圧検出回路部40とを備えて
いる。電流検出回路部30は、出力電流値IPVを検出し
て制御回路部70へ送る。電圧検出回路部40は、出力
電圧値VPVを検出して制御回路部70へ送る。電力算出
部80は、演算器であって、電流検出回路部30から出
力電流値IPVを送られ、電圧検出回路部40から出力電
圧値VPVを送られる。電力算出部80は、出力電流値I
PVと出力電圧値VPVとの積を、出力電力値PPVとして算
出し、制御回路部70へ送る。制御回路部70は、出力
電流値IPV、出力電圧値VPV、出力電力値PPVを基にし
て、所望の電流波形が負荷Sへ送出されるように、イン
バータ回路部20の波形生成動作を制御する。また、制
御回路部70は、インバータ回路部20の出力を停止す
る場合に、インバータ回路部20の出力を停止する旨の
ゲートブロック信号を、インバータ回路部20へ送出す
る。制御回路部70は、第1の開閉器50の接点を開制
御してインバータ回路部20を商用電源eから切り離
す。制御回路部70は、商用電源eが停電する場合に、
第2の開閉器60の接点を開制御してインバータ回路部
20を商用電源eから切り離す。このような制御回路部
70の基本的な制御フローを、図2を用いて簡単に説明
する。制御回路部70は、インバータ回路部20にPW
M制御信号を送出して直交変換を行わせる(ステップ1
00)。制御回路部70は、直交変換を継続し(ステッ
プ110)、出力電流値IPV、出力電圧値VPV、もしく
は出力電力値PPVなどに異常がみられるまで運転を継続
する(ステップ120)。このステップ120にて直交
変換を中止せざるをえない状況が発生すると、制御回路
部70は、ゲートブロック信号を、インバータ回路部2
0へ送出し(ステップ130)、第1の開閉器50のリ
レー接点を開制御する(ステップ140)。このように
して、制御回路部70は、インバータ回路部20と商用
電源eとの接続を断つ(ステップ150)。また、制御
回路部70は、タイマ90に接続する。タイマ90は、
インバータ回路部20の起動から停止までの継続時間で
ある運転継続時間TW を計測する運転継続時間計測回路
部である。制御回路部70は、運転継続時間TW に関す
る閾値である、所定時間T1 なる値を有している。所定
時間T1 は、太陽光発電インバータ装置の発電動作の継
続時間の長短をあらわす指標であり、運転継続時間T W
が所定時間T1 を超えると、太陽電池PVの動作状態が
良好で、太陽光発電インバータ装置の動作を継続しても
支障がないと判断してよい。したがって、太陽光発電イ
ンバータ装置の動作上、第1の開閉器50を閉制御した
ままにしておいても差し支えない。図3乃至図6を用い
て、第1の開閉器50の開閉制御状態を説明する。図3
にて、領域(A)は、運転継続時間TW が所定時間T1
以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第
1の電圧値V1 (例えば230(V))以上である場合
をあらわす。領域(B)は、運転継続時間TW が所定時
間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 (例えば190(V))よりも大
きく所定の第1の電圧値V1 よりも小さい場合をあらわ
す。領域(C)は、太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 以下である場合をあらわす。領域
(D)は、図3にて領域(A)、(B)、(C)以外の
領域であって、運転継続時間TW が所定時間T1 を超過
する場合であって、かつ太陽電池PVの出力電圧値VPV
が所定の第2の電圧値V2 よりも大きい場合をあらわ
す。制御回路部70は、上述した図2のステップ110
にて、インバータ回路部20を停止する場合に、第1
に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第2の電圧
値V2 以下であれば(領域(C))、第1の開閉器50
を開制御し、第2に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが
所定の第2の電圧値V2 よりも大きくかつ所定の第1の
電圧値V1 よりも小さくしかも運転継続時間TW が所定
時間T1 以内であるならば(領域(B))、第1の開閉
器50を閉制御したままにしておき、第3に、太陽電池
PVの出力電圧値VPVが所定の第1の電圧値V1 以上で
あって運転継続時間TW が所定時間T1 以内であるなら
ば(領域(A))、第1の開閉器50を閉制御したまま
にしておき、第4に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが
所定の第2の電圧値V2 よりも大きく運転継続時間TW
が所定時間T1 を超えるならば(領域(D))、第1の
開閉器50を閉制御したままにしておく。図4は、図3
の領域(A)に相当する。図4(a) のように太陽電池P
Vの出力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電
圧値VPVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、
運転継続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定
する。この場合、図4(b) に示すように、運転継続時間
TW は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値V
PVが所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図4(d)
に示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の
接点接続を閉制御のままにしておく。なお、制御回路部
70は、図4(c) に示すように、ゲートブロック信号
を、インバータ回路部20へ送出する。図5は、図3の
領域(B)に相当する。図5(a) のように太陽電池PV
の出力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電圧
値VPVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、運
転継続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定す
る。この場合、図5(b) に示すように、運転継続時間T
W は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値VPV
が所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図5(d) に
示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の接
点接続を閉制御のままにしておく。なお、制御回路部7
0は、図5(c) に示すように、ゲートブロック信号を、
インバータ回路部20へ送出する。図6は、図3の領域
(C)に相当する。図6(a) のように太陽電池PVの出
力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電圧値V
PVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、運転継
続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定する。
この場合、図6(b) に示すように、運転継続時間T
W は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値VPV
が所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図6(d) に
示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の接
点接続を開制御する。なお、制御回路部70は、図6
(c) に示すように、ゲートブロック信号をインバータ回
路部20へ送出してから、第1の開閉器50の接点接続
を開制御する。従って、インバータ回路部20の起動か
ら停止までの継続時間である運転継続時間TW を計測す
る運転継続時間計測回路部90を設け、制御回路部70
は、インバータ回路部20を停止する場合に、運転継続
時間TW が所定時間T1 を経過していれば、第1の開閉
器50を閉制御したままにしておき、運転継続時間TW
が所定時間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値
VPVが所定の第2の電圧値V2 以下ならば、第1の開閉
器50を開制御し、運転継続時間TW が所定時間T1 以
内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第2
の電圧値V2 よりも大きく所定の第1の電圧値V1 より
も小さいならば、第1の開閉器50を閉制御したままに
しておくようにしたため、第1の開閉器50の接点が、
低日射量時であっても、図5(d) に示すように、開にな
らず、その分だけ第1の開閉器50の接点の開閉回数が
減って余計な劣化を抑えて、太陽電池PVの発電電力を
より有効に活用できる。
ンバータ装置の一実施の形態を図1乃至図6に基づいて
説明する。図1は太陽光発電インバータ装置を示す説明
図である。図2は制御回路部の制御を示すフローチャー
トである。図3は第1の開閉器の開閉制御状態の説明図
で、領域(A)は運転継続時間が所定時間以内であって
太陽電池の出力電圧値が所定の第1の電圧値以上である
場合をあらわし、領域(B)は運転継続時間が所定時間
以内であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2の電圧
値よりも大きく所定の第1の電圧値よりも小さい場合を
あらわし、領域(C)は太陽電池の出力電圧値が所定の
第2の電圧値以下である場合をあらわし、領域(D)は
運転継続時間が所定時間を超過し、かつ太陽電池の出力
電圧値が所定の第2の電圧値よりも大きい場合をあらわ
す。図4は図3の領域(A)を説明するタイミングチャ
ートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運転継続
時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部の制
御、(d) は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞれあ
らわす。図5は図3の領域(B)を説明するタイミング
チャートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運転
継続時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部の
制御、(d) は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞれ
あらわす。図6は図3の領域(C)を説明するタイミン
グチャートで、(a) は太陽電池の出力電圧値、(b) は運
転継続時間、(c) は制御回路部によるインバータ回路部
の制御、(d)は第1の開閉器の開閉制御状態を、それぞ
れあらわす。図1に示す太陽光発電インバータ装置は、
太陽電池PVと、インバータ回路部20と、電流検出回
路部30と、電圧検出回路部40と、第1の開閉器50
と、第2の開閉器60と、制御回路部70と、電力算出
部80と、タイマ90とを備えて構成されている。太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池PVから得られる直
流電力を、図示しない昇圧チョッパ回路で昇圧した後、
インバータ回路部20で交流電力に変換し、商用電源e
と連系して負荷Sに電力を供給する商用系統連系型のも
のである。インバータ回路部20は、複数のスイッチン
グ素子で組んだブリッジを有して電力直交変換を行う。
インバータ回路部20は、商用電源e(商用系統連系電
源)と連系して、負荷Sに電力を供給する。インバータ
回路部20の出力側は、第1の開閉器50と、第2の開
閉器60とを介して、商用電源eと接続している。第1
の開閉器50は、インバータ回路部20と商用電源eと
の接続を開閉するためのリレー接点を有する。第2の開
閉器60は、インバータ回路部20と商用電源eとの接
続を開閉するためのリレー接点を有する。インバータ回
路部20で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例
えば直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦
波にならない場合がある。多くの場合、インバータ回路
部20で直交変換して得る交流電力の電流波形は、太陽
電池PVから得られる直流電流値および直流電圧値を基
にして、或る程度予測することができる。そこで、太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池PVの出力電流値I
PVを検出する電流検出回路部30と、太陽電池PVの出
力電圧値VPVを検出する電圧検出回路部40とを備えて
いる。電流検出回路部30は、出力電流値IPVを検出し
て制御回路部70へ送る。電圧検出回路部40は、出力
電圧値VPVを検出して制御回路部70へ送る。電力算出
部80は、演算器であって、電流検出回路部30から出
力電流値IPVを送られ、電圧検出回路部40から出力電
圧値VPVを送られる。電力算出部80は、出力電流値I
PVと出力電圧値VPVとの積を、出力電力値PPVとして算
出し、制御回路部70へ送る。制御回路部70は、出力
電流値IPV、出力電圧値VPV、出力電力値PPVを基にし
て、所望の電流波形が負荷Sへ送出されるように、イン
バータ回路部20の波形生成動作を制御する。また、制
御回路部70は、インバータ回路部20の出力を停止す
る場合に、インバータ回路部20の出力を停止する旨の
ゲートブロック信号を、インバータ回路部20へ送出す
る。制御回路部70は、第1の開閉器50の接点を開制
御してインバータ回路部20を商用電源eから切り離
す。制御回路部70は、商用電源eが停電する場合に、
第2の開閉器60の接点を開制御してインバータ回路部
20を商用電源eから切り離す。このような制御回路部
70の基本的な制御フローを、図2を用いて簡単に説明
する。制御回路部70は、インバータ回路部20にPW
M制御信号を送出して直交変換を行わせる(ステップ1
00)。制御回路部70は、直交変換を継続し(ステッ
プ110)、出力電流値IPV、出力電圧値VPV、もしく
は出力電力値PPVなどに異常がみられるまで運転を継続
する(ステップ120)。このステップ120にて直交
変換を中止せざるをえない状況が発生すると、制御回路
部70は、ゲートブロック信号を、インバータ回路部2
0へ送出し(ステップ130)、第1の開閉器50のリ
レー接点を開制御する(ステップ140)。このように
して、制御回路部70は、インバータ回路部20と商用
電源eとの接続を断つ(ステップ150)。また、制御
回路部70は、タイマ90に接続する。タイマ90は、
インバータ回路部20の起動から停止までの継続時間で
ある運転継続時間TW を計測する運転継続時間計測回路
部である。制御回路部70は、運転継続時間TW に関す
る閾値である、所定時間T1 なる値を有している。所定
時間T1 は、太陽光発電インバータ装置の発電動作の継
続時間の長短をあらわす指標であり、運転継続時間T W
が所定時間T1 を超えると、太陽電池PVの動作状態が
良好で、太陽光発電インバータ装置の動作を継続しても
支障がないと判断してよい。したがって、太陽光発電イ
ンバータ装置の動作上、第1の開閉器50を閉制御した
ままにしておいても差し支えない。図3乃至図6を用い
て、第1の開閉器50の開閉制御状態を説明する。図3
にて、領域(A)は、運転継続時間TW が所定時間T1
以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第
1の電圧値V1 (例えば230(V))以上である場合
をあらわす。領域(B)は、運転継続時間TW が所定時
間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 (例えば190(V))よりも大
きく所定の第1の電圧値V1 よりも小さい場合をあらわ
す。領域(C)は、太陽電池PVの出力電圧値VPVが所
定の第2の電圧値V2 以下である場合をあらわす。領域
(D)は、図3にて領域(A)、(B)、(C)以外の
領域であって、運転継続時間TW が所定時間T1 を超過
する場合であって、かつ太陽電池PVの出力電圧値VPV
が所定の第2の電圧値V2 よりも大きい場合をあらわ
す。制御回路部70は、上述した図2のステップ110
にて、インバータ回路部20を停止する場合に、第1
に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第2の電圧
値V2 以下であれば(領域(C))、第1の開閉器50
を開制御し、第2に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが
所定の第2の電圧値V2 よりも大きくかつ所定の第1の
電圧値V1 よりも小さくしかも運転継続時間TW が所定
時間T1 以内であるならば(領域(B))、第1の開閉
器50を閉制御したままにしておき、第3に、太陽電池
PVの出力電圧値VPVが所定の第1の電圧値V1 以上で
あって運転継続時間TW が所定時間T1 以内であるなら
ば(領域(A))、第1の開閉器50を閉制御したまま
にしておき、第4に、太陽電池PVの出力電圧値VPVが
所定の第2の電圧値V2 よりも大きく運転継続時間TW
が所定時間T1 を超えるならば(領域(D))、第1の
開閉器50を閉制御したままにしておく。図4は、図3
の領域(A)に相当する。図4(a) のように太陽電池P
Vの出力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電
圧値VPVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、
運転継続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定
する。この場合、図4(b) に示すように、運転継続時間
TW は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値V
PVが所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図4(d)
に示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の
接点接続を閉制御のままにしておく。なお、制御回路部
70は、図4(c) に示すように、ゲートブロック信号
を、インバータ回路部20へ送出する。図5は、図3の
領域(B)に相当する。図5(a) のように太陽電池PV
の出力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電圧
値VPVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、運
転継続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定す
る。この場合、図5(b) に示すように、運転継続時間T
W は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値VPV
が所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図5(d) に
示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の接
点接続を閉制御のままにしておく。なお、制御回路部7
0は、図5(c) に示すように、ゲートブロック信号を、
インバータ回路部20へ送出する。図6は、図3の領域
(C)に相当する。図6(a) のように太陽電池PVの出
力電圧値VPVが変化する。太陽電池PVの出力電圧値V
PVが臨界下限に到達すると、制御回路部70は、運転継
続時間TW が所定時間T1 を超えたか否かを判定する。
この場合、図6(b) に示すように、運転継続時間T
W は、所定時間T1 以内であるとする。出力電圧値VPV
が所定の第1の電圧値V1 以上であるため、図6(d) に
示すように、制御回路部70は、第1の開閉器50の接
点接続を開制御する。なお、制御回路部70は、図6
(c) に示すように、ゲートブロック信号をインバータ回
路部20へ送出してから、第1の開閉器50の接点接続
を開制御する。従って、インバータ回路部20の起動か
ら停止までの継続時間である運転継続時間TW を計測す
る運転継続時間計測回路部90を設け、制御回路部70
は、インバータ回路部20を停止する場合に、運転継続
時間TW が所定時間T1 を経過していれば、第1の開閉
器50を閉制御したままにしておき、運転継続時間TW
が所定時間T1 以内であって太陽電池PVの出力電圧値
VPVが所定の第2の電圧値V2 以下ならば、第1の開閉
器50を開制御し、運転継続時間TW が所定時間T1 以
内であって太陽電池PVの出力電圧値VPVが所定の第2
の電圧値V2 よりも大きく所定の第1の電圧値V1 より
も小さいならば、第1の開閉器50を閉制御したままに
しておくようにしたため、第1の開閉器50の接点が、
低日射量時であっても、図5(d) に示すように、開にな
らず、その分だけ第1の開閉器50の接点の開閉回数が
減って余計な劣化を抑えて、太陽電池PVの発電電力を
より有効に活用できる。
【発明の効果】請求項1記載の発明にあっては、インバ
ータ回路部の起動から停止までの継続時間である運転継
続時間を計測する運転継続時間計測回路部を設け、制御
回路部は、インバータ回路部を停止する場合に、運転継
続時間が所定時間を経過していれば、第1の開閉器を閉
制御したままにしておき、運転継続時間が所定時間以内
であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2の電圧値以
下ならば、第1の開閉器を開制御し、運転継続時間が所
定時間以内であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2
の電圧値よりも大きく所定の第1の電圧値よりも小さい
ならば、第1の開閉器を閉制御したままにしておくよう
にしたため、日射量が少ない場合に第1の開閉器の開閉
回数を減らせて、第1の開閉器が余計に劣化しないよう
に劣化防止できる。
ータ回路部の起動から停止までの継続時間である運転継
続時間を計測する運転継続時間計測回路部を設け、制御
回路部は、インバータ回路部を停止する場合に、運転継
続時間が所定時間を経過していれば、第1の開閉器を閉
制御したままにしておき、運転継続時間が所定時間以内
であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2の電圧値以
下ならば、第1の開閉器を開制御し、運転継続時間が所
定時間以内であって太陽電池の出力電圧値が所定の第2
の電圧値よりも大きく所定の第1の電圧値よりも小さい
ならば、第1の開閉器を閉制御したままにしておくよう
にしたため、日射量が少ない場合に第1の開閉器の開閉
回数を減らせて、第1の開閉器が余計に劣化しないよう
に劣化防止できる。
【図1】本発明に係る一実施の形態の太陽光発電インバ
ータ装置の説明図である。
ータ装置の説明図である。
【図2】同上の制御回路部の制御を示すフローチャート
である。
である。
【図3】同上の第1の開閉器の開閉制御状態の説明図で
ある。
ある。
【図4】同上の図3の領域(A)を説明するタイミング
チャートである。
チャートである。
【図5】同上の図3の領域(B)を説明するタイミング
チャートである。
チャートである。
【図6】同上の図3の領域(C)を説明するタイミング
チャートである。
チャートである。
【図7】従来の太陽光発電インバータ装置の説明図であ
る。
る。
【図8】同上の太陽光発電インバータ装置の起動に関す
る説明図である。
る説明図である。
20 インバータ回路部 30 電流検出回路部 40 電圧検出回路部 50 第1の開閉器 60 第2の開閉器 70 制御回路部 90 運転継続時間計測回路部 e 商用系統連系電源 IPV 出力電流値 PPV 出力電力値 PV 太陽電池 S 負荷 T1 所定時間 TW 運転継続時間 V1 所定の第1の電圧値 V2 所定の第2の電圧値 VPV 出力電圧値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小新 博昭 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 向井 忠吉 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 湯浅 裕明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2G035 AA00 AB03 AB08 AC01 AC02 AC19 5F051 KA01 KA03 KA10 5G066 HA01 HA06 HB06 5H007 AA12 AA17 BB07 CC09 DA06 DB03 DC02 DC05 GA08
Claims (1)
- 【請求項1】 太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して商用系統連系電源と連係
して負荷に電力供給を行うインバータ回路部と、前記太
陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出回路部と、前記
インバータ回路部の出力が停止する場合に前記インバー
タ回路部と前記商用系統連系電源との接続を切り離す第
1の開閉器と、前記商用系統連系電源が停電する場合に
前記インバータ回路部と前記商用系統連系電源との接続
を切り離す第2の開閉器と、前記出力電圧値が所定の第
1の電圧値以上である場合には、前記インバータ回路部
を起動し、前記出力電圧値が所定の第1の電圧値よりも
低い所定の第2の電圧値以下である場合には、前記イン
バータ回路部を停止する制御回路部とを備える太陽光発
電インバータ装置において、前記インバータ回路部の起
動から停止までの継続時間である運転継続時間を計測す
る運転継続時間計測回路部を設け、前記制御回路部は、
前記インバータ回路部を停止する場合に、運転継続時間
が所定時間以内であって前記太陽電池の出力電圧値が前
記所定の第2の電圧値よりも大きく前記所定の第1の電
圧値よりも小さいならば、前記第1の開閉器を閉制御し
たままにしておくことを特徴とする太陽光発電インバー
タ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10185386A JP2000023373A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10185386A JP2000023373A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000023373A true JP2000023373A (ja) | 2000-01-21 |
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---|---|---|---|
JP10185386A Pending JP2000023373A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
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-
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