JP2003289626A - Power conditioner for solar power generation system - Google Patents

Power conditioner for solar power generation system

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JP2003289626A
JP2003289626A JP2002091886A JP2002091886A JP2003289626A JP 2003289626 A JP2003289626 A JP 2003289626A JP 2002091886 A JP2002091886 A JP 2002091886A JP 2002091886 A JP2002091886 A JP 2002091886A JP 2003289626 A JP2003289626 A JP 2003289626A
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inverter
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To link a plurality of solar cell strings, having different output voltages to a commercial power source, and to efficiently utilize the maximum power of the solar cell strings at all times. <P>SOLUTION: The DC voltage from solar cell strings 31a and 31b is supplied to voltage regulation units 10a and 10b, for regulating the voltage of a solar cell. The voltage is supplied to an inverter unit 12 for conversion into an AC power, and the AC power is linked with the system power source. The inverter unit 12 and the voltage regulation units 10a and 10b are unitized, respectively, and are arranged inside a power conditioner 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は太陽光発電システ
ム用パワーコンディショナに関し、特に、太陽電池から
電力を受け、交流電力に変換するパワーコンディショナ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conditioner for a solar power generation system, and more particularly to a power conditioner that receives electric power from a solar cell and converts it into AC power.

【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。太陽
電池は2次電池など他のエネルギー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ー源として知ら
れている。
2. Description of the Related Art A solar cell operates as a DC power source and outputs DC power as long as it is exposed to sunlight. The solar cell is known as a simple and clean energy source because it can output DC power by itself without interposing another energy source such as a secondary battery and does not emit harmful substances.

【0003】従来の太陽光発電システムにおいては、複
数枚の太陽電池モジュールを直列に接続してストリング
とし、さらに、複数のストリングを並列に接続して、太
陽電池アレイを構成し、この太陽電池が発生する直流電
力はパワーコンディショナにおい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電力
が供給される。パワーコンディショナにおいては、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。
In a conventional solar power generation system, a plurality of solar cell modules are connected in series to form a string, and a plurality of strings are connected in parallel to form a solar cell array. The generated DC power is converted into AC power in the power conditioner, and the power is supplied to the general AC load or the existing commercial power system. In the power conditioner, a plurality of solar cell strings are connected via a connection box which is an external device having a connection function.

【0004】また、太陽電池アレイには直列接続された
標準枚数の太陽電池モジュールで構成された標準太陽電
池ストリングと直列接続された標準枚数未満の太陽電池
モジュールで構成された非標準的なストリングが含まれ
る。
Further, the solar cell array includes a standard solar cell string composed of a standard number of solar cell modules connected in series and a non-standard string composed of less than the standard number of solar cell modules connected in series. included.

【0005】たとえば、住宅の屋根上に太陽電池アレイ
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、太陽電池アレイを構成することができない場合があ
る。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,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
成される場合などがある。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異なる場合があり、
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。
For example, when the solar cell array is installed on the roof of a house, the solar cell array is constructed by arranging the solar cell module only on the south face of the roof where the amount of solar radiation is highest depending on the shape and area of the roof. May not be possible. The solar cell modules not placed on the south side of the roof are also placed on the west side and the east side of the roof to form a solar cell string, or after the solar cell modules are placed on the main part of the south side of the roof. There may be a case where the solar cell string is configured including the small solar cell modules arranged in the remaining area. That is, the number of series solar cell modules included in some solar cell strings may be different from other solar cell strings,
In that case, the output voltage will differ between the solar cell strings.

【0006】標準直列枚数の太陽電池モジュールを構成
される太陽電池ストリングと、標準直列枚数未満の太陽
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っても、それぞれの最大電力を足し
合わした電力を出力されず、太陽電池の発電電力を最大
限有効活用できない。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、標準直列枚数未満
の太陽電池ストリングの出力電圧を標準直列枚数の太陽
電池に合わせることにより、太陽電池の発電電力の有効
活用が可能となる。
When a solar cell string that constitutes a standard number of solar cell modules and a solar cell string that comprises less than the standard number of solar cell modules are connected in parallel to a power conditioner, the maximum Even if the power conditioner performs maximum power point tracking control based on the combined voltage-power characteristics, since the operating voltage that is the power is different, the power that is obtained by adding the maximum power is not output, and the solar cell Can not make the most effective use of the generated electric power. In such a case, a booster unit is installed in the preceding stage of the power conditioner, and the output voltage of the solar cell string less than the standard series number is adjusted to the standard series number of solar cells, so that the generated power of the solar cells can be effectively utilized. 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り、図4は図3に示した
昇圧制御部の具体的なブロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing the configuration of such a solar power generation system, and FIG. 4 is a concrete block diagram of the boost control section shown in FIG.

【0008】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31a,非標準太陽電池ス
トリング31b,昇圧ユニット32,接続箱40,パワ
ーコンディショナ45を備える。図3には図面の簡略化
のために2つの太陽電池ストリングのみが示されている
が、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。
In FIG. 3, this solar power generation system includes a standard solar cell string 31a, a non-standard solar cell string 31b, a booster unit 32, a connection box 40, and a power conditioner 45. Although only two solar cell strings are shown in FIG. 3 for the sake of simplifying the drawing, it goes without saying that more solar cell strings are usually included.

【0009】標準太陽電池ストリング31aは接続箱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
2および接続箱40を介してパワーコンディショナ45
に接続される。
The standard solar cell string 31a is the junction box 4
0 to the power conditioner 45, while the non-standard solar cell string 31b is connected to the booster unit 3
2 and the connection box 40 through the power conditioner 45
Connected to.

【0010】昇圧ユニット32は昇圧回路,ゲートドラ
イブ回路,制御回路,電源回路を含み、昇圧回路33は
リアクトル34,トランジスタ35,ダイオード36,
37,コンデンサ38で昇圧チョッパ回路を構成してい
る。電源回路は昇圧ユニット入力より、ゲートドライブ
回路,制御回路に必要な電源電圧を作り各回路に供給す
る。制御回路は、予め設定された昇圧比に応じて、昇圧
回路のトランジスタのON/OFF信号作成し、ゲート
ドライブ回路に出力する。制御回路は昇圧ユニットの回
路保護機能,起動停止制御などを行なう。ゲートドライ
ブ回路部は制御回路部により、出力されたON/OFF
信号に基づき、昇圧回路のトランジスタを駆動する。
The booster unit 32 includes a booster circuit, a gate drive circuit, a control circuit, and a power supply circuit. The booster circuit 33 includes a reactor 34, a transistor 35, a diode 36,
The step-up chopper circuit is composed of 37 and the capacitor 38. The power supply circuit creates the power supply voltage required for the gate drive circuit and control circuit from the booster unit input and supplies it to each circuit. The control circuit creates an ON / OFF signal of a transistor of the booster circuit according to a preset boosting ratio and outputs the ON / OFF signal to the gate drive circuit. The control circuit performs the circuit protection function of the booster unit and the start / stop control. The gate drive circuit section outputs ON / OFF by the control circuit section.
The transistor of the booster circuit is driven based on the signal.

【0011】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
3、信号比較部54およびゲートドライブ部55を含
む。昇圧比設定部51は、標準太陽電池ストリング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
2との比すなわち昇圧比n1/n2を設定する。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
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。
As shown in FIG. 4, the boost control unit 39 includes a boost ratio setting unit 51, a signal setting calculation unit 52, and a triangular wave generating unit 5.
3, a signal comparison unit 54 and a gate drive unit 55 are included. The boost ratio setting unit 51 uses the standard solar cell string 31.
The number n1 of solar cell modules included in a and the number n of solar cell modules included in the non-standard solar cell string 31b
The ratio with respect to 2, that is, the boost ratio n1 / n2 is set. The step-up ratio setting unit 51 is provided with a changeover switch for changing over the step-up ratio, and the solar cell strings 31a, 3 are previously set.
The boosting ratio is set by manually switching the changeover switch in accordance with 1b.

【0012】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
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。
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
M(パルス幅変調)制御を行なう。信号比較部54の出
力パルス信号PSは、ゲートドライブ部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。
The signal setting value Vt generated by the signal setting calculation unit 52 based on the boosting ratio set by the boosting ratio setting unit 51.
And the triangular wave signal φT having an amplitude value of 0 to Vd generated by the triangular wave generating section 53 are compared by the signal comparing section 54.
The signal comparison unit 54 outputs the gate-off level to output PW when the signal setting value Vt is higher than the level of the triangular wave signal φT.
M (pulse width modulation) control is performed. The output pulse signal PS of the signal comparison unit 54 is input to the gate of the switching transistor 35 via the gate drive unit 55.

【0013】接続箱40はパワーコンディショナ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ぐ
ために雷サージアブソーバ43と、太陽電池側ストリン
グ31a,31bとパワーコンディショナ45側を接続
・解列するブレーカ44とを含む。
The junction box 40 includes backflow prevention diodes 41, 42 for preventing backflow of current from the power conditioner 45 side to the solar cell strings 31a, 31b side.
To prevent a lightning surge from entering the power conditioner 45 side from the solar cell strings 31a, 31b side, connect and disconnect the lightning surge absorber 43, the solar cell side strings 31a, 31b and the power conditioner 45 side. And a breaker 44 that operates.

【0014】パワーコンディショナ45は、主回路とし
てのインバータ部と、ゲートドライブ回路と、制御回路
と、表示部および操作部を備え、それら各部に必要な電
力を供給する電源回路部により構成される。そして、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系統と同一の位相および周波数
50/60Hzをもつ交流電力に変換して商用電力系統
46に供給するようになっている。インバータ部では、
接続箱を介して各太陽電池ストリングの合成された直流
電力をIGBTなどのスイッチングデバイスにより、ス
イッチングを行い、交流電力に変換する。インバータ駆
動回路はスイッチングデバイスをON/OFFさせる回
路であり、ON/OFFさせるタイミングなどスイッチ
ング制御および起動,停止などシステム制御を制御回路
で行なう。また、制御回路はユーザインタフェースであ
る運転状況、発電電力の表示を行なう表示部,操作部の
制御を行なう。電源回路はインバータ部の入力部分より
取出し、各回路への電源は電源回路にて適当な電源電圧
に変換され、供給される。
The power conditioner 45 is provided with an inverter section as a main circuit, a gate drive circuit, a control circuit, a display section and an operation section, and a power supply circuit section for supplying necessary power to each of these sections. . Then, the power conditioner 45 converts the DC power supplied through the connection box 40 into AC power having the same phase and frequency 50/60 Hz as the commercial power system and supplies the AC power to the commercial power system 46. ing. In the inverter part,
The combined DC power of each solar cell string is switched through a connection box by a switching device such as an IGBT and converted into AC power. The inverter drive circuit is a circuit for turning ON / OFF the switching device, and the control circuit performs switching control such as ON / OFF timing and system control such as starting and stopping. Further, the control circuit controls the operating condition, which is a user interface, a display unit for displaying generated power, and an operation unit. The power supply circuit is taken out from the input part of the inverter section, and the power supply to each circuit is converted into an appropriate power supply voltage by the power supply circuit and supplied.

【0015】次に、この太陽光発電システムの動作につ
いて説明する。図5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の出力特性の一例
を示す図である。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。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および最大出力時
の動作電圧Vaは、非標準太陽電池ストリング31bの
最大出力電力Pbおよび最大出力時の動作電圧Vbより
大きくなっている。(Pa>Pb,Va>Vb) 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。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+Pb)とな
る。昇圧ユニットを用いない場合は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
ナに入力される。この場合は、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Va,Vbが異なるため、
それぞれの最大電力Pa,Pbを足しあわせた電力Pa
+Pbが出力されず、太陽電池ストリング31a,31
bの出力電力を最大限有効に活用することはできない。
Next, the operation of this solar power generation system will be described. FIG. 5: is a figure which shows an example of the output characteristic of the standard solar cell string 31a and the nonstandard solar cell string 31b. In FIG. 5, the horizontal axis represents the output voltage V of the solar cell strings 31a and 31b, and the vertical axis represents the output power P of the solar cell strings 31a and 31b. Since the number n1 of solar cell modules of the standard solar cell string 31a is larger than the number n2 of solar cell modules of the non-standard solar cell string 31b, the maximum output power Pa of the standard solar cell string 31a and the operating voltage Va at the time of maximum output Is larger than the maximum output power Pb of the non-standard solar cell string 31b and the operating voltage Vb at the maximum output. (Pa> Pb, Va> Vb) FIG. 6 is a diagram showing a characteristic in which the output characteristics of the standard solar cell string 31a and the non-standard solar cell string 31b are combined. In the combined output characteristics, the output power has the maximum value Pa + α (<Pa + Pb) when the output voltage is Vb. When the booster unit is not used, the electric power of the solar cell strings 31a and 31b is input to the power conditioner with this characteristic. In this case, since the standard solar cell string 31a and the non-standard solar cell string 31b have different voltages Va and Vb for outputting the maximum power Pa and Pb,
Electric power Pa that is the sum of maximum electric power Pa and Pb
+ Pb is not output and the solar cell strings 31a, 31
The output power of b cannot be utilized to the maximum extent.

【0016】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Pb出
力時の電圧を標準太陽電池ストリング31aの最大電力
Pa出力時の電圧Vaに一致させることができる。これ
により、太陽電池ストリング31a,31bの最大電力
Pa,Pbを足しあわせた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,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。
When the booster unit 32 is used, the voltage of the non-standard solar cell string 31b when the maximum power Pb is output can be made equal to the voltage Va of the standard solar cell string 31a when the maximum power Pa is output, as shown in FIG. . As a result, it is possible to output Pa + Pb, which is the sum of the maximum powers Pa and Pb of the solar cell strings 31a and 31b, and it is possible to utilize the output power of the solar cell strings 31a and 31b as effectively as possible.

【0017】[0017]

【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
陽電池モジュール数n1と非標準太陽電池ストリング3
1bの太陽電池モジュール数n2とに基づいて、昇圧ユ
ニット32の昇圧比n1/n2をシステム設置時に予め
設定する必要があり、設置時の作業が煩雑となる。
However, in the conventional solar power generation system, the number of solar cell modules n1 of the standard solar cell string 31a and the non-standard solar cell string 3 are increased.
The step-up ratio n1 / n2 of the step-up unit 32 needs to be set in advance at the time of system installation based on the number n2 of solar cell modules of 1b, and the work at the time of installation becomes complicated.

【0018】また、太陽電池モジュールは種類により、
太陽電池セル数が異なり、出力電圧も異なる。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
枚数の組み合わせすべてに対応するには、予め、設定値
(昇圧比)を多く準備しておく必要があり、さらに、設
置時に太陽電池のアレイ構成を確認し、その設定値から
最適な値を設定することは非常に煩雑となる。
Further, depending on the type of solar cell module,
The number of solar cells is different and the output voltage is also different. To support all combinations of types of solar cell modules and the number of solar cell modules in series, it is necessary to prepare many set values (step-up ratios) in advance. It is very complicated to confirm and set the optimum value from the set values.

【0019】また、太陽電池モジュールの種類および直
列枚数の組み合わ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
電圧比が常に一定というわけではない。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太陽電池ストリング31bの素
子温度のがTsからTs’に変化した場合は図8に示す
ように、非太陽電池ストリング31bの出力特性も変化
する。図8では非標準太陽電池ストリング31b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。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3
1a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と
ができない。
Further, even when the optimum boosting ratio is set for the combination of the type of solar cell module and the number of serially connected cells, the voltage ratio between the solar cell strings 31a and 31b is not always constant. For example, when the solar cell strings 31a and 31b are installed in different directions and the element temperature of the non-solar cell string 31b changes from Ts to Ts' due to the influence of sunlight or a shadow, as shown in FIG. The output characteristic of the battery string 31b also changes. FIG. 8 shows a state in which the maximum output power of the non-standard solar cell string 31b decreases from Pb to Pb 'and the voltage at the maximum output decreases from Vb to Vb'. In this case, as shown in FIG. 9, the output voltage Va ′ of the non-standard solar cell string 31b after boosting is the standard solar cell string 3
It becomes lower than the output voltage Va of 1a, and the generated power of the solar cell strings 31a and 31b cannot be utilized to the maximum extent.

【0020】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み合
わせ毎の細かい設定値ではなく、代表的な昇圧比で近似
した場合,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異なり、それぞれの最大電力を足
し合わした電力を出力されず、太陽電池ストリング31
a,31bの発電電力を最大限有効に活用することはで
きない。
Further, when the set value of the step-up ratio of the step-up unit 32 is approximated by a typical step-up ratio instead of a fine set value for each combination of the type of each solar cell module and the number of series modules, many set values are prepared. Although there is no need, and the work at the time of setting is relatively complicated, the operating voltage that is the maximum power is different at the set boost ratio, and the power obtained by adding the respective maximum powers is not output.
It is not possible to make the most effective use of the power generated by a and 31b.

【0021】それゆえに、この発明の主たる目的は、異
なる出力電圧を有する複数の太陽電池ストリングを簡略
に商用系統電源に連系させることができ、かつそれら太
陽電池ストリングの最大電力の効率的利用を可能ならし
めることである。
Therefore, a main object of the present invention is to allow a plurality of solar cell strings having different output voltages to be simply connected to a commercial grid power source, and to efficiently use the maximum power of those solar cell strings. If possible, do it.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】この発明は太陽電池が発
電する直流電力を交流電力に変換するパワーコンディシ
ョナであって、太陽電池の電圧調整を行なう電圧調整手
段と、電圧調整手段の出力を入力として、交流電力に変
換するインバータとを備え、インバータおよび電圧調整
手段はそれぞれに制御回路および電源回路を備え、ユニ
ット化したインバータユニットと電圧調整ユニットとし
て内部に配置したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a power conditioner for converting DC power generated by a solar cell into AC power, which comprises a voltage adjusting means for adjusting the voltage of the solar cell and an output of the voltage adjusting means. As an input, an inverter for converting into AC power is provided, and the inverter and the voltage adjusting means are respectively provided with a control circuit and a power supply circuit, and are arranged inside as a unitized inverter unit and a voltage adjusting unit.

【0023】これにより、直列数の異なる太陽電池スト
リングを構成しても、各太陽電池ストリング毎に最大電
力追従制御を行なうことが可能となり、日射条件に応じ
た太陽電池発電電力を有効に活用できる。
As a result, even if the solar cell strings having different numbers of series are configured, the maximum power follow-up control can be performed for each solar cell string, and the solar cell generated power according to the solar radiation conditions can be effectively utilized. .

【0024】さらに、各ユニット間で信号を通信する手
段を備えたことを特徴とする。また、電圧調整ユニット
の電源回路は個々の電圧調整ユニットの入力部分より供
給し、インバータユニットの電源回路は各電圧調整ユニ
ットの入力部を、ダイオードを介し接続した点より供給
することを特徴とする。
Further, it is characterized in that a means for communicating a signal between the respective units is provided. Further, the power supply circuit of the voltage adjustment unit is supplied from the input part of each voltage adjustment unit, and the power supply circuit of the inverter unit is supplied from the point where the input part of each voltage adjustment unit is connected via a diode. .

【0025】また、パワーコンディショナの入力電圧の
検出は、各電圧調整ユニットの入力部を、ダイオードを
介し接続した点で検出することを特徴とする。
Further, the detection of the input voltage of the power conditioner is characterized in that the input portion of each voltage adjustment unit is detected at the point where it is connected via a diode.

【0026】各電圧調整ユニットの入力部分の短絡故障
の検出をインバータユニットにより各電圧調整ユニット
の温度上昇により検出することを特徴とする。
A feature of the present invention is that the detection of the short-circuit failure of the input portion of each voltage adjusting unit is detected by the temperature rise of each voltage adjusting unit by the inverter unit.

【0027】さらに、インバータユニットは、表示,操
作部を含むユーザインタフェース機能あるいは、遠隔操
作可能なリモートコントローラとのインタフェースを備
えていることを特徴とする。
Further, the inverter unit is characterized by being provided with a user interface function including a display and an operating section or an interface with a remote controller capable of remote control.

【0028】また、表示は各電圧調整ユニットの情報,
インバータユニットの情報を表示することを特徴とす
る。
The display is information of each voltage adjustment unit,
It is characterized by displaying information of the inverter unit.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1はこの発明の一実施形態における太陽
光発電システム用の構成を示すブロック図である。図1
において、この太陽光発電システムは、直列数の異なる
複数の太陽電池ストリング31a,31bと、パワーコ
ンディショナ10を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention. Figure 1
In, the solar power generation system includes a plurality of solar cell strings 31 a and 31 b having different numbers of series, and the power conditioner 10.

【0031】パワーコンディショナ10は電圧調整ユニ
ット10a,10b、インバータユニット12およびリ
モートコントローラ13を備える。電圧調整ユニット1
0a,10bと、インバータユニット12との間はバス
バー21,22で接続される。
The power conditioner 10 includes voltage adjusting units 10a and 10b, an inverter unit 12 and a remote controller 13. Voltage adjustment unit 1
Bus bars 21 and 22 connect between 0a and 10b and the inverter unit 12.

【0032】図1には、図面簡略のため、電圧調整ユニ
ットは電圧調整ユニット10a,10bの2ユニットの
みが示されているが、太陽光発電システム上、太陽電池
ストリング数に応じて、ユニット数が決められることと
なる。
For simplification of the drawing, FIG. 1 shows only two voltage adjusting units, that is, the voltage adjusting units 10a and 10b. However, in the solar power generation system, the number of units is changed according to the number of solar cell strings. Will be decided.

【0033】電圧調整ユニット10a,10bは入力端
子部101,入力スイッチ102,DC−DCコンバー
タ103,電源回路104,制御回路105,ゲート駆
動回路106,入力電圧検出器107,入力電流検出器
108,出力過電圧検出器109を備える。
The voltage adjusting units 10a and 10b include an input terminal section 101, an input switch 102, a DC-DC converter 103, a power supply circuit 104, a control circuit 105, a gate drive circuit 106, an input voltage detector 107, an input current detector 108, and The output overvoltage detector 109 is provided.

【0034】DC−DCコンバータ103の一例を図2
に示す。DC−DCコンバータ103は、スイッチング
素子であるIGBT17と、リーケージトランス25
と、共振コンデンサ26と、倍電圧整流用ダイオード2
7,28,コンデンサ29と、出力バッファコンデンサ
19とで構成される。ゲート駆動回路106は制御回路
105からの制御信号を受け、スイッチング素子を駆動
する回路である。制御回路105はDC−DCコンバー
タ103の電力制御をはじめ、各ユニット間との通信な
どの制御を行なう。電源回路104は電圧調整ユニット
10bに接続された太陽電池ストリング31bからの電
力をゲート駆動回路106,制御回路105に供給す
る。
An example of the DC-DC converter 103 is shown in FIG.
Shown in. The DC-DC converter 103 includes an IGBT 17, which is a switching element, and a leakage transformer 25.
, The resonance capacitor 26, and the diode 2 for voltage doubler rectification
7, 28, a capacitor 29, and an output buffer capacitor 19. The gate drive circuit 106 is a circuit that receives a control signal from the control circuit 105 and drives a switching element. The control circuit 105 controls the power of the DC-DC converter 103 and controls communication with each unit. The power supply circuit 104 supplies electric power from the solar cell string 31b connected to the voltage adjustment unit 10b to the gate drive circuit 106 and the control circuit 105.

【0035】その他、入力スイッチ102よりダイオー
ド110を介して、インバータユニット12への電源供
給および入力電圧検出用の2個のコネクタ111,11
2を備える。さらに、制御回路105から各ユニット間
で通信するための通信用コネクタ113を備える。ま
た、DC−DCコンバータ103には温度異常検出用に
は温度ヒューズを備え、インバータユニット12に信号
出力する。
In addition, two connectors 111 and 11 for supplying power to the inverter unit 12 and detecting an input voltage from the input switch 102 via the diode 110.
2 is provided. Further, a communication connector 113 for communicating between the units from the control circuit 105 is provided. Further, the DC-DC converter 103 is provided with a temperature fuse for detecting a temperature abnormality, and outputs a signal to the inverter unit 12.

【0036】一方、インバータユニット12は、インバ
ータ回路121,電源回路122,制御回路123,ゲ
ート駆動回路124,インバータユニット入力電圧検出
器125,出力電流検出器126,系統電圧検出器12
7,連系リレー128,出力端子部129,パワーコン
ディショナ入力電圧検出器130を備える。
On the other hand, the inverter unit 12 includes an inverter circuit 121, a power supply circuit 122, a control circuit 123, a gate drive circuit 124, an inverter unit input voltage detector 125, an output current detector 126, and a system voltage detector 12.
7, an interconnection relay 128, an output terminal unit 129, and a power conditioner input voltage detector 130.

【0037】インバータ回路121は複数のスイッチン
グ素子を含むモジュールであるIPMと、フィルタであ
るリアクトルおよびコンデンサで構成される。ゲート駆
動回路124は制御回路123からの制御信号を受け、
スイッチング素子を駆動する。制御回路123は出力電
流制御,保護制御,各ユニット間との通信と、リモコン
通信制御パワーコンディショナのシステム制御を行な
う。電源回路122はパワーコンディショナ10に接続
された太陽電池ストリングからの電力をゲート駆動回路
124と、制御回路123と、リモートコントローラ1
3とに供給する。
The inverter circuit 121 is composed of an IPM which is a module including a plurality of switching elements, and a reactor and a capacitor which are filters. The gate drive circuit 124 receives the control signal from the control circuit 123,
Drive the switching element. The control circuit 123 performs output current control, protection control, communication with each unit, and system control of the remote control communication control power conditioner. The power supply circuit 122 supplies electric power from the solar cell string connected to the power conditioner 10 to the gate drive circuit 124, the control circuit 123, and the remote controller 1.
3 and supply.

【0038】リモートコントローラ13は詳細には図示
しないが、本体との通信回路,制御マイコン,表示部,
操作スイッチを有し、操作スイッチは運転・停止切換,
表示項目切換を備える。
Although not shown in detail, the remote controller 13 has a communication circuit with the main body, a control microcomputer, a display section,
It has an operation switch, and the operation switch switches between running and stopping,
Equipped with display item switching.

【0039】次に、各ユニットの電源供給について説明
する。電圧調整ユニット10a,10bは、直接接続さ
れた太陽電池ストリング31a,31bを入力とし、日
射量の増大により、接続された太陽電池ストリング31
a,31bの電圧が規定電圧以上となった場合、電源回
路104が起動して制御回路105とゲート駆動回路1
06とに電源を供給する。日射量が持続して太陽電池ス
トリング31a,31bが発電している間は電源を供給
し続ける。また、日射量減少により、太陽電池ストリン
グ31a,31bの電圧が規定値以下となった場合、電
源は停止する。
Next, the power supply to each unit will be described. The voltage adjustment units 10a and 10b receive the solar cell strings 31a and 31b directly connected to each other as input, and increase the amount of solar radiation so that the connected solar cell strings 31 are connected.
When the voltages of a and 31b are equal to or higher than the specified voltage, the power supply circuit 104 is activated to control the control circuit 105 and the gate drive circuit 1.
Power is supplied to 06 and. While the amount of solar radiation is continuing and the solar cell strings 31a and 31b are generating power, the power is continuously supplied. Moreover, when the voltage of the solar cell strings 31a and 31b becomes equal to or lower than the specified value due to the decrease in the amount of solar radiation, the power supply is stopped.

【0040】一方、インバータユニット12は、各電圧
調整ユニット10a,10bの入力をダイオードを介し
て接続し、電源回路122の入力とする。日射量増大に
より、いずれかの太陽電池ストリングの電圧が規定電圧
以上となった場合、電源回路122が起動して制御回路
123とゲート駆動回路124とに電源を供給する。こ
の際、接続された太陽電池ストリング31a,31bの
すべての電圧が規定値以上となる必要はない。日射量が
持続し、太陽電池ストリング31a,31bが発電して
いる間は電源を供給し続ける。また、日射量減少によ
り、太陽電池ストリング31a,31bの電圧が規定値
以下となった場合、電源は停止する。この際、接続され
た太陽電池ストリング31a,31bのすべての電圧が
規定値以下となるまで、動作し続ける。
On the other hand, in the inverter unit 12, the inputs of the respective voltage adjusting units 10a and 10b are connected via a diode and used as the input of the power supply circuit 122. When the voltage of any one of the solar cell strings becomes equal to or higher than the specified voltage due to the increase in the amount of solar radiation, the power supply circuit 122 is activated to supply power to the control circuit 123 and the gate drive circuit 124. At this time, it is not necessary that all the voltages of the connected solar cell strings 31a and 31b be equal to or higher than the specified value. While the amount of solar radiation is maintained and the solar cell strings 31a and 31b are generating power, power is continuously supplied. Moreover, when the voltage of the solar cell strings 31a and 31b becomes equal to or lower than the specified value due to the decrease in the amount of solar radiation, the power supply is stopped. At this time, the operation continues until all the voltages of the connected solar cell strings 31a and 31b become equal to or lower than a specified value.

【0041】次に、各ユニットの運転動作の起動および
停止について説明する。上記電源回路が動作しているも
のとして説明する。電圧調整ユニット10a,10b
は、直接接続された太陽電池ストリング31a,31b
の電圧を検出し、規定値以上となると、スイッチング動
作を開始し、運転する。また、太陽電池ストリング31
a,31bの電圧が規定値以下となるとスイッチング動
作を停止する。
Next, starting and stopping of the operation of each unit will be described. It is assumed that the power supply circuit is operating. Voltage adjustment unit 10a, 10b
Is a directly connected solar cell string 31a, 31b
Voltage is detected, and when the voltage exceeds the specified value, switching operation is started and operation is started. In addition, the solar cell string 31
When the voltages of a and 31b become equal to or lower than the specified value, the switching operation is stopped.

【0042】一方、インバータユニット12は、系統電
源が正常であること、また、パワーコンディショナに異
常がない状態において、パワーコンディショナ入力電圧
として、各電圧調整ユニット10a,10bの入力をダ
イオードを介して接続した点の電圧を検出し、該電圧が
規定値以上であること、さらに、インバータユニット1
2の入力電圧を検出して規定値以上あると、連系リレー
を投入してスイッチング動作を開始し、連系運転を開始
する。
On the other hand, the inverter unit 12 receives the input of each voltage adjusting unit 10a, 10b via a diode as a power conditioner input voltage when the system power supply is normal and the power conditioner is normal. The voltage at the connected point is detected, and the voltage is equal to or higher than a specified value. Furthermore, the inverter unit 1
When the input voltage of 2 is detected and is above the specified value, the interconnection relay is turned on to start the switching operation, and the interconnection operation is started.

【0043】通常、連系運転開始に必要なインバータユ
ニット12の入力電圧規定値は、系統電源電圧ピーク電
圧以上としている。規定値以下の場合、連系リレー12
8を投入した際に系統電源より、インバータユニット1
2を介して電圧調整ユニット10a,10bの出力部の
電解コンデンサに流れ込む突入電流が大きくなり好まし
くない、悪くすればパワーコンディショナ10の過電流
保護機能が作動するレベルとなり運転できない。
Normally, the specified input voltage value of the inverter unit 12 required for starting the interconnection operation is set to be equal to or higher than the peak voltage of the system power supply voltage. If it is less than the specified value, the interconnection relay 12
Inverter unit 1 from the system power supply when 8 is turned on
Inrush current flowing into the electrolytic capacitors of the output parts of the voltage adjusting units 10a and 10b via 2 becomes large, which is not preferable, and if worse, the level of the overcurrent protection function of the power conditioner 10 will be activated and operation will not be possible.

【0044】停止については、接続された太陽電池スト
リング31a,31bのすべての電圧が規定値以下とな
るとスイッチング動作を停止する。連系リレー128に
ついては、インバータユニット12の電源停止とともに
解列する。
Regarding the stop, the switching operation is stopped when all the voltages of the connected solar cell strings 31a and 31b become equal to or lower than a specified value. The interconnection relay 128 is disconnected when the power of the inverter unit 12 is stopped.

【0045】次に、連系運転動作について説明する。電
圧調整ユニット10a,10bは制御回路105で、入
力電流検出器108で検出される入力電流値と、入力電
圧検出器107で検出される入力電圧値とにより入力電
力を演算し、この入力電力が最大となるよう目標入力電
圧設定値を変化させる。また、入力電圧値を、目標入力
電圧設定値と一致するようにゲートパルス信号を作成
し、また、出力過電圧検出器109により出力電圧の最
大規定電圧を超える場合は、ゲートがOFFする信号を
作成し、その信号によりゲート駆動回路106でスイッ
チング素子を駆動する。
Next, the interconnection operation will be described. In the voltage adjusting units 10a and 10b, the control circuit 105 calculates the input power based on the input current value detected by the input current detector 108 and the input voltage value detected by the input voltage detector 107. Change the target input voltage setting so that it becomes maximum. Also, a gate pulse signal is created so that the input voltage value matches the target input voltage set value, and a signal that turns off the gate is created when the output overvoltage detector 109 exceeds the maximum specified voltage of the output voltage. Then, the gate drive circuit 106 drives the switching element by the signal.

【0046】一方、インバータユニット12は各電圧調
整ユニット10a,10bの出力が並列接続されて入力
されている。制御回路123は、入力電圧検出器130
で検出されたインバータ入力電圧が予め規定した入力動
作規定電圧になるよう制御する。すなわち、入力電圧が
入力動作規定電圧より大きい場合は目標出力電流設定値
を増加させるよう制御し、入力電圧が入力動作規定電圧
より小さい場合は目標出力電流設定値を減少させるよう
制御する。また、系統電圧検出器127で系統電源電圧
を検出し、制御回路123は系統電源電圧と同期し、同
位相となるよう出力電流波形を制御する。制御回路12
3は、出力電流検出器126により出力電流を検出し、
出力電流目標設定値と一致するように振幅を制御し、さ
らにゲートパルスを作成し、該信号によりゲート駆動回
路124でスイッチング素子を駆動する。
On the other hand, the inverter unit 12 receives the outputs of the voltage adjusting units 10a and 10b connected in parallel. The control circuit 123 uses the input voltage detector 130.
The inverter input voltage detected in step 1 is controlled so as to become a predetermined input operation regulation voltage. That is, when the input voltage is higher than the input operation regulation voltage, the target output current setting value is controlled to increase, and when the input voltage is lower than the input operation regulation voltage, the target output current setting value is controlled to decrease. Further, the system voltage detector 127 detects the system power supply voltage, and the control circuit 123 controls the output current waveform so as to be in phase with the system power supply voltage. Control circuit 12
3 detects the output current by the output current detector 126,
The amplitude is controlled so as to match the output current target set value, a gate pulse is further created, and the gate drive circuit 124 drives the switching element by the signal.

【0047】次に、保護および異常時の動作を説明す
る。複数ある電圧調整ユニット10a,10bのうちの
いずれかの電圧調整ユニットのスイッチング素子である
IGBTが短絡故障した場合、該当する電圧調整ユニッ
トには、接続された太陽電池ストリングから電流が流れ
込み、日射があっても電源回路104から電源を供給で
きなくなる。一方、故障したIGBTは太陽電池ストリ
ングから流れ込む電流により温度上昇する。インバータ
ユニット12は温度上昇異常を検出し、該当する電圧調
整ユニットの入力スイッチを解列し、短絡電流を止め
る。
Next, the operation of protection and abnormal operation will be described. When the IGBT, which is the switching element of the voltage adjustment unit of any of the plurality of voltage adjustment units 10a and 10b, has a short-circuit fault, current flows into the corresponding voltage adjustment unit from the connected solar cell string, resulting in solar radiation. Even if there is, power cannot be supplied from the power supply circuit 104. On the other hand, the temperature of the faulty IGBT rises due to the current flowing from the solar cell string. The inverter unit 12 detects the temperature rise abnormality, disconnects the input switch of the corresponding voltage adjustment unit, and stops the short-circuit current.

【0048】電圧調整ユニット10a,10bの出力過
電圧検出回路109の故障により、最大規定電圧を超え
てゲート信号がOFFできなくなった場合、電圧調整ユ
ニット10a,10bのダイオードあるいは電解コンデ
ンサ,インバータユニットのIPMの耐圧を超え、さら
に故障箇所が増加する恐れがある。電圧調整ユニット1
0a,10bの出力はインバータユニット12に接続さ
れており、インバータユニット12において、インバー
タユニット入力電圧を検出しているため、インバータユ
ニット12においても、過電圧が検出可能となる。イン
バータユニット12にて、該箇所の過電圧を検出した場
合、各電圧調整ユニット10a,10bに対して動作を
禁止するように通信信号を出力する。
When the gate signal cannot be turned off by exceeding the maximum specified voltage due to the failure of the output overvoltage detection circuit 109 of the voltage adjusting units 10a, 10b, the diode or electrolytic capacitor of the voltage adjusting units 10a, 10b, the IPM of the inverter unit. There is a possibility that the breakdown voltage will be exceeded and the number of failure points will increase. Voltage adjustment unit 1
The outputs of 0a and 10b are connected to the inverter unit 12, and the inverter unit 12 detects the inverter unit input voltage. Therefore, the inverter unit 12 can also detect the overvoltage. When the inverter unit 12 detects an overvoltage at the location, it outputs a communication signal to the voltage adjustment units 10a and 10b so as to prohibit the operation.

【0049】パワーコンディショナ10に規定以上電圧
が印加された場合、インバータユニット12において、
パワーコンディショナ入力電圧検出器125により検出
し、インバータユニット12の制御回路123でインバ
ータを停止するとともに、各電圧調整ユニット10a,
10bにユニット間通信で異常信号を出力し、各電圧調
整ユニット10a,10bを停止する。また、機器を損
傷する恐れがある場合は、インバータユニット12の制
御回路123から入力ブレーカを解列する。
When a voltage higher than the specified voltage is applied to the power conditioner 10, in the inverter unit 12,
The voltage is detected by the power conditioner input voltage detector 125, the control circuit 123 of the inverter unit 12 stops the inverter, and each voltage adjustment unit 10a,
An abnormal signal is output to the unit 10b through inter-unit communication, and the voltage adjustment units 10a and 10b are stopped. If there is a risk of damaging the equipment, the control circuit 123 of the inverter unit 12 disconnects the input breaker.

【0050】その他の異常により、電圧調整ユニット1
0a,10bが運転できない場合、エラー信号を通信手
段により出力し、他ユニットはエラー信号により運転停
止することができる。また、エラー信号の種類により、
各ユニットが動作可能な場合は、その他電圧調整ユニッ
ト10a,10bおよびインバータユニット12を運転
させる。ただし、動作できないユニットを含んでいるこ
とを、リモートコントローラ13に表示してユーザーに
知らせる。
Due to other abnormality, the voltage adjusting unit 1
When 0a and 10b cannot be operated, an error signal is output by the communication means, and other units can be stopped by the error signal. Also, depending on the type of error signal,
When each unit is operable, the other voltage adjusting units 10a and 10b and the inverter unit 12 are operated. However, the fact that the unit that cannot operate is included is displayed on the remote controller 13 to inform the user.

【0051】次に、各ユニット間通信について説明す
る。正常あるいは、異常を通信する場合、エラー信号を
出力することにより他のユニットに異常を知らせ、他の
電圧調整ユニットはスイッチングを停止する。また、イ
ンバータユニット12は連系運転を停止し、リモートコ
ントローラ13に状態表示し、ユーザーに知らせる。通
信回路の一例を図に示す。
Next, communication between the units will be described. When communicating normality or abnormality, another unit is notified of the abnormality by outputting an error signal, and the other voltage adjustment unit stops switching. In addition, the inverter unit 12 stops the interconnection operation and displays the status on the remote controller 13 to notify the user. An example of the communication circuit is shown in the figure.

【0052】また、各ユニット間で運転状態・電力情報
を通信する場合、インバータユニット12をホストと
し、各電圧調整ユニット10a,10bに要求信号を出
力し、各電圧調整ユニット10a,10bは、運転状態
および出力電力データを返信する。運転状態が異常の場
合、出力電力ではなく、異常の内容を示すコードを送信
する。また、インバータユニットで異常を検出した場
合、あるいは電圧調整ユニットより、異常情報を受信
し、他の電圧調整ユニットを停止する必要がある場合、
各電圧調整ユニット10a,10bにエラー信号を出力
し、各電圧調整ユニットは停止する。
When the operating state / power information is communicated between the units, the inverter unit 12 is used as a host to output a request signal to each of the voltage adjusting units 10a and 10b, and each of the voltage adjusting units 10a and 10b operates. Returns status and output power data. When the operating state is abnormal, a code indicating the content of the abnormality is transmitted instead of the output power. Also, when an abnormality is detected in the inverter unit, or when it is necessary to receive abnormality information from the voltage adjustment unit and stop other voltage adjustment units,
An error signal is output to each voltage adjustment unit 10a, 10b, and each voltage adjustment unit stops.

【0053】次に、表示について説明する。リモートコ
ントローラ13の表示部には運転状態(運転・停止),
運転時電力,設置からの積算電力量,ある期間内の期間
電力量,ニ酸化炭素削減量換算値,異常停止した場合の
状態を表わすエラーコード,運転時の電力表示はパワー
コンディショナ10の出力電力および各太陽電池ストリ
ング31a,31bの発電電力(電圧調整ユニットの入
力電力)を含む。各表示内容は操作キーでユーザーが任
意で切換える、あるいは一定時間毎に自動で切換る。
Next, the display will be described. On the display of the remote controller 13, the operating status (running / stop),
The output of the power conditioner 10 is the operating power, the integrated power from installation, the amount of power during a certain period, the converted amount of carbon dioxide reduction, the error code that indicates the status of abnormal stop, and the power display during operation. It includes electric power and electric power generated by each of the solar cell strings 31a and 31b (input electric power of the voltage adjustment unit). Each display content can be arbitrarily switched by the user with the operation keys, or can be automatically switched at regular intervals.

【0054】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。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 embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、パワ
ーコンディショナに接続されているすべての太陽電池ス
トリングの特性が異なっていても、それぞれの特性に応
じて最大出力を取出すことが可能となり、システムとし
て太陽電池発電電力を有効に活用できる。すなわち、直
列数の異なる太陽電池ストリングを構成しても、各太陽
電池ストリング毎に最大電力追従制御を行なうことが可
能となり、日射条件に応じた太陽電池発電電力を有効に
活用できる。
As described above, according to the present invention, even if the characteristics of all the solar cell strings connected to the power conditioner are different, it is possible to obtain the maximum output according to the respective characteristics. Therefore, the power generated by the solar cell can be effectively used as a system. That is, even if the solar cell strings having different numbers of series are configured, the maximum power follow-up control can be performed for each solar cell string, and the solar cell generated power according to the solar radiation condition can be effectively utilized.

【0056】また、設置する太陽電池ストリング数に応
じて内部の電圧調整ユニットを配置することが可能とな
り、システム容量に応じた機器が容易に製作できる。
Further, it becomes possible to arrange the internal voltage adjusting unit according to the number of solar cell strings to be installed, and the device corresponding to the system capacity can be easily manufactured.

【0057】各ユニット毎に電源回路,制御回路を備え
ることにより、各電圧調整ユニットは最大電力追従制御
および出力過電圧保護を行ない、インバータユニットは
入力電圧および出力電流制御を行なうことで各ユニット
が独立動作し、パワーコンディショナ運転が可能とな
る。
By providing a power supply circuit and a control circuit for each unit, each voltage adjustment unit performs maximum power tracking control and output overvoltage protection, and the inverter unit performs input voltage and output current control so that each unit is independent. It operates and the inverter can be operated.

【0058】インバータユニットの電源回路を電圧調整
ユニット出力からではなく、電圧調整ユニット入力から
ダイオード接続を介して供給することにより、太陽電池
は発電しているにもかかわらず、電圧調整ユニットが異
常などで動作できない場合においても、インバータユニ
ットには電源回路が動作するため、異常状態を検出でき
る。また、リモートコントローラへ情報を表示し、ユー
ザーに知らせることがができる。
By supplying the power supply circuit of the inverter unit not from the output of the voltage adjustment unit but from the input of the voltage adjustment unit through the diode connection, the voltage adjustment unit is abnormal even though the solar cell is generating electricity. Even when the operation cannot be performed in the above, the power supply circuit operates in the inverter unit, so that the abnormal state can be detected. Also, information can be displayed on the remote controller to notify the user.

【0059】また、各ユニット間で通信を行なうことに
より、通常、ユニットは独立して動作しているが、異常
発生時には、異常状態を検出して保護動作を確実に行な
うことが可能となる。また、メイン制御を担うインバー
タユニットがリモートコントローラの通信制御を行なう
ことにより、各ユニットを集中管理でき、通常時は、各
ユニットの発電電力などを表示し、異常時には異常情報
を表示することができる。
Further, by communicating between the units, the units normally operate independently, but when an abnormality occurs, it is possible to detect the abnormal state and reliably perform the protection operation. In addition, the inverter unit, which is responsible for main control, can control each unit centrally by performing communication control of the remote controller. Normally, the generated power of each unit can be displayed and abnormal information can be displayed when an abnormality occurs. .

【0060】また、複数ある電圧調整ユニットのうちの
いずれかの電圧調整ユニットのスイッチング素子である
IGBTが短絡故障した場合、該当する電圧調整ユニッ
トは電源を喪失するため、短絡故障している電圧調整ユ
ニットを検出しおよび通信できなくなるが、インバータ
ユニットには他の太陽電池ストリング電源供給され、イ
ンバータユニットでIGBTの温度上昇を検出するた
め、短絡状態を検出できるので、保護動作および情報表
示が可能となる。
Further, when the IGBT, which is the switching element of any one of the plurality of voltage adjusting units, has a short circuit failure, the corresponding voltage adjusting unit loses its power supply, so that the voltage adjusting circuit having the short circuit failure occurs. Although the unit cannot detect and communicate, the inverter unit is supplied with other solar cell string power, and the inverter unit detects the temperature rise of the IGBT, so the short-circuit state can be detected, so protection operation and information display are possible. Become.

【0061】また、インバータユニットでパワーコンデ
ィショナ入力電圧を検出することにより、入力不足電圧
および入力過電圧保護動作ができる。不足電圧の場合、
すべての太陽電池ストリングの電圧が規定値以下を検出
し、過電圧の場合にはいずれか1箇所の太陽電池ストリ
ングが規定値以上になることを検出できる。
By detecting the power conditioner input voltage with the inverter unit, the input undervoltage and input overvoltage protection operations can be performed. In case of undervoltage,
It is possible to detect that the voltage of all the solar cell strings is equal to or lower than the specified value, and in the case of overvoltage, it can be detected that the solar cell string at any one location becomes equal to or higher than the specified value.

【0062】すなわち、出力電力など運転情報あるいは
異常発生による故障情報などを通信し、パワーコンディ
ショナを安全に運転あるいは停止させ、情報を表示して
ユーザーに知らせることができる。
That is, the operating information such as output power or the failure information due to the occurrence of an abnormality can be communicated, the power conditioner can be safely operated or stopped, and the information can be displayed to inform the user.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示したDC−DCコンバータの構成を
示す回路ブロック図である。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of the DC-DC converter 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。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional photovoltaic 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。
FIG. 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説明
図である。
5 is an operation explanatory view 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説明
図である。
6 is an operation explanatory view 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説明
図である。
7 is an operation explanatory diagram 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。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem of the photovoltaic 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
説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a problem of the photovoltaic power generation system shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 パワーコンディショナ、10a,10b 電圧調
整ユニット、12 インバータユニット、13 リモー
トコントローラ、21,22 バスバー、31a,31
b 太陽電池ストリング、101 入力端子、102
入力スイッチ、103 DC−DCコンバータ、10
4,122 電源回路、105,123制御回路、10
6,124 ゲート駆動回路、107,125,130
入力電圧検出器、108 入力電流検出器、110
逆流防止用ダイオード、111〜113 コネクタ、1
21 インバータ回路、126 出力電流検出器、12
7系統電圧検出器、128 連系リレー、129 出力
端子部。
10 power conditioner, 10a, 10b voltage adjustment unit, 12 inverter unit, 13 remote controller, 21, 22 bus bar, 31a, 31
b solar cell string, 101 input terminal, 102
Input switch, 103 DC-DC converter, 10
4,122 power supply circuit, 105,123 control circuit, 10
6,124 gate drive circuit, 107, 125, 130
Input voltage detector, 108 Input current detector, 110
Backflow prevention diode, 111-113 connector, 1
21 inverter circuit, 126 output current detector, 12
7 system voltage detector, 128 system relay, 129 output terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G066 HA30 HB06 5H420 BB03 BB12 BB15 CC03 CC09 DD03 EA10 EB01 EB34 FF03 FF04 FF06 FF14 FF24 FF25 GG01 LL03 LL05 LL07 LL10 5H730 BB14 DD02 EE02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5G066 HA30 HB06                 5H420 BB03 BB12 BB15 CC03 CC09                       DD03 EA10 EB01 EB34 FF03                       FF04 FF06 FF14 FF24 FF25                       GG01 LL03 LL05 LL07 LL10                 5H730 BB14 DD02 EE02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽電池が発電する直流電力を交流電力
に変換するパワーコンディショナであって、 前記太陽電池の電圧調整を行なう電圧調整手段と、 前記電圧調整手段の出力を入力として、交流電力に変換
するインバータとを備え、 前記インバータおよび電圧調整手段はそれぞれに制御回
路および電源回路を備え、ユニット化したインバータユ
ニットと電圧調整ユニットとして内部に配置したことを
特徴とする、太陽光発電システム用パワーコンディショ
ナ。
1. A power conditioner for converting direct-current power generated by a solar cell into alternating-current power, comprising voltage adjusting means for adjusting the voltage of the solar cell, and alternating current power using the output of the voltage adjusting means as an input. And an inverter for converting into an inverter, wherein the inverter and the voltage adjusting means each include a control circuit and a power supply circuit, and are arranged internally as a unitized inverter unit and a voltage adjusting unit, for a photovoltaic power generation system Power conditioner.
【請求項2】 さらに、前記各ユニット間で信号を通信
する手段を備えたことを特徴とする、請求項1に記載の
太陽光発電システム用パワーコンディショナ。
2. The power conditioner for a photovoltaic power generation system according to claim 1, further comprising means for communicating a signal between the respective units.
【請求項3】 前記電圧調整ユニットの電源回路は個々
の電圧調整ユニットの入力部分より供給し、 前記インバータユニットの電源回路は各電圧調整ユニッ
トの入力部を、ダイオードを介し接続した点より供給す
ることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電シス
テム用パワーコンディショナ。
3. The power supply circuit of the voltage adjustment unit is supplied from an input part of each voltage adjustment unit, and the power supply circuit of the inverter unit is supplied from an input part of each voltage adjustment unit through a point connected via a diode. The power conditioner for a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記パワーコンディショナの入力電圧の
検出は、各電圧調整ユニットの入力部を、ダイオードを
介し接続した点で検出することを特徴とする、請求項1
に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナ。
4. The detection of the input voltage of the power conditioner is performed by detecting the input part of each voltage adjusting unit via a diode.
A power conditioner for a photovoltaic power generation system described in.
【請求項5】 前記各電圧調整ユニットの入力部分の短
絡故障の検出をインバータユニットにより各電圧調整ユ
ニットの温度上昇により検出することを特徴とする、請
求項1に記載の太陽光発電システム用パワーコンディシ
ョナ。
5. The power for a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the inverter unit detects the short circuit failure of the input portion of each of the voltage adjusting units by the temperature rise of each voltage adjusting unit. Conditioner.
【請求項6】 前記インバータユニットは、表示,操作
部を含むユーザインタフェース機能あるいは、遠隔操作
可能なリモートコントローラとのインタフェースを備え
ていることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電
システム用パワーコンディショナ。
6. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the inverter unit has a user interface function including a display and an operation unit, or an interface with a remote controller that can be remotely operated. Power conditioner for.
【請求項7】 前記表示は各電圧調整ユニットの情報,
インバータユニットの情報を表示することを特徴とす
る、請求項1に記載の太陽光発電システム用パワーコン
ディショナ。
7. The display is information of each voltage adjustment unit,
The power conditioner for a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein information on the inverter unit is displayed.
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