JP2001060118A - 太陽電池の最大電力制御方法 - Google Patents
太陽電池の最大電力制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池における実際の動作点が素早く安定
に目標とする基準動作点に達するようにした太陽電池の
最大電力制御方法を提供する。 【解決手段】 太陽電池１０から電力変換装置を介して
取り出される電力に応じ太陽電池１０に与える基準動作
点を変更することで最大電力に制御する方法であって、
前記電力変換装置に与える電流指令値を制御して基準動
作点を変化させていく際、目標とする前記基準動作点と
太陽電池１０における実際の動作点との差に応じて前記
電流指令値を変更するようにした。
に目標とする基準動作点に達するようにした太陽電池の
最大電力制御方法を提供する。 【解決手段】 太陽電池１０から電力変換装置を介して
取り出される電力に応じ太陽電池１０に与える基準動作
点を変更することで最大電力に制御する方法であって、
前記電力変換装置に与える電流指令値を制御して基準動
作点を変化させていく際、目標とする前記基準動作点と
太陽電池１０における実際の動作点との差に応じて前記
電流指令値を変更するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を電源と
し、その太陽電池からインバータ等で構成される電力変
換装置を介して最大電力を効率よく取り出すための太陽
電池の最大電力制御方法に関するものである。
し、その太陽電池からインバータ等で構成される電力変
換装置を介して最大電力を効率よく取り出すための太陽
電池の最大電力制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池を電源とし、インバータ
等の電力変換装置を介して所定の電力を供給する電源装
置が注目されている。この太陽電池は、太陽電池に入射
する日射量をパラメータとした場合、日射量の増大に従
って電力が増大する傾向を有しており、また、その太陽
電池の動作点により出力電力が大幅に変動する特性を有
している。
等の電力変換装置を介して所定の電力を供給する電源装
置が注目されている。この太陽電池は、太陽電池に入射
する日射量をパラメータとした場合、日射量の増大に従
って電力が増大する傾向を有しており、また、その太陽
電池の動作点により出力電力が大幅に変動する特性を有
している。
【０００３】このような特性を有する太陽電池から最大
電力を効率よく取り出すために、特開昭５７−２０６９
２９号公報等には、山登り法といわれる最大電力点追尾
制御が提案されている。
電力を効率よく取り出すために、特開昭５７−２０６９
２９号公報等には、山登り法といわれる最大電力点追尾
制御が提案されている。
【０００４】このものにあっては、一定の日射量の下に
おいて太陽電池が、図３に示すように、電圧−電力特性
を有している場合、先ず太陽電池の出力電圧の基準動作
電圧を開放電圧ＶＯＰから所定のサンプリング周期で一
定の変化幅ΔＶＳで減少させていく。この間、電力は図
中矢印ａの方向に増加して行く。すると、電力が最大電
力点Ｐを越え矢印ｂの方向に減少して行く。この電力の
減少を検出すると、今度は基準動作電圧を変化幅ΔＶＳ
で増加させる。これにより、電力は図中矢印ｃ方向に増
加し、やがて最大電力点Ｐを越え矢印ｄ方向に減少し始
める。そこでこの電力の減少を検出して、再び基準動作
電圧を変化幅ΔＶＳで減少させる方向へ変化させる。以
上の動作を繰り返して行くことにより基準動作電圧を最
大電力点Ｐ近傍で往復させ、太陽電池の最大電力点を常
に追従させている。
おいて太陽電池が、図３に示すように、電圧−電力特性
を有している場合、先ず太陽電池の出力電圧の基準動作
電圧を開放電圧ＶＯＰから所定のサンプリング周期で一
定の変化幅ΔＶＳで減少させていく。この間、電力は図
中矢印ａの方向に増加して行く。すると、電力が最大電
力点Ｐを越え矢印ｂの方向に減少して行く。この電力の
減少を検出すると、今度は基準動作電圧を変化幅ΔＶＳ
で増加させる。これにより、電力は図中矢印ｃ方向に増
加し、やがて最大電力点Ｐを越え矢印ｄ方向に減少し始
める。そこでこの電力の減少を検出して、再び基準動作
電圧を変化幅ΔＶＳで減少させる方向へ変化させる。以
上の動作を繰り返して行くことにより基準動作電圧を最
大電力点Ｐ近傍で往復させ、太陽電池の最大電力点を常
に追従させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来法では、目標とする基準動作電圧と太陽電池における
実際の動作点との間に差が生じた場合、その差が零にな
るように電流指令値を制御することになるが、その差の
大小に関わらず一定の変化幅でその差が零となるように
電流指令値の制御がなされていた。このため、例えば、
太陽電池の実際の動作点が目標とする基準動作電圧に遠
く及ばない場合、目標とする基準動作電圧に達するまで
に多くの時間を必要とするという問題点を有していた。
来法では、目標とする基準動作電圧と太陽電池における
実際の動作点との間に差が生じた場合、その差が零にな
るように電流指令値を制御することになるが、その差の
大小に関わらず一定の変化幅でその差が零となるように
電流指令値の制御がなされていた。このため、例えば、
太陽電池の実際の動作点が目標とする基準動作電圧に遠
く及ばない場合、目標とする基準動作電圧に達するまで
に多くの時間を必要とするという問題点を有していた。
【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、太陽電池におけ
る実際の動作点が素早く安定に目標とする基準動作点に
達するようにした太陽電池の最大電力制御方法を提供す
ることにある。
ものであり、その目的とするところは、太陽電池におけ
る実際の動作点が素早く安定に目標とする基準動作点に
達するようにした太陽電池の最大電力制御方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
太陽電池から電力変換装置を介して取り出される電力に
応じ前記太陽電池に与える基準動作点を変更することで
最大電力に制御する方法であって、前記電力変換装置に
与える電流指令値を制御して基準動作点を変化させてい
く際、目標とする前記基準動作点と前記太陽電池におけ
る実際の動作点との差に応じて前記電流指令値を変更す
るようにしたことを特徴とするものである。
太陽電池から電力変換装置を介して取り出される電力に
応じ前記太陽電池に与える基準動作点を変更することで
最大電力に制御する方法であって、前記電力変換装置に
与える電流指令値を制御して基準動作点を変化させてい
く際、目標とする前記基準動作点と前記太陽電池におけ
る実際の動作点との差に応じて前記電流指令値を変更す
るようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の太
陽電池の最大電力制御方法において、前記電流指令値は
前記太陽電池から出力される電力に応じて変更するよう
にしたことを特徴とするものである。
陽電池の最大電力制御方法において、前記電流指令値は
前記太陽電池から出力される電力に応じて変更するよう
にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る太陽電池の最大電力制御方法について図１乃至図２に
基づき詳細に説明する。
る太陽電池の最大電力制御方法について図１乃至図２に
基づき詳細に説明する。
【００１０】図１は太陽電池から最大電力を取り出す装
置の一例である。１０は太陽電池、１１はインバータ、
１３は商用電力系統、２１は電流検出器、２２は電圧検
出器、２３は最大電力制御回路、２４は誤差増幅器、２
５は電流制御回路、２６は電流検出器である。太陽電池
１０の直流出力はインバータ１１において交流に変換さ
れ、保護継電器等を介して商用電力系統１３と連系され
ている。
置の一例である。１０は太陽電池、１１はインバータ、
１３は商用電力系統、２１は電流検出器、２２は電圧検
出器、２３は最大電力制御回路、２４は誤差増幅器、２
５は電流制御回路、２６は電流検出器である。太陽電池
１０の直流出力はインバータ１１において交流に変換さ
れ、保護継電器等を介して商用電力系統１３と連系され
ている。
【００１１】太陽電池１０の出力電流及び出力電圧は、
電流検出器２１及び電圧検出器２２で検出され、その検
出値は最大電力制御回路２３に入力される。最大電力制
御回路２３では、入力された値に基づき電流指令値を出
力する。電流検出器２６はインバータ１１から出力され
た電流値を検出するものであり、電流指令値は電流検出
器２６により検出された値と比較され、その偏差は誤差
増幅器２４により増幅されて電流制御回路２５に入力さ
れる。電流制御回路２５では、誤差増幅器２４からの偏
差に応じてこの偏差が零になるようにインバータ１１の
位相を制御する。
電流検出器２１及び電圧検出器２２で検出され、その検
出値は最大電力制御回路２３に入力される。最大電力制
御回路２３では、入力された値に基づき電流指令値を出
力する。電流検出器２６はインバータ１１から出力され
た電流値を検出するものであり、電流指令値は電流検出
器２６により検出された値と比較され、その偏差は誤差
増幅器２４により増幅されて電流制御回路２５に入力さ
れる。電流制御回路２５では、誤差増幅器２４からの偏
差に応じてこの偏差が零になるようにインバータ１１の
位相を制御する。
【００１２】ここで最大電力制御回路２３の動作につい
て図２に基づき説明する。太陽電池は一定の日射量及び
温度にあっては、図２に示すような特性を有しており、
最大電力点Ｐにおいて動作させることが理想である。そ
こで最大電力制御回路２３は次のように電流指令値を出
力し基準動作電圧を設定する。
て図２に基づき説明する。太陽電池は一定の日射量及び
温度にあっては、図２に示すような特性を有しており、
最大電力点Ｐにおいて動作させることが理想である。そ
こで最大電力制御回路２３は次のように電流指令値を出
力し基準動作電圧を設定する。
【００１３】最大電力制御回路２３にあっては、目標と
する基準動作電圧と実際に太陽電池１０から出力される
電圧とに差が生じると、この差に比例して電流指令値を
増減する。例えば、目標とする基準動作電圧に対して実
際に太陽電池１０から出力される電圧が大きく上回る場
合は電流指令値を大きく増加させ、目標とする基準動作
電圧に対して実際に太陽電池１０から出力される電圧が
若干上回る場合は電流指令値を小さく増加させるのであ
る。また、目標とする基準動作電圧に対して実際に太陽
電池１０から出力される電圧が大きく下回る場合は電流
指令値を大きく減少させ、目標とする基準動作電圧に対
して実際に太陽電池１０から出力される電圧が若干下回
る場合は電流指令値を小さく減少させるのである。
する基準動作電圧と実際に太陽電池１０から出力される
電圧とに差が生じると、この差に比例して電流指令値を
増減する。例えば、目標とする基準動作電圧に対して実
際に太陽電池１０から出力される電圧が大きく上回る場
合は電流指令値を大きく増加させ、目標とする基準動作
電圧に対して実際に太陽電池１０から出力される電圧が
若干上回る場合は電流指令値を小さく増加させるのであ
る。また、目標とする基準動作電圧に対して実際に太陽
電池１０から出力される電圧が大きく下回る場合は電流
指令値を大きく減少させ、目標とする基準動作電圧に対
して実際に太陽電池１０から出力される電圧が若干下回
る場合は電流指令値を小さく減少させるのである。
【００１４】上述した最大電力制御回路２３により、最
大電力制御を行うべく電流指令値を操作することにより
基準動作電圧を変更するようにすれば、制御遅れを起こ
すことなく太陽電池１０に対して素早く予定した基準動
作電圧を与えることができ、太陽電池１０を安定的に制
御させることが可能になる。
大電力制御を行うべく電流指令値を操作することにより
基準動作電圧を変更するようにすれば、制御遅れを起こ
すことなく太陽電池１０に対して素早く予定した基準動
作電圧を与えることができ、太陽電池１０を安定的に制
御させることが可能になる。
【００１５】この最大電力制御回路２３にあっては、最
初、太陽電池の動作点電圧が開放電圧ＶＯＰとなるよう
に電流指令値を出力する。そして、所定のサンプリング
周期で電流指令値を変化させて、例えばＶ１、Ｖ２、…
と所定の変化幅で基準動作電圧を変化させていく。この
間、電力は矢印ａの方向に増加していく。そして、前述
した制御により電流指令値を増加させていくと、やがて
電力は最大電力点Ｐを越え矢印ｂのように減少を始める
ことになる。すると、最大電力制御回路２３はこの電力
の減少を検出して、動作電圧を増加する方向に基準動作
電圧を設定し、基準動作電圧に動作電圧が一致するよう
に電流指令値を制御する。動作電圧が増加すると太陽電
池１０からの出力電力は矢印ｃのように増加し、やがて
矢印ｄのように再び減少を開始する。再度この減少を検
出すると最大電力制御回路２３は、動作電圧を減少する
方向に基準動作電圧を設定し、基準動作電圧に動作電圧
が一致するように電流指令値を制御するのである。
初、太陽電池の動作点電圧が開放電圧ＶＯＰとなるよう
に電流指令値を出力する。そして、所定のサンプリング
周期で電流指令値を変化させて、例えばＶ１、Ｖ２、…
と所定の変化幅で基準動作電圧を変化させていく。この
間、電力は矢印ａの方向に増加していく。そして、前述
した制御により電流指令値を増加させていくと、やがて
電力は最大電力点Ｐを越え矢印ｂのように減少を始める
ことになる。すると、最大電力制御回路２３はこの電力
の減少を検出して、動作電圧を増加する方向に基準動作
電圧を設定し、基準動作電圧に動作電圧が一致するよう
に電流指令値を制御する。動作電圧が増加すると太陽電
池１０からの出力電力は矢印ｃのように増加し、やがて
矢印ｄのように再び減少を開始する。再度この減少を検
出すると最大電力制御回路２３は、動作電圧を減少する
方向に基準動作電圧を設定し、基準動作電圧に動作電圧
が一致するように電流指令値を制御するのである。
【００１６】上述した構成により、太陽電池１０を精度
よく最大出力Ｐの近傍にて制御することが可能になるの
である。本実施の形態に係る制御は、上述の山登り法だ
でけではなく、電流指令値を制御することにより基準動
作点を変更することで太陽電池から最大電力を出力させ
ようとするものに適用することが可能である。
よく最大出力Ｐの近傍にて制御することが可能になるの
である。本実施の形態に係る制御は、上述の山登り法だ
でけではなく、電流指令値を制御することにより基準動
作点を変更することで太陽電池から最大電力を出力させ
ようとするものに適用することが可能である。
【００１７】なお、日射量の急変等による特性の変動を
考慮して電流指令値を変更するようにしてもよい。すな
わち、図２に示すように、日射量の増減にともなって太
陽電池１０の特性は大きく異なり、電流指令値の変化量
が同じであったとしても日射量が多いときと日射量が少
ないときとでは、日射量が少ないときの方が太陽電池１
０の動作電圧が大きく変動するのである。そこで、最大
電力制御回路２３にあっては、目標とする基準動作電圧
と実際に太陽電池１０から出力される電圧とに差が生じ
ると、この差に比例して電流指令値を増減するととも
に、その時に出力されている出力電力に応じて電流指令
値を増減するのである。
考慮して電流指令値を変更するようにしてもよい。すな
わち、図２に示すように、日射量の増減にともなって太
陽電池１０の特性は大きく異なり、電流指令値の変化量
が同じであったとしても日射量が多いときと日射量が少
ないときとでは、日射量が少ないときの方が太陽電池１
０の動作電圧が大きく変動するのである。そこで、最大
電力制御回路２３にあっては、目標とする基準動作電圧
と実際に太陽電池１０から出力される電圧とに差が生じ
ると、この差に比例して電流指令値を増減するととも
に、その時に出力されている出力電力に応じて電流指令
値を増減するのである。
【００１８】例えば、目標とする基準動作電圧と実際に
太陽電池１０から出力される電圧とに差が生じた場合、
その時の出力電力が所定値以上であれば大きく電流指令
値を変更し、その時の出力電力が所定値未満であれば先
の電流指令値よりも小さく変更するのである。これによ
り、日射量大のときは大きく電流指令値を変更し、日射
量小のときは小さく電流指令値を変更することが可能に
なるため、最大電力追従時の動作を緻密かつ日射量に応
じて高速に行うことが可能になるという効果を奏する。
太陽電池１０から出力される電圧とに差が生じた場合、
その時の出力電力が所定値以上であれば大きく電流指令
値を変更し、その時の出力電力が所定値未満であれば先
の電流指令値よりも小さく変更するのである。これによ
り、日射量大のときは大きく電流指令値を変更し、日射
量小のときは小さく電流指令値を変更することが可能に
なるため、最大電力追従時の動作を緻密かつ日射量に応
じて高速に行うことが可能になるという効果を奏する。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明にあ
っては、太陽電池から電力変換装置を介して取り出され
る電力に応じ前記太陽電池に与える基準動作点を変更す
ることで最大電力に制御する方法であって、前記電力変
換装置に与える電流指令値を制御して基準動作点を変化
させていく際、目標とする前記基準動作点と前記太陽電
池における実際の動作点との差に応じて前記電流指令値
を変更するようにしたので、目標とする前記基準動作点
と前記太陽電池における実際の動作点との差が大きい場
合は電流指令値を大きく変化させることで素早く目標値
に追従させることができるとともに、その差が小さい場
合は電流指令値を小さく変化させることで太陽電池にお
ける実際の動作点が目標とする基準動作点を大きく越え
ることを防止することができるため、太陽電池における
実際の動作点が素早く安定に目標とする基準動作点に達
するようにした太陽電池の最大電力制御方法を提供する
ことが可能になるという効果を奏する。
っては、太陽電池から電力変換装置を介して取り出され
る電力に応じ前記太陽電池に与える基準動作点を変更す
ることで最大電力に制御する方法であって、前記電力変
換装置に与える電流指令値を制御して基準動作点を変化
させていく際、目標とする前記基準動作点と前記太陽電
池における実際の動作点との差に応じて前記電流指令値
を変更するようにしたので、目標とする前記基準動作点
と前記太陽電池における実際の動作点との差が大きい場
合は電流指令値を大きく変化させることで素早く目標値
に追従させることができるとともに、その差が小さい場
合は電流指令値を小さく変化させることで太陽電池にお
ける実際の動作点が目標とする基準動作点を大きく越え
ることを防止することができるため、太陽電池における
実際の動作点が素早く安定に目標とする基準動作点に達
するようにした太陽電池の最大電力制御方法を提供する
ことが可能になるという効果を奏する。
【００２０】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の太陽電池の最大電力制御方法において、前記電流
指令値は前記太陽電池から出力される電力に応じて変更
するようにしたので、日射量の変化等に伴う太陽電池の
特性の変化に基づいて最適な電流指令値を設定すること
が可能になるという効果を奏する。
記載の太陽電池の最大電力制御方法において、前記電流
指令値は前記太陽電池から出力される電力に応じて変更
するようにしたので、日射量の変化等に伴う太陽電池の
特性の変化に基づいて最適な電流指令値を設定すること
が可能になるという効果を奏する。
【図１】太陽電池から最大電力を取り出す装置の一例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る最大電力制御方法を示す太
陽電池の特性図である。
陽電池の特性図である。
【図３】従来の最大電力制御方法を示す太陽電池の特性
図である。
図である。
１０ 太陽電池 １１ インバータ １３ 商用電力系統 ２１ 電流検出器 ２２ 電圧検出器 ２３ 最大電力制御回路 ２４ 誤差増幅器 ２５ 電流制御回路 ２６ 電流検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 晃 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 大野 宏之 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） 5H420 BB14 CC03 DD03 EB39 FF03 FF04 FF22 FF25 GG01 GG03 KK10
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池から電力変換装置を介して取り
出される電力に応じ前記太陽電池に与える基準動作点を
変更することで最大電力に制御する方法であって、前記
電力変換装置に与える電流指令値を制御して基準動作点
を変化させていく際、目標とする前記基準動作点と前記
太陽電池における実際の動作点との差に応じて前記電流
指令値を変更するようにしたことを特徴とする太陽電池
の最大電力制御方法。 - 【請求項２】 前記電流指令値は前記太陽電池から出力
される電力に応じて変更するようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の太陽電池の最大電力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11234730A JP2001060118A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 太陽電池の最大電力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11234730A JP2001060118A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 太陽電池の最大電力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001060118A true JP2001060118A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16975475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11234730A Withdrawn JP2001060118A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 太陽電池の最大電力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001060118A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008176474A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 太陽光発電システム |
| CN103412609A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-11-27 | 西安龙腾新能源科技发展有限公司 | 光伏并网逆变器的输出功率控制方法 |
-
1999
- 1999-08-20 JP JP11234730A patent/JP2001060118A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008176474A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 太陽光発電システム |
| JP4586204B2 (ja) * | 2007-01-17 | 2010-11-24 | 公立大学法人首都大学東京 | 太陽光発電システム |
| CN103412609A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-11-27 | 西安龙腾新能源科技发展有限公司 | 光伏并网逆变器的输出功率控制方法 |
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