JP2010087010A - Solar power generation apparatus, and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation apparatus and a control method thereof.
太陽光発電装置は、複数の太陽電池モジュールを直列接続した太陽電池ストリングで発電した電力を、電力変換装置であるパワーコンディショナに入力し、負荷に適切な形態で電力供給される。しかし、住宅の屋根等のように設置面積が限られている設置条件下では、太陽電池モジュールを所定の枚数で複数列配置しようとすると、最終列において端数が生じることも多く、屋根上に太陽電池モジュールが設置されない部分が残る場合がある。この場合、屋根の美観を損なうばかりでなく、回収される発電量が減少するといった問題も生じ得る。したがって、このような端数の太陽電池モジュールには、出力電圧を電気的に昇圧する昇圧装置が直列に接続され、他の太陽電池モジュールの出力電力とほぼ同等の出力をパワーコンディショナに入力する方法が用いられている。 A solar power generation device inputs power generated by a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series to a power conditioner that is a power conversion device, and is supplied with power in an appropriate form to a load. However, under the installation conditions where the installation area is limited, such as a roof of a house, when a plurality of solar cell modules are arranged in a predetermined number, a fraction is often generated in the final row, and the solar cell module is often on the roof. A portion where the battery module is not installed may remain. In this case, not only the aesthetic appearance of the roof is impaired, but also a problem that the amount of generated power to be recovered decreases. Therefore, a booster that electrically boosts the output voltage is connected in series to such a fractional solar cell module, and a method of inputting an output substantially equal to the output power of other solar cell modules to the power conditioner. Is used.
この昇圧装置はチョッパ回路と呼ばれるコイルとスイッチング素子によるスイッチング制御によって電圧を上昇させるもので、太陽電池モジュールの直列枚数が他より少なくても、出力電圧を任意の電圧値まで上昇させることができ、直列数が確保できていなくてとも発電電力を負荷側へ供給することができる。(特許文献1)
ところで、近年、太陽光発電装置は、効率的に発電量を回収する点から、パワーコンディショナ等にMPPT制御(最大出力点追従制御)を行う機構を設けて、日射の変化に合わせて太陽電池の発電出力が最大電力となるように動作電圧点を変化させるようにしている。しかし、このようなMPPT制御機構を有する太陽光発電装置に、昇圧装置を設ける場合、昇圧装置で強制的に上昇させた出力電圧が、その他の太陽電池ストリングの発電電圧よりも高くなると、動作電圧点が昇圧装置からの出力電圧に設定され得る。この場合、パワーコンディショナへの電力の入力は、昇圧装置の接続された太陽電池ストリングからのみに制限され、その他の太陽電池ストリングの発電電力を無駄に損失させることになるという問題が生じる。このような事態を回避するために、昇圧装置には他の太陽電池ストリングの電圧が一定値に達しない間は昇圧動作を行わない(すなわち昇圧装置を停止する)機構が設けられている。しかし、このような機構は、本来、昇圧動作をしない間の端数の太陽電池モジュールの発電電力を活用しないことになるため、効率が悪い。 By the way, in recent years, a solar power generation apparatus is provided with a mechanism for performing MPPT control (maximum output point tracking control) in a power conditioner or the like from the point of efficiently recovering the amount of power generation, and a solar cell in accordance with changes in solar radiation. The operating voltage point is changed so that the power generation output becomes the maximum power. However, when a booster is provided in a photovoltaic power generation apparatus having such an MPPT control mechanism, if the output voltage forcibly increased by the booster becomes higher than the generation voltage of other solar cell strings, the operating voltage The point can be set to the output voltage from the booster. In this case, the input of electric power to the power conditioner is limited to only from the solar cell string to which the booster is connected, and there is a problem that power generated by other solar cell strings is lost wastefully. In order to avoid such a situation, the booster device is provided with a mechanism that does not perform the boost operation (that is, stops the booster device) while the voltage of the other solar cell strings does not reach a certain value. However, such a mechanism is inherently inefficient because it does not utilize the power generated by the fractional solar cell module during the step-up operation.
本発明の目的は、この昇圧装置の停止による発電電力の損失を極力減少させ、得られる発電量を効率よく回収でき、年間発電電力量に優れた太陽光発電装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solar power generation device that can reduce the loss of generated power due to the stoppage of the booster as much as possible, can efficiently recover the amount of generated power, and is excellent in annual power generation.
本発明の太陽光発電装置は、複数の太陽電池モジュールを直列接続してなる第1の太陽電池ストリングと、前記第1の太陽電池ストリングに比べて枚数が少ない太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの出力側に直列接続される電圧調整手段とからなり、前記第1の太陽電池ストリングと並列接続される第2の太陽電池ストリングと、前記第1の太陽電池ストリングおよび前記第2の太陽電池ストリングの出力側に設けられ、かつこれらの太陽電池ストリングのうちの最大出力動作点を追従する制御部を有する、電力変換手段とを備え、前記電圧調整手段の単独昇圧運転時において、前記第2の太陽電池ストリングの出力電圧が段階的に昇圧または降圧されるように、前記電圧調整手段が制御される。 The solar power generation device of the present invention includes a first solar cell string formed by connecting a plurality of solar cell modules in series, a solar cell module having a smaller number than the first solar cell string, and the solar cell module. A second solar cell string connected in parallel with the first solar cell string, the first solar cell string, and the second solar cell string. Power conversion means provided on the output side of the solar cell string and having a control unit that follows the maximum output operating point of these solar cell strings, and during the single boost operation of the voltage adjustment means, The voltage adjusting means is controlled so that the output voltage of the solar cell string is stepped up or down stepwise.
ある実施態様においては、前記電圧調整手段は、第1のPWM制御部と、前記第1のPWM制御部に比べて信号の周波数が低い第2のPWM制御部とを含み、前記第1のPWM制御部の信号を、前記第2のPWM制御部の信号で停止させるとともに、前記第2のPWM制御部の信号のデューティ比を変化させることによって、前記電圧調整手段の出力電圧が段階的に昇圧または降圧するように制御することを特徴とする。 In one embodiment, the voltage adjusting means includes a first PWM control unit and a second PWM control unit having a signal frequency lower than that of the first PWM control unit, and the first PWM control unit. The signal of the control unit is stopped by the signal of the second PWM control unit, and the duty ratio of the signal of the second PWM control unit is changed, so that the output voltage of the voltage adjusting unit is stepped up stepwise. Alternatively, control is performed so as to step down the voltage.
ある実施態様においては、前記第2の太陽電池ストリングの出力電圧が、前記電力変換手段の起動電圧から前記第2の太陽電池ストリングの最大出力電圧の範囲で段階的に昇圧または降圧されるように制御される。 In one embodiment, the output voltage of the second solar cell string is stepped up or down stepwise in a range from the starting voltage of the power conversion means to the maximum output voltage of the second solar cell string. Be controlled.
ある実施態様においては、前記第2の太陽電池ストリングの制御が、前記第2の太陽電池ストリングの出力電圧を、前記第1の太陽電池ストリングの出力電圧と一致させることによって解除される。 In one embodiment, control of the second solar cell string is released by matching the output voltage of the second solar cell string with the output voltage of the first solar cell string.
本発明の太陽光発電装置の制御方法は、複数の太陽電池素子を直列接続してなる第1の太陽電池ストリングと、前記第1の太陽電池ストリングに比べて枚数が少ない太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの出力側に直列接続される電圧調整手段とからなる第2の太陽電池ストリングと、前記第1の太陽電池ストリングと、前記第2の太陽電池ストリングとが並列接続されるとともに、これらの太陽電池ストリングの出力側に設けられ、かつこれらの太陽電池ストリングのうちの最大出力動作点を追従する制御部を有する、電力変換手段とを備える太陽光発電装置の制御方法であって、前記電圧調整手段は、第1のPWM制御部と、前記第1のPWM制御部に比べて信号の周波数が低い第2のPWM制御部とを含み、前記第1のPWM制御部の制御信号を、前記第2のPWM制御部の信号で停止させるとともに、前記第2のPWM制御部の信号のデューティ比を変化させることによって、前記電圧調整手段の単独昇圧運転時において、前記電圧調整手段の出力電圧が段階的に昇圧または降圧するように制御する工程を包含する。 The control method of the solar power generation device of the present invention includes a first solar cell string formed by connecting a plurality of solar cell elements in series, a solar cell module having a smaller number than the first solar cell string, A second solar cell string composed of voltage adjusting means connected in series to the output side of the solar cell module, the first solar cell string, and the second solar cell string are connected in parallel, and these A method for controlling a photovoltaic power generation apparatus, comprising: a power conversion unit provided on an output side of the solar cell string and having a control unit that follows a maximum output operating point of these solar cell strings, The voltage adjusting means includes a first PWM control unit and a second PWM control unit having a signal frequency lower than that of the first PWM control unit, and the first PW While stopping the control signal of the control unit with the signal of the second PWM control unit and changing the duty ratio of the signal of the second PWM control unit, during the single boost operation of the voltage adjusting means, And a step of controlling the output voltage of the voltage adjusting means to step up or step down.
本発明の太陽光発電装置によれば、第2の太陽電池ストリングを構成する電圧調整手段の出力電圧を段階的に降圧するように制御することができるため、電圧調整手段が単独昇圧運転の状態となった場合においても電圧調整手段を完全に停止することなく、単独昇圧運転の早期回避が可能となるとともに、第1の太陽電池ストリング側の出力電圧がパワーコンディショナの定格入力電圧に達しているかどうかを検出でき、自動的にパワーコンディショナの最大出力動作点を第2の太陽電池ストリングの出力点から第1の太陽電池ストリングの出力点に移動させることができる。また、第1の太陽電池ストリングがパワーコンディショナの定格入力電圧に達しない場合は、第2の太陽電池ストリングの出力点を最大出力動作点として動作させることができる。そのため、得られる発電量を効率よく回収でき、年間発電電力量に優れた太陽光発電装置が得られる。 According to the solar power generation device of the present invention, since the output voltage of the voltage adjusting means constituting the second solar cell string can be controlled to be stepped down, the voltage adjusting means is in a single boost operation state. In this case, it is possible to avoid the single boosting operation at an early stage without completely stopping the voltage adjusting means, and the output voltage on the first solar cell string side reaches the rated input voltage of the power conditioner. And the maximum output operating point of the inverter can be automatically moved from the output point of the second solar cell string to the output point of the first solar cell string. In addition, when the first solar cell string does not reach the rated input voltage of the power conditioner, the output point of the second solar cell string can be operated as the maximum output operating point. Therefore, the obtained power generation amount can be efficiently recovered, and a solar power generation device having excellent annual power generation amount can be obtained.
本発明の太陽光発電装置の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の太陽光発電装置の一実施形態を示すブロック図であり、図2は、図1に示す太陽光発電装置を構成する電圧調整手段の一実施形態を示すブロック図である。 An embodiment of a solar power generation device of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the photovoltaic power generation apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of voltage adjusting means constituting the photovoltaic power generation apparatus shown in FIG. .
図1に示すように、太陽光発電装置7は、複数の太陽電池モジュールを電気的に直列接続してなる第1の太陽電池ストリング1aと、第1の標準ストリングよりも枚数の少ない太陽電池モジュールと、前記太陽電池素子群の出力側に直列接続される電圧調整手段とからなる第2の太陽電池ストリング1bと、並列接続された前記第1と第2の太陽電池ストリングの出力を集電する接続箱3と、接続箱で集電された直流電力を交流電力に変換し、負荷である交流負荷5や商用電力系統6に供給・逆潮流する、電力変換手段であるパワーコンディショナ4とからなる。
As shown in FIG. 1, the solar power generation device 7 includes a first
太陽電池ストリング1aは、パワーコンディショナ4の動作可能な電圧が得られるように、太陽電池素子を直列・並列接続してなる複数の太陽電池モジュールを電気的に直列接続してなる。例えば、1枚175Wの太陽電池モジュールでは24Vの出力電圧しか得られないので、パワーコンディショナ4の定格入力電圧が100V〜350Vである場合、5直列の太陽電池モジュールで太陽電池ストリングを構成することができる。一方、住宅の屋根等に太陽電池モジュールを設置する場合、屋根の面積等の制限から、必ずしも5枚の倍数で設置できるとは限らない。したがって、このような場合、必要数に満たない太陽電池モジュール群に、出力を昇圧することが可能な昇圧装置などの電圧調整手段を用いて、他の太陽電池ストリングの出力と同等の出力を有する太陽電池ストリングを構成する。本発明においては、太陽電池モジュールのみで構成されるものを第1の太陽電池ストリングとし、太陽電池モジュールと電圧調整手段とで構成されるものを第2の太陽電池ストリングとする。図1では、第1の太陽電池ストリング1a、および太陽電池モジュールと電圧調整手段とで構成される第2の太陽電池ストリング1bはそれぞれ、接続箱3内の各逆流防止ダイオード31に接続され、これら複数の逆流防止ダイオード31のカソード側で1本に集電され、並列接続されている。逆流防止ダイオード31は、各々のアノード側に接続された太陽電池ストリングの出力に、他の太陽電池ストリングからの出力が逆流しないようにする。集電された出力は、パワーコンディショナ4に送電される。パワーコンディショナ4は、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換し、交流負荷5に相当するテレビや冷蔵庫に供給されて消費されたり、余剰電力を商用電力系統6に逆潮流して売電する。パワーコンディショナ4には、太陽電池の発電電力を効率よく入力し、電力変換するために太陽電池を最大出力追従制御部(MPPT制御部)が搭載されており、これは、その時々の日射量によって太陽電池ストリングの発電電圧・発電電流が変動しても、発電電力として常に最大になるように、パワーコンディショナ4が複数の太陽電池ストリングの最大出力動作点を追従し、動作電圧を制御するものである。
The
次いで、本発明の第2の太陽電池ストリングを構成する電力調整手段2について詳細に説明する。図2に示すように、電力調整手段2は、外部からのサージ電圧や静電気から回路を保護したり、ノイズを抑える入力EMI(電波雑音干渉)フィルタ21、昇圧部22、第2の太陽電池ストリングを構成する太陽電池モジュールの出力電力から電圧調整手段全体を駆動させる電源を得るための電源部23、入力側および出力側の電圧状態を検出するとともに、太陽電池ストリング1bの最大出力動作点を検出して制御するPWM(Pulse Width Modulation)制御部24、PWM制御部24によって昇圧部22のスイッチング素子を駆動させる第1駆動部24aおよび第2の駆動部24b、および出力EMIフィルタ25を含んで構成される。
Next, the power adjusting means 2 constituting the second solar cell string of the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 2, the power adjustment means 2 protects a circuit from an external surge voltage or static electricity, or suppresses noise. An input EMI (radio noise interference)
PWM制御部24は、まず、入力側及び出力側の電圧を検出するとともに、第2の太陽電池ストリング1bの最大出力動作点を検出し、PWM信号を第1の駆動部24aに入力し、第1の駆動部24aは与えられたPWM信号に基づいて昇圧部22のスイッチング素子をスイッチングさせる(第1のPWM制御)。これによって、入力電圧を、所望の昇圧比で第1の太陽電池ストリング1aの出力電圧まで昇圧し、接続箱3で集電した電力をパワーコンディショナ4に入力する。本発明においては、さらに、この第1の駆動部24a(第1のPWM制御部)に加えて、第1の駆動部24aに与えられるPWM信号である第1の周波数よりも低い周波数のPWM信号を有する第2の駆動部24b(第2のPWM制御部)が備えられ、第1のPWM制御部の信号を第2のPWM制御部の信号で停止させるように構成されている。第2の駆動部24bからの昇圧部22へのスイッチングによって、第1の駆動部24aによるスイッチング動作が間欠動作となるように制御され、第2の太陽電池ストリングの出力電圧が段階的に昇圧または降圧される。具体的には、前記第2の駆動部24b(PWM制御部)の信号のデューティ比を変化させることによって、前記電圧調整手段の出力電圧が段階的に昇圧または降圧するように制御する。電圧調整手段は、一般には、第1の駆動部24a(第1のPWM制御部)のみによってPWM制御部24が構成されるが、この場合、電圧調整手段2で強制的に上昇させた出力電圧が、第1の太陽電池ストリング1aの発電電圧よりも高くなると、パワーコンディショナ4の動作電圧点が電圧調整手段2からの出力電圧に設定される。その結果、パワーコンディショナ4への電力の入力が、電圧調整手段2の接続された第2の太陽電池ストリング1bからのみとなる、いわゆる単独昇圧運転の問題が生じる。本願発明は、第2の駆動部24b(第2のPWM制御部)を設けることによって、電圧調整手段2の出力電圧を段階的に降圧または昇圧することが可能であるので、このような電圧調整手段の単独昇圧運転を抑制することができる。
First, the
なお、パワーコンディショナ4のMPPT制御は、前述した電圧調整手段2の最大出力動作点の検出値とは無関係に、集電された太陽電池ストリング全体の最大出力動作点を検出して追従制御する。 Note that the MPPT control of the power conditioner 4 detects the maximum output operating point of the entire collected solar cell string and performs follow-up control regardless of the detection value of the maximum output operating point of the voltage adjusting means 2 described above. .
次いで、本発明の制御方法について、図3の信号パルス発生図を用いてさらに詳細に説明する。図3に示すように、例えば、一旦、太陽電池ストリングの出力が大きく低下した後に再び電圧が上昇を始める場合(日の出とともに日射が徐々に増加する場合)、第1の太陽電池ストリング1aの出力電圧(標準出力電圧)は、パワーコンディショナ4の起動電圧(図中の点線Bの電圧)に到達するまでにしばらく時間がかかる。一方、第2の太陽電池ストリング1bの出力は昇圧回路によって昇圧されて、起動電圧であるB点よりも高いA点の電圧(昇圧出力電圧)を有しているため、パワーコンディショナ4は、昇圧出力電力のみを電力変換用電力として取り込む。他方、第1の太陽電池ストリング1aの発電電圧は、日射が増加するにつれて上昇し、図中の点線Bの電圧まで到達するが、並列接続されている第2太陽電池ストリング1bの出力電圧の方が高いため、発電電力をパワーコンディショナ4に供給することが出来ず、いわゆる単独昇圧運転状態となる。
Next, the control method of the present invention will be described in more detail using the signal pulse generation diagram of FIG. As shown in FIG. 3, for example, when the voltage starts to rise again after the output of the solar cell string has greatly decreased (when solar radiation gradually increases with sunrise), the output voltage of the first
このような単独昇圧運転状態を解除するために判定期間が設けられる。この判定期間は、昇圧を行うPWM信号を変化させて段階的にA点の電圧をB点の電圧まで段階的に下げる制御を行い、起動電圧以上の標準出力電圧との合致点(C点)を検出する期間である。このように、段階的に電圧を降下させることで、発電電力の損失を最小限に抑え、かつ日射急変時のようなパワーコンディショナ4のMPPT制御対象が頻繁に昇圧出力電圧と標準出力電圧の間を切り替わる場合でも、制御電圧の変化幅が小さくすることができるため効率的である。この判定期間は、定期的に設定され得、単独昇圧運転時の場合に上記制御が行われる。 A determination period is provided to cancel such a single boost operation state. During this determination period, the PWM signal for boosting is changed to control the voltage at point A stepwise down to the voltage at point B, and the point of coincidence with the standard output voltage equal to or higher than the starting voltage (point C) It is a period to detect. In this way, by gradually reducing the voltage, the loss of generated power is minimized, and the MPPT control target of the power conditioner 4 in the case of sudden change in solar radiation frequently causes the boosted output voltage and the standard output voltage to be reduced. Even when the interval is switched, the change width of the control voltage can be reduced, which is efficient. This determination period can be set periodically, and the above control is performed in the case of a single boost operation.
また、第2の太陽電池ストリング1b(電圧調整手段2)の降下させる電圧の範囲を、パワーコンディショナ4の定格入力電圧(起動電圧)の下限とするリミッターを設定しておけば、パワーコンディショナ4が停止することがなく、発電電力の損失を少なくすることができる。この場合、第2の太陽電池ストリングの出力電圧は、前記電力変換手段の起動電圧から前記第2の太陽電池ストリングの最大出力電圧の範囲で段階的に昇圧または降圧されるように制御される。 上記の判定期間の制御は、具体的には以下のようになる。まず、前述したように、第2の駆動部24bにより、電圧調整手段2を間欠動作させることにより、第2の太陽電池ストリング1bの出力電圧をΔVだけ低下させる。さらに第2の駆動部24bの周波数によるPWM信号のデューティ比(デューティ比は、ON時間をTonとし、周波数の時間をTとすると、デューティ比=Ton/Tで表される)のON時間を徐々に短くすることによって供給電力を段階的に低下させ、第2の太陽電池ストリング1bの出力電圧をΔVずつ段階的に低下させる。その結果、ある点で、第1の太陽電池ストリング1aの出力電圧が、第2の太陽電池ストリング1bの出力電圧より高くなり、パワーコンディショナ4の動作電圧点が第1の太陽電池ストリング1aからの出力電圧に設定される。このような現象は、PWM制御部24において出力電圧の電圧変化量ΔVがなくなることで、第1の太陽電池ストリング(標準太陽電池ストリング)の電圧が計測されていることが確認される。PWM制御部24は、ΔVが検出されなくなると正常と判断し、PWM制御部24から第2の駆動部24bへのPWM信号を停止する。
Further, if a limiter that sets the lowering range of the rated input voltage (starting voltage) of the power conditioner 4 as the lower limit of the rated input voltage (starting voltage) of the power conditioner 4 is set as the power conditioner, the voltage range of the second
図4は上記制御のフローチャートである。PWM制御部24からのPWM信号が第1の駆動部24aに入力され、第1の駆動部24aが与えられたPWM信号に基づいて昇圧部22のスイッチング素子をスイッチング動作させる。このスイッチング動作中に、図4に示すステップa0が開始され、ステップa1に進む。
FIG. 4 is a flowchart of the above control. A PWM signal from the
ステップa1では、電圧調整手段2の出力電圧を検出してPWM制御部24にフィードバックし、V1として記憶させる。
In step a1, the output voltage of the voltage adjusting means 2 is detected, fed back to the
ステップa2では、PWM制御部24によるPWM信号が第2の駆動部24bに入力され、第2の駆動部24bでは、与えられたPWM信号に基づいて昇圧部22を低い周波数でスイッチングして間欠動作を開始させる。そして、PWM制御部24により第2の駆動部24bに与えられるPWM信号のデューティ比を変化させて、所望の電圧に設定する。
In step a2, the PWM signal from the
ステップa3では電圧調整手段2の出力電圧を検出してPWM制御部24にフィードバックし、V2として記憶させる。
In step a3, the output voltage of the voltage adjusting means 2 is detected, fed back to the
ステップa4では、ステップa1で記憶したV1とステップa3で記憶したV2とを比較し、V2<V1の場合はステップa1に戻り、a1〜a4を繰り返す。V2≧V1の場合は、ステップa5に進み、制御を解除し終了させる。 In step a4, V1 stored in step a1 is compared with V2 stored in step a3. If V2 <V1, the process returns to step a1 and a1 to a4 are repeated. If V2 ≧ V1, the process proceeds to step a5, the control is canceled and the process is terminated.
上述のような制御ステップにより、電圧調整手段2の出力電圧が低下する偏差(ΔV)が発生した場合に、PWM制御部24は単独昇圧運転であると判断する。そして、この制御ステップを繰り返し、PWM制御部24は段階的に単独昇圧運転であるか否かの判断を行い、電圧調整手段2の出力電圧が低下する偏差が発生しなくなった時点で制御を解除する。
When a deviation (ΔV) in which the output voltage of the voltage adjusting means 2 decreases due to the control steps as described above, the
他方、上記のように電圧調整手段2の出力電圧が下がらなくなることが検出されると、次いで第2の駆動部24bの周波数によるPWM信号のデューティ比を上げて電圧が上がるように制御する。ここでさらに電圧調整手段2の出力電圧が上がらなければ、パワーコンディショナ4の最大出力追従制御は、第1の太陽電池ストリング(標準太陽電池ストリング)側の動作電圧にあるため、第2の駆動部24bによるPWM制御の動作を停止させる。そして、定期的に同様の動作を行うことで、第2の太陽電池ストリングによる単独昇圧運転の回避が可能となるとともに、昇圧動作を完全に停止させることなく、第1の太陽電池ストリング側の出力電圧がパワーコンディショナ4の定格入力電圧に達しているかどうかが検出できると同時に、最大出力となる動作点を自動的に第1の太陽電池ストリング側に移動させることができる。なお、太陽電池は日射によって発電電圧が変化しているので、一時的なものであるかどうかを確認するのが望ましく、再び出力電圧に偏差ΔVがある場合にはさらに第2の太陽電池ストリング1b(電圧調整手段2)の電圧を降下させる制御が行われる。
On the other hand, when it is detected that the output voltage of the
上記のような一連の制御において、電圧調整手段2は継続して動作可能であるため、制御中も第2の太陽電池ストリング1bで発電した電力を供給でき、パワーコンディショナ4も継続運転することができる。そのため、パワーコンディショナ4を停止させる電力ロスと起動、停止時に発生する電力ロスを省くことができる。
In the series of controls as described above, since the voltage adjusting means 2 can continue to operate, the power generated by the second
1a:第1の太陽電池ストリング
1b:第2の太陽電池ストリング
2:電圧調整手段
3:接続箱
4:パワーコンディショナ
5:交流負荷
6:商用電力系統
7:太陽光発電装置
8:太陽電池モジュール
31:逆流防止ダイオード
21:入力EMIフィルタ
22:昇圧部
23:電源部
24:PWM制御部
24a:第1の駆動部
24b:第2の駆動部
25:出力EMIフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の太陽電池ストリングに比べて枚数が少ない太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの出力側に直列接続される電圧調整手段とからなり、前記第1の太陽電池ストリングと並列接続される第2の太陽電池ストリングと、
前記第1の太陽電池ストリングおよび前記第2の太陽電池ストリングの出力側に設けられ、かつこれらの太陽電池ストリングのうちの最大出力動作点を追従する制御部を有する、電力変換手段と
を備える太陽光発電装置であって、
前記電圧調整手段の単独昇圧運転時において、前記第2の太陽電池ストリングの出力電圧が段階的に昇圧または降圧されるように制御される、太陽光発電装置。 A first solar cell string formed by connecting a plurality of solar cell modules in series;
The first solar cell string includes a solar cell module having a smaller number than the first solar cell string, and voltage adjusting means connected in series to the output side of the solar cell module, and is connected in parallel to the first solar cell string. Two solar cell strings;
A solar power source comprising: a power conversion means provided on an output side of the first solar cell string and the second solar cell string and having a control unit that follows a maximum output operating point of the solar cell strings. A photovoltaic device,
A photovoltaic power generation apparatus that is controlled so that the output voltage of the second solar cell string is stepped up or stepped down during the single step-up operation of the voltage adjusting means.
前記第1のPWM制御部の信号を、前記第2のPWM制御部の信号で停止させるとともに、
前記第2のPWM制御部の信号のデューティ比を変化させることによって、前記電圧調整手段の出力電圧が段階的に昇圧または降圧するように制御することを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電装置。 The voltage adjusting means includes a first PWM control unit and a second PWM control unit whose signal frequency is lower than that of the first PWM control unit,
While stopping the signal of the first PWM control unit with the signal of the second PWM control unit,
2. The sun according to claim 1, wherein the output voltage of the voltage adjusting unit is controlled to be stepped up or stepped down by changing a duty ratio of a signal of the second PWM control unit. Photovoltaic generator.
前記第1の太陽電池ストリングに比べて枚数が少ない太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの出力側に直列接続される電圧調整手段とからなる第2の太陽電池ストリングと、
前記第1の太陽電池ストリングと、前記第2の太陽電池ストリングとが並列接続されるとともに、これらの太陽電池ストリングの出力側に設けられ、かつこれらの太陽電池ストリングのうちの最大出力動作点を追従する制御部を有する、電力変換手段と
を備える太陽光発電装置の制御方法であって、
前記電圧調整手段は、第1の制御部と、前記第1のPWM制御部に比べて信号の周波数が低い第2のPWM制御部とを含み、
前記第1のPWM制御部の制御信号を、前記第2のPWM制御部の信号で停止させるとともに、
前記第2のPWM制御部の信号のデューティ比を変化させることによって、前記電圧調整手段の単独昇圧運転時において、前記第2の太陽電池ストリングの出力電圧が段階的に昇圧または降圧するように制御する工程
を包含する、太陽光発電装置の制御方法。 A first solar cell string formed by connecting a plurality of solar cell elements in series;
A second solar cell string comprising a solar cell module having a smaller number than the first solar cell string, and voltage adjusting means connected in series to the output side of the solar cell module;
The first solar cell string and the second solar cell string are connected in parallel, provided on the output side of these solar cell strings, and the maximum output operating point of these solar cell strings is A control method for a photovoltaic power generation device comprising a power conversion means having a following control unit,
The voltage adjusting means includes a first control unit and a second PWM control unit whose signal frequency is lower than that of the first PWM control unit,
The control signal of the first PWM control unit is stopped by the signal of the second PWM control unit,
By changing the duty ratio of the signal of the second PWM control unit, control is performed so that the output voltage of the second solar cell string is stepped up or stepped down during the single step-up operation of the voltage adjusting unit. The control method of a solar power generation device including the process to do.
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