JP2013137752A - Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit - Google Patents
Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013137752A JP2013137752A JP2012260096A JP2012260096A JP2013137752A JP 2013137752 A JP2013137752 A JP 2013137752A JP 2012260096 A JP2012260096 A JP 2012260096A JP 2012260096 A JP2012260096 A JP 2012260096A JP 2013137752 A JP2013137752 A JP 2013137752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- solar cell
- cell string
- power
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
Description
本発明は太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに太陽光発電システムに用いられる電圧制御ユニットに関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation system, a control method thereof, and a voltage control unit used in the photovoltaic power generation system.
一般に、太陽光発電システムは、主に、屋根などの構造物上に設置される複数の太陽電池ストリングと、これらの複数の太陽電池ストリングから出力される直流電力を商用電力系統に対し電圧・電流位相を同期させた交流電力に変換して、MPPT(Maximum Power-Point Tracking)制御を行なうパワーコンディショナとで構成されている。これらの複数の太陽電池ストリングは、互いに並列に接続されており、各々の太陽電池ストリングは複数の直列接続された太陽電池素子を有している。 Generally, a photovoltaic power generation system mainly uses a plurality of solar cell strings installed on a structure such as a roof, and direct current power output from the plurality of solar cell strings as a voltage / current to a commercial power system. It is composed of a power conditioner that performs MPPT (Maximum Power-Point Tracking) control by converting into alternating-current power whose phase is synchronized. The plurality of solar cell strings are connected in parallel to each other, and each solar cell string has a plurality of solar cell elements connected in series.
近年、景観または個性を重視した住宅等に設置される太陽光発電システムでは、複数の太陽電池ストリングが有する太陽電池素子の数が、太陽電池ストリング同士で互いに異なる場合がある。このような場合、複数の太陽電池ストリング間の出力電圧を合わせることで、1つのパワーコンディショナでの発電効率を高めることが可能な技術が提案されている。 In recent years, in a solar power generation system installed in a house or the like with an emphasis on scenery or individuality, the number of solar cell elements included in a plurality of solar cell strings may be different from each other. In such a case, a technique that can increase the power generation efficiency of one power conditioner by combining output voltages between a plurality of solar cell strings has been proposed.
例えば、下記に示す特許文献1には、太陽電池素子の枚数が異なる複数の太陽電池ストリングを有する太陽光発電システムにおいて、太陽電池素子の枚数が少ない太陽電池ストリング(非標準太陽電池ストリング)の出力電圧を、太陽電池素子の枚数が多い太陽電池ストリング(標準太陽電池ストリング)の出力電圧にまで上げる昇圧ユニットを設ける技術が開示されている。
For example, in
しかしながら、特許文献1に開示された太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの設置時に、標準太陽電池ストリングと非標準太陽電池ストリングとの太陽電池素子の枚数比に基づいて、切換スイッチを手動で作動させることによって昇圧ユニットにおける昇圧電圧比率を設定している。このような昇圧電圧比率の設定では、施工時の工数の増加に伴って施工コストが増加したり、切換スイッチの選択ミス等によって標準太陽電池ストリングでの発電がなされる前に、非標準太陽電池ストリングの出力電圧が標準太陽電池ストリングの出力電圧よりも高くなった場合に、非標準太陽電池ストリングのみによる電力変換(非標準太陽電池ストリングによる単独昇圧運転)がなされて、標準太陽電池ストリングでの発電が正常になされない等のおそれがある。
However, in the solar power generation system disclosed in
このため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換を可能にする太陽光発電システムが求められている。 For this reason, there is a need for a photovoltaic power generation system that is easy to construct and enables efficient power conversion by a plurality of solar cell strings.
本発明の一形態に係る太陽光発電システムは、互いに並列に接続されている、第1太陽電池と、該第1太陽電池よりも最大出力電力が小さい第2太陽電池とが、MPPT制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムであって、前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナとの間に、前記第2太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットを設けており、該電圧制御
ユニットは、前記第1太陽電池の出力電圧よりも前記第2太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を前記第1太陽電池の出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。
In a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention, a first solar cell and a second solar cell having a maximum output power smaller than that of the first solar cell connected in parallel perform MPPT control. A photovoltaic power generation system connected to a power conditioner, wherein the output voltage of the second solar cell is controlled between the second solar cell and the power conditioner and supplied to the power conditioner A voltage control unit for voltage is provided, and the voltage control unit supplies the supply voltage to the first solar cell when the output voltage of the second solar cell is lower than the output voltage of the first solar cell. The boost control is performed to raise the output voltage, and then the boost control is stopped for a predetermined time when the supply voltage is equal to or higher than the minimum startup voltage of the power conditioner, or Performs control to decrease a predetermined time the supply voltage to a predetermined voltage.
本発明の一形態に係る太陽光発電システムの制御方法は、互いに並列に接続されている、第1太陽電池と、該第1太陽電池よりも最大出力電力が小さい第2太陽電池とが、MPPT制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムの制御方法であって、前記第1太陽電池の出力電圧よりも前記第2太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記第2太陽電池の出力電圧を前記第1太陽電池の出力電圧まで上げて前記パワーコンディショナへの供給電圧とする昇圧制御を行なう第1ステップと、該第1ステップの後に、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第2ステップとを有する。 In a control method for a photovoltaic power generation system according to one embodiment of the present invention, a first solar cell and a second solar cell having a maximum output power smaller than that of the first solar cell, connected in parallel with each other, are MPPT. A method for controlling a photovoltaic power generation system connected to a power conditioner that performs control, wherein the output voltage of the second solar cell is lower than the output voltage of the first solar cell. A first step of performing step-up control to raise the output voltage of the first solar cell to the output voltage of the first solar cell to obtain a supply voltage to the power conditioner, and after the first step, the supply voltage is supplied to the power conditioner. And a second step of performing control to stop the boosting control for a predetermined time or to lower the supply voltage to a predetermined voltage for a predetermined time when it is equal to or higher than the minimum starting voltage.
本発明の一形態に係る電圧制御ユニットは、太陽電池とMPPT制御を行なうパワーコンディショナとの間に設けられて、前記太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットであって、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記供給電圧の制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。 A voltage control unit according to an embodiment of the present invention is provided between a solar cell and a power conditioner that performs MPPT control, and controls an output voltage of the solar cell to be a supply voltage to the power conditioner. A voltage control unit, wherein when the supply voltage is equal to or higher than the minimum start-up voltage of the power conditioner, the control of the supply voltage is stopped for a predetermined time or the supply voltage is lowered to a predetermined voltage for a predetermined time To do.
上記構成の太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに電圧制御ユニットによれば、施工時の工数を増加させることなく、第1太陽電池の電力変換開始前の第2太陽電池による単独昇圧運転を抑制することができるため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池による効率的な電力変換が可能である。 According to the photovoltaic power generation system, the control method thereof, and the voltage control unit configured as described above, the single boost operation by the second solar cell before the start of power conversion of the first solar cell is suppressed without increasing the man-hour at the time of construction. Therefore, construction is easy and efficient power conversion by a plurality of solar cells is possible.
また、例えば、第1太陽電池側だけに影がかかる等のイレギュラーな状態が発生して、第2太陽電池による単独昇圧運転になる場合においても、第2太陽電池の電圧制御ユニットからパワーコンディショナへの供給電圧を意図的に下げることによって、その後、第1太陽電池の出力電圧が復帰した際に、MPPT制御が第1太陽電池側に戻るようにして、全体として高い変換効率で太陽光発電システムを作動させることができる。 In addition, for example, even when an irregular state such as a shadow on only the first solar cell side occurs and the single solar cell boost operation is performed by the second solar cell, the power control is performed from the voltage control unit of the second solar cell. By intentionally lowering the supply voltage to NA, when the output voltage of the first solar cell is subsequently restored, the MPPT control returns to the first solar cell side, so that the solar light with high conversion efficiency as a whole. The power generation system can be activated.
以下、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに電圧制御ユニットについて、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a photovoltaic power generation system, a control method thereof, and a voltage control unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施形態>
まず、図1に示す太陽光発電システム11の概要について説明する。太陽光発電システム11は、互いに並列に接続されている、第1太陽電池である第1太陽電池ストリング2Aと第1太陽電池ストリング2Aよりも最大出力電力が小さい第2太陽電池である第2太陽電池ストリング2Bとを、MPPT制御を行なうパワーコンディショナ6を介して商用電力系統3に系統連系させるためのものである。
<First Embodiment>
First, the outline | summary of the solar energy
また、第2太陽電池ストリング2Bとパワーコンディショナ6との間に、第2太陽電池ストリング2B出力電圧を制御してパワーコンディショナ6への供給電圧とする電圧制御ユニット7を備えている。この電圧制御ユニット7は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧よりも第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧がパワーコンディショナ6の最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。
Further, a
ここで、電圧制御ユニット7は、前記供給電圧を下げる制御を行なう際に、この供給電圧をパワーコンディショナ6の最低起動電圧よりも低い電圧に下げる制御を行なってもよい。このとき、第2太陽電池ストリング2Bの発電状況が良好で昇圧制御の停止のみで電
圧が下げられない場合には、降圧制御を行なって強制的に電圧を下げるようにしてもよい。また、電圧制御ユニット7は、前記供給電圧を下げた後、この供給電圧を段階的に上げるようにしてもよい。
Here, the
このように、太陽光発電システム11の制御方法は、互いに並列に接続されている、第1太陽電池ストリング2Aと第1太陽電池ストリング2Aよりも最大出力電力が小さい第2太陽電池ストリング2Bとが、MPPT制御を行なうパワーコンディショナ6に接続されている制御方法である。そして、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧よりも第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧が低い場合に、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧まで上げてパワーコンディショナ6への供給電圧とする昇圧制御を行なう第1ステップと、この第1ステップの後に、前記供給電圧がパワーコンディショナ6の最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第2ステップとを有する。
As described above, the control method of the photovoltaic
また、電圧制御ユニット7は、第2太陽電池ストリング2Bとパワーコンディショナ6との間に設けられて、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を制御してパワーコンディショナ6への供給電圧とするものであって、前記供給電圧がパワーコンディショナ6の最低起動電圧以上の場合に、前記供給電圧の制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なうものである。
The
さらに、本実施形態では、電圧制御ユニット7の後段側、換言すれば、電圧制御ユニット7の出力側に脈動電圧検知回路8が設けられている。つまり、脈動電圧検知回路8は、パワーコンディショナ6と電圧制御ユニット7との間に設けられている。なお、脈動電圧検知の詳細については後述する。
Furthermore, in this embodiment, the pulsation
このように構成されている太陽光発電システム11では、パワーコンディショナ6の交流出力は、商用電力系統3側に供給されるとともに、交流負荷4側にも供給されて消費される。
In the photovoltaic
次に、太陽光発電システム11における各構成の詳細について説明する。まず、複数の太陽電池である太陽電池ストリング2について説明する。
Next, the detail of each structure in the solar
太陽電池ストリング2を構成する第1太陽電池ストリング2Aおよび第2太陽電池ストリング2Bは、例えば、それぞれ互いに直列に接続された複数の太陽電池素子または互いに直列に接続された太陽電池モジュールを有している。本実施形態では、第2太陽電池ストリング2Bにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数は、第1太陽電池素子2Aにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数よりも少ない。換言すれば、第2太陽電池ストリング2Bにおける最大発電容量(または、最大出力電力)は、第1太陽電池ストリング2Aにおける最大発電容量(または、最大出力電力)よりも小さい。このような第1太陽電池ストリング2Aおよび第2太陽電池ストリング2Bは、互いに並列に接続されている。なお、これら太陽電池ストリング2を構成する太陽電池素子としては、バルク型の太陽電池素子または薄膜型の太陽電池素子等の各種の太陽電池素子を用いることができる。
The first
次に、電圧制御ユニット7について説明する。電圧制御ユニット7は、上述したように、パワーコンディショナ6の入力側に設けられている。本実施形態では、パワーコンディショナ6の入力端子は脈動電圧検知回路8に接続されており、電圧制御ユニット7は第2太陽電池ストリング2Bと脈動電圧検知回路8との間に設けられている。
Next, the
この電圧制御ユニット7は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧よりも第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧が低い場合に、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aの最大出力電力の電圧まで高めて供給電圧として出力する機能を有する。すなわち、1つのパワーコンディショナ6に互いに並列に接続された複数の太陽電池ストリング2のうち、最大発電容量(最大出力電力)がより小さい第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧まで高めて出力する機能を有する。
When the output voltage of the second
例えば、電圧制御ユニット7は、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を、パワーコンディショナ6での電力変換開始前には、パワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲の下限未満の電圧(後記する図2におけるC点)に設定して、第1太陽電池ストリング2Aに基づいて、パワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧が検知されれば、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧までに高めて出力する。
For example, the
一般に、電圧制御ユニット7を用いて第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧にまで昇圧する場合、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を何倍に昇圧するかがポイントになる。電圧制御ユニット7の構造にもよるが、例えば、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を一定電圧に昇圧して出力すると、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧は、電圧制御ユニット7によって昇圧された第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧よりも高い電圧になるまで、パワーコンディショナ6に発電電力を供給することができない。
In general, when boosting the output voltage of the second
上記の場合とは逆に、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧が、電圧制御ユニット7により昇圧された第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧よりも高くなると、電圧制御ユニット7を介して出力している第2太陽電池ストリング2Bの発電電力がパワーコンディショナ6に供給することができない。
Contrary to the above case, when the output voltage of the first
しかしながら、本実施形態では、電圧制御ユニット7は第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を、パワーコンディショナ6での電力変換開始前にはパワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲の下限未満に設定して、「第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧」が検知されれば、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧まで上げる。
However, in this embodiment, the
また、本実施形態では、第1太陽電池ストリング2Aの電力変換がなされるまで、第2太陽電池ストリング2Bは昇圧しないように制御する。そして、第1太陽電池ストリング2Aの電力変換が開始された後は、第2太陽電池ストリング2Bは電圧制御ユニット7を介して昇圧された第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と同じ値の出力電圧によって電力変換できるように制御される。
In the present embodiment, the second
以上により、第1太陽電池ストリング2Aの正常運転を妨害する昇圧系統の単独昇圧運転を抑制することができる。その結果、異なる最大発電容量を有する複数の太陽電池ストリング2を用いても、電力損失の少ない効率的な電力変換が可能となる。
As described above, the single boost operation of the boost system that interferes with the normal operation of the first
また、本実施形態によれば、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧を監視して、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を昇圧する昇圧ユニットの昇圧比を変化させることによって、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧に追従する従来の方法と比べて、パワーコンディショナ6への送電路に逆流防止ダイオードを用いた場合でも、逆流防止ダイオードのカソード側へフィードバック機構を設ける必要がないので、太陽光発電システムが容易な構成で済み、その施工も省略できる。
In addition, according to the present embodiment, the first solar cell is monitored by changing the boost ratio of the boost unit that monitors the output voltage of the first
さらに、本実施形態によれば、出力電圧を何倍にするかの昇圧比の設定を現場で作業者が太陽電池素子または太陽電池モジュールの枚数および電圧規格に基づいて最適電圧を計算する必要がなく、ロータリースイッチ等を手動で設定する必要もなく、その際の計算ミスおよび作業ミス等によるトラブルも生じない。これにより、信頼性が高く、施工が容易な太陽光発電システムを提供できる。 Furthermore, according to the present embodiment, it is necessary for the operator to calculate the optimum voltage based on the number of solar cell elements or solar cell modules and the voltage standard at the site to set the boost ratio for how many times the output voltage is increased. In addition, there is no need to manually set the rotary switch or the like, and troubles due to calculation mistakes and work mistakes at that time do not occur. Thereby, the photovoltaic power generation system with high reliability and easy construction can be provided.
なお、電圧制御ユニット7は、独自に第2太陽電池ストリングに対するMPPT制御を行なってもよい。すなわち、電圧制御ユニット7に用いるMPPT制御回路を、後述するパワーコンディショナ6のMPPT制御回路5とは別に設けていてもよい。
The
次に、パワーコンディショナ6について説明する。パワーコンディショナ6は、上述したように、複数の太陽電池ストリング2の発電電力を交流電力に変換する電力変換装置である。パワーコンディショナ6としては、出力側に家電製品などの交流負荷を接続して商用電力系統3と連系して負荷に電力を供給する系統連系型を用いることができる。
Next, the
パワーコンディショナ6は、DC/DC変換部およびインバータ部等を含むが簡単のためこれらを図示しない。DC/DC変換部は、特に限定されないが、例えば、スイッチング素子と、コンデンサーと、リアクトルと、ダイオードとを備えている。DC/DC変換部は、太陽電池ストリング2で発電した直流電力から200〜300Vの直流電圧を作りインバータ部へ供給する。このDC/DC変換部としては、入力電圧の変化に対応して出力電圧を調節できるように、スイッチング素子を変換電圧に応じてパルスのデューティをコントロールするPWM方式により制御するものが望ましい。また、インバータ部は直流電力を交流電力に変換するものである。
The
上記インバータ部は、例えば、トランジスタ、FETまたはトライアック等を用いたブリッジ回路によって直流をスイッチングして交流に変換するスイッチング部と、スイッチング部のスイッチング周波数およびデューティをコントロールする周波数制御部と、スイッチングにより交流化された電力波形を商用電力系統3の交流波形に近い曲線に鈍らせるフィルター回路とで主に構成される。ここで、フィルター回路は、リアクトルと呼ばれるコイルとコンデンサーが組み合わされたもので、高周波成分除去フィルターとして機能する。
The inverter unit includes, for example, a switching unit that switches DC to AC by a bridge circuit using a transistor, FET, or triac, a frequency control unit that controls the switching frequency and duty of the switching unit, and AC by switching. And a filter circuit that blunts the converted power waveform into a curve close to the AC waveform of the
本実施形態では、パワーコンディショナ6はMPPT制御を行なう。すなわち、パワーコンディショナ6は、第1太陽電池ストリング2Aを最大出力電力で動作させるMPPT制御回路5が設けられている。例えば、MPPT制御回路5は上述のDC/DC変換部に設けられてもよい。
In the present embodiment, the
MPPT制御と脈動の関係について説明する。パワーコンディショナ6のMPPT制御とは入力電力の電圧点を意図的に上下させて最大電力となるかを検出するものであり、例えば図3に示すB1点の電圧(V1)から検知を始めたとすると、電圧をV3まで上昇させて電力がV1時よりも大きくなる点がないかを確認した後、電圧をV2まで下げて電力がV1よりも大きくなる点が無いかを確認する。いずれの方向に電圧点(動作点ともいう)を移動させても電力が増えない場合、V1の電圧が最大電力となる電圧点となるので、次の周期T1のMPPT制御もV1を基点に開始する。このように、パワーコンディショナ6の入力電圧(太陽電池の出力電圧)が上下する状態が続くことを電圧が脈動するという。
The relationship between MPPT control and pulsation will be described. The MPPT control of the
もしも、例えば図3に示す周期T3のB2点において最大電力となった場合には、電圧V4の値が基点となるように、V1電圧をV4電圧まで徐々に下げていく(不図示)。このように、急激に大きく変化させないのは、パワーコンディショナ6の出力電力(交流電
力)が急に変動して商用電力系統3側への影響を小さくするためであるが、MPPT制御による電圧の振り幅(V1に対するV2およびV3の電圧)が小さく設定されている場合などでは一気に移動させてもよい。このとき、V2とV3はV1に対する振り幅であるのでV1に対する変化幅は同じ値にするとよい。
If, for example, the maximum power is reached at point B2 in the period T3 shown in FIG. 3, the V1 voltage is gradually lowered to the V4 voltage so that the value of the voltage V4 becomes the base point (not shown). As described above, the reason why the output power (AC power) of the
以上のように、脈動電圧とは、MPPT制御が行なわれているときのパワーコンディショナの入力電圧(電圧制御ユニット7の出力電圧を含むパワーコンディショナへの供給電圧)を指すものであり、脈動電圧検知は、脈動波形における電圧制御ユニット7の出力電力と、第1太陽電池ストリング2Aの出力電力のどちらか一方の電圧点を検出したものでもよい。
As described above, the pulsating voltage refers to the input voltage of the power conditioner (the supply voltage to the power conditioner including the output voltage of the voltage control unit 7) when MPPT control is being performed. The voltage detection may be performed by detecting one of the voltage points of the output power of the
本実施形態では、前述したように第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を制御する電圧制御ユニット7を有しているため、第1太陽電池ストリング2Aに基づく電力変換がなされるまでは、このMPPT制御回路5によって、パワーコンディショナ6は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧を変動させて、第1太陽電池ストリング2Aの最大出力電力の電圧点の移動を監視していることになる。この時、パワーコンディショナ6での電力変換が第1太陽電池ストリング2Aのみに基づくため、上記電圧点の監視によって、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧に脈動が生じているかどうかが確認できる。
In the present embodiment, as described above, since the
そして、この第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧における脈動電圧を利用して昇圧動作を制御する。具体的には、脈動電圧検知回路8でこの脈動電圧を検知する。そして、この脈動電圧を検知した脈動電圧検知回路8は、第1太陽電池ストリング2Aの電力変換に基づきパワーコンディショナ6でMPPT制御が行なわれているものと判定して、この判定結果の信号を電圧制御ユニット7へ送信する。
Then, the boosting operation is controlled using the pulsating voltage in the output voltage of the first
これにより、「パワーコンディショナ6が起動している=第1太陽電池ストリング2Aの発電電力に基づく電力変換がなされている」と判定して、第2太陽電池ストリング2Bに対する電圧制御ユニット7による昇圧動作を制御する。
Accordingly, it is determined that “the
脈動電圧を検知する方法は、例えば、MPPT制御の開始電圧または必ず作動している電圧以上の電圧値を予め規定しておき、その電圧値以上の電圧が検出された場合に昇圧動作を開始するようにする。予め規定される電圧としてはMPPT制御による脈動を考慮すると、MPPT制御が開始される電圧以上であって、図3における電圧V3の電圧以上であることが望ましい。これにより、MPPT制御が停止しても、またはパワーコンディショナ6が停止しても、電圧制御ユニット7が単独昇圧運転状態になることを抑制できる。
As a method for detecting the pulsating voltage, for example, a voltage value equal to or higher than the starting voltage of the MPPT control or a voltage that is always operating is specified in advance, and the boost operation is started when a voltage equal to or higher than the voltage value is detected. Like that. Considering the pulsation caused by MPPT control, the voltage specified in advance is preferably equal to or higher than the voltage at which MPPT control is started and is equal to or higher than the voltage V3 in FIG. Thereby, even if MPPT control stops or the
以上のような電圧制御を行なうことで、パワーコンディショナ6は第1太陽電池ストリング2Aで電力変換を開始しているため、昇圧後の第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と同じ電圧値で出力される。この電圧制御は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧を検出する機構が不要であり、施工時に電圧制御ユニット7における出力電圧(昇圧比)を設定するロータリースイッチを別途設けなくとも、昇圧後の第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と同じ電圧値で出力することができる。その結果、簡単な構成でしかもスイッチなどを用いた設定作業が不要の施工性が良好で複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供できる。
By performing the voltage control as described above, the
なお、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を昇圧する電圧制御ユニット7の出力電圧値(昇圧比)は、例えば、「パワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲」であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下とするのが良い。これにより、最大定格以上の電圧をパワーコンディショナ6に入力して破損を回避できる。
The output voltage value (boost ratio) of the
なお、本実施形態における脈動電圧検知のフローについての詳細、本実施形態における電圧制御ユニット7による第2太陽電池ストリング2Bの昇圧動作、およびその際の第2太陽電池ストリング2Bの電圧プロファイルについての詳細は後述する。
In addition, the detail about the flow of the pulsation voltage detection in this embodiment, the step-up operation of the 2nd
ここで、「第1太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動」とは、第1太陽電池ストリングの出力電圧や出力電流など第1太陽電池ストリングの出力電力に関する、最大出力電力値の近傍でのMPPT制御と略同一な周期を有する周期的な変動をいう。
Here, “pulsation in MPPT control of the
より具体的には、出力電力の1つの要素として出力電力の電圧を例に説明すると、「第1太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナのMPPT制御における脈動電圧が検知される」とは、電圧制御ユニット7の出力端子とパワーコンディショナ6の入力端子間の電路に設けられた脈動電圧検知回路8によって検出された出力電力の電圧が、あらかじめ設定されている、任意の第1太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧値の近傍で周期的に変動していることを指すが、その状態にある確証(MPPT制御が行なわれている条件が揃っている)があればよく、必ずしも電圧波形等の解析は必要でない。なお、ここで、「周期的に変動している」とは、例えば、電圧値の変動が、周期および振幅が得られる程度に規則的なものであることをいう。
More specifically, when the voltage of the output power is described as an example of one element of the output power, “the pulsation voltage in the MPPT control of the power conditioner based on the first solar cell string” is detected. The voltage of the output power detected by the pulsation
また、「パワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲」とは、JIS C8960に規
定されているように、「出力電圧、周波数などの定格緒量を満足し、安定に運転できる直流入力電圧の範囲」であり、換言すれば、「パワーコンディショナ6が安定に運転できる直流入力電圧範囲」のことである。
The “input operating voltage range of the
本実施形態では、MPPT制御回路5を含むパワーコンディショナ6を例示したが、パワーコンディショナ6の構成は特にこれに限定されない。例えば、パワーコンディショナ6の主要回路部とは別にMPPT制御回路5を設けてもよい。
In the present embodiment, the
次に、図4を用いて、第1実施形態に係る太陽光発電システム11における脈動電圧検知フローの詳細を説明する。
Next, the details of the pulsation voltage detection flow in the solar
本実施形態において、脈動電圧検知回路8は「第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御が開始されている電圧」として、第1太陽電池ストリング2Aに基づく、パワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧を検知する。そして、この検知に基づいて、電圧制御ユニット7は第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を制御する。すなわち、電圧制御ユニット7は、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を、第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧の検知をトリガーにして昇圧する。
In the present embodiment, the pulsation
なお、脈動電圧検知回路8が検知する「第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナのMPPT制御における脈動電圧」としては、電圧成分に限らず、電流成分などパワーコンディショナの入力端子に入力される電力に関する種々の他の要素、例えば電力の要素である電圧または電流であってもよい。このとき、脈動電圧検知回路8が脈動電圧を検知する場合は、脈動電圧検知回路8は電圧検出手段を有していればよく、同様に、脈動電圧検知回路8が脈動電流を検知する場合は、脈動電圧検知回路8は電流検出手段を有していればよい。
The “pulsation voltage in the MPPT control of the power conditioner based on the first
脈動電圧検知回路8は、図4に示すSTEP1では、パワーコンディショナ6の入力側電圧(第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧に相当)を測定する。このとき、電圧制御
ユニット7の昇圧動作は停止している。なお、電圧制御ユニット7の回路構成によっては、第2太陽電池ストリング2Bの出力電力が電圧制御ユニット7の出力側に無変換で出力されるので、第1太陽電池ストリング2Aが電力変換発電を行なっていない場合でも脈動電圧検知回路8が電圧(電流)を検出する場合もあるが、この場合に検出される電圧は所定電圧に達していないなど脈動電圧の条件を満たしていない。
The pulsation
次に、STEP2では、STEP1で測定した電圧が脈動電圧(所定電圧)であるかを判定する。ここでいう「脈動電圧」とは、例えば、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力がパワーコンディショナ6を起動させるのに必要な所定電圧以上の電圧値のことであり、パワーコンディショナ6が起動開始できる最低起動電圧以上の値のことを指す。所定電圧未満であればSTEP1に戻して、所定電圧以上であれば脈動電圧であると判定して、この検知を知らせる信号を電圧制御ユニット7に伝達する。そして、この信号を受信した電圧制御ユニット7は、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧の昇圧動作を開始する。すなわち、電圧制御ユニット7は、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧まで上げて出力する(STEP3)。なお、所定電圧未満で昇圧動作を行なわないのは、パワーコンディショナ6を起動することができなければ交流電力への電力変換が行なわれず、発電電力は活用されないからである。
Next, in STEP2, it is determined whether the voltage measured in STEP1 is a pulsating voltage (predetermined voltage). Here, the “pulsation voltage” is, for example, a voltage value that is greater than or equal to a predetermined voltage required for the power generated by the first
STEP4では、電圧制御ユニット7の昇圧動作を開始してからの時間をカウントして、所定時間経過したならばSTEP5で昇圧動作を停止させるか、または所定電圧値まで低下させる。この所定電圧値とは、パワーコンディショナ6の最低起動電圧以下、または後述する電力変換が開始される電圧以上のことであり、昇圧動作を完全に停止させるよりも再昇圧がスムーズに行なえる利点がある。また、STEP4における所定時間としては、例えば30分または1時間といった数値を用いるので、その間に日射変動等で発電電力が低下してパワーコンディショナ6の動作を維持できる電力を下回る可能性もある。このため、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が低下していないかを確認をさせるのが好ましい。なお、所定時間は1時間以上でも、30分以下でも適用可能であり、設置地域の気象状況(日射変動の頻度や程度、または影の発生要因の有無)に合わせて適切な時間を割り当てるのが好ましい。
In
STEP6では規定時間経過するまでSTEP5の状態(昇圧動作の停止、もしくは出力電圧抑制)を維持して、所定時間経過後はSTEP1に戻す。昇圧動作を停止させる規定時間は予め定められた設計値のことであり、パワーコンディショナ6のMPPT制御回路5のMPPT制御が第1太陽電池ストリング2Aの発電電力に移動できるだけの時間として、数秒から数十秒が適当であるが、環境によってはそれ以上とする場合もある。
In
このように、本実施形態では、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力に基づきパワーコンディショナ6が起動するまで、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が電力変換されないように、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧が制御される。そのため、パワーコンディショナ6の起動電力は第1太陽電池ストリング2Aから供給されて、この第1太陽電池ストリング2Aの発電電力に基づきパワーコンディショナ6が起動した後にMPPT制御が開始される。上記STEP1〜STEP6の脈動電圧検知フローにおいて、MPPT制御における脈動電圧が検知されれば、第1太陽電池ストリング2Aが正常に発電している状態にあると判定できる。これにより、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力を電圧制御ユニット7を介して昇圧してパワーコンディショナ6に供給しても第2太陽電池ストリング2Bによる単独昇圧運転になることはない。したがって、上述したように、複数の太陽電池ストリング2による効率的な電力変換が可能となる。
As described above, in the present embodiment, the second solar cell string is such that the power generated by the second
次に、図5を用いて、上述のSTEP1〜STEP2における脈動電圧の検出方法について説明する。図5(a)は、脈動電圧の検出に用いられる脈動電圧検出部13を含む、
本実施形態に係る太陽光発電システム11における要部のブロック図であり、図5(b)は、太陽光発電システム11における脈動電圧検出部13の変形例を示す要部のブロック図である。
Next, a method for detecting the pulsating voltage in the
It is a block diagram of the principal part in the solar
上述したように、太陽光発電システム11において、脈動電圧検知回路8は脈動電圧を検出して、パワーコンディショナ6のMPPT制御が動作しているかを判定して、第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧の発生を検知するものである。このように、電圧成分の脈動電圧を検知するために、脈動電圧検知部13(センサー部)で脈動電圧検知回路8とパワーコンディショナ6との間の電圧成分を検出する。そして、検出された電圧成分が脈動電圧の条件を満たしているかを脈動電圧検知回路8で判定する。
As described above, in the photovoltaic
脈動電圧検知回路8としては、例えば、電圧解析に必要な演算素子と、データー記憶領域と、A/D入力機能を有しているワンチップマイコンまたはマイクロプロセッサとを有しているものが好適である。脈動検出部13から取り込まれた電圧成分に関する情報は、ワンチップマイコンのA/D入力でデジタルデーターに変換されて、データー記憶領域に格納される。そして、演算素子が、格納された数値から予め定められた規定値(例えば、パワーコンディショナ6におけるMPPT制御の周期、周波数および所定の電圧値)が予め規定された脈動電圧の条件に該当するかが判定される。そして、得られた脈動電圧がその規定値と略同一でありMPPT制御が作動していると判定されれば、電圧制御ユニット7に脈動電圧検知の情報を送信する。
As the pulsation
また、脈動電圧検知回路8から電圧制御ユニット7への上記情報の送信は、専用の通信線を用いて行なってもよい。また、他の送信方法として、太陽電池ストリング2の発電電力を出力する電力線に信号を重畳させて送信してもよい。さらに他の送信方法としては、脈動電圧検知回路8を電圧制御ユニット7から離して配置する必要性がある場合には、赤外線通信ユニットまたは特定の小電力通信デバイスを用いて送信してもよい。
Further, the transmission of the information from the pulsation
また、脈動電圧検知回路8の動作電源としては、第1太陽電池ストリング2Aまたは第2太陽電池ストリング2Bのいずれか供給可能な方(回路動作電圧および回路消費電流を供給できる発電電力の有る方)から電力を得てもよい。他の形態として、脈動電圧検知回路8は、内部に蓄電池等を内蔵して自立動作できるようにしてもよく、この場合は、太陽電池ストリング2の発電電力が不安定なときでも、脈動電圧検知回路8による安定した波形解析動作が行なえる。なおこのとき、内蔵された蓄電池への充電は太陽電池ストリング2の発電力が十分に存在するときに行なえばよい。
Moreover, as an operation power supply for the pulsation
またさらに、電圧の検出場所としては端子台などが好適であるので、脈動電圧検出部13や脈動電圧検知回路8は接続箱10や電圧制御ユニット7の筐体内に配置するのが好ましい。
Furthermore, since a terminal block or the like is suitable as a voltage detection place, the pulsation
なお、上述したように、第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧の検知以外に、電流成分を測定することによって脈動電流を検知してもよい。図5(b)は、太陽光発電システム11の変形例である太陽光発電システム11’の脈動電流を検知する例を示している。
As described above, the pulsating current may be detected by measuring the current component in addition to the detection of the pulsating voltage in the MPPT control of the
具体的には、上記太陽光発電システム11の変形例である太陽光発電システム11’は、脈動電流を検知する脈動電流検出部13’を有する点であり、太陽光発電システム11とは相違する。脈動電流検出部13’としては、電流センサー等の素子を用いて非接触で脈動電流を検出する構成を採用することが可能である。この太陽光発電システム11’では、脈動電圧検知回路8の配置の制限が緩和される。脈動電流であるかどうかの判定は、脈動電圧の判定と同様に規定値(例えば、パワーコンディショナ6におけるMPPT制御の周期、周波数、および所定の電流値)が予め規定された脈動電流の条件に該当するかどうかで判定すればよい。具体的には、例えば所定の電流値以上の発電電力が検出される場合は、パワーコンディショナ6によるMPPT制御が作動していると判定して、電圧制御ユニット7に脈動電流検知の情報を送信する。
Specifically, a photovoltaic
なお、図5(a)および図5(b)のいずれにおいても、脈動電圧検知回路8は電圧制御ユニット7の出力側に設置しているが、脈動電圧検知回路8の位置はこの限りではなく、電圧制御ユニット7の後段で且つパワーコンディショナ6の前段であれば、いずれの位置に配置してもよい。
5A and 5B, the pulsation
また、本実施形態に係る太陽光発電システム11では、図1のブロック図に示すように、電圧制御ユニット7は、パワーコンディショナ6から離して配置されている。すなわち、電圧制御ユニット7とパワーコンディショナ6とは別体で構成されている。このような構成によって、特に、脈動電圧を検知する検知方法を用いる際には、脈動電圧検出回路8が電圧制御ユニット7の近くに配置された場合であっても、第2太陽電池ストリング2Bに電流が流れていない。これによって、電圧降下がほとんどない状態で、脈動を精度よく検知することができる。
Moreover, in the photovoltaic
第2太陽電池ストリング2Bと電圧制御ユニット7との距離が長い場合、第2太陽電池ストリング2Bの出力電力は線間抵抗で減衰した後で昇圧されることになり効率が悪い。そこで、第2太陽電池ストリング2Bの近傍に電圧制御ユニット7を配置して、昇圧してから送電するようにすれば、電圧値を昇圧させた分だけ電流値が減るので線間抵抗によって減衰する損失量(線間抵抗×電流)が相対的に減り、効率のよい送電が行なえる。この場合、脈動電圧検知回路8は電圧制御ユニット7へ脈動電圧検知情報を送信する信号線の引き廻しによる外観への影響を考慮し、電圧制御ユニット7の近くに配置することが好ましい。
When the distance between the second
電圧制御ユニット7とパワーコンディショナ6とが別体で構成された場合であって双方間の距離が大きい場合に、特に脈動電圧検知回路8を電圧制御ユニット7の近くに配置することで、より一層、複数の太陽電池ストリング2による効率的な電力変換が可能となる。また、上記双方間の距離が小さい場合であっても、脈動電圧検知回路8を電圧制御ユニット7のすぐ前段に配置することは、太陽電池ストリング2の発電電力の送電による電力損失を少なくして、電力変換可能な電力量を増やすことが可能となる観点から好ましい。
When the
以上のように、電圧制御ユニット7とパワーコンディショナ6との距離にかかわらず、脈動電圧検知回路8は電圧制御ユニット7のすぐ前段に配置することで、施工が容易な構成で且つ複数の太陽電池ストリング2による効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供することができる。
As described above, regardless of the distance between the
次に、本実施形態に係る太陽光発電システム11における、上述した電圧制御ユニット7の昇圧動作の一例について、各太陽電池ストリング2の出力電圧の時間的変動を用いて説明する。
Next, an example of the step-up operation of the
図2は、本実施形態に係る太陽光発電システム11における各太陽電池ストリング2の出力電圧の時間的変動を示すグラフであり、縦軸が太陽電池ストリング2の出力電圧、横軸が時刻である。図2において、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧を実線、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を破線で示している。なお、便宜上、F1点以降の第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bとが重なっている部分は実線のみで表すものとする。また、パワーコンディショナ6は任意の入力運転電圧範囲を有してい
るため、起動するには、すなわち電力変換を開始するためには、ある一定範囲の直流入力電圧が必要である。図2の制御方法では、この入力運転電圧範囲の下限値(最低電圧)を一点破線で示している。なお、住宅用パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の一例としては、例えば150V〜300Vが挙げられる。また、産業用パワーコンディショナ等では、入力運転電圧範囲の上限値が600Vを超えるものもあり、本実施形態では、種々のパワーコンディショナを用いることができる。
FIG. 2 is a graph showing temporal variation of the output voltage of each
次に、図2を用いて、本実施形態に係る太陽光発電システム11における電圧の脈動を検知する方法について、第1太陽電池ストリング2Aおよび第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧変動を詳細に説明する。
Next, with reference to FIG. 2, the output voltage variation of the first
図2に示すように、例えば、日の出とともに第1太陽電池ストリング2Aの発電電力が上昇して、出力電圧もそれに伴い上昇する。しかしながら、朝方は日射強度が十分強くはないので、雲等で日差しが遮られると発電電力が急激に低下する(図中A点付近のような日射変動による電圧変動の)場合もある。本実施形態では、図中A点付近で日射変動が生じた形態を例にしている。なお、太陽電池ストリング2の出力電圧は無負荷であれば日射変動が生じても然程大きな変動は生じないが、本実施形態では便宜上パワーコンディショナ6が負荷として作用しているものとして説明する。
As shown in FIG. 2, for example, the generated power of the first
図中A点ではパワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲の下限値Vmin(以下、最低起動電圧とする)に達しているが、それ以前にあった日射変動のように最低起動電圧に達した後に再び低下することも有り得る。そのため、パワーコンディショナ6の起動は図中B点付近まで行なわれない。この図中A点から図中B点までの間の時間は「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン(16資電部第114号)」の定めに従って設計されており、一般に太陽光発電等のパワーコンディショナ6は10分間以上の安定電力が供給された後に起動するようになっている。よって、図中B点まではパワーコンディショナ6は起動しておらず、内蔵されたMPPT制御回路5も動作していない。
At the point A in the figure, the lower limit value Vmin (hereinafter referred to as the minimum starting voltage) of the input operating voltage range of the
つまり図2に示すように、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧の波形には脈動は生じていない。この時、日射に応じて第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は第1太陽電池ストリング2Aと共に上昇するが、第2太陽電池ストリング2Bは第1太陽電池ストリング2Aと比べて直列数が少ないので、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧程度までは上昇しない。
That is, as shown in FIG. 2, no pulsation occurs in the waveform of the output voltage of the first
なお、本実施形態では、電圧制御ユニット7は昇圧動作停止時にも第2太陽電池ストリング2Bの出力電力を無変換で出力させるものとして説明する。すなわち、本実施形態では、図2に示すように、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、昇圧動作が開始される図中点C(脈動電圧が検知された時間tc)まで、ある程度の傾斜角度で上昇している。しかしながら、電圧制御ユニット7の回路構成によっては昇圧動作停止時には出力側の電圧が0Vとなるものもある。そのような形態の電圧制御ユニット7を用いてもよく、その場合、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、図中C点まで0Vで推移することとなる。
In the present embodiment, the
上述したように、第1太陽電池ストリング2Aは日射に伴い規定時間が経過した後(図中B点)、第1太陽電池ストリング2Aの出力電力に基づいてパワーコンディショナ6が起動しMPPT制御が開始されると、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧に図中のような脈動波形が観測される。この脈動波形は、主にMPPT制御回路5が第1太陽電池ストリング2Aの最大電力点となる最適動作電圧を確認するために動作電圧値を増減させていることによって生じたものである。すなわち、その振幅および周期(周波数)は、パワーコンディショナ6の設計思想によって異なる値を有する。
As described above, after the specified time elapses with solar radiation in the first
なお、このMPPT制御回路5のMPPT制御における、電圧変動幅は例えば2〜6V、変化周期は例えば6秒〜12秒周期などである。本実施形態では、例えば電圧変動幅が4V、変化周期が10秒のMPPT制御を行なってもよい。この場合、例えば、第1太陽電池ストリング2Aの最適出力電圧が200Vであるとすると、脈動電圧検知回路8の演算素子が8ビットのCPUであれば、0.78Vの分解能があるので、4Vの電圧変動を十分に検出することが可能である。
In the MPPT control of the
図2に示す脈動電圧は、図4を用いて先に述べたように、パワーコンディショナ6のMPPT制御が行なわれている間は常に検出される。脈動電圧検知回路8では図中B点まで電圧が上昇すると、脈動電圧が生じていると判定する。ここで、判定の方法としては、例えば、電圧値がパワーコンディショナ6の起動電圧以上であればパワーコンディショナ6が起動し、MPPT制御が作動していると判定することが可能なので、所定電圧以上の電圧が検知された場合には、その電圧は脈動電圧であると判定すればよい。
The pulsating voltage shown in FIG. 2 is always detected while the MPPT control of the
なお、図2は図4に示す脈動電圧検知フローにおけるSTEP1で測定する電圧値のデーターを用いて作成したグラフであり、図中B点以降の電圧はパワーコンディショナ6のMPPT制御回路5のMPPT制御によって脈動する。
2 is a graph created using data of voltage values measured in
脈動電圧検知回路8が、図2に示すような第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧を検知したものと判定すると、第2太陽電池ストリング2Bと接続されている電圧制御ユニット7に起動を促す信号を送信する(図中C点)。これにより、電圧制御ユニット7による昇圧動作が開始され、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、図中C点から上昇し、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と等しくなる(図中F点)。この時、第2太陽電池ストリング2Bの出力電力のパワーコンディショナ6による電力変換が開始される。そのため、図中F点から、第2太陽電池ストリング2Bの昇圧された出力電圧も第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と同じ値で脈動するようになる。なお、このとき、上述したように、電圧制御ユニット7の昇圧比は、既にパワーコンディショナ6は第1太陽電池ストリング2Aで電力変換を開始しているため、パワーコンディショナ6の入力運転電圧範囲であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下に設定しておくだけでよい。これにより、昇圧後の第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧と同じ電圧値で出力される。
If it is determined that the pulsation
以上述べたように、本実施形態では、第1太陽電池ストリング2Aによってパワーコンディショナ6のMPPT制御が動作した脈動電圧であることを検知して、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧の昇圧動作を開始するようにしている。これにより、第1太陽電池ストリング2Aの出力電力の電力変換が開始される前に電圧制御ユニット7で昇圧された電力にパワーコンディショナ6がMPPT制御をかけることを低減できて、昇圧系統の単独昇圧運転を抑制可能な太陽光発電システムを提供できる。また、このように昇圧系統の単独昇圧運転が起こらない構成とすることによって、電圧制御ユニット7に単独昇圧運転防止のための昇圧電圧の設定機構や設定工程を別途設ける必要が無くなり、回路構成を簡素化するとともに設置作業性も向上する。
As described above, in the present embodiment, it is detected that the pulsating voltage is that the MPPT control of the
また、本実施形態では、電圧制御ユニット7は、図中C点でMPPT制御における脈動を検知した信号を受信すると、一気に第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧(図中F点)まで高めている。すなわち、図2に示すように、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧は、図中C点までは無変換で出力されることによって、ある一定の傾斜角度で上昇し、電圧制御ユニット7によって昇圧動作がなされたら、縦軸に平行な軌跡を有するように、時間tcにおいて第1太陽電池ストリング2A
の出力電圧まで昇圧される。このような昇圧動作の形態は、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力をいち早く昇圧してパワーコンディショナ6に入力することができるため、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力を好適に活用することができる。また、電圧制御ユニット7の昇圧動作を規定するプログラムが容易であるため、簡便な太陽光発電システムを構成できる。
Moreover, in this embodiment, when the
The output voltage is boosted to In such a boosting operation mode, the generated power of the second
なお、図5(b)に示した電流成分の脈動を検知する場合においても、上述した電圧成分の脈動を検知する場合と同様であり、図2に示す出力電圧の波形を出力電流の波形と置き換えて見ればよい。そして、電流成分の脈動を検知する場合においても、同様の効果が得られる。ただし、電流成分の脈動の波形は電圧成分の脈動の波形と位相が逆なのでその点は注意して、MPPT制御が動作したことによる脈動の可否を判定すべきことはいうまでもない。 Note that the case of detecting the pulsation of the current component shown in FIG. 5B is the same as the case of detecting the pulsation of the voltage component described above, and the waveform of the output voltage shown in FIG. Just replace it. The same effect can be obtained when detecting the pulsation of the current component. However, since the waveform of the pulsation of the current component is opposite in phase to the waveform of the pulsation of the voltage component, it is needless to say that the possibility of pulsation due to the operation of the MPPT control should be determined.
また、脈動の検知においては、上述したように電圧成分および電流成分に限らず、太陽電池ストリングの出力電力に関する種々の要素、例えば電力の要素である電圧または電流を用いて脈動の可否判定を行なってもよい。また、MPPT制御が行なわれているのが確実な電圧以上であることを検出する方法であれば、MPPT制御による電圧等の波形が、略同一の1周期の波形が連続したものではなく、波形の規格値(電圧等の振幅や周期)が不明であっても対応が可能であり、多様なメーカーのパワーコンディショナ6のMPPT制御回路5に対応した脈動電圧検知が可能となり、汎用性に優れる。
Further, in the detection of pulsation, whether or not pulsation is possible is determined using various elements related to the output power of the solar cell string, for example, voltage or current, which is an element of electric power, as well as the voltage component and the current component as described above. May be. Further, if the MPPT control is a method for detecting that the voltage is more than a certain voltage, the waveform such as the voltage by the MPPT control is not a continuous waveform of substantially the same one cycle. Can be handled even if the standard value (the amplitude and period of voltage etc.) is unknown, and the pulsation voltage detection corresponding to the
以上のようにして、パワーコンディショナ6の起動(MPPT制御の開始)後に電圧制御ユニット7を起動させたが、その後日没にかけて、何らかの理由によって第1太陽電池ストリング2A側の出力電圧が第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を下回る可能性はある。
As described above, the
そこで、まず、電圧制御ユニット7の出力電圧を所定期間(例えば1時間)ごとにパワーコンディショナ6の最低起動電圧以下のL1点に低下させ、所定時間(例えば5分)経過したL2点でパワーコンディショナ6の入力側電圧F2に脈動電圧があるか(1)、または電圧値がMPPT制御を開始している電圧値以上であるか(2)を検出する。そして、前記(1),(2)のいずれかによってMPPT制御が行なわれているかどうかを判定した後に、再び昇圧動作を再開して、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧L2を第1太陽電池ストリング2A側の出力電圧F2まで上昇させる。
Therefore, first, the output voltage of the
これにより、日射低下または局所的な影によって、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧が第2太陽電池ストリング2Bを下回るような場合があっても、第1太陽電池ストリング2A側の出力電圧が復帰すれば、一定時間内に第1太陽電池ストリング2A側の出力電圧にMPPT制御が戻ることができて、電圧制御ユニット7による単独昇圧運転状態を自動的に解消することができる。なお、パワーコンディショナ6を最低起動電圧以下に低下させる所定期間は短いほど第1太陽電池ストリング2Aの復帰に早く対応できるが、第2太陽電池ストリング2Bの出力を止める頻度が多くなり発電電力量の損失(発電電力×所定時間×停止回数)が増えることになるので、第1太陽電池ストリング2Aの復帰までに失われる発電電力量と第2太陽電池ストリング2Bの停止による発電電力量の損失のバランスをとるのがよい。
Thereby, even if the output voltage of the first
<第2実施形態>
図6は、第1実施形態において電圧制御ユニット7の昇圧動作を最低起動電圧以下に落とさずに出力電圧の抑制を行なう、太陽光発電システム11における各太陽電池ストリング2の出力電圧の時間的変動を示す第2実施形態の制御方法を示すグラフであり、縦軸が
太陽電池ストリング2の出力電圧、横軸が時刻である。なお、便宜上、F1点以降の第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。以下、太陽光発電システムの構成は図1を参照しながら説明をする。
Second Embodiment
FIG. 6 shows the temporal variation of the output voltage of each
一般に、パワーコンディショナ6は本体が起動するために必要な最低電圧を得て起動しても、すぐには電力変換を開始しない。これは、発電電力が不十分な場合に、再びパワーコンディショナ6が停止する可能性が高いので、太陽電池ストリング2側の発電が一定以上の出力になって、パワーコンディショナ6が電力変換した電力が商用電力系統3および交流負荷4側に安定した供給ができるようにしているからである。「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン(16資電部第114号)」によれば、パワーコンディショナ6の起動時の安定化のためにパワーコンディショナ6の起動は、起動に必要な電力が10分以上確認されてから行なうように規定されている。よって、電力変換およびMPPT制御は上述した最低起動電圧よりも高い電圧値から作動開始する。
In general, the
そこで、電力変換の最低開始電圧(もしくはMPPT制御動作の開始電圧)の電圧値を規定して、パワーコンディショナ6の最低起動電圧以上、且つ、電力変換の最低開始電圧未満の電圧範囲を電圧制御ユニット7の出力電圧抑制時の出力電圧とする。
Therefore, the voltage value of the minimum start voltage of power conversion (or the start voltage of MPPT control operation) is specified, and the voltage range of the
具体的には、図6に示すように電圧制御ユニット7の出力電圧をG点で出力抑制した時、抑制された出力電圧L1はパワーコンディショナ6の最低起動電圧Vmin以上であり、且つ、電力変換の最低開始電圧Vmppt未満の電圧範囲に置かれる。
Specifically, as shown in FIG. 6, when the output voltage of the
所定時間経過したL2点で、パワーコンディショナ6の入力側電圧F2に脈動電圧があるか(1)、または電圧値がMPPT制御を開始している電圧値以上であるか(2)を検出して、前記(1),(2)のいずれかによってMPPT制御が行なわれているものと判定した後に、再び昇圧動作を再開して、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧L2を第1太陽電池ストリング2A側の出力電圧F2まで上昇させる。
At a point L2 after a lapse of a predetermined time, it is detected whether the input side voltage F2 of the
これにより、第1太陽電池ストリング2A側に十分な発電がない状態であっても、パワーコンディショナ6の起動電力を第2太陽電池ストリング2Bの昇圧された電力で賄うことができ、第1太陽電池ストリング2Aの発電状態がよくなった場合にパワーコンディショナ6をすぐ電力変換動作に移行させることができる。そして、パワーコンディショナ6が起動プロセスを完了して、電力変換を開始するまでの発電電力の損失を最小限に抑えることができる。
As a result, even when there is not enough power generation on the first
<第3実施形態>
図7は、第1実施形態および第2実施形態において、電圧制御ユニット7の電圧制御動作を、一旦、パワーコンディショナ6の最低起動電圧Vmin以下に下げた後、段階的に出力電圧を上げて、電力変換の最低開始電圧未満と最低起動電圧以上の間に上昇させる、第3実施形態の太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリング2の出力電圧の時間的変動を示すグラフであり、縦軸が太陽電池ストリング2の出力電圧、横軸が時刻である。なお、便宜上、F1点以降の第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。
<Third Embodiment>
FIG. 7 shows that in the first embodiment and the second embodiment, the voltage control operation of the
本実施形態では、第1段階として電圧制御ユニット7の出力電圧をパワーコンディショナ6の最低起動電圧Vmin未満であるL1点に低下させ、規定時間後のL2点で電力変換の最低開始電圧未満のL3点に電圧を上昇させ、規定時間経過後のL4点で脈動電圧が検知されれば、脈動電圧であるF2点まで電圧を上昇させる。
In the present embodiment, as the first stage, the output voltage of the
このような方法であれば、第2太陽電池ストリング2B側にもパワーコンディショナ6の起動状態を維持するだけの発電電力が無かったとしても、それに足る発電電力を得られた段階でパワーコンディショナ6の起動(電力変換は行なわない状態)だけは行なうことができ、第1太陽電池ストリング2Aの発電状態の回復に備えることができる。
With such a method, even if the second
<第4実施形態>
図8は、第1実施形態において、パワーコンディショナ6の起動後に、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力が局所的な影の発生によって、長時間発電電力が低下した場合における電圧制御ユニット7の単独昇圧運転(パワーコンディショナ6のMPPT制御が第2太陽電池ストリング2B側で行なわれる状態)を自動的に解除する第4実施形態の制御方法を示したグラフである。なお、便宜上、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。
<Fourth embodiment>
FIG. 8 shows the
第1太陽電池ストリング2A側に十分な発電電力が有る場合には、図中G1、L1、L2およびF2のように第2太陽電池ストリング2Bの昇圧電圧を一時的に抑制しても、パワーコンディショナ6のMPPT制御は第1太陽電池ストリング2A側で行なわれ、脈動電圧は第1太陽電池ストリング2Aに起因するものである。
When there is sufficient generated power on the first
その後、例えば第1太陽電池ストリング2Aにビルの影などがかかったとして、E点から電圧が低下した場合、第2太陽電池ストリング2Bは十分な発電電力を有しているので、図中E点からG2点のように、パワーコンディショナ6は第2太陽電池ストリング2Bの発電電力によってMPPT制御を継続する。この時点では第2太陽電池ストリング2Bの出力しかないので、MPPT制御による最大出力電圧点は第2太陽電池ストリング2B側にあって問題はないが、この状態を継続すると、第1太陽電池ストリング2A側の発電が復帰しても、MPPT制御は第2太陽電池ストリング2Bの最大出力電圧点から移動させようとせず、システム全体の発電効率が低下する。
After that, for example, assuming that the first
そこで、所定時間後(例えば、G1−F2間の昇圧電圧抑制からの経過時間)のG2点で先に述べたG1点と同様に、第2太陽電池ストリング2Bの昇圧を抑制(L3点)し、パワーコンディショナ6のMPPT制御を第2太陽電池ストリング2B側から切り離す。その後、L4点で脈動電圧が検知されれば再び昇圧を再開して、第1太陽電池ストリング2Aの脈動電圧であるF3点まで第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を昇圧する。
Therefore, the boosting of the second
このように電圧制御することによって、パワーコンディショナ6のMPPT制御が、第1太陽電池ストリング2A側から第2太陽電池ストリング2B側に移動して戻らなくなるといった状態を自動的に解除することができて、発電効率を下げること無く、発電電力量の損失を最小限に抑えることができる。
By controlling the voltage in this way, it is possible to automatically cancel the state where the MPPT control of the
<第5実施形態>
図9は図10に示す第5実施形態に係る太陽光発電システム912としたときに、第1太陽電池ストリング2Aの脈動電圧の有無を検知する制御方法を示すグラフである。なお、便宜上、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。
<Fifth Embodiment>
FIG. 9 is a graph showing a control method for detecting the presence or absence of the pulsating voltage of the first
太陽光発電システム912は、第1太陽電池ストリング2Aとパワーコンディショナ6の間に第1逆流防止ダイオード9Aが配置されて、第2太陽電池ストリング2Bとパワーコンディショナ6の間に第2逆流防止ダイオード9Bが配置されている。基本的には電圧制御ユニット7の中には逆流防止ダイオードの相当する機能があるので、逆流防止ダイオ
ードは無くてもよいが、接続箱の中に昇圧ユニット専用端子(逆流防止ダイオードを配置しない端子)を設けると、昇圧ユニットの接続数に合わせて接続箱の種類が増えるので、汎用性を優先して電圧制御ユニット7側にも逆流防止ダイオードを置くとよい。
In the solar
この場合、脈動電圧検知回路8は第2逆流防止ダイオード9Bのアノード側の電圧しか測定できないので、パワーコンディショナ6のMPPT制御回路5が第1太陽電池ストリング2AをMPPT制御している脈動電圧を検知することができない。
In this case, since the pulsation
そこで、図9に示すように、G2点で昇圧電圧を抑制してL3点まで落とした後、所定時間経過(L4点)した場合に、パワーコンディショナ6の入力電圧範囲の上限以下の電圧(H点)まで昇圧を行なう。 Therefore, as shown in FIG. 9, when a predetermined time has elapsed (L4 point) after suppressing the boosted voltage at point G2 and dropping to point L3, a voltage (up to the upper limit of the input voltage range of the power conditioner 6) Boost up to point H).
ここで、電圧制御ユニット7の出力電圧が予め設定された上限電圧であるH点まで電圧が上昇すれば、第2太陽電池ストリング2B側が単独昇圧運転していると判断できるので、再び昇圧を抑制してL5点まで下げる。もしも、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧がMPPT制御されている状態であれば、電圧制御ユニット7の出力電圧はMPPT制御された電圧で推移するので、そのまま昇圧動作を継続すればよい。
Here, if the output voltage of the
L5点まで降圧後、所定時間が経過してL6点で脈動電圧が検知されれば、昇圧動作を再開してMPPT制御されている電圧F3点まで昇圧を行なう。H点の電圧はパワーコンディショナ6の入力電圧範囲の上限以下であり、且つ第1太陽電池ストリング2Aの開放電圧以上とすれば、パワーコンディショナ6への過電圧入力による破損、および第1太陽電池ストリング2Aの発電電圧が回復していて、昇圧電圧の方が電圧が低くてH点に到達したと誤検知することを回避することができる。また、H点への電圧上昇は1度に限定されるものではなく、昇圧維持時間を数秒程度で複数回繰り返すようにして、第1太陽電池ストリング2Aの復帰の機会を増やしてもよい。
If the pulsating voltage is detected at point L6 after a predetermined time has elapsed after stepping down to the point L5, the step-up operation is resumed and the voltage is boosted to the point F3 under MPPT control. If the voltage at the point H is equal to or lower than the upper limit of the input voltage range of the
このような制御を行なう場合、L1〜L6点の電圧はパワーコンディショナの最低起動電圧まで下げてもよいが、電圧抑制したときにパワーコンディショナ6が停止すると、L4点からL5点まで電圧上昇させたときにパワーコンディショナ6が起動しようとするときに電力を吸込んで電圧制御ユニット7の出力電圧を低下させる。このため、見かけ上電圧が上昇しないように観測されて誤検知の要因になるので、L4の電圧は電力変換の最低開始電圧以上とし、パワーコンディショナ6は起動している状態としておくことが望ましい。なお、第2太陽電池ストリング2Bにパワーコンディショナ6を起動した状態に維持するだけの発電電力がなければL4点はパワーコンディショナの最低起動電圧まで下がるので、この場合は第1実施形態(図2)の起動プロセスに戻せばよい。
When such control is performed, the voltage at points L1 to L6 may be lowered to the minimum start-up voltage of the power conditioner. However, if the
<第6実施形態>
図11に、第1太陽電池ストリング2AのMPPT制御開始前にも第2太陽電池ストリング2Bの発電電力を有効に活用する制御方法のグラフを示す。なお、便宜上、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。
<Sixth Embodiment>
FIG. 11 shows a graph of a control method for effectively utilizing the generated power of the second
朝などの日射強度が十分でない時間帯では、連系リレーのチャタリング防止等の諸事情によって、第1太陽電池ストリング2Aの出力よりも、機械的に昇圧している第2太陽電池ストリング2Bの出力の方がパワーコンディショナ6を早く起動することができる。
In the time zone when the solar radiation intensity is not enough, such as in the morning, the output of the second
そこで、パワーコンディショナ6を起動することが可能な発電電力に達した時点(B1)で電圧制御ユニット7による昇圧を開始して、パワーコンディショナ6を起動する。発電電力に余力があれば電力変換も行なわせることができて、B1点ではパワーコンディショナ6によるMPPT制御が開始される。このとき、MPPT制御の対象は第2太陽電池ストリング2Bであるため、図中J点のように第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧がMPPT制御されている電圧に達すると、それ以上電圧は上がらず、その電圧での電力点で発電動作を行なう。このため、第1太陽電池ストリング2Aの最大電力は得られず、発電電力の損失が生じる。
Therefore, when the generated power that can start the
しかし、所定時間後にG1点で第2太陽電池ストリング2Bの電圧抑制が行なわれL1に低下するので、パワーコンディショナ6には第1太陽電池ストリング2Aの発電電力だけが入力されて、MPPT制御が第1太陽電池ストリング2A側に移るとともに最大電力点となる動作電圧B2点に電圧を移動させる。第2太陽電池ストリング2Bは所定時間後のL2で電圧制御ユニット7による昇圧動作が再開されて、第1太陽電池ストリング2AのMPPT制御電圧F1まで電圧を上昇させる。その後も、第1太陽電池ストリング2Aの電圧低下がないか所定時間ごとに電圧制御ユニット7の昇圧電圧を抑制(例えば図中L3点)して、上述した第1〜第5実施形態と同様にして単独昇圧運転が解除されるようにするとよい。
However, since the voltage of the second
このように、第2太陽電池ストリング2Bで先にパワーコンディショナ6を起動させることによって、それまで活用されなかった第1太陽電池ストリング2Aの起動前の第2太陽電池ストリング2Bの発電電力を電力変換して逆潮流することができて、太陽光発電システムの総発電電力量を増加させることができる。
In this way, by starting the
<第7実施形態>
図12を用いて、本発明の第7実施形態に係る太陽光発電システム21について、説明する。図12(a)は、第7実施形態に係る太陽光発電システム21のブロック図であり、図12(b)は、図12(a)の要部拡大図である。本実施形態は、脈動電圧検知回路8の配置が第1実施形態と異なる。なお、ここでは第1実施形態と異なる構成のみについて説明する。後述の実施形態においても同様である。
<Seventh embodiment>
The photovoltaic
第7実施形態に係る太陽光発電システム21は、図12(a)に示すように、脈動電圧検知回路8が電圧制御ユニット7の内部に配置されている。このような構成によって、上述したような脈動電圧検知回路8から電圧制御ユニット7への情報送信に用いられる情報送信線距離および、電圧制御ユニット7と脈動電圧検知回路8との間の配線距離を短くすることができる。その結果、電圧制御ユニット7までにおける第2太陽電池ストリング2Bの発電電力の送電による電力損失を少なくし電力変換可能な電力量を増やすことが可能となるとともに、配線部材や筐体を削減してシステムコストの低減を図ることができる。
In the photovoltaic
また、本実施形態では、脈動電圧検知回路8としては、図12(b)に示すように電圧制御ユニット7の内部の昇圧動作を行なう昇圧制御回路71を用いればよい。すなわち、電圧制御ユニット7のCPUに脈動電圧検知のプログラムを持たせて、脈動電圧検知回路8としての機能を兼用させるようにしている。また、本実施形態では、脈動電圧検知回路8と電圧制御ユニット7の昇圧制御回路との通信手段が不要となるので、回路構成をさらに簡素化できる。また、昇圧制御回路71が脈動電圧検知回路8として機能する本実施形態では、脈動制御回路8が昇圧制御も行なうため、脈動電圧検知フローにおいて、誤動作防止のための複数回に渡る昇圧動作の確認などといった、電圧制御ユニット7の動作プログラムに最適化した昇圧開始の判定プロセスが採用できる。そのため、より精度の高い昇圧動作制御が可能となる。
In the present embodiment, as the pulsation
<第8実施形態>
図13を用いて、第8実施形態に係る太陽光発電システム31について説明する。図13は第8実施形態に係る太陽光発電システム31のブロック図である。本実施形態では、電圧制御ユニット7の配置において、上述した第7実施形態と異なる。つまり、本実施形態では、図13に示すように、電圧制御ユニット7がパワーコンディショナ6の筐体内に配置されている。すなわち、電圧制御ユニット7とパワーコンディショナ6とが一体化されている。
<Eighth Embodiment>
A solar
このような実施形態によれば、パワーコンディショナ6のMPPT制御回路5がMPPT制御している送電線に、脈動検出回路8を容易に取り付けることができる。そのため、脈動電圧検知回路8の配置位置も特に制限を受けないことから、太陽光発電システムのシステム設計の自由度が高まる。
According to such an embodiment, the
また、第8実施形態では、図12(b)で述べたように、脈動電圧検知回路8を電圧制御ユニット7の制御用CPU(昇圧制御回路)で兼用させることもできるとともに、脈動電圧検知回路8をパワーコンディショナ6のMPPT制御用CPUに図4の脈動電圧検知フローで述べた脈動電圧検知・昇圧制御プログラムを兼用させることも可能である。
In the eighth embodiment, as described with reference to FIG. 12B, the pulsation
<第9実施形態>
図14を用いて、本発明の第9実施形態に係る太陽光発電システム41について説明する。本実施形態では、パワーコンディショナ6に並列に接続される太陽電池ストリング2の数において、上述した実施形態とは異なる。
<Ninth Embodiment>
A solar
具体的には、図14に示すように、太陽光発電システム41は、第1太陽電池ストリング2Aおよび第2太陽電池ストリング2Bに加えて、第3太陽電池である第3太陽電池ストリング2Cの系統が存在する。この第3太陽電池ストリング2Cは、第2太陽電池ストリング2Bと同様の構成とすることができる。すなわち、第3太陽電池ストリング2Cも昇圧系統であり、第3太陽電池ストリング2Cにおける太陽電池素子の数は、第1太陽電池ストリング2Aにおける太陽電池素子の数よりも少なくて、第3太陽電池ストリング2Cの出力は電圧制御ユニット7によって昇圧されてパワーコンディショナ6で電力変換される。つまり、本実施形態では、電圧制御ユニット7が複数個存在するシステムである。なお、図9に示す昇圧動作(図中C点)までの各太陽電池ストリング2の電圧変動から分かるように、第3太陽電池ストリング2Cにおける太陽電池素子の数は、第2太陽電池ストリング2Bにおける太陽電池素子の数と同じ場合を例示している。
Specifically, as shown in FIG. 14, the solar
本実施形態によれば、第2太陽電池ストリング2Bには第2電圧制御ユニット7Bと第2脈動電圧検知回路8Bが配置されており、第3太陽電池ストリング2Cには第3電圧制御ユニット7Cと第3脈動電圧検知回路8Cとが配置されている。そして、電圧制御ユニット7Bと脈動電圧検知回路8B、電圧制御ユニット7Cと脈動電圧検知回路8Cは互いに独立して動作する。第2電圧制御ユニット7Bは、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧を昇圧制御して、第3電圧制御ユニット7Cは、第3太陽電池ストリング2Cの出力電圧を昇圧制御する。第2脈動電圧検知回路8Bおよび第3脈動電圧検知回路8Cは、いずれも第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧を検知する。
According to this embodiment, the second
そして、本実施形態では、第1実施形態に係る太陽光発電システム11における電圧制御ユニット7と同様に、パワーコンディショナ6のMPPT制御回路5が動作するまでは第2電圧制御ユニット7Bと第3電圧制御ユニット7Cとは停止状態である。さらに、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力が上昇するとともにパワーコンディショナ6が起動
しMPPT制御回路5が動作すると、第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧が発生する。この脈動電圧を、第2脈動電圧検知回路8Bと第3脈動電圧検知回路8Cがそれぞれ検知すると、各々、対応する系統(第2太陽電池ストリング2Bおよび第3太陽電池ストリング2Cの系統)に接続された電圧制御ユニット7(第2電圧制御ユニット7Bおよび第3電圧制御ユニット7C)に脈動電圧検知情報を送信し、昇圧動作の開始を促す。
And in this embodiment, the 2nd
なお、このとき、いずれかの電圧制御ユニット7(第2電圧制御ユニット7Bまたは第3電圧制御ユニット7C)が先に昇圧動作を開始したとしても、既に第1太陽電池ストリング2Aに基づきパワーコンディショナ6が起動しているため、各脈動電圧検知回路8(第2および第3脈動電圧検知回路8B、8C)は第1太陽電池ストリング2Aに基づくパワーコンディショナ6のMPPT制御における脈動電圧は正常に検出し続けられる。そのため、他方の電圧制御ユニット7も遅れて昇圧動作を開始することが可能である。これにより、複数の昇圧系統で得られる発電電力も正常にパワーコンディショナ6による電力変換に利用することができる。
At this time, even if any one of the voltage control units 7 (second
以上説明したように、本実施形態においては、複数の昇圧系統を有する形態であっても、第1太陽電池ストリング2Aの出力電力がパワーコンディショナ6で電力変換される前に電圧制御ユニット7が動作しないため、昇圧系統の単独昇圧運転を防ぐことができる。そのため、複数の太陽電池ストリング2の効率的な電力変換が可能となる。
As described above, in the present embodiment, even if the
また、本実施形態では、電圧制御ユニット7を有する昇圧系統の数が2であるシステムを例示したが、昇圧系統の数はこれに限らず、昇圧系統の数が3系統以上であっても構わない。
In the present embodiment, the system in which the number of boosting systems having the
<第10実施形態>
図15を用いて、本発明の第10実施形態に係る太陽光発電システム91について説明する。太陽光発電システム91は、太陽電池ストリング2とパワーコンディショナ6との間に逆流防止ダイオード9が配置されている点において、上述の実施形態とは異なる。
<Tenth Embodiment>
A photovoltaic
図15に示すように、第10実施形態に係る太陽光発電システム91は、太陽電池ストリング2とパワーコンディショナ6との間に設けた接続箱10を設けて、この接続箱10の中に逆流防止ダイオード9を設けている。この逆流防止ダイオード9は、複数の太陽電池ストリング2を並列接続する場合に、各太陽電池ストリング2の出力電圧に差があっても、例えば出力電圧の高い第1太陽電池ストリング2Aから出力電圧の低い第2太陽電池ストリング2Bに電流が流れて電力損失が発生しないように、各太陽電池ストリング2の電路を分離するために設けられる。この逆流防止ダイオード9は、太陽電池モジュール単体の出力端子に設けられている場合もあるが、本実施形態では、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bの出力を結合する接続箱10の中に逆流防止ダイオード9が配置されている形態を例示している。
As shown in FIG. 15, the photovoltaic
図15に示すように、本実施形態では、電圧制御ユニット7の昇圧制御回路として、コイルとダイオードとスイッチ素子とを用いた方式が採用されている。この方式では回路構成上、逆流防止ダイオード9の働きをする半導体素子(図中ではダイオード)が存在するので、第2太陽電池ストリング2Bにも逆流防止ダイオード9が配置されている場合と同じ状態になっている。これにより、第2太陽電池ストリング2Bへ第1太陽電池ストリング2Aからの電流の流れ込みが生じ無い。そのため、パワーコンディショナ6のMPPT制御回路5が第1太陽電池ストリング2Aの最大出力電力の電圧値で制御を行なっていても、第2太陽電池ストリング2Bを電圧制御ユニット7が独自にMPPT制御をすること
ができる。
As shown in FIG. 15, in the present embodiment, a system using a coil, a diode, and a switch element is employed as the boost control circuit of the
このような本実施形態では、電圧制御ユニット7でもMPPT制御することができるため、第1太陽電池ストリング2Aも第2太陽電池ストリング2Bも各々の最大出力電力で動作することができる。
In this embodiment, since the
なお、電圧制御ユニット7の昇圧回路の他の方式としては、コンデンサーとスイッチとを組み合わせたチャージポンプ方式と呼ばれるものがある。この方式では、ダイオードの代わりにスイッチ素子が複数設けられ、電力を出力するとき以外は各太陽電池ストリング2の電路が遮断されるので電流の逆流が生じない。そのため、上述したような第2太陽電池ストリング2Bを独自にMPPT制御する本実施形態では、チャージポンプ方式も好適に用いることができる。
In addition, as another system of the booster circuit of the
また、本実施形態のように、パワーコンディショナ6のMPPT制御による脈動電圧を検知する場合、電圧制御ユニット7内の逆流防止ダイオード9に相当する機構は、パワーコンディショナ6側の電圧や電流の脈動を検出する障害となるため、図15に示すように、脈動電圧検知回路8は電圧制御ユニット7の出力側に配置すればよい。
Further, as in this embodiment, when detecting the pulsation voltage by MPPT control of the
以上のように、逆流防止ダイオード9を有する第10実施形態について説明したが、本実施形態においても、上述したように施工性が容易であり且つ複数の太陽電池ストリング2の効率的な電力変換が可能である。
As described above, the tenth embodiment having the
なお、本実施形態では、第2太陽電池ストリング2Bに対応する逆流防止ダイオード9が電圧制御ユニット7内部の構成である形態を例示したが、逆流防止ダイオード9の配置位置はこれに限らない。
In addition, although the
以下、逆流防止ダイオード9を有する第10実施形態の変形例について、図16乃至図20を用いて説明する。
Hereinafter, a modification of the tenth embodiment having the
<第11実施形態>
図16を用いて、第10実施形態に係る太陽光発電システム91の変形例である第11実施形態の太陽光発電システム911について説明する。
<Eleventh embodiment>
A solar
図16に示すように、第1太陽電池ストリング2Aに対応する逆流防止ダイオード9(第1逆流防止ダイオード9A)および第2太陽電池ストリング2Bに対応する逆流防止ダイオード9(第2逆流防止ダイオード9B)が、いずれも接続箱10の中に設けられている。
As shown in FIG. 16, the backflow prevention diode 9 (first
前述した太陽光発電システム91のように、電圧制御ユニット7の内部に逆流防止ダイオード9を設ける。すなわち、電圧制御ユニット7だけでも逆流防止ダイオード9の役割を兼ねることができるが、この場合、各電路における電圧制御ユニット7の有無で接続箱10内への逆流防止ダイオード9の搭載数も変えなければならないため接続箱10の汎用性に制限が生じる。
As in the solar
一方、本実施形態では、各電路における電圧制御ユニット7の有無に関わらず、各電路に対応した逆流防止ダイオード9をそれぞれ接続箱10に配置しているので汎用性が高い。
On the other hand, in this embodiment, regardless of the presence or absence of the
なお、脈動電圧検知回路8のみを接続箱10内の逆流防止ダイオード9よりも出力側に
配置して、この脈動電圧検知回路8からの検知情報を電圧制御ユニット7に送信するようにしてもよい。
Only the pulsation
<第12実施形態>
図16に示す電圧制御ユニット7によって、第2太陽電池ストリング2B側が第1太陽電池ストリング2A側よりも先にパワーコンディショナ6を起動すると、パワーコンディショナ6のMPPT制御が第2太陽電池ストリング2B側で行なわれる。このため、第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧は第2太陽電池ストリング2B側の出力電圧(パワーコンディショナ6のMPPT制御電圧)に合わせて出力される。このときの出力電圧は、第1太陽電池ストリング2Aが最大出力電力となる動作電圧ではないため、本来得られる電力量に対して損失が生じている。
<Twelfth embodiment>
When the
そこで、上述した実施形態の場合と同様に、定期的に且つ一時的に第2太陽電池ストリング2B側の昇圧電圧を抑制して、第1太陽電池ストリング2A側にパワーコンディショナ6のMPPT制御が移るようにする。ところが、第1太陽電池ストリング2A側の発電電力が不十分な発電状態で第1太陽電池ストリング2A側にMPPT制御を移しても、再び発電電力が低下して第2太陽電池ストリング2B側にMPPT制御が戻る可能性がある。この場合、パワーコンディショナ6のMPPT制御が安定せず、2つの異なる最大電力点の間を移動する間はいずれの最大出力点にもならないため発電電力の損失となる。これを解決するため、本実施形態では電圧制御ユニット7が第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が予め設定された発電電力に達するまでは、パワーコンディショナ6の脈動電圧を検知しても電圧制御ユニット7の昇圧電圧を一時的に抑制する制御を行なわないようにしている。
Therefore, as in the above-described embodiment, the boosted voltage on the second
具体的な事例を図17および図18を参照しながら説明する。 A specific example will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
図17および図18は、第2実施形態において、パワーコンディショナ6の起動後に、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力が、電圧制御ユニット7の単独昇圧運転(パワーコンディショナ6のMPPT制御が第2太陽電池ストリング2B側で行なわれる状態)によって、最大出力電力で動作していない状態を自動的に解除する制御方法を示したグラフである。なお、便宜上、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bが重なっているところは実線のみで表すものとする。
17 and 18, in the second embodiment, after the
図17の破線で示した脈動波形は、第2太陽電池ストリング2BのMPPT制御された電力波形である。第2太陽電池ストリング2BのMPPT制御は電圧制御ユニット7が第2太陽電池ストリング2Bに対してのみ行なわれるものであり、パワーコンディショナ6のMPPT制御は第2太陽電池ストリング2Bを直接制御しない。図中の一点破線は、予め設定された第2太陽電池ストリング2Bの出力電力の閾値である。この閾値は、第1太陽電池ストリング2A側が十分な発電電力を出力できる状態にあるか否かを、第2太陽電池ストリング2Bの発電状態から推測するための値である。例えば第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が定格出力電力値に達していれば、近接して設置されている第1太陽電池ストリング2Aの発電電力も定格出力電力値で出力されている筈なので、電圧制御部7は第1太陽電池ストリング2A側にパワーコンディショナ6によるMPPT制御が移るよう昇圧電圧を一時的に抑制する。
The pulsation waveform indicated by the broken line in FIG. 17 is an MPPT-controlled power waveform of the second
ここで、定格出力電力値とは電圧制御ユニット7でMPPT制御された第2太陽電池ストリング2Bの出力電力であるので、第2太陽電池ストリング2Bの出力電圧(MPPTの動作電圧)として電圧値に置き換えても良い。
Here, since the rated output power value is the output power of the second
図17において、時間taに第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が閾値を上回ったので、この時点で昇圧電圧をF1点一時的に抑制してL1点まで落としている。よって、L1点からL2点までのt1時間は第1太陽電池ストリング2Aのみの発電電力がパワーコンディショナ6に入力される。所定時間経過後のL2点で再び昇圧電圧を上昇させると、パワーコンディショナ6のMPPT制御は第1太陽電池ストリング2A側に移っており、F1点よりも低い電圧F2点で昇圧電圧は停止して、第1太陽電池ストリング2A側と第2太陽電池ストリング2B側との出力電力が合成される。そして、以降は第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧の変動に合わせて電圧制御ユニット7の出力が調整されて、双方の出力電力の合成が継続される。その後、第2太陽電池ストリング2Bの出力電力が閾値を下回らなければ、一定時間後の時間tbにF3点から昇圧電圧を一時的にL3点まで抑制する制御を行ない、所定時間経過後にL4点で電圧を上昇させる。その間のL3点からL4点までのt2時間は第1太陽電池ストリング2Aのみの発電電力がパワーコンディショナ6に入力される。パワーコンディショナ6のMPPT制御が第1太陽電池ストリング2A側にあればF4点で電圧上昇は止まる。
In FIG. 17, since the generated power of the second
なお、本実施形態では第2実施形態のように、L1点をパワーコンディショナ6の電力変換の最低起動電圧よりも低い電圧Vmpptとしたが、第1実施形態のようにパワーコンディショナ6の最低起動電圧よりも低いVminとしても同様である。
In the present embodiment, the point L1 is set to the voltage Vmppt lower than the minimum starting voltage for power conversion of the
一方、図18に示すように、電圧制御ユニット7の昇圧電圧を一時的に抑制する制御(図中F1〜F2の制御)を行なった後、第2太陽電池ストリング2B側の発電電力が低下していった場合には、昇圧電圧の上昇が生じる。例えば、図18において、時間tbに第2太陽電池ストリング2Bの出力電力が閾値を下回っており、この時には第1太陽電池ストリング2A側の出力電力も低下しており、パワーコンディショナ6を動作させておくのに必要な入力電圧が確保できなくなる。この場合には、パワーコンディショナ6への電力供給が第2太陽電池ストリング2B側からになる。このため、図中F3点のように電圧が上昇する。よって、F3点以降の期間t3は第2太陽電池ストリング2Bの単独昇圧運転状態となるが、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力が閾値以下であるので、図17で説明したように、昇圧電圧を一時的に抑制する制御は行なわれない。
On the other hand, as shown in FIG. 18, after performing the control (control of F1-F2 in the figure) for temporarily suppressing the boosted voltage of the
このように、電圧制御ユニット7に第2太陽電池ストリング2Bの発電状態によって昇圧電圧の一時的な抑制を行なうか否かを判定させて制御することで、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力を低下させる回数を最小限に抑えることができて、第2太陽電池ストリング2Bからパワーコンディショナ6へ供給する発電電力量をさらに多くすることができる。
In this way, by controlling the
<第13実施形態>
図19は、電圧制御ユニット7の昇圧電圧を一時的に抑制する際に、図15に示すように第2太陽電池ストリング2B側に逆流防止ダイオードを配置しない構成を採用して、パワーコンディショナ6が第1太陽電池ストリング2AをMPPT制御する動作電圧を検出できるようにしている。そして、電圧制御ユニット7の昇圧電圧を低下させながら出力側の電圧と比較を行ない、出力側の電圧が昇圧した電圧よりも大きければ昇圧電圧の一時的に抑制する動作を中止して通常の昇圧動作の制御に戻す、第13実施形態の制御方法を示したグラフである。
<13th Embodiment>
19 employs a configuration in which no backflow prevention diode is disposed on the second
第13実施形態について、図19を参照しながら説明する。図19に示す実線は第1太陽電池ストリング2A側から出力された発電電力の電圧波形である。なお、便宜上、F1からF2間を除く部分は、第1太陽電池ストリング2Aと第2太陽電池ストリング2Bとが重なっているものとする。図19において、時間taに電圧制御ユニット7の昇圧電圧
を一時的に抑制する制御を開始するが、急激に所定の電圧値まで低下させるのではなく、第1太陽電池ストリング2Aの電圧と比較しながら次第に電圧を低下させている点が他の実施形態と異なる。
A thirteenth embodiment will be described with reference to FIG. The solid line shown in FIG. 19 is the voltage waveform of the generated power output from the first
F1点で昇圧電圧を降下させ始めると、パワーコンディショナ6のMPPT制御電圧も低下していく。ところが、ある電圧まで低下すると電圧制御ユニット7内部の逆流防止ダイオード9のアノード側の昇圧電圧は低下するが、カソード側の出力電圧は低下しなくなる。昇圧制御で出力しようとするアノード側の電圧と、パワーコンディショナ6側の電圧とを比較して、アノード側の電圧の方が低ければ、第1太陽電池ストリング2A側の発電電力によってパワーコンディショナ6の電力変換を継続して、電圧値を維持していると判定する。図19においては、電圧制御ユニット7は昇圧電圧を一時的にL1点の電圧まで抑制する制御を行なうものとして電圧の降下を開始しているが、L1’点で出力電圧(パワーコンディショナ6側の電圧)が電圧制御ユニット7が出力しようとした昇圧電圧値よりも高い状態で留まっていることを検出して、それ以上の昇圧電圧の降下制御を中止する。この状態では、電圧制御ユニット7の昇圧された出力電圧は第1太陽電池ストリング2Aの出力電圧よりも低いため、第2太陽電池ストリング2Bの出力電力は第1太陽電池ストリング2Aと合成できず、第2太陽電池ストリング2Bの発電電力は活用されない。
When the boost voltage starts to decrease at the point F1, the MPPT control voltage of the
そこで、電圧制御ユニット7の制御を昇圧電圧を上昇させる制御に戻して出力電圧を上昇させて、F2点で電力合成が可能になるようにしている。これにより、本来はL1点まで電圧を下げるまでにかかる第2太陽電池ストリング2Bの電力損失をtc時間分削減することができる。
Therefore, the control of the
なお、本実施形態においては、第1太陽電池ストリング2Aの出力は、電圧制御ユニット7で昇圧された第2太陽電池ストリング2B側の出力と同じ電圧値でパワーコンディショナ6に入力されているが、図20に示すように、電圧制御ユニット7が昇圧電圧の抑制を開始するF1点までは第2太陽電池ストリング2B側の単独昇圧運転であってもかまわない。
In the present embodiment, the output of the first
図20に示す制御の場合には、第2太陽電池ストリング2B側の出力電圧を第1太陽電池ストリング2Aのみの電圧値まで降下させた時点で、パワーコンディショナ6のMPPT制御は第1太陽電池ストリング2A側に自動的に移る。なお、図20において、第1太陽電池ストリング2A側の電圧波形が直線状であるのは、パワーコンディショナ6のMPPT制御が第2太陽電池ストリング2B側で行われている時点では、第1太陽電池ストリング2Aの発電電力はパワーコンディショナ6に供給されていないので、MPPT制御の制御下に置かれていないからである。
In the case of the control shown in FIG. 20, when the output voltage on the second
このように、電圧降下を緩やかにすることで、第2太陽電池ストリング2B側から第1太陽電池ストリング2A側へのMPPT制御の移動をスムーズに行なうことができるので、パワーコンディショナ6の入力電圧の変動を抑えて交流出力の安定化が図れる太陽光発電システムを提供できる。
As described above, since the MPPT control can be smoothly moved from the second
以上述べたように、第1実施形態〜第13実施形態によれば、パワーコンディショナ6のMPPT制御が第1太陽電池ストリング2A側から第2太陽電池ストリング2B側に移動して戻らなくなるといった状態を自動的に解除することができて、発電効率を下げること無く、発電電力量の損失を最小限に抑えた太陽光発電システムを提供することができる。
As described above, according to the first to thirteenth embodiments, the MPPT control of the
なお、上述の実施形態では太陽電池として太陽電池ストリングを例にとり説明したが、太陽電池ストリングに限定されない。第1太陽電池とこの第1太陽電池よりも最大出力電
力が小さい第2太陽電池とを接続したものであれば太陽電池ストリングに限定されない。
In addition, although the above-mentioned embodiment demonstrated taking the solar cell string as an example as a solar cell, it is not limited to a solar cell string. The solar cell string is not limited as long as the first solar cell and a second solar cell having a maximum output power smaller than that of the first solar cell are connected.
11、21、31、41、51、61、71、81、91:太陽光発電システム
2:太陽電池ストリング(太陽電池)
2A:第1太陽電池ストリング(第1太陽電池)
2B:第2太陽電池ストリング(第2太陽電池)
2C:第3太陽電池ストリング(第3太陽電池)
3:商用電力系統
4:交流負荷
5:MPPT制御回路
6:パワーコンディショナ
7:電圧制御ユニット
7B:第2電圧制御ユニット
7C:第3電圧制御ユニット
71:昇圧制御回路
8:脈動電圧検知回路
8B:第2脈動電圧検知回路
8C:第3脈動電圧検知回路
9:逆流防止ダイオード
9A:第1逆流防止ダイオード
9B:第2逆流防止ダイオード
10:接続箱
13:脈動電圧検知部
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91: Solar power generation system 2: Solar cell string (solar cell)
2A: First solar cell string (first solar cell)
2B: Second solar cell string (second solar cell)
2C: Third solar cell string (third solar cell)
3: Commercial power system 4: AC load 5: MPPT control circuit 6: Power conditioner 7:
Claims (5)
前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナとの間に、前記第2太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットを設けており、該電圧制御ユニットは、前記第1太陽電池の出力電圧よりも前記第2太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を前記第1太陽電池の出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう太陽光発電システム。 A solar power generation system in which a first solar cell connected in parallel to each other and a second solar cell having a smaller maximum output power than the first solar cell are connected to a power conditioner that performs MPPT control. There,
A voltage control unit is provided between the second solar cell and the power conditioner to control an output voltage of the second solar cell to be a supply voltage to the power conditioner. When the output voltage of the second solar cell is lower than the output voltage of the first solar cell, boost control is performed to increase the supply voltage to the output voltage of the first solar cell, and then the supply voltage is A photovoltaic power generation system that performs control for stopping the boosting control for a predetermined time or lowering the supply voltage to a predetermined voltage for a predetermined time when the voltage is equal to or higher than a minimum starting voltage of a power conditioner.
前記第1太陽電池の出力電圧よりも前記第2太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記第2太陽電池の出力電圧を前記第1太陽電池の出力電圧まで上げて前記パワーコンディショナへの供給電圧とする昇圧制御を行なう第1ステップと、
該第1ステップの後に、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第2ステップとを有する太陽光発電システムの制御方法。 Control of a photovoltaic power generation system in which a first solar cell connected in parallel to each other and a second solar cell having a smaller maximum output power than the first solar cell are connected to a power conditioner that performs MPPT control A method,
When the output voltage of the second solar cell is lower than the output voltage of the first solar cell, the output voltage of the second solar cell is raised to the output voltage of the first solar cell and supplied to the power conditioner A first step of performing step-up control with a voltage;
After the first step, when the supply voltage is equal to or higher than the minimum start-up voltage of the power conditioner, the boost control is stopped for a predetermined time, or the supply voltage is controlled to be lowered to a predetermined voltage for a predetermined time. The control method of the solar energy power generation system which has a 2nd step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012260096A JP2013137752A (en) | 2011-11-30 | 2012-11-28 | Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011262811 | 2011-11-30 | ||
JP2011262811 | 2011-11-30 | ||
JP2012260096A JP2013137752A (en) | 2011-11-30 | 2012-11-28 | Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013137752A true JP2013137752A (en) | 2013-07-11 |
Family
ID=48913389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012260096A Pending JP2013137752A (en) | 2011-11-30 | 2012-11-28 | Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013137752A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017153177A (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 株式会社日立製作所 | Inspection device for photovoltaic power generation apparatus, and inspection method |
JP6281649B1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-02-21 | 株式会社ニプロン | Power management apparatus, power generation system for expansion, power generation system, and power management method |
-
2012
- 2012-11-28 JP JP2012260096A patent/JP2013137752A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017153177A (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 株式会社日立製作所 | Inspection device for photovoltaic power generation apparatus, and inspection method |
JP6281649B1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-02-21 | 株式会社ニプロン | Power management apparatus, power generation system for expansion, power generation system, and power management method |
JP2018133841A (en) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 株式会社ニプロン | Power management device, extension power generating system, power generating system and power management method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5344759B2 (en) | Power distribution system | |
EP2793345B1 (en) | Electric power supply system | |
JP2008054473A (en) | Power conditioner having electric storage function | |
JP2012161190A (en) | Photovoltaic power generation system | |
JP3796460B2 (en) | Power conditioner for photovoltaic system | |
JP6849076B2 (en) | Photovoltaic system, power conditioner | |
EP2670016A2 (en) | Apparatus for photovoltaic power generation and method thereof | |
US20110197945A1 (en) | Electrically parallel connection of photovoltaic modules in a string to provide a dc voltage to a dc voltage bus | |
JP6114016B2 (en) | Power conditioner control method and power conditioner | |
WO2017043027A1 (en) | Power conversion device | |
JPWO2016121402A1 (en) | Power control apparatus, power control system, and power control method | |
JP4566658B2 (en) | Power supply | |
JP2012161189A (en) | Solar battery power charge and discharge control method to storage battery | |
JP2014075854A (en) | Output control system and photovoltaic power generation system | |
KR101764651B1 (en) | Power applying apparatus and method for controlling connecting photovoltaic power generating apparatus | |
JP2013137752A (en) | Solar power generation system, control method therefor, and voltage control unit | |
JP2013050850A (en) | Photovoltaic power generation system and control method therefor, and boost unit | |
JP2012182868A (en) | Photovoltaic power generator | |
EP2159895A2 (en) | Electrically parallel connection of photovoltaic modules in a string to provide a DC voltage to a DC voltage bus | |
JP2004146791A (en) | Solar power generation device | |
JP2013165577A (en) | Power conditioner, power generation system, and current suppression circuit | |
JP2017077092A (en) | Utility grid interconnection system | |
JP5511350B2 (en) | Grid connection power conditioner | |
JP5922438B2 (en) | Photovoltaic power generation system, control method therefor, and voltage control unit | |
KR102281808B1 (en) | Uninterruptible Power Supply Including Energy Storage Part And Method Of Driving The Same |