JP2002238246A - Booster unit, power conditioner, and photovoltaic power generation system - Google Patents

Booster unit, power conditioner, and photovoltaic power generation system

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JP2002238246A JP2001037367A JP2001037367A JP2002238246A JP 2002238246 A JP2002238246 A JP 2002238246A JP 2001037367 A JP2001037367 A JP 2001037367A JP 2001037367 A JP2001037367 A JP 2001037367A JP 2002238246 A JP2002238246 A JP 2002238246A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation system with easy installation work and high efficiency. SOLUTION: In this photovoltaic power generation system, an inverter controller 6 controls an inverter circuit 5 for maximum power point following-up operation during the period where the output voltage of a booster circuit 11 is kept constant by a booster unit controller 9. The booster unit controller 9 controls the booster circuit 11 for maximum power point following-up operation during the period where the input voltage of the inverter circuit 5 is kept constant by the inverter controller 6. Thus, manual setting of the boosting ratio of the booster circuit 11 can be eliminated at the time of system installation.

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】この発明は昇圧ユニット、パワーコンディショナ、およびそれらを用いた太陽光発電システムに関し、特に、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧ユニットと、第1の太陽電池列で生成された直流電力および昇圧ユニットの出力電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるパワーコンディショナと、それらを用いた太陽光発電システムとに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention booster unit, power conditioners, and to a photovoltaic power generation system using them, in particular, of the first solar cell string by boosting the output voltage of the second solar cell string a booster unit for matching the output voltage, and the power conditioner to be supplied to the load circuit and converted into AC power output power of the DC power and the boosting unit generated by the first solar cell string, the sun with them and to a photovoltaic system.

【0002】 [0002]

【従来の技術】太陽電池は、太陽光が照射されている限り、直流電源として動作し直流電力を出力する。 BACKGROUND ART Solar cells, as long as the sunlight is irradiated, operates as a DC power source to output a DC power. 太陽電池は、2次電池などの他のエネルギ源を介在しなくてもそれのみで直流電力を出力でき、有害な物質を排出しないため、シンプルでクリーンなエネルギ源として知られている。 Solar cells, without intervention of other energy sources, such as rechargeable battery can output a DC power only in it, because it does not discharge harmful substances, known as a clean energy source simple.

【0003】従来の太陽光発電システムにおいては、太陽電池で生成された直流電力がパワーコンディショナによって交流電力に変換され、一般交流負荷あるいは既存の商用電力系統に供給される。 [0003] In the conventional photovoltaic power generation system, the DC power generated by the solar cell is converted into AC power by the power conditioner, it is supplied to the general AC load or existing commercial power system. パワーコンディショナには複数の太陽電池ストリングが、接続機能を有した外部装置である接続箱を介して接続される。 A plurality of solar cell strings to the power conditioner are connected via a junction box which is an external device having a connection function.

【0004】また、複数の太陽電池ストリングには、直列接続された標準枚数の太陽電池モジュールを含む標準太陽電池ストリングと、直列接続された標準枚数未満の枚数の太陽電池モジュールを含む非標準太陽電池ストリングとが含まれる。 Further, the plurality of solar cell strings, and the standard solar cell string including solar cell modules connected in series standard number, non-standard solar cell comprising a solar cell module number less than the standard number of sheets which are connected in series It is included and string.

【0005】たとえば、住宅の屋根上に太陽電池ストリングを設置する場合、屋根の形状や面積によっては日射量の最も多い屋根の南面だけに太陽電池モジュールを配置して太陽電池ストリングを構成することができない場合がある。 [0005] For example, when installing the solar cell strings on the roof of the house, that depending on the shape and area of ​​the roof constituting a solar cell string by placing the solar cell module only south of the most common roof insolation there is a case that can not be. 屋根の南面に配置されなかった太陽電池モジュールは屋根の西面や東面にも配置されて太陽電池ストリングを構成したり、屋根の南面の主要部上に太陽電池モジュールを配置した後の周辺の残余領域に配置された小型の太陽電池モジュールをも含めて太陽電池ストリングが構成される場合がある。 Solar cell module that has not been placed on the south side of the roof or configure the west surface and placed in the solar cell strings to the east face of the roof, in the vicinity of the after placing the solar cell module on the main part of the roof south solar cell string, including a small solar cell modules arranged in the remaining region is sometimes formed. すなわち、いくつかの太陽電池ストリングに含まれる太陽電池モジュールの直列枚数が他の太陽電池ストリングに比べて少なくなる場合があり、その場合、太陽電池ストリング間で出力電圧が異なることになる。 That is, the series number of the solar cell module are included in some of the solar cell strings may be less than other solar cell string, in which case, the output voltage across the solar cell strings are different.

【0006】標準直列枚数の太陽電池モジュールで構成される太陽電池ストリングと標準直列枚数未満の枚数の太陽電池モジュールで構成される太陽電池ストリングとがパワーコンディショナに並列に接続される場合、それぞれの最大電力となる動作電圧が異なるため、合成される電圧−電力特性に基づいてパワーコンディショナが最大電力点追従制御を行なっても、それぞれの最大電力を足し合せた電力を出力することはできず、太陽電池の発電電力を最大限有効に活用することはできない。 [0006] If the standard series number of the solar cell string comprising solar cell modules in the number less than the solar cell strings and the standard series number composed of the solar cell modules are connected in parallel to the power conditioner, respectively since the operating voltage with the maximum power are different, voltages are synthesized - even power conditioner is performing maximum power point tracking control based on power characteristics, it can not be output power obtained by summing the respective maximum power , it is impossible to maximize effective use of generated power of the solar cell. このような場合、パワーコンディショナの前段に昇圧ユニットを設けて標準太陽電池ストリングと非標準太陽電池ストリングの出力電圧を合せることにより、太陽電池の発電電力を最大限有効に活用することが可能となる。 In this case, by combining the output voltages of the standard solar cell strings and the non-standard solar cell string is provided a boosting unit in front of the power conditioner, it is possible to maximize effective use of power generated by the solar cell Become.

【0007】図3は、そのような太陽光発電システムの構成を示す回路ブロック図である。 [0007] Figure 3 is a circuit block diagram showing a configuration of such a solar power generation system. 図3において、この太陽光発電システムは、標準太陽電池ストリング31 3, the photovoltaic power generation system, a standard solar cell string 31
a、非標準太陽電池ストリング31b、昇圧ユニット3 a, non-standard solar cell string 31b, the step-up unit 3
2、接続箱40、およびパワーコンディショナ45を備える。 2, comprises a junction box 40 and the power conditioner 45,. この図3では、図面の簡略化のために2つの太陽電池ストリング31a,31bのみが示されているが、 In FIG. 3, two solar cell strings 31a for simplification of the drawing, although 31b only are shown,
通常はさらに多くの太陽電池ストリングが含まれることは言うまでもない。 Normally it is needless to say that contains more of the solar cell string.

【0008】標準太陽電池ストリング31aは接続箱4 [0008] The standard solar cell strings 31a is junction box 4
0を介してパワーコンディショナ45に接続され、他方、非標準太陽電池ストリング31bは昇圧ユニット3 Through 0 are connected to the power conditioner 45, on the other hand, non-standard solar cell string 31b is boosted unit 3
2および接続箱40を介してパワーコンディショナ45 The power conditioner 45 via the 2 and connection box 40
に接続される。 It is connected to. 昇圧ユニット32は昇圧回路33および昇圧制御部39を含み、昇圧回路33はリアクトル3 Boost unit 32 includes a booster circuit 33 and the boosting control unit 39, the booster circuit 33 is a reactor 3
4、スイッチングトランジスタ35、ダイオード36, 4, the switching transistor 35, diode 36,
37およびコンデンサ38を含む。 37 and a capacitor 38.

【0009】昇圧制御部39は、図4に示すように、昇圧比設定部51、信号設定演算部52、三角波発生部5 [0009] boost control unit 39, as shown in FIG. 4, the step-up ratio setting unit 51, the signal setting operation unit 52, the triangular wave generator 5
3、信号比較部54およびゲートドライブ部55を含む。 3, comprises a signal comparator 54 and the gate drive unit 55. 昇圧比設定部51は、標準太陽電池ストリング31 Boosting ratio setting unit 51, a standard solar cell string 31
aに含まれる太陽電池モジュール数n1と非標準太陽電池ストリング31bに含まれる太陽電池モジュール数n Number photovoltaic modules included in the non-standard solar cell string 31b and the solar cell module number n1 included in a n
2との比すなわち昇圧比n1/n2を設定する。 The ratio of the second or setting up ratio n1 / n2. 昇圧比設定部51には、昇圧比を切換えるための切換スイッチが設けられており、予め太陽電池ストリング31a,3 The step-up ratio setting unit 51, the changeover switch is provided for switching the step-up ratio, advance the solar cell strings 31a, 3
1bに合せて切換スイッチを手動的に切換えることにより、昇圧比が設定される。 By switching the changeover switch manually to match the 1b, the boost ratio is set.

【0010】昇圧比設定部51で設定された昇圧比に基づいて信号設定演算部52で生成された信号設定値Vt [0010] generated signal set value Vt in the signal setting operation unit 52 based on the step-up ratio that is set by the step-up ratio setting unit 51
と三角波発生部53で生成された0からVdの振幅値をとる三角波信号φTとが信号比較部54で比較される。 A triangular wave signal φT taking amplitude values ​​Vd from 0 generated by the triangular wave generator 53 and is compared by the signal comparing unit 54.
信号比較部54は、信号設定値Vtが三角波信号φTのレベルよりも高い時にゲートオフレベルを出力してPW Signal comparator 54, the signal set value Vt is output gate off level when greater than the level of the triangular wave signal .phi.T PW
M(パルス幅変調)制御を行なう。 M (pulse width modulation) performs control. 信号比較部54の出力パルス信号PSは、ゲートドライブ55を介してスイッチングトランジスタ35のゲートに入力される。 Output pulse signal PS of the signal comparator 54 is input to the gate of the switching transistor 35 via the gate drive 55.

【0011】接続箱40は、パワーコンディショナ45 [0011] The junction box 40, a power conditioner 45
側から太陽電池ストリング31a,31b側への電流の逆流を防止するための逆流防止ダイオード41,42 Blocking diode 41 and 42 for preventing the solar cell strings 31a, a reverse flow of current to the 31b side from the side
と、太陽電池ストリング31a,31b側からパワーコンディショナ45側に落雷時の雷サージが侵入するのを防止するための雷サージアブソーバ43と、太陽電池ストリング31a,31b側とパワーコンディショナ45 When a lightning surge absorber 43 for preventing the solar cell string 31a, lightning surge lightning strikes in a power conditioner 45 side from 31b side entering the solar cell string 31a, 31b side and the power conditioner 45
側とを接続/遮断するためのブレーカとを含む。 And a breaker for connecting / disconnecting the side. パワーコンディショナ45は、接続箱40を介して与えられた直流電力を商用電力と同一の位相および周波数50または60Hzを持つ交流電力に変換して商用電力系統46 The power conditioner 45, the commercial power system 46 to DC power applied through the junction box 40 is converted into AC power having a commercial power and the same phase and frequency 50 or 60Hz
に供給する。 Supplied to.

【0012】次に、この太陽光発電システムの動作について説明する。 [0012] Next, a description will be given of the operation of the solar power system. 図5は、標準太陽電池ストリング31a FIG. 5 is a standard solar cell strings 31a
および非標準太陽電池ストリング31bの出力特性を示す図である。 And is a diagram showing an output characteristic of the non-standard solar cell string 31b. 図5において、横軸は太陽電池ストリング31a,31bの出力電圧Vを示し、縦軸は太陽電池ストリング31a,31bの出力電力Pを示している。 5, the horizontal axis represents the solar cell string 31a, the output voltage V of the 31b, the vertical axis represents the solar cell string 31a, the output power P of 31b. 標準太陽電池ストリング31aの太陽電池モジュールの数n1は非標準太陽電池ストリング31bの太陽電池モジュールの数n2よりも多いので、標準太陽電池ストリング31aの最大出力電力Paおよび最大電力出力時の出力電圧Vaは非標準太陽電池ストリング31bの最大出力電力Pbおよび最大電力出力時の出力電圧Vbよりも大きくなっている(Pa>Pb,Va>Vb)。 Since the number n1 of the solar cell module of the standard solar cell string 31a greater than the number n2 of the solar cell module of the non-standard solar cell string 31b, the maximum output of a standard solar cell strings 31a power Pa and the maximum power output when the output voltage Va is larger than the output voltage Vb of the maximum output power Pb and the maximum output power operation of the non-standard solar cell string 31b is (Pa> Pb, Va> Vb).

【0013】図6は、標準太陽電池ストリング31aおよび非標準太陽電池ストリング31bの出力特性を合成した特性を示す図である。 [0013] Figure 6 is a diagram showing a synthesized characteristic output characteristics of a standard solar cell string 31a and non-standard solar cell string 31b. 合成した出力特性では、出力電圧がVbのときに出力電力が最大値Pa+α(<Pa Synthesized in the output characteristics, the output voltage maximum value output power is when Vb Pa + α (<Pa
+Pb)となる。 + Pb) become. 昇圧ユニット32を用いない場合は、 Without the boosting unit 32,
太陽電池ストリング31a,31bの電力はこの特性でパワーコンディショナ45に入力される。 Solar cell strings 31a, power 31b is input to the power conditioner 45 in this characteristic. この場合は、 in this case,
標準太陽電池ストリング31aと非標準太陽電池ストリング31bでは、最大電力Pa,Pbを出力する電圧V Standard solar cell string 31a and a non-standard solar cell string 31b, the voltage output maximum power Pa, the Pb V
a,Vbが異なるため、それぞれの最大電力Pa,Pb a, since Vb is different, respective maximum power Pa, Pb
を足し合せた電力Pa+Pbが出力されず、太陽電池ストリング31a,31bの出力電力を最大限有効に活用することはできない。 The sum combined power Pa + Pb is not output, it is impossible to maximize effective use of the output power of the solar cell string 31a, 31b.

【0014】昇圧ユニット32を用いると、図7に示すように、非標準太陽電池ストリング31bの最大電力P [0014] The use of step-up unit 32, as shown in FIG. 7, the maximum power P nonstandard solar cell strings 31b
b出力時の電圧を標準太陽電池ストリング31aの最大電力Pb出力時の電圧Vaに一致させることができる。 The voltage b at the output can be matched to the voltage Va of the maximum power Pb at the output of a standard solar cell string 31a.
これにより、2つの太陽電池ストリング31a,31b As a result, the two solar cell strings 31a, 31b
の最大電力Pa,Pbを足し合せた電力Pa+Pbを出力することが可能となり、太陽電池ストリング31a, Maximum power Pa, it is possible to output the power Pa + Pb obtained by summing the Pb, solar cell string 31a of
31bの出力電力を最大限有効に活用することが可能となる。 The output power of 31b it is possible to efficiently as possible.

【0015】なお、他に、昇圧ユニットと接続箱機能を有するパワーコンディショナとで構成される太陽光発電システムや、接続箱機能を有する昇圧ユニットとパワーコンディショナとで構成される太陽光発電システムもあるが、基本的な機能は図3に示した太陽光発電システムと同じである。 [0015] Incidentally, other solar power system constituted by the booster unit and the power conditioner having photovoltaic power generation systems and configured, a junction box function in the power conditioner having the connection box function and booster unit Although some basic functions are the same as the solar power generation system shown in FIG.

【0016】 [0016]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の太陽光発電システムでは、標準太陽電池ストリング31aの太陽電池モジュールの数n1と、非標準太陽電池ストリング31bの太陽電池モジュールの数n2とに基づいて、 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional photovoltaic power generation system, based on the number n1 of the solar cell module of the standard solar cell string 31a, and the number n2 of the solar cell module of the non-standard solar cell string 31b ,
昇圧ユニット32の昇圧比n1/n2をシステム設置時に設定する必要があり、システム設置時の作業が煩雑となる。 Should set up ratio n1 / n2 boosting unit 32 at the time of system installation, working at system installation is complicated.

【0017】また、太陽電池モジュールは、種類によって太陽電池セル数が異なり、出力電圧も異なる。 Further, the solar cell module is different in the number of solar cells on the type, the output voltage varies. したがって、太陽電池モジュールの種類、およびその太陽電池モジュールの直列枚数の組合せのすべてに対応するには、予め多数の昇圧比設定値を準備しておく必要があり、さらに、システム設置時に太陽電池モジュールの種類および直列枚数を確認し、多数の設定値から最適な値を選択することは非常に煩雑となる。 Thus, the type of solar cell modules, and correspond to all combinations of serial number of the solar cell module, it is necessary to prepare in advance a number of the step-up ratio setting value, further, the solar cell module during system installation check the type and serial number, selecting the optimum value from the multiple set value is extremely complicated.

【0018】また、太陽電池モジュールの種類および直列枚数の組合せに対して最適な昇圧比を設定した場合においても、太陽電池ストリング31a,31b間の電圧比が常に一定であるというわけではない。 Further, in the case of setting an optimum step-up ratio for the combination of the type and serial number of the solar cell modules, it does not mean that the solar cell string 31a, the voltage ratio between 31b is always constant. たとえば太陽電池ストリング31aと31bの設置方向が異なっており、日射や影の影響で非標準太陽電池ストリング31b For example, have different installation direction of the solar cell strings 31a and 31b, non-standard solar cell string 31b under the influence of solar radiation and shadows
の素子温度がTsからTs′に変化した場合は、図8に示すように、非標準太陽電池ストリング31bの出力特性も変化する。 If the element temperature is changed to Ts' from Ts, as shown in FIG. 8, the output characteristics of the non-standard solar cell string 31b also changes. 図8では、非標準太陽電池ストリング3 In Figure 8, the non-standard solar cell string 3
1bの最大出力電力がPbからPb′に低下し、最大出力時の電圧がVbからVb′に低下した状態が示される。 Maximum output power 1b is 'drops, the voltage at the maximum output Vb from Vb' Pb from Pb state drops to is shown. この場合は、図9に示すように、昇圧後の非標準太陽電池ストリング31bの出力電圧Va′は標準太陽電池ストリング31aの出力電圧Vaよりも低くなり、太陽電池ストリング31a,31bの発電電力を最大限有効に活用することができない。 In this case, as shown in FIG. 9, the output voltage Va of the non-standard solar cell string 31b after boosting 'is lower than the output voltage Va of the standard solar cell string 31a, the solar cell strings 31a, the generated power of 31b It can not be used as efficiently as possible.

【0019】また、昇圧ユニット32の昇圧比の設定値を各太陽電池モジュールの種類および直列枚数の組合せごとの細かい設定値ではなく代表的な設定値で近似した場合は、設定値を多く準備する必要がなく設定時の作業も比較的煩雑ではないが、設定した昇圧比では最大電力となる動作電圧が太陽電池ストリング31a,31b間で異なり、それぞれの最大電力を足し合せた電力を出力することができず、太陽電池ストリング31a,31b Further, when approximating the set value of the boosting ratio of the booster unit 32 in a typical setting value rather than the fine set value of each combination of type and serial number of each solar cell module prepares many settings Although not relatively complicated also when setting work is not necessary, the operating voltage photovoltaic string 31a with the maximum power for the boost ratio set differ among 31b, it outputs a power obtained by summing the respective maximum power can not, the solar cell strings 31a, 31b
の発電電力を最大限有効に活用することはできない。 It is not possible to maximize effective use of the generated power.

【0020】それゆえに、この発明の主たる目的は、設置作業が容易で、効率の向上を図ることが可能な昇圧ユニット、パワーコンディショナ、およびそれらを用いた太陽光発電システムを提供することである。 [0020] It is another object of the present invention is easy to install work, booster unit capable of improving the efficiency, is to provide a solar power generation system using a power conditioner, and their .

【0021】 [0021]

【課題を解決するための手段】この発明に係る昇圧ユニットは、直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1 Means for Solving the Problems] boosting unit according to the present invention, the first comprising a first number of solar cells connected in series
の太陽電池列と、直列接続された第1の数よりも小さな第2の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列とに少なくとも接続され、第1および第2の太陽電池列で生成された直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与える太陽光発電システムにおいて、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧ユニットであって、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させるための昇圧比の制御が可能な昇圧回路と、第2の太陽電池列の出力電力を検出する電力検出器と、電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路とを備えたものである。 And the solar cell strings of at least connected to the second solar cell string including a small second number of the solar cell than the first number connected in series, are generated by the first and second solar cell string and the photovoltaic power generation system to be supplied to the load circuit and converted into AC power DC power, the booster unit for matching the output voltage of the first solar cell string by boosting the output voltage of the second solar cell string there are a power detector for detecting a boost circuit capable of controlling the step-up ratio in order to boost the output voltage of the second solar cell string, the output power of the second solar cell string, the detection of the power detector based on the results, in which a signal generating circuit for output power of the second solar cell string and outputs a signal indicating whether or decreased and increased.

【0022】好ましくは、太陽光発電システムは、さらに、信号発生回路の出力信号に基づいて、太陽光発電システムの出力電力が最大になるように昇圧回路の昇圧比を制御する制御手段を備え、昇圧ユニットは、さらに、 [0022] Preferably, photovoltaic system, further, on the basis of the output signal of the signal generating circuit includes a control means for the output power of the solar power generation system controls the boosting ratio of the boosting circuit so as to maximize, the step-up unit further,
昇圧回路の昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段と、制御手段および設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段とを備える。 Comprising setting means for setting the predetermined value of the step-up ratio of the step-up circuit, and selection means for selecting either one of the control means and setting means.

【0023】また好ましくは、さらに、昇圧回路の出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて昇圧回路の昇圧動作を停止させる保護手段が設けられる。 [0023] Preferably, further protection means for stopping the boosting operation of the booster circuit is provided in response to the output voltage of the booster circuit exceeds a predetermined value.

【0024】また好ましくは、さらに、電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段が設けられる。 [0024] Preferably, further, on the basis of the detection result of the power detector, a display means for displaying the output power of the second solar cell string is provided.

【0025】また、この発明に係るパワーコンディショナは、直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1の太陽電池列と、直列接続された第1の数よりも小さな第2の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列に接続され、 Further, the power conditioner according to the present invention includes a first solar cell string including a first number of solar cells connected in series, the first small second number than the number connected in series It is connected to the second solar cell string including solar cells,
第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧比の制御が可能な昇圧ユニットとに少なくとも接続され、第1の太陽電池列で生成された直流電力および昇圧ユニットの出力電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるパワーコンディショナであって、第1の太陽電池列の出力電力と昇圧ユニットの出力電力とを合成し、合成した直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるインバータ回路と、 At least connected to the booster unit capable of controlling the step-up ratio to match the output voltage of the first solar cell string by boosting the output voltage of the second solar cell string, generated by the first solar battery array a power conditioner to be applied to DC power and a load circuit and converted into AC power output power of the booster unit is, the output power of the output power and the boosting unit of the first solar cell string is synthesized, synthesized an inverter circuit for supplying a load circuit converts DC power into AC power,
インバータ回路の出力電力を検出する第1の電力検出器と、第1の電力検出器の検出結果に基づいて、パワーコンディショナの出力電力が最大になるように昇圧ユニットおよびインバータ回路を制御する制御手段を備えたものである。 A first power detector for detecting the output power of the inverter circuit, based on the detection result of the first power detector, control the output power of the power conditioner controls the booster unit and the inverter circuit so as to maximize it is those with the means.

【0026】好ましくは、昇圧ユニットは、さらに、第2の太陽電池列の出力電力を検出する第2の電力検出器と、第2の電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路とを含み、制御手段は、信号発生回路の出力信号に基づいて昇圧ユニットの昇圧比を制御する。 [0026] Preferably, the step-up unit further includes a second power detector for detecting the output power of the second solar cell string, based on the detection result of the second power detector, a second solar cell and a signal generating circuit for outputting a signal indicating whether the output power of the column has increased or decreased, the control means controls the boosting ratio of the boosting unit on the basis of the output signal of the signal generating circuit.

【0027】また好ましくは、制御手段は、昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間にインバータ回路の出力電力が増加するようにインバータ回路の入力電圧を制御する第1のステップと、インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に第2の太陽電池列の出力電力が増加するように昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2のステップとを含む。 Further preferably, the control means includes a first step the input voltage of the boost unit controls the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit in the period held constant increases, inverter and a second step of controlling the boosting ratio of the boosting unit so that the output power of the second solar cell string is increased during a period in which the input voltage of the circuit is kept constant.

【0028】また、この発明に係る太陽光発電システムは、直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1の太陽電池列と、直列接続された第1の数よりも小さな第2 Further, the solar power generation system according to the invention, connected in series with the first solar cell string including a first number of solar cells, the first smaller second than the number connected in series
の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列とに少なくとも接続され、第1および第2の太陽電池列で生成された直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与える太陽光発電システムであって、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧比の制御が可能な昇圧ユニットと、第1の太陽電池列の出力電力と昇圧ユニットの出力電力とを合成し、 In the at least connected to the second solar cell string comprising a number of solar cells, solar power generation system for providing the first and second load circuit is converted into AC power the DC power generated by the solar cell string there are a booster unit capable of controlling the step-up ratio to match the output voltage of the first solar cell string by boosting the output voltage of the second solar cell string, the output power of the first solar cell string It combines the output power of the booster unit and,
合成した直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるインバータ回路、および太陽光発電システムの出力電力が最大になるように昇圧ユニットおよびインバータ回路を制御する制御手段を含むパワーコンディショナとを備えたものである。 Inverter circuit for providing synthesized by converting DC power to AC power to a load circuit, and a power conditioner including the control means for the output power of the solar power generation system controls the step-up unit and the inverter circuit so as to maximize those were.

【0029】好ましくは、制御手段は、昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間にインバータ回路の出力電力が増加するようにインバータ回路の入力電圧を制御する第1のステップと、インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に第2の太陽電池列の出力電力が増加するように昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2のステップとを含む。 [0029] Preferably, the control means includes a first step the input voltage of the boost unit controls the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit in the period held constant increases, the inverter circuit input voltage comprises a second step of controlling the boosting ratio of the boosting unit so that the output power of the second solar cell string is increased during the period held constant.

【0030】また好ましくは、さらに、昇圧ユニットの昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段と、制御手段および設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段とが設けられ、昇圧ユニットの昇圧比は、 [0030] Also preferably, further comprises setting means for setting the predetermined value of the step-up ratio of the step-up unit, and a selecting means for selecting either one of the control means and setting means are provided, the step-up ratio of the step-up unit,
選択手段によって選択された制御手段または設定手段によって制御または設定される。 It is controlled or set by the selected control means or setting means by the selecting means.

【0031】また好ましくは、さらに、昇圧ユニットの出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて昇圧ユニットの昇圧動作を停止させる保護手段が設けられる。 [0031] Preferably, further protection means for stopping the boosting operation of the booster unit is provided in response to the output voltage of the step-up unit exceeds a predetermined value.

【0032】また好ましくは、さらに、第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段が設けられる。 [0032] Also preferably, further, a display means for displaying the output power of the second solar cell string is provided.

【0033】 [0033]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is a block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention. 図1において、この太陽光発電システムは、標準太陽電池ストリング1a、非標準太陽電池ストリング1 In Figure 1, the photovoltaic power generation system, a standard solar cell string 1a, the non-standard solar cell string 1
b、パワーコンディショナ2および昇圧ユニット10を備える。 b, comprising a power conditioner 2, and boost unit 10. 図1では、図面の簡略化のために1つの標準太陽電池ストリング1aと1つの非標準太陽電池ストリング1bのみが示されているが、さらに多くの太陽電池ストリングが含まれ得ることはいうまでもない。 In Figure 1, only one standard solar cell strings 1a and one non-standard solar cell string 1b for simplification of the drawing is shown, to say that may include many more solar cell strings Absent. 標準太陽電池ストリング1aは、標準直列枚数(通常8枚または9枚)の太陽電池モジュールを含んでいる。 Standard solar cell string 1a includes a solar cell module of the standard serial number (eight normal or nine). 非標準太陽電池ストリング1bは、標準直列枚数未満の枚数の太陽電池モジュールを含んでいる。 Nonstandard solar cell string 1b includes a solar cell module of the number of less than standard serial number.

【0034】パワーコンディショナ2は、逆流防止ダイオード3,4、インバータ回路5、インバータ制御部6、出力電流検出器7、入力電圧検出器8、昇圧ユニット制御部9を含む。 The power conditioner 2 includes blocking diode 3, 4, inverter circuit 5, the inverter control unit 6, the output current detector 7, the input voltage detector 8, the booster unit control section 9. 標準太陽電池ストリング1aの出力電圧は、逆流防止ダイオード3を介してインバータ回路5に入力される。 The output voltage of the standard solar cell string 1a is inputted to the inverter circuit 5 via a blocking diode 3. 非標準太陽電池ストリング1bの出力電圧は、昇圧ユニット10および逆流防止ダイオード4 The output voltage of the non-standard solar cell string 1b are boost unit 10 and blocking diode 4
を介してインバータ回路5に入力される。 Is input to the inverter circuit 5 via. インバータ回路5は、インバータ制御部6によって制御され、直流電力を商用電力と同一の位相および周波数50または60 The inverter circuit 5 is controlled by the inverter control unit 6, the same phase of the DC power and the commercial electric power and the frequency 50 or 60
Hzを持つ交流電力に変換し、商用電力系統22に供給する。 Converted into AC power having a Hz, it is supplied to the commercial power system 22.

【0035】パワーコンディショナ2の出力電流IOは出力電流検出器7によって検出され、また、パワーコンディショナ2の入力電圧VAは入力電圧検出器8によって検出されて、インバータ制御部6に入力される。 The output current IO of the power conditioner 2 is detected by the output current detector 7, also, the input voltage VA of the power conditioner 2 is detected by the input voltage detector 8, is input to the inverter control unit 6 . インバータ制御部6は、出力電流検出値IOと入力電圧検出値VAとに基づいて、出力電流IOが最大になるようにインバータ回路5を制御することにより、インバータ回路5の出力電力が最大になるように制御している。 Inverter control unit 6, based on the output current detection value IO and the input voltage detection value VA, by the output current IO controls the inverter circuit 5 so as to maximize the output power of the inverter circuit 5 is maximum It is controlled so. 昇圧ユニット10を運転していない場合は、図5〜図7で示したように、標準太陽電池ストリング1aの出力電力が最大になっている。 If not driving the step-up unit 10, as shown in FIGS. 5 to 7, the output power of a standard solar cell string 1a is the largest. ここで、非標準太陽電池ストリング1bの出力電力が最大になるように制御すれば、それぞれの最大電力を足し合せた電力を出力できることになり、太陽電池ストリング1a,1bの発電電力を最大限有効に活用することが可能となる。 Here, by controlling so that the output power of the non-standard solar cell string 1b is maximized, will be able to output power obtained by summing the respective maximum power, the solar cell strings 1a, the generated power of 1b full effect it is possible to make the.

【0036】昇圧ユニット制御部9は、昇圧ユニット1 The booster unit control section 9, the step-up unit 1
0に対し、昇圧比を制御し、デューティを与えることにより、非標準太陽電池ストリング1bの出力電力が最大になるように昇圧ユニット10を制御する。 0 to control the step-up ratio, by providing the duty, the output power of the non-standard solar cell string 1b controls the boosting unit 10 so as to maximize. すなわち、 That is,
昇圧ユニット制御部9は、目標となる昇圧ユニット入力電圧設定値VBrefを持ち、非標準太陽電池ストリング1bの出力電力が増加方向になるように目標入力電圧設定値VBrefを変化させる。 Boosting unit control section 9 has a booster unit input voltage set value VBref as a target, the output power of the non-standard solar cell string 1b changes the target input voltage set value VBref so that the increasing direction. また、パワーコンディショナ入力電圧VAを検出し、昇圧ユニット入力電圧設定値VBrefから昇圧比VA/VBrefを決定し、 Further, to detect the power conditioner input voltage VA, to determine the step-up ratio VA / VBref from boost unit input voltage set value VBref,
その昇圧比からデューティ1−VBref/VAを算出して昇圧ユニット10に与える。 Calculating the duty 1-VBref / VA from the step-up ratio gives the booster unit 10.

【0037】昇圧ユニット10は、昇圧回路11、昇圧制御部17、入力電圧検出器18、出力電圧検出器1 The booster unit 10, the booster circuit 11, the boost control unit 17, the input voltage detector 18, the output voltage detector 1
9、入力電流検出器20および表示部21を含む。 9, an input current detector 20 and a display unit 21. 昇圧回路11は、リアクトル12、スイッチングトランジスタ13、ダイオード14,15およびコンデンサ16を含む。 Booster circuit 11 includes a reactor 12, switching transistor 13, a diode 14, 15 and a capacitor 16. 非標準太陽電池ストリング1bで生成された直流電力は、リアクトル12を介してスイッチングトランジスタ13に入力される。 DC power generated by the non-standard solar cell string 1b are inputted to the switching transistor 13 via the reactor 12. スイッチングトランジスタ13 Switching transistor 13
のオン期間にリアクトル12に蓄えられたエネルギがスイッチングトランジスタ13のオフ期間にダイオード1 ON period to the OFF period of the energy stored in the reactor 12 the switching transistor 13 diode 1
4を介してコンデンサ16に蓄えられ出力される。 4 through the output stored in the capacitor 16. つまり、スイッチングトランジスタ13のオン/オフ制御によって昇圧回路11の出力電圧が制御される。 That is, the output voltage of the booster circuit 11 is controlled by ON / OFF control of the switching transistor 13. 昇圧ユニット10とパワーコンディショナ2の間は信号線によって接続され、互いの制御部9,17間で通信可能となっている。 Between boost unit 10 and the power conditioner 2 are connected by a signal line, and can communicate between each other of the control unit 9, 17.

【0038】昇圧制御部17は、パワーコンディショナ2の昇圧ユニット制御部9から与えられたデューティで昇圧回路11のスイッチングトランジスタ13をオン/ The boost controller 17, the switching transistor 13 of the booster circuit 11 at a duty given from booster unit control section 9 of the power conditioner 2 ON /
オフさせる。 It is turned off. また、昇圧制御部17は、入力電圧VBおよび入力電流IBをそれぞれ検出器18,20を介して検出し、昇圧ユニット10の入力電力(非標準太陽電池ストリング1bの出力電力)を算出し、入力電力が増加したか減少したかを示す信号をパワーコンディショナ2 Also, boost control unit 17, an input voltage VB and an input current IB detected through a detector 18 and 20 respectively, to calculate the input power of the boost unit 10 (output power of the non-standard solar cell string 1b), the input power conditioner 2 a signal indicating whether or decreased power is increased
の昇圧ユニット制御部9に与える。 Give the the boost unit control section 9. 表示部21は、昇圧制御部17で算出された瞬時電力や昇圧回路11の運転状態を表示する。 The display unit 21 displays the operating state of the instantaneous power and the booster circuit 11 calculated in the step-up control unit 17. また、昇圧制御部17は、検出器19 Also, boost control unit 17, the detector 19
を介して検出した昇圧ユニット10の出力電圧VCが予め定められた値以上にならないように監視し、その値を超えた場合は過電圧保護のため昇圧回路11の昇圧動作を停止させる。 The output voltage VC of the boosting unit 10 detected via the monitors so as not more than a predetermined value, if it exceeds the value stops the boosting operation of the booster circuit 11 for over-voltage protection.

【0039】図2は、この太陽光発電システムの動作を示すタイムチャートである。 [0039] FIG. 2 is a time chart showing the operation of the solar power generation system. パワーコンディショナ2が時刻T0から連系運転を開始すると、まず、インバータ制御部6において初期動作が開始される。 When power conditioner 2 starts interconnected operation from time T0, first, the initial operation is started in the inverter control unit 6. この初期動作期間では、パワーコンディショナ入力電圧VAが予め設定された初期値VAref(T0)に達するまで出力を増加させる。 In this initial operation period, the power conditioner input voltage VA increases the output to advance reaches the set initial value VAref (T0). この期間T0〜T1において昇圧ユニット制御部9は動作しておらず、昇圧ユニット10は停止している。 Boosting unit control section 9 is not operated in this period T0 to T1, the step-up unit 10 is stopped. 入力電圧VAが予め設定された初期値VAre The initial value VAre the input voltage VA is set in advance
f(T0)に達すると、インバータ制御部6はこの電圧を維持するようにインバータ回路5を制御する。 Upon reaching the f (T0), the inverter control unit 6 controls the inverter circuit 5 so as to maintain this voltage. 一方、 on the other hand,
昇圧ユニット制御部9は、時刻T1から初期動作を開始する。 Boosting unit control section 9 starts the initial operation from time T1. 昇圧ユニット制御部9の初期動作期間では、パワーコンディショナ入力電圧VAと予め設定されている昇圧ユニット入力電圧の初期値VBref(T0)とに基づいて昇圧比VA(T)/VBref(T0)が求められ、さらに、デューティ1−VBref(T0)/VA In the initial operation period of the step-up unit control section 9, the initial value VBref (T0) and the step-up ratio based on the step-up unit input voltage with the preset power conditioner input voltage VA VA (T) / VBref (T0) is prompted further duty 1-VBref (T0) / VA
(T)が求められ、そのデューティと運転許可信号とが昇圧ユニット10に与えられる。 (T) is determined, and its duty and the operation permission signal is applied to the boosting unit 10. 昇圧ユニット10は、 The step-up unit 10,
昇圧ユニット制御部9から運転許可信号およびデューティが与えられると、動作を開始し、デューティを徐々に変化させてスイッチングトランジスタ13のオン時間を増加させ、デューティを1−VBref(T0)/VA When the operation permission signal and the duty from the booster unit control section 9 is provided, it starts to operate, increases the on-time of the switching transistor 13 gradually changes the duty, the duty 1-VBref (T0) / VA
(T)にする。 To (T). ここで、VA(T)は時々刻々変化するパワーコンディショナ入力電圧を示している。 Here, VA (T) shows the power conditioner input voltage changes from moment to moment. これは、 this is,
時刻T1〜T2の間はインバータ制御部6がパワーコンディショナ入力電圧を一定に保つように制御しているが、昇圧ユニット10の出力電力の変化によって電圧が変化するからである。 Although during time T1~T2 the inverter control unit 6 is controlled to maintain the power conditioner input voltage constant, since the voltage varies with changes in the output power of the booster unit 10. 昇圧ユニット10のデューティが1−VBref(T0)/VA(T)に達した時点T2 Time duty of the step-up unit 10 has reached the 1-VBref (T0) / VA (T) T2
で、昇圧ユニット10からパワーコンディショナ2に検出電力が増加したか減少したかを示す信号が与えられる。 In a signal indicating whether the detected power from boost unit 10 to the power conditioner 2 has increased or decreased is provided. なお、初期動作期間では、電力が0の状態から開始されるので電力は必ず増加する。 In the initial operation period, the power is always increased because the power is started from the state of 0.

【0040】次に、インバータ制御部6は、最大電力点追従動作(MPPT)を開始する。 Next, the inverter control unit 6 starts the maximum power point tracking operation (MPPT). 時刻T2〜T3の間は、昇圧ユニット制御部9がデューティ1−VBref During the time T2~T3 is raised unit control section 9 is duty 1-VBref
(T0)/VA(T)を昇圧ユニット10に与え続けるので、インバータ制御部6の最大電力点追従動作でパワーコンディショナ入力電圧VAが変動しても、昇圧ユニット入力電圧VBが一定に保たれる。 (T0) / Because VA (T) is continuously applied to the boosting unit 10, be varied power conditioner input voltage VA at the maximum power point tracking operation of the inverter control unit 6, kept boosting unit input voltage VB is constant It is. したがって、昇圧ユニット10の出力電力が一定に保たれるので、インバータ制御部6の最大電力点追従動作が高精度で行われる。 Therefore, the output power of the booster unit 10 is kept constant, the maximum power point tracking operation of the inverter control unit 6 is performed at high accuracy. 時刻T2〜T3におけるインバータ制御部6の最大電力点追従動作では、パワーコンディショナ出力電流I The maximum power point tracking operation of the inverter control unit 6 at time T2 to T3, the power conditioner output current I
Oが増加する方向が調べられ、パワーコンディショナ出力電流IOが増加する方向へ入力電圧設定値VAref O is examined the direction of increasing the input voltage set value in a direction power conditioner output current IO increases VAref
(T0)がVAref(T3)に更新される。 (T0) is updated to VAref (T3).

【0041】パワーコンディショナ入力電圧VAが入力電圧設定値VAref(T3)に達した時刻(T3)からは、最大電力点追従動作は昇圧ユニット制御部9に移り、インバータ制御部6は入力電圧VAが入力電圧設定値VAref(T3)を維持するようにインバータ回路6を制御する。 [0041] From the power conditioner input voltage VA input voltage set value the time it reaches the VAref (T3) (T3), the maximum power point tracking operation moves to the step-up unit control section 9, the inverter control unit 6 input voltage VA There controls the inverter circuit 6 to maintain the input voltage set value VAref (T3). 一方、昇圧ユニット制御部9は、昇圧ユニット10から電力が増加したか減少したかを示す信号を受け、その信号に基づいて昇圧ユニット10の電力が増加する方向に入力電圧設定値をVBref(T0)からVBref(T4)に更新し、デューティ1−VBr On the other hand, booster unit control section 9 receives a signal indicating whether the electric power from boost unit 10 has increased or decreased, VBref input voltage set value in a direction in which the power of the booster unit 10 is increased based on the signal (T0 ) is updated to VBref (T4) from, duty 1-VBr
ef(T4)/VA(T)を昇圧ユニット10に与える。 Give ef (T4) / VA (T) is in the step-up unit 10. 昇圧ユニット10は、昇圧ユニット制御部9から与えられたデューティで動作する。 Boosting unit 10 operates at a duty given from booster unit control unit 9. 時刻T4から最大電力点追従動作は、インバータ制御部6に移る。 Maximum power point tracking operation from time T4, the process proceeds to the inverter control unit 6. このように、最大電力点追従制御をインバータ制御部6と昇圧ユニット制御部9で交互に繰返し実行することにより、太陽電池ストリング1a,1bそれぞれの最大電力を出力させることが可能となる。 Thus, by repeatedly alternately performed by the inverter control unit 6 and the step-up unit control section 9 of the maximum power point tracking, it is possible to output the solar cell strings 1a, the maximum power of 1b, respectively.

【0042】なお、昇圧ユニット10の昇圧制御部17 [0042] In addition, the step-up control unit 17 of the step-up unit 10
に昇圧比を手動設定と昇圧ユニット制御部9による自動制御とのうちのいずれかに切換えるための切換スイッチを設ければ、既存のパワーコンディショナ2に昇圧ユニット10を追加する場合のようにパワーコンディショナ2に昇圧ユニット10との通信機能がない場合において、予め標準直列枚数と非標準直列枚数により設定された昇圧比で昇圧ユニット10を動作させることが可能となり、より多くのシステムに対応することができる。 The step-up ratio by providing a change-over switch for switching to one of the automatic control manual setting and by the step-up unit control section 9, the power as in the case of adding a booster unit 10 to an existing power conditioner 2 in case conditioner 2 has no function of communicating with the booster unit 10, it is possible to operate the booster unit 10 in the step-up ratio which is preset by a standard serial number and the non-standard serial number, corresponding to more systems be able to. また、その切換スイッチが、パワーコンディショナ2と昇圧ユニット10との通信機能の有無に応じて自動的に切換えられるようにしてもよい。 Further, the change-over switch may also be automatically be switched in accordance with the presence or absence of communication function with the power conditioner 2 and boost unit 10.

【0043】また、この実施の形態では、昇圧回路11 [0043] Further, in this embodiment, the booster circuit 11
の出力電圧VCが所定値を超えた場合は過電圧保護のため昇圧回路11の昇圧動作を停止させたが、インバータ回路5の入力電圧VAが所定値を超えた場合に昇圧回路11の昇圧動作を停止させてもよい。 If the output voltage VC of exceeds a predetermined value has been to stop the boosting operation of the booster circuit 11 for overvoltage protection, the boosting operation of the booster circuit 11 when the input voltage VA of the inverter circuit 5 exceeds a predetermined value it may be stopped.

【0044】今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。 [0044] The embodiments disclosed herein are to be considered as not restrictive but illustrative in all respects. 本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalency of the claims.

【0045】 [0045]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る昇圧ユニットでは、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させるための昇圧比の制御が可能な昇圧回路と、第2の太陽電池列の出力電力を検出する電力検出器と、電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路とが設けられる。 As is evident from the foregoing description, the boosting unit according to the present invention, a booster circuit capable of controlling the step-up ratio in order to boost the output voltage of the second solar cell string, the second solar cell string a power detector for detecting the output power, based on a detection result of the power detector, a signal generating circuit for output power of the second solar cell string and outputs a signal indicating whether or decreased increased is provided. したがって、信号発生回路の出力信号に基づいてシステムの出力電力が最大になるように昇圧回路の昇圧比を制御できるので、従来のように昇圧回路の昇圧比を手動で設定する必要がなくなり、システム設定時の作業が容易になる。 Therefore, since the output power of the system based on the output signal of the signal generating circuit can control the boosting ratio of the boosting circuit so as to maximize, it is not necessary to set the boosting ratio of the boosting circuit as in the prior art manually, the system work becomes easy at the time of setting. また、第1および第2の太陽電池列のうちの一方の出力電圧が日射の影響などにより変化した場合でも、それに応じて昇圧回路の昇圧比を最適値に制御できるので、昇圧比が一定値に固定されていた従来に比べ効率が高くなる。 Even when one of the output voltage of the first and second solar cell string is changed by influence of solar radiation, because the boost ratio of the booster circuit can be controlled to an optimum value accordingly, the step-up ratio is a constant value efficiency is increased compared to the conventional which has been fixed to.

【0046】好ましくは、太陽光発電システムは、さらに、信号発生回路の出力信号に基づいて、太陽光発電システムの出力電力が最大になるように昇圧回路の昇圧比を制御する制御手段を備え、昇圧ユニットは、さらに、 [0046] Preferably, photovoltaic system, further, on the basis of the output signal of the signal generating circuit includes a control means for the output power of the solar power generation system controls the boosting ratio of the boosting circuit so as to maximize, the step-up unit further,
昇圧回路の昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段と、制御手段および設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段とを備える。 Comprising setting means for setting the predetermined value of the step-up ratio of the step-up circuit, and selection means for selecting either one of the control means and setting means. この場合は、第2 In this case, the second
の太陽電池列を増設する場合に便利である。 Which is useful if you want to add more of the solar cell strings.

【0047】また好ましくは、さらに、昇圧回路の出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて昇圧回路の昇圧動作を停止させる保護手段が設けられる。 [0047] Also preferably, further, a protective means for stopping the boosting operation of the booster circuit is provided in response to the output voltage of the booster circuit exceeds a predetermined value. この場合は、昇圧回路の出力電圧が高くなりすぎてシステムが破壊されるのを防止することができる。 In this case, it is possible to output voltage of the booster circuit becomes too high system be prevented from being destroyed.

【0048】また好ましくは、さらに、電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段が設けられる。 [0048] Also preferably, further, on the basis of the detection result of the power detector, a display means for displaying the output power of the second solar cell string is provided. この場合は、第2の太陽電池列の出力電力を確認することができ便利である。 In this case, it is convenient can check the output power of the second solar cell string.

【0049】また、この発明に係るパワーコンディショナでは、第1の太陽電池列の出力電力と昇圧ユニットの出力電力とを合成し、合成した直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるインバータ回路と、インバータ回路の出力電力を検出する第1の電力検出器と、第1の電力検出器の検出結果に基づいて、パワーコンディショナの出力電力が最大になるように昇圧ユニットおよびインバータ回路を制御する制御手段とが設けられる。 [0049] In the power conditioner according to the present invention, an inverter providing a first combines the output power of the output power and the boosting unit of the solar cell string, combining the load circuit and converted into AC power DC power was a circuit, a first power detector for detecting the output power of the inverter circuit, based on the detection result of the first power detector, the booster unit and the inverter circuit so that the output power of the power conditioner is maximized and control means for controlling is provided. したがって、第1の電力検出器の検出結果に基づいてパワーコンディショナの出力電力が最大になるように昇圧ユニットおよびインバータ回路を制御するので、従来のように昇圧ユニットの昇圧比を手動で設定する必要がなくなり、システム設定時の作業が容易になる。 Therefore, since the output power of the power conditioner based on the detection result of the first power detector to control the booster unit and the inverter circuit so as to maximize, to set the boosting ratio of the boosting unit as in the conventional manually it is no longer necessary, it is easy to work the system configuration at the time. また、第1および第2の太陽電池列のうちの一方の出力電圧が日射の影響などにより変化した場合でも、それに応じて昇圧ユニットの昇圧比を最適値に制御できるので、昇圧比が一定値に固定されていた従来に比べ効率が高くなる。 Even when one of the output voltage of the first and second solar cell string is changed by influence of solar radiation, because the boost ratio of the boost units can be controlled to an optimum value accordingly, the step-up ratio is a constant value efficiency is increased compared to the conventional which has been fixed to.

【0050】好ましくは、昇圧ユニットは、さらに、第2の太陽電池列の出力電力を検出する第2の電力検出器と、第2の電力検出器の検出結果に基づいて、第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路とを含み、制御手段は、信号発生回路の出力信号に基づいて昇圧ユニットの昇圧比を制御する。 [0050] Preferably, the step-up unit further includes a second power detector for detecting the output power of the second solar cell string, based on the detection result of the second power detector, a second solar cell and a signal generating circuit for outputting a signal indicating whether the output power of the column has increased or decreased, the control means controls the boosting ratio of the boosting unit on the basis of the output signal of the signal generating circuit. この場合は、昇圧ユニットの昇圧比を容易に制御することができる。 In this case, it is possible to easily control the step-up ratio of the step-up unit.

【0051】また好ましくは、制御手段は、昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間にインバータ回路の出力電力が増加するようにインバータ回路の入力電圧を制御する第1のステップと、インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に第2の太陽電池列の出力電力が増加するように昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2のステップとを含む。 [0051] Also preferably, the control means includes a first step the input voltage of the boost unit controls the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit in the period held constant increases, inverter and a second step of controlling the boosting ratio of the boosting unit so that the output power of the second solar cell string is increased during a period in which the input voltage of the circuit is kept constant. この場合は、昇圧ユニットの昇圧比とインバータ回路とを交互に制御するので、それらの制御を容易かつ確実に行なうことができる。 In this case, since controls the step-up ratio and an inverter circuit of the step-up unit alternately, it is possible to perform their control easily and reliably.

【0052】また、この発明に係る太陽光発電システムでは、第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させるための昇圧ユニットと、第1の太陽電池列の出力電力と昇圧ユニットの出力電力とを合成し、合成した直流電力を交流電力に変換するためのインバータ回路とおよび太陽光発電システムの出力電力が最大になるように昇圧ユニットおよびインバータ回路を制御する制御手段を含むパワーコンディショナとが設けられる。 [0052] In the solar power generation system according to the present invention, a boosting unit for boosting an output voltage of the second solar cell string and an output power of the output power and the boosting unit of the first solar cell string synthesized, power conditioner and is provided comprising a synthetic control means for the output power of the inverter circuit and and solar power system for converting DC power to AC power and controls the booster unit and the inverter circuit so as to maximize the It is. したがって、システムの出力電力が最大になるように昇圧ユニットの昇圧比が制御手段によって制御されるので、従来のように昇圧ユニットの昇圧比を手動で設定する必要がなくなり、システム設定時の作業が容易になる。 Therefore, since the step-up ratio of the step-up unit so that the output power of the system is maximized is controlled by the control means, it is not necessary to set the boosting ratio of the boosting unit as in the conventional manually working system settings during It becomes easier. また、第1および第2 The first and second
の太陽電池列のうちの一方の出力電圧が日射の影響などにより変化した場合でも、それに応じて昇圧ユニットの昇圧比が最適値に制御されるので、昇圧比が一定値に固定されていた従来に比べて効率が高くなる。 Even when one of the output voltage of the solar cell string of the changes due to influence of solar radiation, the step-up ratio of the step-up unit is controlled to an optimum value accordingly, conventional step-up ratio has been fixed at a constant value efficiency is higher than that of the.

【0053】好ましくは、制御手段は、昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間にインバータ回路の出力電力が増加するようにインバータ回路の入力電圧を制御する第1ステップと、インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に第2の太陽電池列の出力電力が増加するように昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2のステップとを含む。 [0053] Preferably, the control means includes a first step the input voltage of the boost unit controls the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit in the period held constant increases, the inverter circuit input voltage and a second step of controlling the boosting ratio of the boosting unit so that the output power of the second solar cell string is increased during the period held constant. この場合は、昇圧ユニットの昇圧比とインバータ回路とを交互に制御するので、それらの制御を容易かつ確実に行なうことができる。 In this case, since controls the step-up ratio and an inverter circuit of the step-up unit alternately, it is possible to perform their control easily and reliably.

【0054】好ましくは、さらに、昇圧ユニットの昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段と、制御手段および設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段が設けられ、昇圧ユニットの昇圧比は、選択手段によって選択された制御手段または設定手段によって制御または設定される。 [0054] Preferably, further, setting means for setting the predetermined value up ratio of the step-up unit, a selection means for selecting either one of the control means and setting means are provided, the booster unit step-up ratio of is controlled or set by the control means or setting means selected by the selecting means. この場合は、第2の太陽電池列を増設する場合に好適である。 In this case, it is preferable in the case of adding the second solar cell string.

【0055】また好ましくは、さらに、昇圧ユニットの出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて昇圧ユニットの昇圧動作を停止させる保護手段が設けられる。 [0055] Also preferably, further, a protective means for stopping the boosting operation of the booster unit is provided in response to the output voltage of the step-up unit exceeds a predetermined value. この場合は、昇圧ユニットの出力電圧が高くなりすぎてインバータ回路などが破壊されるのを防止することができる。 In this case, it is possible to prevent excessively high output voltage of the step-up unit that an inverter circuit is broken.

【0056】また好ましくは、さらに、第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段が設けられる。 [0056] Also preferably, further, a display means for displaying the output power of the second solar cell string is provided.
この場合は、第2の太陽電池列の出力電力を確認することができ便利である。 In this case, it is convenient can check the output power of the second solar cell string.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 この発明の一実施の形態による太陽光発電システムの構成を示す回路ブロック図である。 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した太陽光発電システムの動作を説明するためのタイムチャートである。 2 is a time chart for explaining the operation of the solar power generation system shown in FIG.

【図3】 従来の太陽光発電システムの構成を示す回路ブロック図である。 3 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional solar power generation system.

【図4】 図3に示した昇圧制御部の構成を示すブロック図である。 4 is a block diagram showing a configuration of a boost control unit shown in FIG.

【図5】 図3に示した太陽光発電システムの動作を説明するための図である。 5 is a diagram for explaining the operation of the solar power generation system shown in FIG.

【図6】 図3に示した太陽光発電システムの動作を説明するための他の図である。 6 is another diagram for explaining the operation of the solar power generation system shown in FIG.

【図7】 図3に示した太陽光発電システムの動作を説明するためのさらに他の図である。 7 is a still another diagram for explaining the operation of the solar power generation system shown in FIG.

【図8】 図3に示した太陽光発電システムの問題点を説明するための図である。 8 is a diagram for explaining a problem of a solar power generation system shown in FIG.

【図9】 図3に示した太陽光発電システムの問題点を説明するための他の図である。 9 is another diagram for the problem will be described of a solar power generation system shown in FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1a,31a 標準太陽電池ストリング、1b,31b 1a, 31a standard solar cell string, 1b, 31b
非標準太陽電池ストリング、2,45 パワーコンディショナ、3,4,14,15,36,37,41,4 Non-standard solar cell string, 2,45 power conditioner, 3,4,14,15,36,37,41,4
2 ダイオード、5 インバータ回路、6 インバータ制御部、7,20 電流検出器、8,18,19 電圧検出器、9 昇圧ユニット制御部、10,32 昇圧ユニット、11,33 昇圧回路、12,34 リアクトル、13,35 スイッチングトランジスタ、16,3 2 diodes, 5 inverter circuit, 6 an inverter control unit, 7, 20 current detector, 8,18,19 voltage detector, 9 booster unit control section, 10, 32 boost unit, 11 and 33 booster circuit, 12, 34 reactor , 13, 35 switching transistor, 16,3
8 コンデンサ、17,39 昇圧制御部、21 表示部、22,46 商用電力系統、40 接続箱、43 8 capacitors, 17 and 39 boost controller, 21 display unit, 22, 46 a commercial power system, 40 junction boxes, 43
雷サージアブソーバ、44 ブレーカ、51 昇圧比設定部、52 信号設定演算部、53 三角波発生部、5 Lightning surge absorber, 44 breaker, 51 step-up ratio setting unit, 52 signal setting operation unit, 53 a triangular wave generator, 5
4 信号比較部、55 ゲートドライブ部。 4 signal comparator, 55 the gate drive unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 文彌 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5H007 BB02 BB07 CA02 CC03 CC12 DA06 DB01 DC05 5H420 BB14 CC03 DD03 EA14 EA40 EA48 EB16 EB39 FF03 FF04 FF05 5H730 AA14 AS04 BB14 BB57 BB86 DD02 EE79 FD11 FD21 FF02 FG05 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Kimura Bun'iya Osaka Abeno-ku, Osaka Nagaike-cho, No. 22 No. 22 shea Sharp Co., Ltd. in the F-term (reference) 5H007 BB02 BB07 CA02 CC03 CC12 DA06 DB01 DC05 5H420 BB14 CC03 DD03 EA14 EA40 EA48 EB16 EB39 FF03 FF04 FF05 5H730 AA14 AS04 BB14 BB57 BB86 DD02 EE79 FD11 FD21 FF02 FG05

Claims (12)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1の太陽電池列と、直列接続された前記第1の数よりも小さな第2の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列とに少なくとも接続され、前記第1および第2の太陽電池列で生成された直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与える太陽光発電システムにおいて、前記第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて前記第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧ユニットであって、 前記第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させるための昇圧比の制御が可能な昇圧回路、 前記第2の太陽電池列の出力電力を検出する電力検出器、および前記電力検出器の検出結果に基づいて、前記第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路を備える、 1. A a first solar cell string including a first number of solar cells connected in series, the series-connected second containing small second number of the solar cell than the first number at least connected to the solar battery array, the photovoltaic power generation system applied to the first and second load circuit is converted into AC power the DC power generated by the solar cell string, the second solar cell string a boosting unit for boosts the output voltage to match the output voltage of the first solar battery array, capable of controlling the boosting ratio boost for boosting the output voltage of the second solar cell string indicating circuit, the power detector for detecting the output power of the second solar cell string, and on the basis of the detection result of the power detector, whether the output power of the second solar cell string has increased or decreased It includes a signal generation circuit for outputting a signal, 圧ユニット。 Pressure unit.
  2. 【請求項2】 前記太陽光発電システムは、さらに、前期信号発生回路の出力信号に基づいて、前記太陽光発電システムの出力電力が最大になるように前記昇圧回路の昇圧比を制御する制御手段を備え、 前記昇圧ユニットは、 さらに、前記昇圧回路の昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段、および前記制御手段および前記設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段を備える、請求項1に記載の昇圧ユニット。 Wherein said photovoltaic power generation system is further based on the output signal of the previous period signal generating circuit, control means for the output power of the solar power generation system controls the boosting ratio of the boosting circuit so as to maximize wherein the boosting unit further setting means for setting the predetermined value of the boosting ratio of the boosting circuit, and a selection means for selecting either one of said control means and said setting means comprising, boosting unit according to claim 1.
  3. 【請求項3】 さらに、前記昇圧回路の出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて前記昇圧回路の昇圧動作を停止させる保護手段を備える、請求項1または請求項2に記載の昇圧ユニット。 Wherein further comprising a protection means for stopping the boosting operation of the boosting circuit in response to the output voltage of the booster circuit exceeds a predetermined value, according to claim 1 or claim 2 the step-up unit.
  4. 【請求項4】 さらに、前記電力検出器の検出結果に基づいて、前記第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段を備える、請求項1から請求項3のいずれかに記載の昇圧ユニット。 4. Further, based on the detection result of the power detector, comprising display means for displaying the output power of the second solar cell string according to any one of claims 1 to 3 the step-up unit of.
  5. 【請求項5】 直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1の太陽電池列と、直列接続された前記第1の数よりも小さな第2の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列に接続され、前記第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて前記第1の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧比の制御が可能な昇圧ユニットとに少なくとも接続され、前記第1の太陽電池列で生成された直流電力および前記昇圧ユニットの出力電力を交流電力に変換して負荷回路に与えるパワーコンディショナであって、 前記第1の太陽電池列の出力電力と前記昇圧ユニットの出力電力とを合成し、合成した直流電力を交流電力に変換して前記負荷回路に与えるインバータ回路、 前記インバータ回路の出力電力を検出する第1の電力検出器、および前記第1の電力検 The first and the solar cell string including a first number of solar cells 5. series, a second containing the solar cells of the small second number than the first number of the series-connected is connected to the solar cell string, at least connected to said second solar cell string booster unit capable of controlling the boosting ratio of the output voltage by boosting the match the output voltage of the first solar cell string of , a power conditioner supplied to the load circuit and converted into AC power output power of the DC power and the boosting unit generated by the first solar battery array, and the output power of the first solar cell string combines the output power of the booster unit, the inverter circuit to be supplied to the load circuit converts the synthesized DC power to AC power, the first power detector for detecting the output power of the inverter circuit, and the first power test of 器の検出結果に基づいて、前記パワーコンディショナの出力電力が最大になるように前記昇圧ユニットおよび前記インバータ回路を制御する制御手段を備える、パワーコンディショナ。 Based on the vessels of the detection result, and a control means for the output power of the power conditioner controls the boosting unit and the inverter circuit so as to maximize the power conditioner.
  6. 【請求項6】 前記昇圧ユニットは、 さらに、前記第2の太陽電池列の出力電力を検出する第2の電力検出器、および前記第2の電力検出器の検出結果に基づいて、前記第2の太陽電池列の出力電力が増加したか減少したかを示す信号を出力する信号発生回路を含み、 前記制御手段は、前記信号発生回路の出力信号に基づいて前記昇圧ユニットの昇圧比を制御する、請求項5に記載のパワーコンディショナ。 Wherein said booster unit further second power detector for detecting the output power of the second solar cell string, and based on the detection result of the second power detector, the second It includes a signal generation circuit for output power of the solar battery string and outputs a signal indicating whether or decreased with increased, the control means controls the boosting ratio of the booster unit on the basis of an output signal of the signal generating circuit the power conditioner according to claim 5.
  7. 【請求項7】 前記制御手段は、 前記昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間に前記インバータ回路の出力電力が増加するように前記インバータ回路の入力電圧を制御する第1のステップ、および前記インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に前記第2の太陽電池列の出力電力が増加するように前記昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2 Wherein said control means includes a first step of controlling the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit during a period in which the input voltage of the booster unit is held constant is increased, and a second input voltage of the inverter circuit controls the step-up ratio of the step-up unit so that the output power of the second solar cell string in a period which is held constant is increased
    のステップを含む、請求項6に記載のパワーコンディショナ。 Including the step, the power conditioner according to claim 6.
  8. 【請求項8】 直列接続された第1の数の太陽電池を含む第1の太陽電池列と、直列接続された前記第1の数よりも小さな第2の数の太陽電池を含む第2の太陽電池列とに少なくとも接続され、前記第1および第2の太陽電池列で生成された直流電力を交流電力に変換して負荷回路に与える太陽光発電システムであって、 前記第2の太陽電池列の出力電圧を昇圧させて前記第1 The first and the solar cell string including a first number of solar cells 8. series, a second containing the solar cells of the small second number than the first number of the series-connected at least connected to the solar battery array, a photovoltaic power generation system applied to the first and second load circuit is converted into AC power the DC power generated by the solar cell string, the second solar cell the boosts the output voltage of the column first
    の太陽電池列の出力電圧に一致させるための昇圧比の制御が可能な昇圧ユニットと、 前記第1の太陽電池列の出力電力と前記昇圧ユニットの出力電力とを合成し、合成した直流電力を交流電力に変換して前記負荷回路に与えるインバータ回路、および前記太陽光発電システムの出力電力が最大になるように前記昇圧ユニットおよび前記インバータ回路を制御する制御手段を含むパワーコンディショナとを備える、太陽光発電システム。 A booster unit capable of controlling the step-up ratio to match the output voltage of the solar cell string of the output power by combining the output power and the boosting unit of the first solar cell string, synthesized DC power inverter circuits provided to the load circuit is converted into AC power, and and a power conditioner including the control means for the output power of the photovoltaic system controls the boosting unit and the inverter circuit so as to maximize, Solar power system.
  9. 【請求項9】 前記制御手段は、 前記昇圧ユニットの入力電圧が一定に保持されている期間に前記インバータ回路の出力電力が増加するように前記インバータ回路の入力電圧を制御する第1のステップ、および前記インバータ回路の入力電圧が一定に保持されている期間に前記第2の太陽電池列の出力電力が増加するように前記昇圧ユニットの昇圧比を制御する第2 Wherein said control means includes a first step of controlling the input voltage of the inverter circuit so that the output power of the inverter circuit during a period in which the input voltage of the booster unit is held constant is increased, and a second input voltage of the inverter circuit controls the step-up ratio of the step-up unit so that the output power of the second solar cell string in a period which is held constant is increased
    のステップを含む、請求項8に記載の太陽光発電システム。 Including the step, photovoltaic system of claim 8.
  10. 【請求項10】 さらに、前記昇圧ユニットの昇圧比を予め定められた値に設定する設定手段、および前記制御手段および前記設定手段のうちのいずれか一方を選択するための選択手段を備え、 前記昇圧ユニットの昇圧比は、前記選択手段によって選択された前記制御手段または前記設定手段によって制御または設定される、請求項8または請求項9に記載の太陽光発電システム。 10. further comprising a selection means for selecting either one of the setting means, and said control means and said setting means for setting the predetermined value of the step-up ratio of the step-up unit, wherein up ratio of the step-up unit, the controlled or set by the control means or said setting means selected by the selecting means, photovoltaic power generation system according to claim 8 or claim 9.
  11. 【請求項11】 さらに、前記昇圧ユニットの出力電圧が予め定められた値を超えたことに応じて前記昇圧ユニットの昇圧動作を停止させる保護手段を備える、請求項8から請求項10のいずれかに記載の太陽光発電システム。 11. further comprising a protection means for stopping the boosting operation of the boosting unit in response to the output voltage of the boosting unit exceeds a predetermined value, any one of claims 8 to claim 10 solar power generation system according to.
  12. 【請求項12】 さらに、前記第2の太陽電池列の出力電力を表示するための表示手段を備える、請求項8から請求項11のいずれかに記載の太陽光発電システム。 12. Furthermore, the comprises display means for displaying the output power of the second solar cell strings, photovoltaic power generation system according to claim 11 claim 8.
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