JP2006345679A - Solar energy power generation system - Google Patents

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JP2006345679A JP2005171289A JP2005171289A JP2006345679A JP 2006345679 A JP2006345679 A JP 2006345679A JP 2005171289 A JP2005171289 A JP 2005171289A JP 2005171289 A JP2005171289 A JP 2005171289A JP 2006345679 A JP2006345679 A JP 2006345679A
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Kazumasa Sugiyama
和正 杉山
Toshihiko Yamamoto
敏彦 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar energy power generation system capable of saving energy, even if a generated output of a generator is low. <P>SOLUTION: The solar energy power generation system converts DC power generated by a solar battery 1 to AC power by a reverse converter 6 and links the AC power to a commercial system 4 via a system interconnecting protective relay 7. The generated output of the solar battery 1 is detected by a detection circuit 5 and a generated output monitoring section 8. When the generated output is below a preset specified value, a control unit 11 controls a carrier signal generator 10 to lower the frequency of a carrier supplied to a PWM signal generator 9 to reduce the switching loss of the reverse converter 6. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池を用いた光発電システムに関するものである。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system using a solar cell.

近年は、省エネ(省エネルギー)と環境保護の見地から、太陽光発電にも多くの関心が集まり、太陽光パネルやソーラーパネルなどと呼ばれる太陽電池の設置が進んでいるが、このとき太陽電池から得られる電力は直流であり、一方、電力の利用形態としては、商用電力と同じく交流であることが望ましい。   In recent years, there has been a lot of interest in solar power generation from the viewpoint of energy saving (energy saving) and environmental protection, and the installation of solar cells called solar panels or solar panels has progressed. The electric power to be used is direct current, and on the other hand, it is desirable that the electric power is used in the same manner as commercial power.

そこで、一般には直流−交流変換装置、いわゆる逆変換装置を備えたパワーコンディショナと呼ばれる機器を併設し、商用系統(商用電力系統)に連系して交流電力が供給できるように構成するのが通例であり、且つ、このときに使用される逆変換装置としては、ＰＷＭ(パルス幅変調)方式のインバータ装置の適用が一般的である。   Therefore, in general, a device called a power conditioner equipped with a DC-AC converter, a so-called reverse converter, is provided so that AC power can be supplied in conjunction with a commercial system (commercial power system). As a conventional and inverse converter used at this time, a PWM (pulse width modulation) type inverter device is generally applied.

ところで、上記インバータ装置などの逆変換装置では、スイッチング素子が一般的に用いられており、その処理過程において、スイッチング損失が発生することが知られている。   By the way, in an inverse conversion device such as the inverter device, a switching element is generally used, and it is known that a switching loss occurs in the process.

扱う電力などが大きい場合には、上記スイッチング損失は、さほど問題とされない。しかしながら、扱う電力などが小さくなると、上記スイッチング損失を無視出来なくなる場合がある。この点ついて、特許文献１に記載がある。
特開２００５−８５０８８号公報 When the power to be handled is large, the switching loss is not a problem. However, when the power to be handled becomes small, the switching loss may not be ignored. This point is described in Patent Document 1.
JP-A-2005-85088

上記従来技術は、燃料電池を前提とする電力変換装置にて、接続される負荷が軽負荷である場合に、キャリア周波数を低下させることによって、スイッチング損失を低減し、電力変換効率を向上させることの開示があるものである。   The above prior art is a power conversion device based on a fuel cell, which reduces switching loss and improves power conversion efficiency by reducing the carrier frequency when the connected load is light load. There is a disclosure.

しかしながら、上記従来技術は、燃料電池を前提としているので、燃料電池から供給される電力は、通常使用の場合は、比較的安定している。   However, since the above prior art is based on a fuel cell, the power supplied from the fuel cell is relatively stable in normal use.

即ち、そもそもの供給される電力の大小に着目し効率については何ら配慮を必要としないものである。   That is, paying attention to the magnitude of the power supplied in the first place, no consideration is required for efficiency.

一方、太陽電池の場合は、天候の影響等を受けて、発生し、供給される電力の変動が大きいものであると言える。この点が上記従来技術とは異なる点である。   On the other hand, in the case of a solar cell, it can be said that the fluctuation of the electric power generated and supplied due to the influence of the weather etc. is large. This is a point different from the above-described prior art.

従って、太陽光発電システムの場合には、上記従来技術で問題としていない点である電力の発生に関する効率に主として着目し、太陽電池からの供給される電力などが小さな場合での、スイッチング損失の低減を検討する必要があると考えられる。   Therefore, in the case of a photovoltaic power generation system, mainly focusing on the efficiency related to the generation of electric power, which is not a problem in the above-described conventional technology, the switching loss is reduced when the electric power supplied from the solar cell is small. It is considered necessary to consider.

太陽光発電は、当然ながら発電量が日射光量に依存するが、ここで日射光量は天候により大きく左右され、従って太陽電池の発電量は発電可能時間帯でも定格発電量から最小発電量まで大きく変化する。一方、逆変換装置には電力変換に伴う損失、いわゆるスイッチング損失(スイッチングロス)が存在するが、その損失量は取り扱う電力の大きさにあまり依存せず、ほぼ一定と看做すことができる。   Naturally, in solar power generation, the amount of power generation depends on the amount of solar radiation, but here the amount of solar radiation is greatly affected by the weather, so the amount of power generated by solar cells can range from the rated power generation amount to the minimum power generation amount even in the power generation time zone. It changes a lot. On the other hand, a loss associated with power conversion, a so-called switching loss (switching loss), exists in the inverse conversion device, but the loss amount does not depend much on the amount of power to be handled, and can be regarded as almost constant.

このため、太陽電池の発電量が少ない領域になると、それに接続されている逆変換装置のスイッチング損失が発電量に比較して相対的に大きくなり、無視できなくなくなる。換言すれば、スイッチング損失は、発電量が小さい領域でこそ抑えるようにすべきであり、たとえ小さな損失でも無視すべきではない。しかるに従来技術では、この点に配慮がされていないので、小電力時での省エネ化に問題が生じてしまうのである。   For this reason, when the power generation amount of the solar cell is small, the switching loss of the inverse conversion device connected to the solar cell becomes relatively larger than the power generation amount and cannot be ignored. In other words, the switching loss should be suppressed only in the region where the power generation amount is small, and even a small loss should not be ignored. However, in the prior art, this point is not taken into consideration, which causes a problem in energy saving at the time of low power.

本発明の目的は、発電量が少ないときにも省エネ化が図れるようにした太陽光発電システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a solar power generation system that can save energy even when the amount of power generation is small.

上記目的は、光発電部とパルス幅変調方式の逆変換部を備え、前記光発電部で発電された直流電力を前記逆変換部により交流電力に変換して出力する方式の太陽光発電システムにおいて、前記光発電部の発電電力を監視する発電量監視手段と、前記パルス幅変調のためのキャリア信号の周波数を変更するキャリア周波数変更手段を設け、前記光発電部の発電電力量に応じて前記キャリア信号の周波数が変更されるようにして達成される。   The above object is provided in a photovoltaic power generation system that includes a photovoltaic power generation unit and a pulse width modulation type inverse conversion unit, and converts the DC power generated by the photovoltaic power generation unit into AC power by the inverse conversion unit and outputs the alternating current power. A power generation amount monitoring means for monitoring the generated power of the photovoltaic power generation section, and a carrier frequency changing means for changing the frequency of the carrier signal for the pulse width modulation, according to the power generation power amount of the photovoltaic power generation section, This is achieved by changing the frequency of the carrier signal.

このとき、前記キャリア周波数変更手段は、前記発電量監視手段により検出された発電量が予め設定してある判定時間継続して所定値よりも小さい場合、前記キャリア周波数を低い周波数に変更するものであるようにしても上記目的が達成され、同じく、このとき前記キャリア周波数変更手段が通信手段を備え、当該キャリア周波数変更手段による前記キャリア周波数の変更が、外部からの指令によっても実行されるようにしても上記目的が達成される。   At this time, the carrier frequency changing means changes the carrier frequency to a lower frequency when the power generation amount detected by the power generation amount monitoring means is continuously smaller than a predetermined value for a predetermined determination time. Even if it exists, the above-mentioned object is achieved. Similarly, at this time, the carrier frequency changing means includes a communication means, and the change of the carrier frequency by the carrier frequency changing means is also executed by an external command. However, the above object is achieved.

上記手段によれば、逆変換部のスイッチング損失を低減させるような制御が得られることになるが、ここで、上記スイッチング損失を低減させるにおいては、逆変換部における内部処理に使用されるキャリア周波数を調整することによって低減させるものとなる。   According to the above means, control that reduces the switching loss of the inverse conversion unit can be obtained. Here, in reducing the switching loss, the carrier frequency used for the internal processing in the inverse conversion unit. It can be reduced by adjusting.

但し、ＰＷＭのキャリア周波数は、逆変換部で直流から交流に変換する際の基準となる信号であるから、通常は、その変換にとって好適な周波数が選択され設計などされているので、当該キャリア周波数を変えることは、制御が複雑になる等の問題があり、一般には、あまり変更されないものである。   However, since the PWM carrier frequency is a signal used as a reference when converting from direct current to alternating current in the inverse conversion unit, normally, a suitable frequency for the conversion is selected and designed. However, there is a problem that the control becomes complicated, and in general, it is not changed so much.

従って、上記手段では、キャリア周波数の調整は、光発電量が小さい領域において実施するものとする。具体的には、例えば、発電量が小さい領域となる薄曇りの状態においてはキャリア周波数を低くするものとするのであるが、この薄曇りの状態については、所定期間の発電量を監視し、所定値よりも小さい場合にキャリア周波数を低周波数に変更させるようにする。   Therefore, in the above means, the carrier frequency is adjusted in a region where the amount of photovoltaic power generation is small. Specifically, for example, in a light cloudy state where the power generation amount is small, the carrier frequency is lowered, but in this light cloudy state, the power generation amount in a predetermined period is monitored and If the frequency is smaller, the carrier frequency is changed to a low frequency.

なお、上記キャリア周波数の変更は、制御などが複雑になる場合があるが、状況に応じて、発電量が小さい領域以外においても上記においてキャリア周波数の調整の実施を否定するものではない。   In addition, although the control of the carrier frequency may be complicated in the change of the carrier frequency, it does not deny the adjustment of the carrier frequency in the above even in a region other than the region where the power generation amount is small.

本発明によれば、太陽電池の発電量が少ない領域では電力変換に伴う損失が更に抑えられることになり、従って、太陽光エネルギーの有効利用を、より一層促進することができる。   According to the present invention, the loss associated with power conversion is further suppressed in a region where the amount of power generated by the solar cell is small, and therefore, effective use of solar energy can be further promoted.

以下、本発明による太陽光発電システムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the photovoltaic power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

図１は、本発明の一実施形態で、図示のように、この実施形態に係る太陽光発電システムは、光発電部となる太陽電池１と、ダイオードからなる逆流防止素子２、電力調整用のパワーコンディショナ３を備えている。そして、パワーコンディショナ３に、逆流防止素子２を介して太陽電池１を接続し、太陽電池１により発電された直流の電力をパワーコンディショナ３に入力し、ここで例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの所定の周波数の交流電力に変換し、商用系統４に交流電力が供給されるように構成されている。   FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a photovoltaic power generation system according to this embodiment includes a solar cell 1 serving as a photovoltaic power generation unit, a backflow prevention element 2 composed of a diode, and a power adjustment device. A power conditioner 3 is provided. Then, the solar cell 1 is connected to the power conditioner 3 via the backflow prevention element 2, and direct-current power generated by the solar cell 1 is input to the power conditioner 3. Here, for example, a predetermined frequency of 50 Hz or 60 Hz is input. The AC power is converted into AC power having a frequency and supplied to the commercial system 4.

このとき、例えば、太陽電池１が家庭用として設置されている場合は、商用系統４には当該家庭内にある電灯やその他の家電製品が負荷として接続されていることになる。そして、この場合れらの負荷に太陽電池１から供給されている電力に余剰が生じたとき、つまり太陽電池１の発電量が負荷の電力を上回ったとき、この上回った分の電力が商用系統４に供給され、商取引(売電)の対象とされる。   At this time, for example, when the solar cell 1 is installed for home use, the commercial system 4 is connected to a lamp or other home appliances in the home as a load. In this case, when surplus occurs in the power supplied from the solar cell 1 to these loads, that is, when the power generation amount of the solar cell 1 exceeds the power of the load, the surplus power is converted into the commercial system. 4 and is subject to commercial transactions (power sales).

次に、パワーコンディショナ３の詳細について説明すると、まず、これは、基本的には太陽電池１から入力された直流電力を交流電力に変換する装置であり、このためＰＷＭ方式の逆変換部６と、この逆変換部６のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部９と、ＰＷＭ信号によるスイッチング素子のオンオフ周波数を決定する信号、すなわちキャリア信号を生成するキャリア信号発生部１０が設けてある。   Next, the details of the power conditioner 3 will be described. First, this is a device that basically converts the DC power input from the solar cell 1 into AC power. A PWM signal generation unit 9 that generates a PWM signal for controlling the switching element of the inverse conversion unit 6, and a signal that determines the on / off frequency of the switching element based on the PWM signal, that is, a carrier signal generation unit that generates a carrier signal 10 is provided.

そして、これらＰＷＭ信号発生部９とキャリア信号発生部１０が制御部１１により制御され、この結果、逆変換部６のスイッチング素子がＰＷＭ信号によりオンオフ制御され、商用系統４の交流電力に同期した変換動作が得られるようになっている。   The PWM signal generation unit 9 and the carrier signal generation unit 10 are controlled by the control unit 11, and as a result, the switching element of the inverse conversion unit 6 is on / off controlled by the PWM signal, and the conversion is synchronized with the AC power of the commercial system 4. Operation can be obtained.

しかもこの制御部１１は、上記した商用系統４の交流電力に同期した逆変換部６の制御のみならず、商用系統４の状況を監視し、商用系統４に異常が検知されたときはシステムを商用系統４から解列して保護するため、系統連系保護継電器７を遮断するなどの制御も実行するようになっている。ここで、この系統連系保護継電器７は、図示のように、逆変換部６の交流出力側と商用系統４の間に設けられている。   Moreover, the control unit 11 not only controls the reverse conversion unit 6 synchronized with the AC power of the commercial system 4 described above, but also monitors the status of the commercial system 4, and when an abnormality is detected in the commercial system 4, In order to protect by disconnecting from the commercial system 4, control such as disconnecting the system interconnection protection relay 7 is also executed. Here, the grid interconnection protection relay 7 is provided between the AC output side of the reverse conversion unit 6 and the commercial system 4 as shown in the figure.

次に、この実施形態では、太陽電池１の発電量によりＰＷＭキャリアの周波数が切換えられるようになっており、このため、まず、パワーコンディショナ３には発電量検出回路５と発電量監視部８が設けられ、これにより太陽電池１の発電量を検出する発電量監視手段を構成している。そして、検出された発電量は制御部１１に送られるようになっている。   Next, in this embodiment, the frequency of the PWM carrier is switched depending on the power generation amount of the solar cell 1. For this reason, first, the power conditioner 3 includes a power generation amount detection circuit 5 and a power generation amount monitoring unit 8. Thus, the power generation amount monitoring means for detecting the power generation amount of the solar cell 1 is configured. The detected power generation amount is sent to the control unit 11.

そして、これと共に、キャリア信号発生部１０と制御部１１がキャリア周波数変更手段を構成し、この結果、キャリア信号発生部１０は、高低２種の異なった周波数、例えば周波数が１２ＫＨｚ程度の高周波キャリア信号と、例えば周波数が２ＫＨｚ程度の低周波キャリア信号を、制御部１１の制御のもとで任意に選択して発生することができるようになっている。   Along with this, the carrier signal generation unit 10 and the control unit 11 constitute carrier frequency changing means. As a result, the carrier signal generation unit 10 has two different high and low frequencies, for example, a high frequency carrier signal having a frequency of about 12 KHz. For example, a low frequency carrier signal having a frequency of about 2 KHz can be arbitrarily selected and generated under the control of the control unit 11.

そこで、次に、このときのキャリア信号の切換動作について、図２のフローチャートにより説明する。ここで、この図２のフローチャートによる処理は、処理ステップＳ１で処理を開始した後、一連の処理ステップを実行する毎に処理ステップＳ１から再び開始されるようになっている。   Therefore, the carrier signal switching operation at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, the processing according to the flowchart of FIG. 2 is started again from the processing step S1 every time a series of processing steps are executed after the processing is started at the processing step S1.

まず、太陽電池１の発電量を検出回路５で検出し、太陽電池１の発電量を取り込み(Ｓ１)、次いで、この発電量を予め設定してある所定値と比較し、いま取り込んだ発電量が所定値以下か否かを判定する(Ｓ２)。ここで、このときの所定値は、太陽電池１の発電量が少なくて、逆変換部６のスイッチング損失が相対的に無視できなくなるときの発電量、例えば定格値の約１０％の発電量と同じ値に設定する。   First, the power generation amount of the solar cell 1 is detected by the detection circuit 5, the power generation amount of the solar cell 1 is captured (S1), and then this power generation amount is compared with a predetermined value set in advance. Is determined to be less than or equal to a predetermined value (S2). Here, the predetermined value at this time is a power generation amount when the power generation amount of the solar cell 1 is small and the switching loss of the inverse converter 6 cannot be relatively ignored, for example, a power generation amount of about 10% of the rated value. Set to the same value.

次に、このステップＳ２での判定結果が肯定Ｙと否定Ｎの何れも場合でも、その状態が一定時間連続しているか否かを判断する(Ｓ３、Ｓ５)。これは発電量が急変したとき直ちに制御が応答したのでは、かえって動作が不安定になってしまうので、これを回避するためである。   Next, even if the determination result in step S2 is both positive Y and negative N, it is determined whether or not the state continues for a certain time (S3, S5). This is to avoid this because if the control responds immediately when the amount of power generation changes suddenly, the operation becomes unstable.

すなわち、太陽光発電の場合、例えば、晴天のときに雲が流れていて、雲の影が太陽電池にかかってしまったなどのことがあり、このとき発電量は大きく急変する。そこで、このような発電量の急変に際しても、その影響を受けないようにするため一定時間の連続状態を判断しているのである。   In other words, in the case of solar power generation, for example, a cloud may have flowed in fine weather, and the shadow of the cloud may have been applied to the solar cell. At this time, the power generation amount changes greatly. Therefore, even when such a sudden change in the amount of power generation is made, a continuous state for a certain period of time is determined so as not to be affected by the change.

そして、まず、発電量が所定値よりも一定時間大きい場合はキャリア周波数を高い方に、つまりキャリア信号を高周波キャリア信号に変更し(Ｓ４)、ステップＳ１に戻る。反対に発電量が所定値よりも一定時間、小さい場合はキャリア周波数を低い方に、つまりキャリア信号を低周波キャリア信号に変更し(Ｓ６)、ステップＳ１に戻る。そして、何れの場合も、同じ状態が一定時間連続しなかったときはキャリア周波数の変更は行わず、ステップＳ３とステップＳ５からそのままステップＳ１に戻るのである。   First, when the power generation amount is larger than the predetermined value for a certain time, the carrier frequency is changed to a higher one, that is, the carrier signal is changed to a high frequency carrier signal (S4), and the process returns to step S1. On the contrary, when the power generation amount is smaller than the predetermined value for a certain time, the carrier frequency is changed to a lower one, that is, the carrier signal is changed to the low frequency carrier signal (S6), and the process returns to step S1. In either case, when the same state does not continue for a certain period of time, the carrier frequency is not changed, and the process returns from step S3 and step S5 to step S1 as it is.

従って、この実施形態によれば、太陽電池１の発電量が少ないときはＰＷＭキャリアの周波数が低くされるので、逆変換部６のスイッチング素子がオンオフする回数が減少し、その分、スイッチング損失が低減されることになり、この結果、省エネ化の促進を得ることができる。   Therefore, according to this embodiment, since the frequency of the PWM carrier is lowered when the amount of power generated by the solar cell 1 is small, the number of times the switching element of the inverse conversion unit 6 is turned on / off is reduced, and the switching loss is reduced accordingly. As a result, promotion of energy saving can be obtained.

ここで上記実施形態の場合、高周波キャリア信号の周波数は１２ＫＨｚで低周波キャリア信号は２ＫＨｚの周波数にしてある。従って低周波キャリア信号に変更したときのスイッチング素子のオンオフ回数は６分の１になり、この結果、単純にいって、スイッチング損失を６分の１に抑えることができる。   Here, in the above embodiment, the frequency of the high frequency carrier signal is 12 KHz and the frequency of the low frequency carrier signal is 2 KHz. Therefore, the number of on / off times of the switching element when changing to the low frequency carrier signal is reduced to 1/6. As a result, the switching loss can be suppressed to 1/6 simply.

しかも、このときのスイッチング損失の低減は発電量が少ない動作領域で発電効率の向上に特に効いてくる。従って、この実施形態によれば、発電量が天候に左右されることの多い太陽光発電システムに適用したことにより省エネ化に一層寄与することができる。   In addition, the reduction of the switching loss at this time is particularly effective in improving the power generation efficiency in an operation region where the amount of power generation is small. Therefore, according to this embodiment, it is possible to further contribute to energy saving by being applied to a photovoltaic power generation system in which the amount of power generation is often influenced by the weather.

ところで上記の実施形態では、高周波キャリア信号の周波数を１２ＫＨｚにし、低周波キャリア信号は２ＫＨｚの周波数にしているが、その理由について説明すると、以下の通りである。   In the above embodiment, the frequency of the high frequency carrier signal is set to 12 KHz and the frequency of the low frequency carrier signal is set to 2 KHz. The reason for this will be described below.

ＰＷＭ逆変換装置におけるキャリアの周波数は、逆変換した交流電力の波形の見地からすれば高いにこしたことはない。但し、このときスイッチングに使用する半導体素子の種別による制限があるが、ここでＩＧＢＴ(絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ)を用いた場合は、かなり高周波のスイッチングにも耐えるので、特に考慮を要しない。一方、スイッチング損失の見地からすれば、低いほうが望ましい。   The frequency of the carrier in the PWM inverse conversion device is not high from the viewpoint of the waveform of the inversely converted AC power. However, although there is a restriction depending on the type of semiconductor element used for switching at this time, when an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used here, it can withstand considerably high-frequency switching, so no special consideration is required. On the other hand, from the viewpoint of switching loss, a lower value is desirable.

ここで汎用のインバータ装置では、商用系統と連系されることが考慮され、波形率や力率の見地から一般的にはかなり高いキャリア周波数が望まれ、例えば１２ＫＨｚのキャリアが用いられている。そこで、上記実施形態でも、これを踏襲し、或る程度の発電量が得られているときはなるべく奇麗な正弦波の交流電力が供給されるようにしているのである。   Here, a general-purpose inverter device is considered to be connected to a commercial system, and in general, a considerably high carrier frequency is desired from the viewpoint of a waveform factor and a power factor. For example, a carrier of 12 KHz is used. Therefore, in the above embodiment, this is followed, and when a certain amount of power generation is obtained, AC power of a clean sine wave is supplied as much as possible.

一方、このキャリアの周波数は、スイッチング損失の見地からすれば低いにこしたことはないが、あまり低くしたのでは出力波形の正弦波からの外れが酷くなり、従って、波形の保持とトレードオフ関係になるところから、一応の目安として２ＫＨｚの周波数を低周波キャリア信号に選んでいるのである。   On the other hand, the frequency of this carrier has never been low from the viewpoint of switching loss, but if it is too low, the deviation of the output waveform from the sine wave will be severe, so there is a trade-off relationship between waveform retention and Therefore, the frequency of 2 KHz is selected as the low frequency carrier signal as a rough standard.

なお、波形の悪化が許せるなら、更なるスイッチング損失の軽減を狙って低周波キャリア信号の周波数を２ＫＨｚ以下にすることも可能であり、理論的には商用系統の周波数である６０Ｈｚ又は５０Ｈｚにすることも可能である。但し、この場合、交流出力は矩形波になってしまうが、低周波キャリア信号に変更されるのは、太陽電池１の発電量が、例えば定格値の１０％以下のときであるから、たとえ波形が悪化していても、商用系統４にはそれほど影響を与える虞はない。   If the waveform can be deteriorated, the frequency of the low-frequency carrier signal can be reduced to 2 KHz or less in order to further reduce the switching loss. Theoretically, the frequency of the commercial system is set to 60 Hz or 50 Hz. It is also possible. However, in this case, the AC output becomes a rectangular wave, but the low-frequency carrier signal is changed when the power generation amount of the solar cell 1 is, for example, 10% or less of the rated value, so that the waveform is There is no possibility that the commercial system 4 will be affected so much even if it has deteriorated.

従って、以上の実施形態によれば、太陽電池１の発電量が充分な間は商用系統４と良好な電力波形による連系を保つことができる上、発電量がかなり低下するまで商用系統４に電力供給が可能な太陽光発電システムを得ることができる。   Therefore, according to the above embodiment, while the power generation amount of the solar cell 1 is sufficient, the commercial system 4 can be connected to the commercial system 4 with a good power waveform, and the commercial system 4 can be connected until the power generation amount is considerably reduced. A solar power generation system capable of supplying power can be obtained.

次に、図３は、本発明の他の一実施形態で、図１の実施形態に対して、更に通信ポート１２を設け、通信手段１５を介することにより、キャリア周波数の変更が外部にあるパソコン１４からも行えるようしたもので、その他の構成と機能は、図１の実施形態と同じであり、従って、この図３の実施形態は、図１の実施形態に対して、更に外部からの情報によっても制御内容が変更できるようにしたものに相当する。   Next, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. Compared with the embodiment of FIG. 1, a communication port 12 is further provided, and a personal computer whose carrier frequency is changed by communication means 15 is provided. 14, and the other configurations and functions are the same as those of the embodiment of FIG. 1. Therefore, the embodiment of FIG. 3 is further different from the embodiment of FIG. This also corresponds to the control contents that can be changed.

パソコン１４は、インターネットのＷＥＢ上にある天候情報１３にアクセスできるようにしてあり、これによりパソコン１４を操作して天気予報や気象通報などの天候情報１４を取り込み、これに基づいて今後の太陽電池１の日射量変化を知り、発電量の時間経過に伴う変化を予測し、通信手段１５と通信ポート１２を介して制御部１１に送信する。   The personal computer 14 can access the weather information 13 on the WEB of the Internet, and the personal computer 14 is operated to capture the weather information 14 such as weather forecasts and weather reports. The change in the amount of solar radiation 1 is known, and the change in the amount of power generation over time is predicted and transmitted to the control unit 11 via the communication means 15 and the communication port 12.

そこで、制御部１１は、予測された時刻毎の発電量に応じてキャリア周波数を変更することになり、従って、この図３の実施形態によれば、発電量が少ない場合を想定して、予めキャリア周波数を低くすることができ、この結果、スイッチング損失が低減できるので、発電効率の改善を図ることができる。   Therefore, the control unit 11 changes the carrier frequency according to the predicted power generation amount at each time. Therefore, according to the embodiment of FIG. The carrier frequency can be lowered, and as a result, the switching loss can be reduced, so that the power generation efficiency can be improved.

ところで、この図３の実施形態におけるパソコン１４は、通信手段１５を介して、複数台のパワーコンディショナや他のパソコン、及びシーケンサにも総合的に接続されるようにすることがてぎ、この場合は、複数の太陽光発電設備を総合的に監視し制御するシステムに本発明を適用した場合の一実施形態となる。   By the way, the personal computer 14 in the embodiment of FIG. 3 can be connected to a plurality of power conditioners, other personal computers, and a sequencer through the communication means 15. In this case, an embodiment of the present invention is applied to a system that comprehensively monitors and controls a plurality of photovoltaic power generation facilities.

また、上述した実施例における構成について、最大点追従制御手段、最大点追従制御部を設けるものであっても良い。   Moreover, about the structure in the Example mentioned above, you may provide a maximum point tracking control means and a maximum point tracking control part.

最大点追従制御手段、最大点追従制御部とは、太陽電池にて発生する電力が最大となるように制御する手段、制御部である。実際の構成としては、図１、または図３の制御部１１の中に上記最大点追従制御手段、最大点追従制御部を設けることがあげられる。   The maximum point tracking control unit and the maximum point tracking control unit are a unit and a control unit that perform control so that the electric power generated by the solar cell is maximized. As an actual configuration, the maximum point tracking control means and the maximum point tracking control unit are provided in the control unit 11 of FIG. 1 or FIG.

なお、具体的な制御方法については、太陽電池にて発生する電圧に着目して、発生する電力を最大とするもの、発生する電流に着目して、発生する電力を最大とするもの、若しくは、発生する電圧、電流に着目して、発生する電力を最大とするもの等があるが、特にこれらに限定されるものでなくとも良い。   As for the specific control method, focusing on the voltage generated in the solar cell, maximizing the generated power, focusing on the generated current, maximizing the generated power, or Focusing on the generated voltage and current, there is one that maximizes the generated power, but the present invention is not limited to this.

本発明による太陽光発電システムの一実施形態を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows one Embodiment of the solar energy power generation system by this invention. 本発明による太陽光発電システムの一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of one Embodiment of the solar energy power generation system by this invention. 本発明による太陽光発電システムの他の一実施形態を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows other one Embodiment of the solar energy power generation system by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１：太陽電池
２：逆流防止素子
３：パワーコンディショナ
４：商用系統
５：検出回路
６：逆変換部
７：系統連系保護継電器
８：発電量監視部
９：ＰＷＭ信号発生部
１０：キャリア信号発生部
１１：制御部
１２：通信入力部
１３：天候情報
１４：パソコン
１５：通信手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Solar cell 2: Backflow prevention element 3: Power conditioner 4: Commercial system 5: Detection circuit 6: Reverse conversion part 7: Grid connection protection relay 8: Power generation amount monitoring part 9: PWM signal generation part 10: Carrier signal Generation unit 11: Control unit 12: Communication input unit 13: Weather information 14: Personal computer 15: Communication means

Claims (3)

光発電部とパルス幅変調方式の逆変換部を備え、前記光発電部で発電された直流電力を前記逆変換部により交流電力に変換して出力する方式の太陽光発電システムにおいて、
前記光発電部の発電電力を監視する発電量監視手段と、前記パルス幅変調のためのキャリア信号の周波数を変更するキャリア周波数変更手段を設け、
前記光発電部の発電電力量に応じて前記キャリア信号の周波数が変更されるように構成したことを特徴とする太陽光発電システム。 In a photovoltaic power generation system comprising a photovoltaic power generation unit and a pulse width modulation type inverse conversion unit, and converting and outputting DC power generated by the photovoltaic power generation unit to AC power by the inverse conversion unit,
A power generation amount monitoring means for monitoring the generated power of the photovoltaic power generation section, and a carrier frequency changing means for changing the frequency of the carrier signal for the pulse width modulation,
A photovoltaic power generation system, wherein the frequency of the carrier signal is changed according to the amount of power generated by the photovoltaic power generation unit. 請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記キャリア周波数変更手段は、前記発電量監視手段により検出された発電量が予め設定してある判定時間継続して所定値よりも小さい場合、前記キャリア周波数を低い周波数に変更するものであることを特徴とする太陽光発電システム。 In the photovoltaic power generation system according to claim 1,
The carrier frequency changing means changes the carrier frequency to a lower frequency when the power generation amount detected by the power generation amount monitoring means is continuously smaller than a predetermined value for a predetermined determination time. A featured solar power generation system. 請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記キャリア周波数変更手段が通信手段を備え、当該キャリア周波数変更手段による前記キャリア周波数の変更が、外部からの指令によっても実行されることを特徴とする太陽光発電システム。 In the photovoltaic power generation system according to claim 1,
The photovoltaic power generation system, wherein the carrier frequency changing means includes a communication means, and the carrier frequency changing by the carrier frequency changing means is executed by an external command.
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