JP2000341959A - 発電システム - Google Patents
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- JP2000341959A JP2000341959A JP11151142A JP15114299A JP2000341959A JP 2000341959 A JP2000341959 A JP 2000341959A JP 11151142 A JP11151142 A JP 11151142A JP 15114299 A JP15114299 A JP 15114299A JP 2000341959 A JP2000341959 A JP 2000341959A
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- inverters
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- inverter
- power generation
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Y02E10/70—Wind energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギ源の状況によって出力が変動する直
流電源の発生電力が小さい時でも、インバータの直交変
換効率を高める。 【解決手段】 直流電源１０の出力電力を求め、予め記
憶しておいたインバータ２０−１〜２０−Ｎの直流入力
−直交変換効率特性及びインバータ台数Ｎに応じて、発
電システムの交流出力電力が最大となるようにインバー
タの運転台数ｎを制御する。
流電源の発生電力が小さい時でも、インバータの直交変
換効率を高める。 【解決手段】 直流電源１０の出力電力を求め、予め記
憶しておいたインバータ２０−１〜２０−Ｎの直流入力
−直交変換効率特性及びインバータ台数Ｎに応じて、発
電システムの交流出力電力が最大となるようにインバー
タの運転台数ｎを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電システムに係
り、特に、太陽光発電や風力発電に用いるのに好適な、
そのときのエネルギ源の状況によって出力が変動する直
流電源を商用交流に変換する発電システムに関するもの
である。
り、特に、太陽光発電や風力発電に用いるのに好適な、
そのときのエネルギ源の状況によって出力が変動する直
流電源を商用交流に変換する発電システムに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、太陽光発電や風力発電のよう
に、エネルギ源の状況によって出力が変動する直流電源
と、インバータを用いた直交変換装置とを備えた発電シ
ステムにおいては、インバータの直流動作電圧を、一定
時間間隔でわずかに変動させたときの出力電力の増減を
監視して、常に出力電力が大きくなる方向にインバータ
の直流電圧を変化させる、いわゆる最大電力追従制御が
行われている。
に、エネルギ源の状況によって出力が変動する直流電源
と、インバータを用いた直交変換装置とを備えた発電シ
ステムにおいては、インバータの直流動作電圧を、一定
時間間隔でわずかに変動させたときの出力電力の増減を
監視して、常に出力電力が大きくなる方向にインバータ
の直流電圧を変化させる、いわゆる最大電力追従制御が
行われている。
【０００３】このような発電システムにおいて、産業用
途等では、発電出力の大出力化に伴ない、大出力を実現
するために、あるいは、単位出力のインバータを量産
し、必要台数を並列接続することによって低コスト化を
図るために、直交変換装置に、複数のインバータを並列
接続して、所望の出力を得る方式が多用されている。
途等では、発電出力の大出力化に伴ない、大出力を実現
するために、あるいは、単位出力のインバータを量産
し、必要台数を並列接続することによって低コスト化を
図るために、直交変換装置に、複数のインバータを並列
接続して、所望の出力を得る方式が多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この場合、例えば日照
量が少ない等の理由により、直流発電出力が定格に比べ
て非常に少ない場合（例えば定格の１０％）、各インバ
ータが全て並列に接続されて、均等に直交変換を行うた
め、最大電力追従制御を行っても、インバータ１台当た
りの出力電力は、同様に、定格より非常に小さな値とな
る。
量が少ない等の理由により、直流発電出力が定格に比べ
て非常に少ない場合（例えば定格の１０％）、各インバ
ータが全て並列に接続されて、均等に直交変換を行うた
め、最大電力追従制御を行っても、インバータ１台当た
りの出力電力は、同様に、定格より非常に小さな値とな
る。
【０００５】ところが、インバータの直交変換効率は、
図１に例示する如く、出力量によって大きく変化する特
性をもっており、特に低出力時には、変換効率が大きく
低下する。このため、発電出力（インバータ入力）が小
さい時には、システム全体の変換効率が大きく低下する
という問題点を有していた。
図１に例示する如く、出力量によって大きく変化する特
性をもっており、特に低出力時には、変換効率が大きく
低下する。このため、発電出力（インバータ入力）が小
さい時には、システム全体の変換効率が大きく低下する
という問題点を有していた。
【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、発電出力が小さいときでも、高い直
交変換効率を実現することを課題とする。
くなされたもので、発電出力が小さいときでも、高い直
交変換効率を実現することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、エネルギ源の
状況によって出力が変動する直流電源と、複数のインバ
ータを並列に接続した直交変換装置とを備えた発電シス
テムにおいて、前記直流電源の出力電圧と出力電流を検
出して、該直流電源の出力電力を求めると共に、予め記
憶しておいた前記インバータの直流入力−直交変換効率
特性及びインバータ台数に応じて、発電システムの交流
出力電力が最大となるようにインバータの運転台数を制
御するようにして、前記課題を解決したものである。
状況によって出力が変動する直流電源と、複数のインバ
ータを並列に接続した直交変換装置とを備えた発電シス
テムにおいて、前記直流電源の出力電圧と出力電流を検
出して、該直流電源の出力電力を求めると共に、予め記
憶しておいた前記インバータの直流入力−直交変換効率
特性及びインバータ台数に応じて、発電システムの交流
出力電力が最大となるようにインバータの運転台数を制
御するようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】本発明は、更に、最大電力追従制御を行う
ようにしたものである。
ようにしたものである。
【０００９】本発明によれば、例えば太陽電池等の発生
する直流出力電圧と直流出力電流を検出して、直流出力
電力を算出した後、予め記憶しておいたインバータの直
流入力−直交変換効率特性、及び、インバータ台数に応
じて、発電システムの交流出力電力が最大となるよう
に、インバータの運転台数を制御し、更に、必要に応じ
て最大電力追従制御を行うようにしたので、常に直流発
電電力に対して最大の交流出力を得ることができるよう
になる。
する直流出力電圧と直流出力電流を検出して、直流出力
電力を算出した後、予め記憶しておいたインバータの直
流入力−直交変換効率特性、及び、インバータ台数に応
じて、発電システムの交流出力電力が最大となるよう
に、インバータの運転台数を制御し、更に、必要に応じ
て最大電力追従制御を行うようにしたので、常に直流発
電電力に対して最大の交流出力を得ることができるよう
になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、日射量によ
って出力が変動する太陽電池を含む発電システムに適用
した、本発明の実施形態を詳細に説明する。
って出力が変動する太陽電池を含む発電システムに適用
した、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】図２は、本実施形態の構成を示す回路図で
ある。図において、太陽電池１０の発生する直流出力電
圧ＶDC及び電流ＩDCを、直流電圧・電流検出回路１２で
検出し、制御装置１４で直流出力電力ＷDCを算出する。
ある。図において、太陽電池１０の発生する直流出力電
圧ＶDC及び電流ＩDCを、直流電圧・電流検出回路１２で
検出し、制御装置１４で直流出力電力ＷDCを算出する。
【００１２】制御装置１４では、予め記憶しておいたイ
ンバータ２０−１〜２０−Ｎの、例えば図１に示したよ
うな直流入力−直交変換効率特性、及び、並列接続され
ているインバータの設置台数Ｎから、発電システムの交
流出力電力が最大となるインバータ運転台数ｎを算出
し、各インバータ２０−１〜２０−Ｎに対して、インバ
ータ運転指令Ｄ１〜ＤNを出力して、インバータ運転台
数を制御する。
ンバータ２０−１〜２０−Ｎの、例えば図１に示したよ
うな直流入力−直交変換効率特性、及び、並列接続され
ているインバータの設置台数Ｎから、発電システムの交
流出力電力が最大となるインバータ運転台数ｎを算出
し、各インバータ２０−１〜２０−Ｎに対して、インバ
ータ運転指令Ｄ１〜ＤNを出力して、インバータ運転台
数を制御する。
【００１３】図において、２２−１〜２２−Ｎは、各イ
ンバータ２０−１〜２０−Ｎを負荷３０及び交流系統３
２から切り離すための電磁接触器である。
ンバータ２０−１〜２０−Ｎを負荷３０及び交流系統３
２から切り離すための電磁接触器である。
【００１４】以下、前記制御装置１４における処理手順
を、図３乃至図５を参照して、詳細に説明する。
を、図３乃至図５を参照して、詳細に説明する。
【００１５】まず、図３に示すステップ１００で、前記
直流電圧・電流検出回路１２で検出した直流電源出力電
圧ＶDCと直流電源出力電流ＩDCの積である直流電源出力
電力ＷDCを算出する。次いで、ステップ１１０で、ステ
ップ１００で求めた直流電力源出力電力ＷDCを、インバ
ータ変換効率最大点の１台当たり入力電力ＷDCηmaxで
割ることによって、インバータ運転台数ｎを算出する。
直流電圧・電流検出回路１２で検出した直流電源出力電
圧ＶDCと直流電源出力電流ＩDCの積である直流電源出力
電力ＷDCを算出する。次いで、ステップ１１０で、ステ
ップ１００で求めた直流電力源出力電力ＷDCを、インバ
ータ変換効率最大点の１台当たり入力電力ＷDCηmaxで
割ることによって、インバータ運転台数ｎを算出する。
【００１６】次いでステップ１２０に進み、ステップ１
１０で算出したインバータ運転台数ｎが、インバータ設
置台数Ｎより大きいか否かを判定する。判定結果が正で
ある場合には、ステップ１３０に臨み、インバータ設置
台数Ｎをそのままインバータ運転台数ｎとする。
１０で算出したインバータ運転台数ｎが、インバータ設
置台数Ｎより大きいか否かを判定する。判定結果が正で
ある場合には、ステップ１３０に臨み、インバータ設置
台数Ｎをそのままインバータ運転台数ｎとする。
【００１７】ステップ１３０終了後、又は前出ステップ
１２０の判定結果が否である場合には、ステップ１４０
に進み、ステップ１００で求めた直流電源出力電力ＷDC
を、ステップ１１０で求めたインバータ運転台数ｎで割
ることによって、インバータ１台当たりの直流入力電力
ＷDC１を算出する。次いで、該インバータ１台当たり直
流入力電力ＷDC１の関数として、図１に示したような関
係から、インバータの変換効率ηを求める。次いで、前
記インバータ１台当たり直流入力電力ＷDC１に、インバ
ータ変換効率ηとインバータ運転台数ｎを乗ずることに
よって、全インバータ交流出力電力ＷACを求める。
１２０の判定結果が否である場合には、ステップ１４０
に進み、ステップ１００で求めた直流電源出力電力ＷDC
を、ステップ１１０で求めたインバータ運転台数ｎで割
ることによって、インバータ１台当たりの直流入力電力
ＷDC１を算出する。次いで、該インバータ１台当たり直
流入力電力ＷDC１の関数として、図１に示したような関
係から、インバータの変換効率ηを求める。次いで、前
記インバータ１台当たり直流入力電力ＷDC１に、インバ
ータ変換効率ηとインバータ運転台数ｎを乗ずることに
よって、全インバータ交流出力電力ＷACを求める。
【００１８】次いで、インバータ運転台数を１台増やし
た時の効率をチェックするため、図４に示すステップ１
５０に進み、インバータ運転台数ｎ′の初期値をｎとす
る。次いでステップ１６０に進み、インバータ運転台数
ｎ′をインクリメントして、１だけ大きくする。
た時の効率をチェックするため、図４に示すステップ１
５０に進み、インバータ運転台数ｎ′の初期値をｎとす
る。次いでステップ１６０に進み、インバータ運転台数
ｎ′をインクリメントして、１だけ大きくする。
【００１９】次いでステップ１７０に進み、ステップ１
６０でインクリメントされたインバータ運転台数ｎ′が
インバータ設置台数Ｎより大きくなったか否かを判定す
る。
６０でインクリメントされたインバータ運転台数ｎ′が
インバータ設置台数Ｎより大きくなったか否かを判定す
る。
【００２０】ステップ１７０の判定結果が否であるとき
には、ステップ１８０に進み、ステップ１４０と同様
に、１だけインクリメントされたインバータ運転台数
ｎ′に対応するインバータ１台当たり直流入力電力ＷDC
１′、インバータ変換効率η′、全インバータ交流出力
電力ＷAC′を算出する。
には、ステップ１８０に進み、ステップ１４０と同様
に、１だけインクリメントされたインバータ運転台数
ｎ′に対応するインバータ１台当たり直流入力電力ＷDC
１′、インバータ変換効率η′、全インバータ交流出力
電力ＷAC′を算出する。
【００２１】次いでステップ１９０に進み、ステップ１
８０で算出された全インバータ交流出力電力ＷAC′がス
テップ１４０で求めた全インバータ交流出力電力ＷACよ
りも大きくなったか否かを判定する。大きくなったとき
には、ステップ２００に進み、インバータ運転台数ｎを
ｎ′とし、全インバータ交流出力電力ＷACをＷAC′とし
て、ステップ１６０に戻る。
８０で算出された全インバータ交流出力電力ＷAC′がス
テップ１４０で求めた全インバータ交流出力電力ＷACよ
りも大きくなったか否かを判定する。大きくなったとき
には、ステップ２００に進み、インバータ運転台数ｎを
ｎ′とし、全インバータ交流出力電力ＷACをＷAC′とし
て、ステップ１６０に戻る。
【００２２】一方、ステップ１７０の判定結果が正であ
るか、又は、ステップ１９０の判定結果が否である場合
には、インバータ運転台数を１台減らした時の効率をチ
ェックするため、図５のステップ２１０に進み、インバ
ータ運転台数ｎ”の初期値をｎとする。次いでステップ
２２０に進み、インバータ運転台数ｎ”をデクリメント
して１だけ減らす。次いでステップ２３０に進み、イン
バータ運転台数ｎ′が１より小さくなったか否かを判定
する。判定結果が正であるときには、そのまま、この処
理を終了する。
るか、又は、ステップ１９０の判定結果が否である場合
には、インバータ運転台数を１台減らした時の効率をチ
ェックするため、図５のステップ２１０に進み、インバ
ータ運転台数ｎ”の初期値をｎとする。次いでステップ
２２０に進み、インバータ運転台数ｎ”をデクリメント
して１だけ減らす。次いでステップ２３０に進み、イン
バータ運転台数ｎ′が１より小さくなったか否かを判定
する。判定結果が正であるときには、そのまま、この処
理を終了する。
【００２３】一方、ステップ２３０の判定結果が否であ
るときには、ステップ２４０に進み、ステップ１４０又
は１８０と同様にして、インバータ運転台数ｎ”に対す
るインバータ１台当たり直流入力電力ＷAC１”、インバ
ータ変換効率η”、全インバータ交流出力電力ＷAC”を
算出する。
るときには、ステップ２４０に進み、ステップ１４０又
は１８０と同様にして、インバータ運転台数ｎ”に対す
るインバータ１台当たり直流入力電力ＷAC１”、インバ
ータ変換効率η”、全インバータ交流出力電力ＷAC”を
算出する。
【００２４】次いでステップ２５０に進み、ステップ２
４０で算出した全インバータ交流出力電力ＷAC”が、ス
テップ１４０で計算したＷACよりも大きくなったか否か
を判定する。判定結果が正である場合には、ステップ２
６０に進み、ｎ”をインバータ運転台数ｎとすると共
に、ＷAC”を全インバータ交流出力電力ＷACとして、ス
テップ２２０に戻る。
４０で算出した全インバータ交流出力電力ＷAC”が、ス
テップ１４０で計算したＷACよりも大きくなったか否か
を判定する。判定結果が正である場合には、ステップ２
６０に進み、ｎ”をインバータ運転台数ｎとすると共
に、ＷAC”を全インバータ交流出力電力ＷACとして、ス
テップ２２０に戻る。
【００２５】このようにして運転指令を与えられたイン
バータは、それぞれ、与えられた直流入力に対して、従
来と同様の方法で、最大電力追従制御を行う。
バータは、それぞれ、与えられた直流入力に対して、従
来と同様の方法で、最大電力追従制御を行う。
【００２６】本実施形態では、インバータ運転台数だけ
でなく、最大電力追従制御も行っているので、太陽電池
等の発生電力が変動する直流電源の出力に対して、常に
最大の交流出力を発生し、負荷３０及び交流系統３２に
出力することができる。
でなく、最大電力追従制御も行っているので、太陽電池
等の発生電力が変動する直流電源の出力に対して、常に
最大の交流出力を発生し、負荷３０及び交流系統３２に
出力することができる。
【００２７】なお、最大電力追従制御を省略したり、あ
るいは、太陽電池以外の風力発電等のような他の自然又
は非自然エネルギ源を用いた直流電源にも、本発明を同
様に適用できることは明らかである。
るいは、太陽電池以外の風力発電等のような他の自然又
は非自然エネルギ源を用いた直流電源にも、本発明を同
様に適用できることは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、直流電源の発生電力が
小さい場合でも、インバータを効率良く運転することが
でき、運転効率を向上することができる。
小さい場合でも、インバータを効率良く運転することが
でき、運転効率を向上することができる。
【００２９】又、インバータ１台当たりの運転時間を短
縮できるので、運転によるインバータの劣化を防止し
て、インバータの長寿命化を図ることも可能となる。
縮できるので、運転によるインバータの劣化を防止し
て、インバータの長寿命化を図ることも可能となる。
【図１】発電システムで用いられているインバータの入
力−変換効率特性の例を示す線図
力−変換効率特性の例を示す線図
【図２】本発明の実施形態の構成を示す回路図
【図３】前記実施形態におけるインバータ運転台数決定
手順の前段の部分を示す流れ図
手順の前段の部分を示す流れ図
【図４】同じく中段の部分を示す流れ図
【図５】同じく後段の部分を示す流れ図
１０…太陽電池 １２…直流電圧・電流検出回路 １４…制御装置 ２０−１〜Ｎ…インバータ ３０…負荷 ３２…交流系統
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G066 HA01 HA06 HA15 HA30 HB03 5H007 AA05 BB07 CA00 CB00 CC23 DB02 DB12 DC03 5H420 BB03 BB14 CC03 DD04 EA00 EB16 EB26 EB39 FF03 FF04 FF24
Claims (2)
- 【請求項１】エネルギ源の状況によって出力が変動する
直流電源と、複数のインバータを並列に接続した直交変
換装置とを備えた発電システムにおいて、 前記直流電源の出力電圧と出力電流を検出して、該直流
電源の出力電力を求めると共に、 予め記憶しておいた前記インバータの直流入力−直交変
換効率特性及びインバータ台数に応じて、発電システム
の交流出力電力が最大となるようにインバータの運転台
数を制御することを特徴とする発電システム。 - 【請求項２】請求項１において、更に最大電力追従制御
を行うことを特徴とする発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151142A JP2000341959A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151142A JP2000341959A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341959A true JP2000341959A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15512296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11151142A Pending JP2000341959A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000341959A (ja) |
Cited By (14)
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-
1999
- 1999-05-31 JP JP11151142A patent/JP2000341959A/ja active Pending
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