JP2010267106A - 太陽光発電システム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 太陽電池毎の出力率(発電電力/定格容量)を算出し、各太陽電池アレイ1の出力率を比較し、その差が所定割合、例えば、30%以上であれば、出力率の高いグループと低いグループに分別する。低いグループの総出力が小容量チョッパの制御範囲内(許容容量内)である場合、低いグループの太陽電池アレイ1を小容量チョッパに収容制御し、高いグループの太陽電池アレイ1を大容量チョッパに収容制御する。切替装置2内の各スイッチ21を制御することにより、太陽電池アレイ1とチョッパの接続ラインを、制御装置5からの信号によって切り替える。
【選択図】図1
Description
PCSの変換効率は、太陽電池の出力(PCSの観点からは負荷率)によって変化し、太陽電池の出力が小さい時にはその変換効率が低くなるため、複数台のPCSを並列運転するシステムにおいては、そのPCSの運転台数を増減させることにより、効率良く発電しているシステムなどがある。太陽電池の出力は日射強度や太陽電池表面温度によって変動するため、PCSのチョッパは直流動作電圧を調整することにより、太陽電池から最大出力を取り出す最大電力追従制御(MPPT制御)を行っている。なお、PCSの大容量化に伴い、PCS1台あたりに収容する太陽電池の範囲が広くなるため、複数のチョッパにて、分散してMPPT制御を行うPCSがある。
従来技術として、例えば、特許文献1には、太陽電池モジュールやセルの接続数を自由にすることができ、しかも太陽電池が設置可能な場所に、必要な太陽電池を敷きつめることを可能にして、常に高効率で屋根等の設置場所の利用効率をも向上させた、非常に優れた太陽光発電装置が記載されている。
また、例えば、特許文献2には、太陽電池モジュール毎の日射量のばらつきに起因する出力電流の低下を抑える太陽光発電装置を設計する実用的な太陽光発電装置用設計支援装置及び太陽光発電装置設計方法が記載されている。
本発明は、以上の点に鑑み、PCS内部のチョッパを台数制御すること、及びPCS内部にて容量の異なるチョッパ及び/又はインバータ等を組み合わせることによって、負荷率の小さい場合においても、PCSを比較的効率良く運転する(無駄なく発電させる)ことが可能な太陽光発電システム及び制御方法を提供することを目的のひとつとする。
また、本発明は、部分的な影等の影響がある太陽電池や発電停止・減少する太陽電池を検出するとともに、影の無い太陽電池と影の有る太陽電池をグループ化し、それぞれ異なるチョッパ及び/又はインバータ等にてMPPT制御することにより、発電電力の向上が可能な太陽光発電システム及び制御方法を提供することを目的のひとつとする。
そして、本発明は、太陽電池アレイ群の総出力に対応したチョッパ及び/又はインバータ等に切替えるだけでなく、部分影などが発生し、太陽電池群の足を引っ張る太陽電池アレイのみを別のチョッパ及び/又はインバータ等に切替えることにより、効率良く発電させることが可能な太陽光発電システム及び制御方法を提供することを目的のひとつとする。
小容量のチョッパ及び/又はインバータと大容量のチョッパ及び/又はインバータとを併設したシステムの場合、大容量チョッパの停止、もしくは低効率領域となる状況下(発電量小)において、太陽電池の出力を一つの小容量のチョッパに集め、高効率かつ運転を継続する。
また、太陽電池毎の出力率(発電出力(発電電力)/定格出力(定格容量))を算出し、各太陽電池の出力率を比較し、その差が所定割合、例えば、30%以上であれば、出力率の高いグループと低いグループに分別する。低いグループの総出力が小容量チョッパの制御範囲内(許容容量内)である場合、低いグループの太陽電池を小容量チョッパに収容制御し、高いグループの太陽電池を大容量チョッパに収容制御する。切替装置内の各スイッチを制御することにより、太陽電池アレイとチョッパの接続ラインを、制御装置からの信号によって切り替える。
複数の太陽電池アレイと、
各前記太陽電池アレイの電圧及び電流を計測する計測器と、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
各前記太陽電池アレイを第1又は第2の変換部のいずれかに接続する複数のスイッチを含む切替装置と、
前記計測器の計測値に従い、前記切替装置を切り替え、MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムであって、
前記制御装置は、
各太陽電池アレイIDに対応して、グループID及び各太陽電池アレイと接続される前記第1又は第2の変換部の変換部IDを記憶した変換部指定テーブルと、
各太陽電池アレイIDに対応して、発電電力及び出力率を記憶する発電データテーブルと、
前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルからデータを読み出し、前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルにデータを書き込み、制御処理を統括する最適制御ユニット
を備え、
前記最適制御ユニットは、前記計測器により計測された各太陽電池アレイの電流値及び電圧値から求められた各太陽電池アレイの電流及び電圧の平均値データに基づき、各太陽電池アレイの発電電力及び出力率を算出し、各太陽電池アレイIDに対応して発電電力及び出力率を前記発電データテーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、各太陽電池アレイIDに対応してグループIDを前記変換部指定テーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、前記変換部指定テーブルを参照し、複数にグループ化されているかを判定し、
前記最適制御ユニットは、複数にグループ化されている場合、前記発電データテーブルを参照し、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
一方、前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格電力より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
前記最適制御ユニットは、各太陽電池アレイが、前記変換部指定テーブルに指定された変換部に接続するための接続切替指令を前記切替装置に送り、前記切替装置にスイッチの切替処理を実行させる
前記太陽光発電システムが提供される。
複数の太陽電池アレイと、
各前記太陽電池アレイの電圧及び電流を計測する計測器と、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
各前記太陽電池アレイを第1又は第2の変換部のいずれかに接続する複数のスイッチを含む切替装置と、
前記計測器の計測値に従い、前記切替装置を切り替え、MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムであって、
前記制御装置は、
各太陽電池アレイIDに対応して、グループID及び各太陽電池アレイと接続される前記第1又は第2の変換部の変換部IDを記憶した変換部指定テーブルと、
各太陽電池アレイIDに対応して、発電電力及び出力率を記憶する発電データテーブルと、
前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルからデータを読み出し、前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルにデータを書き込み、制御処理を統括する最適制御ユニット
を備えた前記太陽光発電システムの制御方法において、
前記最適制御ユニットは、前記計測器により計測された各太陽電池アレイの電流値及び電圧値から求められた各太陽電池アレイの電流及び電圧の平均値データに基づき、各太陽電池アレイの発電電力及び出力率を算出し、各太陽電池アレイIDに対応して発電電力及び出力率を前記発電データテーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、各太陽電池アレイIDに対応してグループIDを前記変換部指定テーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、前記変換部指定テーブルを参照し、複数にグループ化されているかを判定し、
前記最適制御ユニットは、複数にグループ化されている場合、前記発電データテーブルを参照し、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
一方、前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
前記最適制御ユニットは、各太陽電池アレイが、前記変換部指定テーブルに指定された変換部に接続するための接続切替指令を前記切替装置に送り、前記切替装置にスイッチの切替処理を実行させる
前記太陽光発電システムの制御方法が提供される。
また、本発明によると、PCSの変換効率(チョッパとインバータの変換ロス等からなる効率)が、例えば80%以下となるような気象条件下においても、太陽電池の出力を集電し、チョッパへの入力電力を増加させチョッパ単体に対する負荷率を高くすることにより、例えば95%程度の効率で運用できる。
さらに、本発明によると、チョッパの負荷率向上による変換効率の維持及び、停止したチョッパの消費電力分を利得をとすることができる。
本発明によると、チョッパ台数を減少させることによる、MPPT効果の低下は、日射量が少ない状況下であるため、ほとんど無くすことができる。
例えば、500kWの太陽電池、及び、定格出力時の変換効率95%の500kWPCSから構成される太陽光発電システムを運用している場合、太陽電池の直流出力が定格の1/10の50kWであり、50kW出力におけるPCSの変換効率が80%の低効率運転状態とすると、そのシステムとしての発電量は40kWとなる。ここで、定格出力時の変換効率で運用できていれば、47.5kWの発電量が得られることから、インバータの低効率運転により約7.5kWの利得が見込まれる。上記例にて太陽電池の直流出力が定格の1/10で大容量インバータが停止する場合は、約47.5kWの利得効果がある。特に日の出、日の入り、曇天時、及び、冬季等、日射量が少ない状況における太陽電池の発電出力に対して効果がある。
また、部分影を含む太陽電池を同一チョッパで収容制御する場合、I−Vカーブが段付となりMPPT制御のミスマッチが発生するが、本発明によると、部分影を含む太陽電池を切り離し、別のチョッパで制御することにより、影の無い太陽電池は期待される発電出力を維持できるとともに、部分影を含む太陽電池も最大限に利用できる。
1.発電制御の原理
図11に、PCSの変換効率特性の説明図を示す。
チョッパやインバータ等のPCS(電力変換装置)の変換効率特性は、図のように、太陽電池の出力(負荷率)が小さい帯域では変換効率が低くなる特性となる。
図11において、変換効率は電力変換装置の変換効率であり、出力は太陽電池の出力電力をpu値によって正規化したものである。太陽電池の出力電力がPCSの定格容量である場合に1puとなる。本実施の形態では簡単のため、チョッパ及びインバータは同様の効率特性とするが、これに限られない。0.2puから発電効率が徐々に低下し、0.1puでは定格時の効率に比べ約10%低下していることから、本実施の形態におけるチョッパの低効率状態を0.1pu以下と定義する。制御方法としては、太陽電池アレイの出力がそれぞれ20kW以上の場合、それぞれ個別にチョッパを運転し、太陽電池アレイの出力が20kW未満の場合、チョッパに対して0.1pu以下となり低効率状態となることから、1台のチョッパに集電するように切替装置にて接続ラインを切り替える。また、解列したチョッパは停止する。
本実施の形態では、複数の太陽電池の出力を集電し、同一チョッパや、同一チョッパ及びインバータに収容して制御するので、PCSの変換効率特性の変換効率の高い領域を使用することができる。
太陽電池の出力値としては、一般に、電圧(V)と電流(I)の二つの積であるワット(W=仕事率)で表現される。太陽電池から最大電力を取り出すためには、電流と電圧の積が最大になるように電圧を制御する必要がある。太陽電池のI−V(電流−電圧)特性において、この出力を最大とする動作点を最大電力点(Maximum Power Point)という。太陽電池は、接続されている負荷が実際に必要としている電圧によって最大電力点がずれる。I−V特性は、日射強度やモジュール温度や状態等によって変化するため(特に照射量に従いIが上下し、特に、温度に従いVが上下する。)、最大電力を得るためには、最適な電圧又は電流を自動で追従しなければならない。そこで、太陽電池を、最大電力点で動作させるように太陽電池と負荷の間に入って双方のバランスを取り双方に都合の良いポイントで動作させる制御を、MPPT(Maximum Power Point Tracking)制御という。
部分影を含む太陽電池や発電停止・減少する太陽電池を、同一チョッパや、同一チョッパ及びインバータで収容制御する場合、I−Vカーブが複数段の段付(階段状)となる。そのため、最大電力点を求めることが困難な場合や、MPPT制御のミスマッチ(太陽電池が本来持っている定格の出力特性を十分取り出せなくなる状態)が発生しないように制御することが困難な場合がある。
そこで、本実施の形態では、部分影を含む太陽電池や発電停止・減少する太陽電池を切り離し、別のチョッパや別のチョッパ及びインバータで制御することにより、図12に示したようなI−V特性を複数別個に制御することになり、適切なMPPT制御が容易となる。
以上のように、影の無い太陽電池や発電停止・減少する太陽電池も、それ以外の太陽電池も、期待される発電出力を維持できるとともに、部分影を含む太陽電池や発電停止・減少する太陽電池を複数も最大限に利用できる。
図1に、太陽光発電システムの構成図を示す。また、図2に、制御系のハードウェア詳細構成図を示す。
図1について、本太陽光発電システムは、複数の太陽電池アレイ1(例えば、定格容量50kWの太陽電池アレイ1が5台)と、PCS(電力変換装置)3(例えば、変換部として、定格容量250kWのチョッパ(昇降圧コンバータ)、定格容量50kWのチョッパ、定格容量250kWの商用連系インバータ)と、各太陽電池アレイ1と各チョッパの接続ラインを切替える切替装置2と、制御装置5を備え、商用系統6に電力を供給する。切替装置2内には接続ラインの切替が可能なスイッチ21を設けている。また、各太陽電池アレイ1の発電端、各チョッパ及びインバータの入力に計測器(電圧・電流)4を設けている。制御装置5は各計測器4、各スイッチ21、各チョッパ、インバータと制御線(アナログI/O信号:4−20mA、デジタルI/O信号:0−5V接点)を介して接続されている。
図1に示されるように、この太陽光発電システムは、複数のチョッパを含む太陽光発電システムを構成している。すなわち、この太陽光発電システムは、例えば、5台の同一定格容量の太陽電池アレイ1と、2台の異なる定格容量のチョッパと1台の商用連係インバータとを内部に含むPCS3とを、所定の距離だけ離れた状態で、切替装置2を介して無瞬断で切り替えられるように各々の太陽電池アレイ1とチョッパとが物理的に接続されて構成されている。尚、切替装置2の制御に関しては、例えば制御装置5からの制御指令により実行される。又、太陽電池アレイ1と切替装置2とは、太陽電池アレイ1の物理特性を測定する計測器4を介して接続される。
太陽電池アレイ1のそれぞれは、例えば太陽電池アレイ1への太陽光の照射が適度に成されるように所定の間隔で設置される。図示例では、定格容量は全て同一容量であり、例えば50kwの太陽電池アレイ1で構成されている。又、計測器4は、図示を省略したが、一般的な電圧計、電流計、温度計等で構成される。これらの計測器4は、太陽電池アレイ1の物理的特性測定等のために使用される。
太陽電池アレイ1の出力を外部へ伝達させるための配線を接続する接続端子側には切替装置2に接続するための配線が引き出されている。これらの配線の途中には、上述したように太陽電池アレイ1の物理特性を測定するための計測器4が適宜設置されている。これらの計測器4は適宜所定のタイミングで制御装置5へ計測結果を転送する。従って、これらの計測器4を利用することにより、後述する太陽電池アレイ1群の総出力に対応したチョッパを選定することができ、その結果、太陽光発電システムを効率良く発電させることができる。
次に、PCS3について説明する。PCS3の一方の外部端子には、切替装置2からの配線が接続され、別の外部端子には、商用系統6へ接続される配線が引き出されている。PCS3の内部には、容量の異なる複数のチョッパと、商用系統6へ接続するためのインバータとが含まれている。
図示例では、このPCS3の内部には、定格容量250kwのチョッパと、定格容量50kwのチョッパとが設けられている。それらのチョッパの入力端子の各々には上述した計測器4と同様の構成の計測器4が設けられており、その計測器4で測定された物理特性、例えば、電流値、電圧値等を利用することにより、制御装置5側で適宜所定の演算を行う。その結果、発電効率の良い配線経路の選択をすることができる。尚、ここでいうチョッパとは、昇降圧を行う機能を有するコンバータである。これらのチョッパは、容量の異なるチョッパとすることにより、太陽電池アレイ1群の総出力に応じたチョッパを適宜外部指令から選択することができるようになり、効率の良い発電を実現することができる。さらに、チョッパの容量が異なることにより、太陽電池アレイ1群の効率的な発電に寄与しない太陽電池アレイ1を適宜別のチョッパへの切替をすることができる。これにより、太陽電池アレイ1群の効率的な発電に寄与する太陽電池アレイ1を効果的に利用することができるようになり、結果として、太陽光発電システムが効率良く発電をすることができる。尚、各チョッパの出力は次に説明するインバータへ接続される。
次に、制御装置5について説明する。制御装置5の電気的なハードウェア構成については後に詳述するが、要するに、制御装置5は、上述した複数の計測器4、切替装置2、PCS3等を統合的に管理し、場合によっては、外部端末等へ適宜取得した物理特性等や演算結果等を転送する。すなわち、計測器4から転送されてきた様々な物理特性、例えば、電流値、電圧値等に基づいて、後に詳述する所定の演算を行い、その演算結果に応じて接続経路を決定し、所定のタイミングで切替装置2に指令を出すことにより、各々の太陽電池アレイ1と各々のチョッパとの接続経路を適宜変更する。
従って、このような太陽光発電システムであれば、人手を介さなくても、突然発生した雲等の部分影等の環境に起因する影響等を最小限にしつつ、常時太陽電池アレイ1の出力を最大限利用することができる。この結果、PCS3内部に含む各々のチョッパの使用効率を上げることもでき、さらには、商用系統6へ多くの電力供給することができるため、商用系統6側での総発電量を低減させることができる。従って、化石燃料等による発電量を容易に低減させることができるため、地球上に放出される有害物質を低減させることができ、地球環境汚染の低減に寄与することができる。
図2について、図1の発電システムに付加する装置として、例えば、各種演算・指令等を処理するCPU、各種入出力ポートとなるI/Oユニット、通信プロトコルを管理・通信処理する通信ユニット、初期設定データ、運用データのバックアップ処理するサーバ、及び本実施の形態の制御処理を統括する最適制御ユニット50がある。
図2に示されるように、この太陽光発電システムは、例えば、CPU、通信ユニット、I/Oユニット、及び最適制御ユニット50を含む制御装置5と、サーバと、上述したような計測器4等の計測器4、PCS3、切替装置2、太陽電池アレイ1群、及び商用系統6と、CPU、通信ユニット、及びI/Oユニットを含む別の制御装置5とを備える。制御装置5と、計測器4と、PCS3と、切替装置2とは、制御線を介して接続されており、制御線は、制御装置5内部のI/Oユニットから引き出されている。尚、I/Oユニットは、アナログI/Oユニット、若しくはデジタルI/Oユニット等への接続が可能であり、例えば、4乃至20mAのアナログI/O信号、0乃至5V接点のデジタルI/O信号にそれぞれ対応可能である。
制御装置5は、図示例では、ビルディング・ブロック型に構成されており、この例では、各種演算並びに指令等を処理するような制御を司るCPUユニットと、通信プロトコルを管理並びに通信処理するような外部とデータ通信する通信ユニットと、各種入出力ポートとなるような入力機器又は出力効きを接続するI/Oユニットと、本実施の形態の制御処理を統括する最適制御ユニット50とを含んでいて、それらのユニットが例えばバックプレインボードを介してバス接続されている。
CPUユニットは、当業者にはよく知られているように、全般の処理を実行するマイクロプロセッサと、ユーザプログラムを記憶するプログラムメモリと、いわゆるI/Oデータを記憶するI/Oメモリと、データメモリとを内蔵している。そして、CPUユニットの内蔵マイクロプロセッサは、所定のプログラムを実行することによって、I/Oリフレッシュ処理と、ユーザプログラム実行処理と、周辺サービス処理とを適宜実行する。
最適制御ユニット50はプロセッサを内蔵しており、CPUからの指令により、計測器4等から収集されたデータを適宜演算し、その結果を最適制御ユニット50内のメモリに蓄積保存する。また、最適制御ユニット50は、演算結果に基づいた指令を切替装置2に送出し、切替装置2は受信した指令に基づき適宜接続経路の変更を行う。また、任意のタイミングで、最適制御ユニット50は、外部のサーバへ計測器4等から取得したデータや演算結果のデータ等を送信し、サーバはそれらのデータを蓄積する。このように、サーバは適当なタイミングで最適制御ユニット50と通信を行うことにより、最適制御ユニット50から様々なデータを取得する。こうして取得されたデータは、サーバ側で適宜処理されて、サーバが、計測器4のデータ等を画面にグラフ表示させたり、現在の接続経路を表示させたりすることで、サーバ側で遠隔監視することができるようになる。また、サーバ側で様々な初期設定データを持たせたり、運用データのバックアップ処理等を行わせることもでき、サーバがこれらのデータを管理することで、障害が発生したときの対応を迅速に行うことができるようになる。
図3に、最適制御ユニットの機能構成図を示す。
計測部51は太陽電池アレイ1の発電端の計測についての計測間隔、計測レンジ、データ送受信に関する機能を有する。外部インタフェースは遠隔の設定変更等のための拡張ユニットである。MPPT制御部はチョッパの制御、電力変換部はインバータの制御に関連する。
以下、図3について、詳細に説明する。
図3に示されるように、最適制御ユニット50は、例えば、計測部51、外部インターフェース、MPPT制御部、電力変換部、統括制御部52とを備えている。
外部インターフェースは、サーバや他のユニットとの接続を行うための機能を有するものであり、具体的には外部のサーバや、内部のCPUユニット、通信ユニット、及びI/Oユニットとの間でデータ通信を行う機能を有している。
計測部51は、配線等の物理特性測定結果を処理する機能を有するものであり、太陽電池アレイ1の発電端の計測間隔、いわゆるサンプリング周波数や計測レンジを記憶させるための記憶部55、電圧値データを処理するための電圧計測部、電流値データを処理するための電流計測部、物理特性等のデータを処理するためのデータ送受信部、計測器4側と通信するための制御信号送受信部を含む。尚、言うまでもないことであるが、計測器4側で取得されたアナログデータはデジタルデータへ変換され、すなわち、エンコードされ、そのエンコードされたデータを計測部51で処理するのである。
MPPT制御部は、PCS3に内蔵されるチョッパを制御する機能を有するものであり、制御信号送受信部、チョッパ切替部、データ送受信部を含む。このMPPT制御部により、後述する統括制御部52内で演算された結果に基づいてチョッパの切替指令を送出し、外部の切替装置2で適宜適切なチョッパと太陽電池アレイ1とを接続させる。
次に、統括制御部52について説明する。統括制御部52は、計測部51からのデータを基に所定の演算を行い、その演算結果に基づいて適宜PCS3並びに切替装置2への制御を行う。その結果、外部環境に応じた太陽電池アレイ1の出力変動に迅速に対応することができ、太陽光発電システムの発電効率が上昇する。統括制御部52は、データ送受信部、制御信号出力部、記憶部53、データサンプリング間隔決定部、処理種別決定部、演算処理部、チョッパ選定処理部、ルート決定部とを含む。
データ送受信部は、いわゆるインターフェースであり、統括制御部52で演算されたデータを他へ送信するとともに統括制御部52へ送信されてきたデータを受信する機能を有するものである。
制御信号出力部は、統括制御部52で演算された結果に基づいた指令を出力する機能を有するものであり、例えば、MPPT制御部へチョッパを切り替えるための接続経路データを送信する。
記憶部53は、本実施の形態を実施するための所定のデータを記憶する機能を有するものであり、太陽電池アレイ1の定格容量等が記憶された初期設定記憶部56、統括制御部52での演算データ等を一次的に記憶するための一次記憶部57、接続経路パターン等のデータからなる接続テーブル等を記憶するためのデータ記憶部58とを備える。統括制御部52は、記憶部53から適宜データを取得することにより、接続経路を決定するための演算を行う。
処理種別決定部は、後述する動作例の第一演算処理を行うものであり、出力率算出部、出力比較部、分別演算部を備える。具体的には、処理種別決定部は、出力特性の類似した太陽電池アレイ1のグルーピングを行うものである。すなわち、計測結果に基づいて太陽電池アレイ1の実際の発電電力及び出力率を算出し、各々の太陽電池アレイ1の出力率についての比較を行い、比較結果を所定の閾値に基づいて分別することで、出力率の類似した太陽電池アレイ1を一つのグループとして指定する。要するに、処理種別決定部は、出力率に応じたチョッパを選定させるための前段階である太陽電池アレイ1の分別処理を行う。
演算処理部は、後述する動作例の第二演算処理を行うものであり、一括算出部、一括データ比較部とを含む一括処理部と、グループ算出部、グループデータ比較部とを含むグループ処理部を備える。具体的には、演算処理部は、第一演算処理で算出された分別結果に基づいて、予め設置されたチョッパを最大限利用させるようにPCS3に内蔵された複数のチョッパの中から一つのチョッパと、出力率の類似した太陽電池アレイ1のグループとを紐付けさせる。
チョッパ選定処理部は、上述した一括データ比較部並びにグループデータ比較部から適宜呼び出される処理部であり、条件判断部、一括用チョッパ選定処理部、グループ用チョッパ選定処理部を備える。具体的には、チョッパ選定処理部は、2つ以上のグループか存在するか否かにより、一括用の処理と、グループ用の処理とがあり、2つ以上のグループが存在しないときには、一括用の処理にて、太陽電池アレイ1群と該当するチョッパとを紐付けさせ、2つ以上のグループが存在するときには、グループ用の処理にて、太陽電池アレイ1のグループ毎に各々のチョッパを紐付けさせる。
このように、統括制御部52にて所定の演算を行うことにより、太陽電池アレイ1とチョッパとの適切な接続経路を決定する。この結果、人手を介さなくても、突然発生した雲等の部分影等の環境に起因する影響等を最小限にしつつ、常時太陽電池アレイ1の出力を最大限利用することができる。
データ記憶部58は、例えば、計測データテーブル581と、発電データテーブル582と、チョッパ指定テーブル(変換部指定テーブル)583と、接続テーブル584と、ルート設定テーブル585とを含む。
図17に、計測データテーブルの説明図を示す。
計測データテーブル581は、例えば、太陽電池アレイID毎に計測時刻に対応して、電流値及び電圧値、電流値の平均値及び電圧値の平均値を含む。
発電データテーブル582は、例えば、各太陽電池アレイ1を識別するための太陽電池アレイID(識別情報)に対応して、発電電力及び出力率を含む。
図19に、チョッパ指定テーブルの説明図を示す。
チョッパ指定テーブル583は、例えば、各太陽電池アレイIDに対応して、グループを識別するためのグループID及び各太陽電池アレイ1と接続されるチョッパ及び/又はインバータ等の変換部を識別するためのチョッパID(変換部ID)を含む。
接続テーブル584は、例えば、接続パターン番号に対応して、各太陽電池アレイ1(この例では、A〜E)を収容するチョッパID(変換部ID)を含む。
図21に、ルート設定テーブルの説明図を示す。
ルート設定テーブル585は、例えば、各太陽電池アレイ1と接続されるチョッパ及び/又はインバータ等の変換部の接続パターン番号に対応して、各太陽電池アレイ1をON/OFFするための切替装置2の各スイッチ21のON/OFF組み合わせ情報を含む。
次に、太陽光発電システムの動作について説明する。
制御フローとしては下記処理フローが順次実行される。
図4に、全体的な処理についてのメインフローチャートを示す。
この処理メインフローとしては、最適制御ユニット50のシステム起動後、入力処理(S100)、計測処理(S200)、第一演算処理(S300)、第二演算処理(S400)、ルート切替処理(S600)を順次実行する。ただし、第二演算処理(S400)後にルート案と接続中のルートの差異からルート切替処理(S600)の必要性の判定が実行される(S500)。このステップS500では、一定期間(サンプリング間隔×差分検出間隔)経過後、出力率が所定の閾値以上変動したか否かを判定する。閾値以上変動していない場合、最適制御ユニット50は、ステップS200に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、閾値以上変動した場合、最適制御ユニット50は、ルート切替処理(S600)を実行する。また、最適制御ユニット50は、ルート切替処理(S600)にヒステリシスを持たせるための判定処理を実行してもよい。最適制御ユニット50は、ルート切替処理(S600)後にシステムの初期設定の変更に伴う判定処理(S700)を実行する。このステップS700では、最適制御ユニット50は、太陽光発電システムが変更されたか否かを判定する。太陽光発電システムが変更された場合、最適制御ユニット50は、ステップS100に戻り以降の処理を繰り返す。一方、太陽光発電システムが変更されていない場合、最適制御ユニット50は、ステップS200に戻り、以降の処理を繰り返す。
入力処理フローは、初期設定の入力と更新の処理フローである。
待機状態(S101)を基本とし、制御装置5内のボタン等のハードスイッチを押下処理すること等の入力(S103)に従い、統括制御部52により太陽電池アレイ1やPCS3の台数など太陽光発電システムの基本構成や、接続ルートに対応した各スイッチ21の短絡開放、各チョッパ起動停止などの接続テーブル584が入力され、キャッシュメモリに格納され(S105)、初期設定記憶部56にデータ転送される(S107)。なお、入力されるデータとして、例えば、サンプリング間隔、差分検出間隔、PCS3台数、PCS3容量、チョッパ台数、チョッパ容量、太陽電池アレイ1の数、太陽電池アレイ1の容量、接続テーブル584(太陽電池アレイ1、スイッチ21、チョッパ、インバータ)、その他のパラメータが転送される。また、ステップS103において、パラメータが入力されなかった場合、統括制御部52は、ステップS101に戻り、以降の処理を繰り返す。
計測処理フローは、計測器4のデータ収集と統括制御部52(例えば、演算処理部)へのデータ転送の処理フローである。
まず、計測部51は、記憶部55(予め定められたサンプリング周期)に基づき、サンプリングのタイミングであれば(S201)、電流値及び電圧値を計測し(S203)、計測データをキャッシュメモリに格納する(S205)。その後、計測部51は、所定期間内の計測データの計測値(電流・電圧値)の平均値を算出し、算出した平均値をキャッシュメモリに格納するとともに、統括制御部52に転送する(S207〜S213)。本実施の形態の場合、例えばサンプリング周期6秒で1分平均を格納などが現実的である。統括制御部52は、転送された計測データの平均値をデータ記憶部58の計測データテーブル581に記憶する。
以下、第一及び第二演算処理、ルート切替処理について説明する。
図7に、第一演算処理フローチャートを示す。
第一演算処理フローは、各太陽電池アレイ1の発電量及び出力率を算出するとともに、出力率を基に出力の多いグループと少ないグループを分別する処理フローである。
統括制御部52は、初期設定記憶部56から各太陽電池アレイ1の定格容量を読み込み(S301)、それに対応した平均値データをデータ記憶部58の計測データテーブル581から読み込む(S303)。その後、統括制御部52は、各太陽電池アレイ1の発電電力、出力率を算出し、発電データテーブル582に記憶する(S305)。発電電力は、例えば、電圧値と電流値を乗算、出力率は発電電力を定格容量で除算するとともに百分率で算出することができる。次に、統括制御部52は、平均値データの総数を算出する(S307)。統括制御部52は、算出したデータ数をMとし(S309)、M個のデータを発電電力、出力率を降順に並べ替え(S311)、最も出力率の高い太陽電池アレイ1と、その他の太陽電池アレイ1の出力率を順次比較し(S313〜S323)、最も高い出力率とN番目の出力率との間に30%以上の差がある場合(S323:Yes)、N番目以降の太陽電池アレイ1をグループB「小」に指定する(S325)。一方、30%以上の差がない場合(S323:No)、統括制御部52は、N=N−1として(S327)、ステップS317に戻り以降の処理を繰り返す。
また、統括制御部52は、ステップS317でN=1とすると、それ以外の太陽電池アレイ1をグループA「大」に指定する(S329)。なお、太陽電池アレイ1数及びチョッパ数が多い場合は、2つ以上のグループに分別しても良い。
この例では、(a)は、グループ分別ありの例を示す。この例では、各太陽電池アレイ1間の出力率差が30%以上の例(部分影等あり)を示す。また、(b)は、グループ分別なしの例を示す。この例では、各太陽電池アレイ1間の出力率差が30%以下の例(部分影等なし)を示す。
ステップS331では、さらに、グループBの総出力が0の場合、統括制御部52は、グループAをグループ「大」とし、グループ数を「1」とし、グループ分別のデータをデータ記憶部58のチョッパ指定テーブル583に記憶する(S341)。一方、グループBの総出力が0でない場合(S331)、統括制御部52は、グループ数を「2」に指定し(S333)、グループAの出力と、グループBの出力とを比較する(S335)。グループAの出力がグループBの出力以上の場合、統括制御部52は、グループAをグループ「大」とし、グループBをグループ「小」としてグループ分別のデータをデータ記憶部58のチョッパ指定テーブル583に記憶する(S337)。一方、グループBの出力がグループAの出力より大きい場合、統括制御部52は、グループAをグループ「小」とし、グループBをグループ「大」とし、グループ分別のデータをデータ記憶部58のチョッパ指定テーブル583に記憶する(S339)。なお、図19及び図22のチョッパ指定テーブル583の例では、グループ「大」がグループID「2」、グループ「小」がグループID「1」に指定されている。
第二演算処理フローは、振り分けたグループ毎に、チョッパが収容可能かを判定し、可能であれば複数のチョッパでグループ毎に処理し、不可能であれば、1台のチョッパで一括処理することと判定し、判定結果に対応した接続ルートを決定する処理フローである。
まず、統括制御部52は、チョッパ指定テーブル583を参照し、前記第一演算フローにて2つ以上にグループ化されているかを判定し(S401)、2以上にグループ化されていない場合、ステップS407〜S411の一括処理に移行する。一括処理とは太陽電池アレイ1全てを1台のチョッパに接続する処理である。統括制御部52は、発電データテーブル582を参照し、全ての発電電力の値を一次記憶部57に読み込み、総発電電力Cを算出する。統括制御部52は、総発電電力Cが50kW<C(≦260kW)の範囲であれば(S407:Yes)、全ての(グループ「大」に該当する)太陽電池アレイ1をチョッパ「大」に接続指定し(S409)、一方、C≦50kWであれば(S407:No)、全ての(グループ「大」に該当する)太陽電池アレイ1をチョッパ「小」に接続指定する(S411)。統括制御部52は、この指定結果をチョッパ指定テーブル583に格納する(S417)。なお、図19及び図22のチョッパ指定テーブル583の例では、チョッパ「大」がチョッパ「2」、チョッパ「小」がチョッパ「1」に指定されている。
一方、ステップS401で、統括制御部52は、チョッパ指定テーブル583を参照し、グループ化されている場合、発電データテーブル582に基づき各グループの総発電電力を算出し、一次記憶部57に読み込む。その後、グループ「小」の総発電電力が50kW以下であり(S403)、且つ、グループ「大」とグループ「小」の合計発電電力が50kW以上であれば(S413)、統括制御部52は、グループ「小」に該当する太陽電池アレイ1をチョッパ「小」に接続指定し、グループ「大」に該当する太陽電池アレイ1をチョッパ「大」に接続指定する(S415)。
一方、ステップS403で、グループ「小」の総発電電力が50kWより大きければ、統括制御部52は、グループ化を破棄し、上述の一括処理に変更する(S405)。また、グループ「小」の総発電電力が50kW以下であっても(S403)、グループ「大」とグループ「小」の合計発電電力が50kWより小さければ(S413)、統括制御部52は、グループ化を破棄し、上述の一括処理に変更する(S405)。そして、統括制御部52は、チョッパの指定結果をチョッパ指定テーブル583に格納する(S417)(図22のチョッパ指定テーブル583の「出力先チョッパ」)の欄参照。)。
ルート切替処理フローは、前述した第二演算処理(S400)より決定された、太陽電池アレイ1とチョッパの接続ルートを切替えるために、スイッチ21を動作させる処理フローである。
統括制御部52は、接続テーブル584と、チョッパ指定テーブル583と、ルート設定テーブル585とを一次記憶部57に読み込む(S601〜S605)。統括制御部52は、接続テーブル584とチョッパ指定テーブル583を参照し、チョッパ指定テーブル583で指定された各チョッパIDに一致する接続パターン番号を求め、以前に設定された接続パターン番号と同一であるかを判定する(S607〜S613)。同一であれば(S613:Yes)、統括制御部52は、所定の時間待機し、処理を終了する。一方、異なっていれば(S613:No)、統括制御部52は、チョッパ指定テーブル583に従い、接続テーブル584の中から接続パターンが同一のパターン番号を検索し、所定の時間を越えたら各スイッチ21を動作させるための接続切替指令を切替装置2に送信する(S615〜S623)。なお、ステップS619において、所定の時間を経過していない場合、統括制御部52は、処理を終了し、繰り返す。
なお、ルート切替処理においては、各チョッパの起動停止及びスイッチによる配線の切り替えを制御装置によって行うこともできる。また、切替えるか否かの判定には、切り替え後数分間は切り替え制御を行わないなど、ある程度のヒステリシスを設定しても良い。
以上、本実施の形態につき説明したが、本発明は、必ずしも上記した手段及び手法に限定されるものではなく、本発明による目的を達成し、本発明による効果を有する範囲において適宣変更実施することが可能なものである。
図23に、太陽光発電システムの構成図(2)を示す。
これは、例えば、チョッパ及びインバータの容量の1/10の小容量チョッパ及び小容量インバータを併設したPCSで構成される太陽光発電システムであって、異なる容量のチョッパが混在するシステムである。
このようなシステムのように、容量の異なるチョッパ及びインバータから構成される変換部を備えたPCSを適用したシステムについても、集電先が小容量のチョッパ及びインバータであり、それ以外は上記と基本的には同様の制御を行う。なお、このシステムでは、図1に示すシステムに比べ、インバータも常に高い負荷率を維持できる。
その他の実施の形態として、例えば、チョッパとインバータを一体構成としても動作可能である。
さらに、図24に、太陽光発電システムの構成図(3)を示す。
本実施の形態は、図示のように、インバータを省略し、直流電力を供給するシステムにも適用可能である。
図15に、発電イメージの説明図を示す。
図15の実線は従来システム、点線は本実施の形態の太陽光発電システムによる発電特性を示す。
この例では、特に、朝晩の日陰の影響がある場合に、発電電力が増加していることが示される。
また、PCSの変換部の構成としては、大容量及び小容量のチョッパを備えた構成、又は、大容量及び小容量のインバータを備えた構成、又は、大容量及び小容量のチョッパ及びインバータの両方の機能を備えた構成、等を適宜用いることができる。さらに、2つにグループ分割する以外にも3つ以上の複数の定格容量のチョッパ及び/又はインバータ等の変換部を備えて、太陽電池アレイを適宜の容量のそれにグループ分割して切替接続するよう制御することもできる。
また、上述の説明では、主に、発電電力を基に、太陽電池アレイの発電電力の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力が最高値の所定割合より小さいグループと大きいグループに分別したが、これに限らず、出力率を基に、太陽電池アレイの出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの出力率が最高値の所定割合より小さいグループと大きいグループに分別するようにしてもよい。
2 切替装置
3 PCS(電力変換装置)
4 計測器
5 制御装置
6 商用系統
21 スイッチ
50 最適制御ユニット
51 計測部
52 統括制御部
53 記憶部
55 記憶部(サンプリング周波数)
56 初期設定記憶部
57 一次記憶部
58 データ記憶部
Claims (18)
- 複数の太陽電池アレイと、
各前記太陽電池アレイの電圧及び電流を計測する計測器と、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
各前記太陽電池アレイを第1又は第2の変換部のいずれかに接続する複数のスイッチを含む切替装置と、
前記計測器の計測値に従い、前記切替装置を切り替え、MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムであって、
前記制御装置は、
各太陽電池アレイIDに対応して、グループID及び各太陽電池アレイと接続される前記第1又は第2の変換部の変換部IDを記憶した変換部指定テーブルと、
各太陽電池アレイIDに対応して、発電電力及び出力率を記憶する発電データテーブルと、
前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルからデータを読み出し、前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルにデータを書き込み、制御処理を統括する最適制御ユニット
を備え、
前記最適制御ユニットは、前記計測器により計測された各太陽電池アレイの電流値及び電圧値から求められた各太陽電池アレイの電流及び電圧の平均値データに基づき、各太陽電池アレイの発電電力及び出力率を算出し、各太陽電池アレイIDに対応して発電電力及び出力率を前記発電データテーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、各太陽電池アレイIDに対応してグループIDを前記変換部指定テーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、前記変換部指定テーブルを参照し、複数にグループ化されているかを判定し、
前記最適制御ユニットは、複数にグループ化されている場合、前記発電データテーブルを参照し、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
一方、前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
前記最適制御ユニットは、各太陽電池アレイが、前記変換部指定テーブルに指定された変換部に接続するための接続切替指令を前記切替装置に送り、前記切替装置にスイッチの切替処理を実行させる
前記太陽光発電システム。
- 入力装置から太陽電池アレイの定格容量及び台数と、前記電力変換装置の前記第1及び第2の変換部の定格容量を含むシステムの基本構成、前記接続テーブル及び/又は前記ルート設定テーブルの初期設定値を入力し、記憶するための入力処理を実行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。
- 前記切替処理後に、システムの初期設定の変更に伴う前記入力処理を実行することを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、さらに、
太陽電池アレイID毎に電流値の平均値及び電圧値の平均値を記憶する計測データテーブル
を備え、
前記最適制御ユニットは、予め記憶されたサンプリング周期に基づき、前記計測器により、電流値及び電圧値を計測し、所定期間内の電流値及び電圧値の計測値の平均値を算出し、太陽電池アレイIDに対応して計測データテーブルに記憶することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 全ての太陽電池アレイの各発電電力又は各出力率が、それぞれ発電電力又は出力率の前記最高値の所定割合より大きい場合は、前記第1の変換部の容量以下のときは小さい第1のグループに指定し、大きい場合は大きい第2のグループに指定し、各太陽電池アレイIDに対応してグループIDを前記変換部指定テーブルに記憶することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記発電電力は電圧値と電流値を乗算し算出し、前記出力率は発電電力を定格容量で除算するとともに百分率で算出したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合で、且つ、第1及び第2のグループの合計発電電力が第1の変換部の定格容量より小さい場合、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して、指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、前記変換部指定テーブルを参照し、太陽電池アレイが複数にグループ化されていない場合、全ての太陽電池アレイの発電電力の値を前記発電データテーブルから読み込み、合計発電電力を算出し、該合計発電電力が、第1の変換部の容量より大きい場合は第2の変換部に接続指定し、第1の変換部の容量以下の場合は第1の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、さらに
接続パターン番号に対応して、各太陽電池アレイを収容する前記第1又は第2の変換部の変換部IDを記憶した接続テーブル
を有し、
前記最適制御ユニットは、前記接続テーブルと前記変換部指定テーブルを参照し、前記変換部指定テーブルで指定された各変換部IDに一致する接続パターン番号を求め、以前に設定された接続パターン番号と同一であるかを判定し、
前記最適制御ユニットは、同一であれば所定の時間待機し、一方、異なっていれば、前記変換部指定テーブルの指定内容に従い各スイッチを動作させるための接続切替指令を前記切替装置に送信し、
前記切替装置は、前記接続切替指令に従い、スイッチを切替える
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、さらに、
各太陽電池アレイと接続される変換部の接続パターン番号に対応して前記切替装置の各スイッチのON/OFF組み合わせを記憶したルート設定テーブルと、
を有し、
前記最適制御ユニットは、接続パターン番号に従い前記ルート設定テーブルで指定された前記切替装置の各スイッチのON/OFF組み合わせを求め、ON/OFF組み合わせに従い、前記接続切替指令を前記切替装置に送信することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、接続結果と接続中のルートが同一であれば接続状態を維持し、異なれば前記切替処理を実行することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記最適制御ユニットは、前記切替処理にヒステリシスを持たせることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記第1の変換部は、第1の定格容量の第1チョッパを備え、
前記第2の変換部は、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の第2チョッパを備え、
前記第1及び第2の変換部は、共通のインバータを有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記第1変換部は、第1の定格容量の第1チョッパと、第1の定格容量の第1インバータを備え、
前記第2変換部は、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の第2チョッパと、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の第2インバータを備えたことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 前記第1変換部は、第1の定格容量の第1チョッパを備え、
前記第2変換部は、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の第2チョッパを備え、
前記電力変換装置は、直流電力を出力することを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の太陽光発電システム。
- 複数の太陽電池アレイと、
各前記太陽電池アレイの電圧及び電流を計測する計測器と、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
各前記太陽電池アレイを第1又は第2の変換部のいずれかに接続する複数のスイッチを含む切替装置と、
前記計測器の計測値に従い、前記切替装置を切り替え、MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムであって、
前記制御装置は、
各太陽電池アレイIDに対応して、グループID及び各太陽電池アレイと接続される前記第1又は第2の変換部の変換部IDを記憶した変換部指定テーブルと、
各太陽電池アレイIDに対応して、発電電力及び出力率を記憶する発電データテーブルと、
前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルからデータを読み出し、前記変換部指定テーブル及び前記発電データテーブルにデータを書き込み、制御処理を統括する最適制御ユニット
を備えた前記太陽光発電システムの制御方法において、
前記最適制御ユニットは、前記計測器により計測された各太陽電池アレイの電流値及び電圧値から求められた各太陽電池アレイの電流及び電圧の平均値データに基づき、各太陽電池アレイの発電電力及び出力率を算出し、各太陽電池アレイIDに対応して発電電力及び出力率を前記発電データテーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、各太陽電池アレイIDに対応してグループIDを前記変換部指定テーブルに記憶し、
前記最適制御ユニットは、前記変換部指定テーブルを参照し、複数にグループ化されているかを判定し、
前記最適制御ユニットは、複数にグループ化されている場合、前記発電データテーブルを参照し、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
一方、前記最適制御ユニットは、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、太陽電池アレイIDに対応して指定された変換部IDを前記変換部指定テーブルに格納し、
前記最適制御ユニットは、各太陽電池アレイが、前記変換部指定テーブルに指定された変換部に接続するための接続切替指令を前記切替装置に送り、前記切替装置にスイッチの切替処理を実行させる
前記太陽光発電システムの制御方法。
- 複数の太陽電池アレイと、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムであって、
前記制御装置は、各太陽電池アレイの発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、
前記制御装置は、複数の前記太陽電池アレイが複数にグループ化されている場合、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記制御装置は、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、
一方、前記制御装置は、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、
前記制御装置は、前記接続指定に基づき、各太陽電池アレイを指定された変換部に接続する
前記太陽光発電システム。 - 複数の太陽電池アレイと、
第1の定格容量の変換部、第1の定格容量より大きい第2の定格容量の変換部を有する電力変換装置と、
MPPT制御を行い電力を出力するための制御装置と、
を備えた太陽光発電システムの制御方法であって、
前記制御装置は、各太陽電池アレイの発電電力又は出力率を基に、前記太陽電池アレイの発電電力又は出力率の最高値を基準に、複数の太陽電池アレイの発電電力又は出力率が最高値の所定割合より小さい第1のグループと大きい第2のグループに分別し、
前記制御装置は、複数の前記太陽電池アレイが複数にグループ化されている場合、各グループ毎の太陽電池アレイの総発電電力を算出し、
前記制御装置は、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量以下の場合は、第1のグループの太陽電池アレイを第1の変換部に接続指定し、第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、
一方、前記制御装置は、第1のグループの総発電電力が第1の変換部の定格容量より大きい場合は、第1及び第2のグループの太陽電池アレイを第2の変換部に接続指定し、
前記制御装置は、前記接続指定に基づき、各太陽電池アレイを指定された変換部に接続する
前記太陽光発電システムの制御方法。
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