JP2014072944A - Photovoltaic power generation system and boosting unit for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation system capable of suppressing heat evolution in a boosting unit without requiring increase in costs while improving efficiency of the entire system.SOLUTION: A photovoltaic power generation system composed of a solar cell circuit 1, a boosting unit 2, and a power conditioner 3 makes the boosting unit 2 raise voltage until the voltage reaches voltage at which a converter 6 in the power conditioner 3 stops its operation. The photovoltaic power generation system controls the boosting unit 2 so that a step-up width decreases to prevent temperature of a switching element in the boosting unit 2 from rising when the temperature of the switching element in the boosting unit 2 has reached predetermined upper limit temperature because of the voltage raising, and the step-up width returns again to an initial step-up width when the temperature has reached predetermined lower limit temperature.

Description

この発明は太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関し、より詳細には、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えた昇圧ユニットと、そのような昇圧ニットを備えた太陽光発電システムに関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system and a booster unit thereof, and more specifically, a booster unit including a plurality of booster circuits capable of boosting a DC voltage output from each of a plurality of solar cell circuits, and such a booster knit. The present invention relates to a solar power generation system provided with

従来、太陽光発電システムにおいて、出力電圧が異なる複数の太陽電池回路をパワーコンディショナに接続する場合、太陽電池回路とパワーコンディショナとの間には昇圧ユニット(昇圧接続箱)が配設されている。   Conventionally, in a photovoltaic power generation system, when a plurality of solar cell circuits having different output voltages are connected to a power conditioner, a boost unit (a boost connection box) is disposed between the solar cell circuit and the power conditioner. Yes.

この種の昇圧ユニットの多くは、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路と、太陽電池回路が出力する直流電流を昇圧せずにそのまま出力する1の標準回路とを備えている(たとえば、特許文献1)。そして、太陽電池回路のうち出力電圧が最も高い太陽電池回路が標準回路に接続され、その他の太陽電池回路が昇圧回路に接続され、昇圧回路に接続された太陽電池回路の出力電圧を標準回路に接続された太陽電池回路の出力電圧にまで昇圧させて標準回路の出力と集約し、パワーコンディショナーに入力するようになっている。つまり、パワーコンディショナには出力電圧が最も高い太陽電池回路の出力電圧と同じ値の直流電圧が供給されるようになっている。   Many of this type of boosting unit has a plurality of boosting circuits capable of boosting the DC voltage output from each of the plurality of solar cell circuits, and one standard for directly outputting the DC current output from the solar cell circuit without boosting. Circuit (for example, Patent Document 1). The solar cell circuit having the highest output voltage among the solar cell circuits is connected to the standard circuit, the other solar cell circuits are connected to the booster circuit, and the output voltage of the solar cell circuit connected to the booster circuit is used as the standard circuit. The voltage is boosted to the output voltage of the connected solar cell circuit, aggregated with the output of the standard circuit, and input to the power conditioner. That is, a DC voltage having the same value as the output voltage of the solar cell circuit having the highest output voltage is supplied to the power conditioner.

一方、パワーコンディショナには、コンバータ(DC/DCコンバータ)とインバータ(DC/ACインバータ)とが備えられており、昇圧ユニットから出力される直流電圧はコンバータに入力され、このコンバータにおいて、インバータで所定の交流電力(たとえば住宅用の商用電源と同じAC200Vの交流電力)を出力可能な所定電圧にまで昇圧させてからインバータ入力するようになっている。   On the other hand, the power conditioner is provided with a converter (DC / DC converter) and an inverter (DC / AC inverter), and the DC voltage output from the boost unit is input to the converter. The inverter is input after boosting a predetermined AC power (for example, AC 200V AC power same as a commercial commercial power supply) to a predetermined voltage that can be output.

特許第4468372号公報の図1参照See FIG. 1 of Japanese Patent No. 4468372

しかしながら、このような従来の構成には以下のような問題があり、その改善が望まれていた。   However, such a conventional configuration has the following problems, and improvements have been desired.

すなわち、上述した構成では、太陽電池回路から出力される直流電圧は昇圧ユニットとパワーコンディショナのコンバータとにより二段階で昇圧されることとなるため、太陽光発電システム全体としての効率が最適化されておらず、特に低い電力において効率低下が大きかった。   That is, in the above-described configuration, the DC voltage output from the solar cell circuit is boosted in two stages by the boosting unit and the converter of the power conditioner, so that the efficiency of the entire photovoltaic power generation system is optimized. In particular, the efficiency drop was large at low power.

この点につき、昇圧ユニットに太陽電池回路と同数の昇圧回路を設けておき、これら昇圧回路を用いて、太陽電池回路から出力されるすべての直流電圧を昇圧ユニットにおいて上記所定電圧まで昇圧させる構成、すなわち、パワーコンディショナのインバータが所定の交流電力を出力するのに必要とする入力電圧(インバータの必要入力電圧)になるまで昇圧ユニットで昇圧する構成を採用することが考えられる。   In this regard, the booster unit is provided with the same number of booster circuits as the solar cell circuit, and using these booster circuits, all DC voltages output from the solar cell circuit are boosted to the predetermined voltage in the booster unit, That is, it is conceivable to employ a configuration in which the voltage is boosted by the boosting unit until the input voltage necessary for the inverter of the power conditioner to output predetermined AC power (required input voltage of the inverter) is reached.

しかし、このように昇圧ユニットだけで昇圧を行うようにすると、従来パワーコンディショナのコンバータで出る損失が昇圧ユニットでの損失となるため、昇圧回路に備えられるスイッチング素子の発熱が大きくなり、素子が熱破損するおそれがある。また、放熱器によりスイッチング素子の放熱を図るには大型の放熱器が必要となり、昇圧ユニット、ひいては太陽光発電システム全体のコスト上昇を招くという問題もある。   However, when boosting is performed only with the boosting unit in this way, the loss generated in the converter of the conventional power conditioner becomes the loss in the boosting unit. There is a risk of thermal damage. In addition, a large radiator is required to dissipate the switching element by the radiator, and there is a problem in that the cost of the boosting unit and thus the entire photovoltaic power generation system is increased.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、システム全体の効率向上を図るとともに、コスト上昇を招くことなく昇圧ユニット内の発熱を抑制し得る太陽光発電システムを提供することにある。また、そのための昇圧ユニットを提供する。   The present invention has been made in view of such problems. The object of the present invention is to improve the efficiency of the entire system and to suppress the heat generation in the boosting unit without increasing the cost. It is to provide a solar power generation system. In addition, a boosting unit for this purpose is provided.

上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の太陽光発電システムは、複数の太陽電池回路と、上記複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して1の直流電圧を出力する昇圧ユニットと、上記昇圧ユニットから出力される直流電圧を所定電圧に昇圧させるコンバータと該コンバータで昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するインバータとを有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムにおいて、上記各昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、上記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、上記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、上記所定電圧の電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第1昇圧モードと、上記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、上記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第2昇圧モードとを有していることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a photovoltaic power generation system according to claim 1 of the present invention includes a plurality of solar cell circuits and a plurality of booster circuits capable of boosting a DC voltage output from each of the plurality of solar cell circuits. A boost unit that outputs the DC voltage of one by connecting the outputs of the plurality of boost circuits in parallel, a converter that boosts the DC voltage output from the boost unit to a predetermined voltage, and the converter In the photovoltaic power generation system including a power conditioner having an inverter that converts a DC voltage into predetermined AC power, each booster circuit includes a control circuit that controls a boost ratio by a switching element, and Temperature detecting means for detecting temperature, and the control circuits share control information with control circuits of other booster circuits. And a voltage value lower than the target voltage when the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined upper limit temperature. The second boost mode is set as a new target voltage, and the boost ratio is set based on the new target voltage.

この請求項1に記載の太陽光発電システムでは、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えた昇圧ユニットにおいて、昇圧回路の昇圧比を制御する制御回路が第1昇圧モードと第2昇圧モードの2つの制御モードを有している。   In the photovoltaic power generation system according to claim 1, in the boosting unit including a plurality of boosting circuits capable of boosting the DC voltage output from each of the plurality of solar battery circuits, a control circuit for controlling the boosting ratio of the boosting circuit Has two control modes, a first boost mode and a second boost mode.

第1昇圧モードでは、昇圧回路による昇圧後の出力電圧の目標電圧値として、パワーコンディショナのコンバータの昇圧目標電圧の電圧値を用いているので、第1昇圧モード下で昇圧ユニットから出力される直流電圧は、パワーコンディショナのインバータが所定の交流電力を出力するのに必要とする入力電圧となる。そのため、この第1昇圧モード下では、パワーコンディショナのコンバータを停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。   In the first boost mode, the voltage value of the boost target voltage of the converter of the power conditioner is used as the target voltage value of the output voltage boosted by the boost circuit, so that the voltage is output from the boost unit in the first boost mode. The DC voltage is an input voltage required for the inverter of the power conditioner to output predetermined AC power. Therefore, under this first boost mode, the converter of the power conditioner can be stopped, and the efficiency of the entire system can be improved.

その一方で、この第1昇圧モード下では、昇圧回路の昇圧比は高くなるため、太陽電池回路での発電電力が大きい場合や外気温が高い場合などには、昇圧回路の損失が大きくなって昇圧回路に備えられたスイッチング素子の発熱が大きくなる。そのため、本発明では、スイッチング素子の温度が所定の上限温度以上になったときは、制御回路が第1昇圧モード下での目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定し、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第2昇圧モードに移行するようになっている。   On the other hand, under this first boost mode, the boost ratio of the booster circuit is high, and therefore the loss of the booster circuit becomes large when the generated power in the solar cell circuit is large or the outside temperature is high. Heat generation of the switching element provided in the booster circuit is increased. Therefore, in the present invention, when the temperature of the switching element becomes equal to or higher than the predetermined upper limit temperature, the control circuit sets a voltage value lower than the target voltage in the first boost mode as a new target voltage, and this new A transition is made to a second boost mode in which the boost ratio is set based on the target voltage.

この第2昇圧モード下では、第1昇圧モードよりも昇圧回路の昇圧比が低くなることから、昇圧回路のスイッチング素子の発熱が抑制される。その結果、この第2昇圧モード下ではスイッチング素子の温度は上昇から下降に転じることとなり、スイッチング素子の熱による破損が防止される。なお、このとき昇圧回路の昇圧比を下げているので昇圧ユニットの出力電圧は第1昇圧モード下に比べると低下するが、この低下分はパワーコンディショナのコンバータを動作させることによって昇圧されるので、第2昇圧モード下においてもパワーコンディショナのインバータからは所定の交流電力が出力される。   Under this second boosting mode, the boosting ratio of the boosting circuit is lower than in the first boosting mode, so heat generation of the switching elements of the boosting circuit is suppressed. As a result, under this second boost mode, the temperature of the switching element changes from rising to falling, and the switching element is prevented from being damaged by heat. At this time, since the boosting ratio of the boosting circuit is lowered, the output voltage of the boosting unit is lower than that in the first boosting mode, but this reduction is boosted by operating the converter of the power conditioner. Even in the second boost mode, predetermined AC power is output from the inverter of the power conditioner.

本発明の請求項2に記載の太陽光発電システムは、請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第2昇圧モードにおける新たな目標電圧は、上記各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧の電圧値に設定されることを特徴とする。   The photovoltaic power generation system according to claim 2 of the present invention is the photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the new target voltage in the second boosting mode is the highest among the input voltages of the boosting circuits. The voltage value is set to a high input voltage.

すなわち、請求項2に係る太陽光発電システムでは、第2昇圧モードにおいて設定される目標電圧が各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧(入力最大電圧)の電圧値とされているので、この第2昇圧モード下では、入力最大電圧が入力される昇圧回路は標準回路として機能し、その他の昇圧回路は昇圧動作を行うこととなる。したがって、第2昇圧モードでスイッチング素子の温度低下を図っている状態でも従来の太陽光発電システムと同等の動作を行わせることができる。   That is, in the photovoltaic power generation system according to claim 2, since the target voltage set in the second boost mode is the voltage value of the highest input voltage (maximum input voltage) among the input voltages of the respective boost circuits. In this second boost mode, the booster circuit to which the maximum input voltage is input functions as a standard circuit, and the other booster circuits perform the boosting operation. Therefore, even when the temperature of the switching element is reduced in the second boost mode, the same operation as that of the conventional photovoltaic power generation system can be performed.

本発明の請求項3に記載の太陽光発電システムは、請求項1または2に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第2昇圧モードにおける上記昇圧回路の出力低減率は一定値に固定されていることを特徴とする。   The photovoltaic power generation system according to claim 3 of the present invention is the photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2, wherein the output reduction rate of the boosting circuit in the second boosting mode is fixed to a constant value. It is characterized by that.

すなわち、請求項3に係る太陽光発電システムでは、第2昇圧モードにおいて昇圧回路の出力電圧が新たな目標電圧に向けて固定された出力低減率にしたがって低下するようになるので、この出力低減率を緩やかに設定しておくことで昇圧回路の出力電圧の急激な変動を回避することができる。   That is, in the photovoltaic power generation system according to the third aspect, the output voltage of the booster circuit decreases in accordance with the output reduction rate fixed toward the new target voltage in the second boosting mode. By setting gently, it is possible to avoid sudden fluctuations in the output voltage of the booster circuit.

本発明の請求項4に記載の太陽光発電システムは、請求項1または2に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第2昇圧モードにおける上記昇圧回路の出力低減率は上記温度検出手段の検出温度に基づいて変更されることを特徴とする。   The photovoltaic power generation system according to claim 4 of the present invention is the photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2, wherein the output reduction rate of the booster circuit in the second boosting mode is a detected temperature of the temperature detecting means. It is characterized by being changed based on

すなわち、請求項4に係る太陽光発電システムでは、第2昇圧モードにおける昇圧回路の出力低減率が温度検出手段の検出温度に基づいて変更されるので、スイッチング素子の状況(素子の温度)に応じて適切な出力低減率を使用することができる。たとえば、第2昇圧モードに移行してもスイッチング素子の温度が低下しないときなどは昇圧回路の出力低減率を高めて速やかに出力電圧を下げるなどの対応が可能になる。   That is, in the photovoltaic power generation system according to claim 4, since the output reduction rate of the booster circuit in the second boost mode is changed based on the temperature detected by the temperature detecting means, it depends on the state of the switching element (element temperature). And an appropriate output reduction rate can be used. For example, when the temperature of the switching element does not decrease even after the transition to the second boosting mode, it is possible to take measures such as increasing the output reduction rate of the boosting circuit and quickly reducing the output voltage.

本発明の請求項5に記載の昇圧ユニットは、複数の直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して1の直流電圧にしてパワーコンディショナに出力するための昇圧ユニットであって、上記昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、上記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、上記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、上記パワーコンディショナのインバータの必要入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第1昇圧モードと、上記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、上記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第2昇圧モードとを有していることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, a booster unit includes a plurality of booster circuits capable of boosting a plurality of DC voltages, and outputs the plurality of booster circuits in parallel to obtain one DC voltage. The boosting circuit includes a control circuit that controls the boosting ratio by a switching element, and a temperature detection means that detects the temperature of the switching element. A first boost mode for setting a boost ratio using a necessary input voltage value of the inverter of the power conditioner as a target voltage, and a control circuit of the booster circuit; When the detected temperature is equal to or higher than the predetermined upper limit temperature, a voltage value lower than the target voltage is set as a new target voltage, based on the new target voltage. Characterized in that a second boost mode for setting the step-up ratio.

本発明によれば、太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて昇圧回路の昇圧比を制御する制御回路が第1昇圧モードと第2昇圧モードの2つの制御モードを有しており、第1昇圧モードでは、昇圧回路の出力電圧の目標電圧値として、パワーコンディショナのコンバータの昇圧目標電圧の電圧値を用いているので、パワーコンディショナのコンバータの動作を停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。   According to the present invention, the control circuit that controls the boost ratio of the booster circuit in the booster unit of the photovoltaic power generation system has two control modes of the first booster mode and the second booster mode, Since the voltage value of the booster target voltage of the converter of the inverter is used as the target voltage value of the output voltage of the booster circuit, the operation of the converter of the power conditioner can be stopped and the efficiency of the entire system is improved. Can be made.

また、第1昇圧モードにより昇圧回路のスイッチング素子の温度が上昇したときには第2昇圧モードに移行し、昇圧回路の出力電圧の目標電圧値として第1昇圧モードよりも電圧値の低い新たな目標電圧が設定されるので、スイッチング素子の発熱が抑制され、素子の熱破損が防止されるとともに、過剰な放熱設計を行うことなく低コストで放熱対策が行える。   Further, when the temperature of the switching element of the booster circuit rises in the first boost mode, the second boost mode is entered, and a new target voltage having a voltage value lower than that of the first boost mode is set as the target voltage value of the output voltage of the booster circuit. Therefore, heat generation of the switching element is suppressed, the element is prevented from being damaged by heat, and a heat dissipation measure can be taken at a low cost without performing an excessive heat dissipation design.

本発明に係る太陽光発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of schematic structure of the solar energy power generation system which concerns on this invention. 同太陽光発電システムの昇圧ユニットの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the pressure | voltage rise unit of the solar power generation system. 同太陽光発電システムにおける昇圧ユニットの制御手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control procedure of the pressure | voltage rise unit in the solar power generation system. 同太陽光発電システムにおける昇圧ユニットの出力電圧とスイッチング素子の温度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the output voltage of a pressure | voltage rise unit and the temperature of a switching element in the solar power generation system. 同太陽光発電システムの他の実施形態の説明図であり、図5(a)は昇圧ユニットの出力電圧とスイッチング素子の温度との関係を、また図5(b)は昇圧ユニットの出力電圧と経過時間の関係をそれぞれ示している。It is explanatory drawing of other embodiment of the solar power generation system, FIG. 5A shows the relationship between the output voltage of the boost unit and the temperature of the switching element, and FIG. 5B shows the output voltage of the boost unit. The relationship of elapsed time is shown respectively. 同太陽光発電システムの他の実施形態における昇圧ユニットの制御手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control procedure of the pressure | voltage rise unit in other embodiment of the solar power generation system.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態1
図1は本発明に係る太陽光発電システムの概略構成を示している。この図1に示すように、本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池回路1,1,…と、昇圧ユニット2と、パワーコンディショナ3と、電力系統4とを主要部として構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of a photovoltaic power generation system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system according to the present invention includes a plurality of solar cell circuits 1, 1,..., A boost unit 2, a power conditioner 3, and a power system 4 as main parts. Has been.

太陽電池回路1は、複数の太陽電池(セル)を直並列接続して必要な直流電圧と直流電流とが得られるように構成してなる太陽電池モジュールを直列接続することによって構成された回路であり、この太陽電池回路1は太陽光発電システムを設置する場所(たとえば、屋根)の構造や向きなどに応じて適宜適数配設される。たとえば、一般的な家屋の寄棟造りの屋根の場合には4回路から5回路程度の複数の太陽電池回路1が配設される。なお、図1ではその一部を省略して2回路のみ示している。   The solar cell circuit 1 is a circuit configured by connecting a plurality of solar cells (cells) in series and parallel to each other and connecting solar cell modules configured to obtain a necessary DC voltage and DC current in series. Yes, this solar cell circuit 1 is appropriately disposed in accordance with the structure or orientation of the place (for example, the roof) where the photovoltaic power generation system is installed. For example, in the case of a typical house-built roof, a plurality of solar cell circuits 1 having about 4 to 5 circuits are arranged. In FIG. 1, only a part of the circuit is omitted and only two circuits are shown.

昇圧ユニット2は、これら複数の太陽電池回路1のそれぞれが出力する直流電圧を集約して1つの出力電圧としてパワーコンディショナ3に入力するための接続箱であって、本実施形態では、この昇圧ユニット2は、出力電圧値が異なる太陽電池回路1の出力電圧を揃えてパワーコンディショナ3に入力できるように、太陽電池回路1の数と同数(つまり複数)の昇圧回路5を備えるとともに、これら各昇圧回路5の各出力が並列接続されて1の直流電圧として出力されるように構成されている(昇圧ユニット2の詳細は後述する)。なお、この昇圧ユニット2は、箱状の金属製のケースで構成されており、通常は太陽電池回路1の近くの屋外に配設される。そのため、この昇圧ユニット2内の温度(具体的には後述するスイッチング素子の温度)は外気温度の影響を受けやすくなっている。   The step-up unit 2 is a connection box for collecting DC voltages output from each of the plurality of solar cell circuits 1 and inputting them to the power conditioner 3 as one output voltage. In this embodiment, the step-up unit 2 The unit 2 includes the same number (ie, a plurality) of booster circuits 5 as the number of solar cell circuits 1 so that the output voltages of the solar cell circuits 1 having different output voltage values can be input to the power conditioner 3 in a uniform manner. Each output of each booster circuit 5 is connected in parallel and output as one DC voltage (details of the booster unit 2 will be described later). In addition, this pressure | voltage rise unit 2 is comprised by the box-shaped metal case, and is normally arrange | positioned outdoors near the solar cell circuit 1. FIG. For this reason, the temperature in the boosting unit 2 (specifically, the temperature of a switching element described later) is easily affected by the outside air temperature.

パワーコンディショナ3は、昇圧ユニット2から出力される直流電圧を電力系統4に連系させるための系統連系インバータ装置であって、昇圧ユニット2から出力される直流電圧を所定電圧V1に昇圧させるコンバータ6と、このコンバータ6で昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するためのインバータ7とを備えて構成されている。   The power conditioner 3 is a grid-connected inverter device for linking the DC voltage output from the boosting unit 2 to the power system 4, and boosts the DC voltage output from the boosting unit 2 to a predetermined voltage V1. The converter 6 includes an inverter 7 for converting the DC voltage boosted by the converter 6 into predetermined AC power.

より詳細には、たとえば、上記電力系統4が単相交流200Vの商用電源である場合、太陽電池回路1で発電された直流電力をこの商用電源に連系させるためには、インバータ7は商用電源と同じ単相交流200Vの交流電力を出力しなければならない。そして、インバータ7がこの交流電力を出力するためには、コンバータ6は、インバータ7において単相交流200Vの交流電力に変換可能な直流電圧(インバータ7の必要入力電圧値)の直流電力をインバータ7に供給しなければならない(つまり、コンバータ6の昇圧目標電圧である上記所定電圧V1=インバータ7の必要入力電圧となる。そして、この必要入力電圧値は、インバータ7が単相交流200Vの交流電力を出力する場合には、350V程度に設定される)。   More specifically, for example, when the power system 4 is a single-phase AC 200 V commercial power source, the inverter 7 is connected to the commercial power source in order to link the DC power generated by the solar cell circuit 1 to the commercial power source. The same single-phase 200V AC power must be output. In order for the inverter 7 to output this AC power, the converter 6 converts the DC power of the DC voltage (required input voltage value of the inverter 7) that can be converted into AC power of 200 V single-phase AC in the inverter 7 into the inverter 7. (That is, the predetermined voltage V1 that is the boost target voltage of the converter 6 is the required input voltage of the inverter 7. The required input voltage value is the AC power of the single-phase AC 200V by the inverter 7. Is set to about 350V).

そのため、この本実施形態に示すパワーコンディショナ3のコンバータ6は、昇圧ユニット2から出力される直流電圧(つまり、コンバータ6への入力電圧Vin)が上記所定電圧V1未満である場合には、コンバータ6の出力電圧Voutが上記所定電圧V1となるように昇圧動作を行うよう制御されるとともに、昇圧ユニット2から出力される直流電圧が上記所定電圧V1以上の場合には、コンバータ6の昇圧動作(つまり、コンバータ6そのものの動作)を停止させるように構成されている。なお、このコンバータ6が昇圧動作を停止する電圧値を以下、「Vin max」と称する。   For this reason, the converter 6 of the power conditioner 3 shown in this embodiment is configured so that the DC voltage output from the boosting unit 2 (that is, the input voltage Vin to the converter 6) is less than the predetermined voltage V1. 6 is controlled to perform the boosting operation so that the output voltage Vout becomes the predetermined voltage V1, and when the DC voltage output from the boosting unit 2 is equal to or higher than the predetermined voltage V1, the boosting operation ( That is, the operation of the converter 6 itself is stopped. The voltage value at which converter 6 stops the boosting operation is hereinafter referred to as “Vin max”.

図2は、昇圧ユニット2の概略構成を示している。
図2に示すように、昇圧ユニット2は同じ構成を有する複数の昇圧回路5を備えて構成されており、各昇圧回路5は、いずれも、昇圧回路部51と、温度センサ52と、制御回路53とを主要部として備えている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the boosting unit 2.
As shown in FIG. 2, the booster unit 2 includes a plurality of booster circuits 5 having the same configuration, and each booster circuit 5 includes a booster circuit unit 51, a temperature sensor 52, and a control circuit. 53 as a main part.

昇圧回路部51は、太陽電池回路1から出力される直流電圧を制御回路53で設定される昇圧比に基づいて昇圧する回路部であって、図示しないが、制御回路53からの制御信号に基づいて直流電圧をスイッチングして昇圧させるスイッチング素子を備えている。なお、このスイッチング素子による昇圧動作は周知であるのでその説明は省略するが、このスイッチング素子のスイッチングによって昇圧回路部51の昇圧比が制御されるようになっている。また、この昇圧回路部51には、制御回路53で設定される昇圧比が1であるとき(つまり、入力電圧を昇圧せずにそのまま出力する場合)に使用するダイオード(図示せず)も備えられており、この昇圧回路部51は標準回路としても機能するようになっている。   The booster circuit unit 51 is a circuit unit that boosts the DC voltage output from the solar cell circuit 1 based on the boost ratio set by the control circuit 53, and is not shown, but is based on a control signal from the control circuit 53. A switching element for switching and boosting the DC voltage. The step-up operation by this switching element is well known and will not be described here. However, the step-up ratio of the step-up circuit unit 51 is controlled by the switching of the switching element. The booster circuit unit 51 also includes a diode (not shown) that is used when the boost ratio set by the control circuit 53 is 1 (that is, when the input voltage is output as it is without being boosted). The booster circuit unit 51 also functions as a standard circuit.

温度センサ52は、昇圧回路部51に備えられるスイッチング素子の温度を検出するための温度検出手段であって、この温度センサ52で検出される温度は制御回路53に入力されるようになっている。この温度センサ52は、スイッチング素子に直接取り付けられるものの他、たとえば、スイッチング素子に取り付けられる放熱器に取り付けられるものであってもよい。すなわち、温度センサ52は、スイッチング素子の温度を直接または間接的に検出可能なものであればよい。   The temperature sensor 52 is temperature detecting means for detecting the temperature of the switching element provided in the booster circuit unit 51, and the temperature detected by the temperature sensor 52 is input to the control circuit 53. . The temperature sensor 52 may be attached to a radiator attached to the switching element, for example, in addition to the one attached directly to the switching element. That is, the temperature sensor 52 may be any sensor that can directly or indirectly detect the temperature of the switching element.

制御回路53は、上記スイッチング素子を制御することによって昇圧回路部51での昇圧比を制御する制御装置であって、この制御回路53は昇圧ユニット2内の他の昇圧回路5の制御回路53と通信可能に構成され、他の制御回路53と制御情報を共有できるように構成されている。すなわち、この制御回路53は、当該制御回路53が備えられた昇圧回路5の昇圧回路部51を制御するにあたり、他の制御回路53と制御情報(たとえば、昇圧回路部51の目標出力電圧や昇圧回路部51の入出力電圧など)を共有しながら昇圧回路部51を制御するようになっている。   The control circuit 53 is a control device that controls the boosting ratio in the boosting circuit unit 51 by controlling the switching element. The control circuit 53 is connected to the control circuit 53 of the other boosting circuit 5 in the boosting unit 2. It is configured to be communicable and configured to share control information with other control circuits 53. That is, when the control circuit 53 controls the booster circuit unit 51 of the booster circuit 5 provided with the control circuit 53, the control circuit 53 and the control information (for example, the target output voltage and booster of the booster circuit unit 51). The booster circuit unit 51 is controlled while sharing the input / output voltage of the circuit unit 51).

次に、このように構成された太陽光発電システムの動作、特に昇圧ユニット2の動作について、図3および図4を参照しながら説明する。図3は昇圧ユニット2の制御手順を示しており、また、図4は昇圧ユニット2の出力電圧と上記スイッチング素子の温度との関係を示している。   Next, the operation of the photovoltaic power generation system configured as described above, in particular, the operation of the boosting unit 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a control procedure of the boost unit 2, and FIG. 4 shows a relationship between the output voltage of the boost unit 2 and the temperature of the switching element.

本発明に係る太陽光発電システムでは、昇圧ユニット2の各昇圧回路5に備えられる各制御回路53は、太陽電池回路1から出力される直流電圧を昇圧するにあたり、第1昇圧モードと第2昇圧モードの二つの動作モードを有しており、これら動作モードを切り換えながら昇圧動作を行うように構成されている。   In the photovoltaic power generation system according to the present invention, each control circuit 53 provided in each booster circuit 5 of the booster unit 2 boosts the DC voltage output from the solar cell circuit 1 in the first boost mode and the second booster. The operation mode has two operation modes, and the boosting operation is performed while switching between these operation modes.

具体的には、昇圧ユニット2の各制御回路53は、太陽電池回路1で発電された直流電圧の昇圧回路部51への入力が開始されると、まず第1昇圧モードで動作を開始するように構成されている。   Specifically, each control circuit 53 of the boost unit 2 starts to operate in the first boost mode when the input of the DC voltage generated by the solar cell circuit 1 to the boost circuit unit 51 is started. It is configured.

この第1昇圧モードでは、各制御回路53は、それぞれ昇圧回路部51からの出力する目標電圧として上述したインバータ7の必要入力電圧値(つまり、コンバータ6が昇圧動作を停止する電圧Vin max)を設定するとともに、この目標電圧に基づいてそれぞれ昇圧回路部51の昇圧比を設定して昇圧回路部51での昇圧動作を開始させる。   In the first boost mode, each control circuit 53 uses the above-described required input voltage value of the inverter 7 (that is, the voltage Vin max at which the converter 6 stops the boost operation) as the target voltage output from the boost circuit unit 51. In addition, the boosting ratio of the booster circuit unit 51 is set based on the target voltage, and the boosting operation in the booster circuit unit 51 is started.

これにより、各昇圧回路部51からはインバータ7の必要入力電圧にまで昇圧された直流電圧が出力されるので、パワーコンディショナ3のコンバータ6は動作を停止し、インバータ7のみが動作する。そのため、昇圧ユニット2から出力された直流電圧は、コンバータ6で昇圧されることなくインバータ7に入力され、インバータ7で電力系統4と連系可能な交流電力に変換され、電力系統4との連系が行われる。   As a result, a DC voltage boosted to the required input voltage of the inverter 7 is output from each booster circuit unit 51, so that the converter 6 of the power conditioner 3 stops operating, and only the inverter 7 operates. Therefore, the DC voltage output from the boosting unit 2 is input to the inverter 7 without being boosted by the converter 6, converted into AC power that can be connected to the power system 4 by the inverter 7, and connected to the power system 4. The system is done.

この第1昇圧モードによる各昇圧回路部51の昇圧動作は、その目標電圧がコンバータ6を停止させることができるように高く設定されるため、昇圧回路部51の昇圧比も高くなる。そのため、太陽電池回路1での発電電力が大きい場合や外気温が高い場合などには、昇圧回路部51の損失が大きくなって昇圧回路部51に備えられたスイッチング素子の発熱が大きくなり、スイッチング素子の温度が徐々に上昇する傾向にある。   The boosting operation of each boosting circuit unit 51 in the first boosting mode is set high so that the target voltage can stop the converter 6, so that the boosting ratio of the boosting circuit unit 51 is also high. For this reason, when the generated power in the solar cell circuit 1 is large or when the outside air temperature is high, the loss of the booster circuit unit 51 is increased and the heat generated by the switching element provided in the booster circuit unit 51 is increased. The temperature of the element tends to rise gradually.

そのため、各制御回路53は、この第1昇圧モード下では、昇圧回路51での昇圧動作が開始されると、それぞれ対応する温度センサ52で検出される温度(スイッチング素子の温度)の監視を開始する(図3ステップS1参照)。この各制御回路53による温度監視は、スイッチング素子がその発熱として許容可能な温度としてあらかじめ設定された所定の上限温度T1以上になっていないかを定期的に監視するものである(図3ステップS2参照)。   Therefore, each control circuit 53 starts monitoring the temperature (the temperature of the switching element) detected by the corresponding temperature sensor 52 when the boosting operation in the boosting circuit 51 is started in the first boosting mode. (See step S1 in FIG. 3). The temperature monitoring by each control circuit 53 periodically monitors whether or not the switching element is equal to or higher than a predetermined upper limit temperature T1 set in advance as a temperature allowable as heat generation (step S2 in FIG. 3). reference).

したがって、この温度監視において設定される上限温度T1は、スイッチング素子が熱破壊に至らない範囲で適宜設定される。具体的には、スイッチング素子は、その温度が高くなると特性が低下し、昇圧回路部51での損失が増えることから、この上限温度T1はスイッチング素子の特性が過度に低下するに至らない温度(たとえば、100℃程度)に設定される。   Therefore, the upper limit temperature T1 set in this temperature monitoring is appropriately set within a range in which the switching element does not cause thermal destruction. Specifically, the characteristics of the switching element decrease as the temperature rises, and the loss in the booster circuit unit 51 increases. Therefore, the upper limit temperature T1 is a temperature at which the characteristics of the switching element do not excessively decrease ( For example, it is set to about 100 ° C.

そして、図3ステップS2の判断が肯定的、つまり、温度監視の結果、いずれかの制御回路53において温度センサ52の検出温度が上記上限温度T1以上であると判断されたときには、各制御回路53はスイッチング素子の温度を下げるために第2昇圧モードに移行する。   Then, when the determination in step S2 of FIG. 3 is affirmative, that is, as a result of temperature monitoring, if any of the control circuits 53 determines that the detected temperature of the temperature sensor 52 is equal to or higher than the upper limit temperature T1, Shifts to the second boost mode in order to lower the temperature of the switching element.

この第2昇圧モードでは、各制御回路53は、それぞれ昇圧回路部51の目標電圧を第1昇圧モード下で設定した目標電圧よりも低い電圧値に設定を変更し、この新たな目標電圧に基づいて昇圧回路部51の昇圧比を設定し、昇圧回路部51での昇圧動作を行わせる(図3ステップS3参照)。このように第2昇圧モードにおいて新たに設定される目標電圧を第1モード下での目標電圧よりも低く設定するのは、昇圧回路部51の昇圧比を下げることによってスイッチング素子の発熱を抑制するためであり、スイッチング素子の発熱を抑制することで、スイッチング素子の温度を下げることを目的としている。   In the second boost mode, each control circuit 53 changes the setting of the target voltage of the boost circuit unit 51 to a voltage value lower than the target voltage set in the first boost mode, and based on the new target voltage. Thus, the boosting ratio of the boosting circuit unit 51 is set, and the boosting operation in the boosting circuit unit 51 is performed (see step S3 in FIG. 3). The reason why the target voltage newly set in the second boost mode is set lower than the target voltage in the first mode is to suppress the heat generation of the switching element by lowering the boost ratio of the boost circuit unit 51. Therefore, an object is to reduce the temperature of the switching element by suppressing the heat generation of the switching element.

本実施形態では、この第2昇圧モード下で各制御回路53が設定する新たな目標電圧として、各昇圧回路部51の入力電圧のうちで最も高い入力電圧(入力最大電圧)の電圧値が採用される。この入力最大電圧は、昇圧ユニット2に接続される太陽電池回路1のうちでもっとも高い出力電圧の電圧値である。したがって、この第2昇圧モード下では、入力最大電圧が入力される昇圧回路部51は昇圧比が1となり、当該回路51だけは昇圧を行わない標準回路として機能することとなり、その他の昇圧回路部51では新たな目標電圧に基づいて昇圧比が設定され、昇圧動作が行われる。すなわち、この第2昇圧モードでの昇圧ユニット2の昇圧動作は、標準回路と昇圧回路とを備えた従来の昇圧ユニットと同様の昇圧動作となる。   In the present embodiment, the voltage value of the highest input voltage (input maximum voltage) among the input voltages of each booster circuit unit 51 is employed as a new target voltage set by each control circuit 53 in the second booster mode. Is done. This input maximum voltage is the voltage value of the highest output voltage in the solar cell circuit 1 connected to the boosting unit 2. Therefore, under this second boosting mode, the boosting circuit unit 51 to which the maximum input voltage is input has a boosting ratio of 1, and only the circuit 51 functions as a standard circuit that does not perform boosting. In 51, the boost ratio is set based on the new target voltage, and the boost operation is performed. That is, the boosting operation of the boosting unit 2 in the second boosting mode is the same boosting operation as that of the conventional boosting unit including the standard circuit and the boosting circuit.

そして、本実施形態では、この第2昇圧モードにおける各昇圧回路部51の昇圧動作の制御にあたり、各制御回路53(ただし、標準回路として機能する昇圧回路5の制御回路を除く)は、昇圧回路部51の出力電圧の出力低減率を一定値に固定して、出力電圧を緩やかに下げるようにしている。すなわち、各制御回路53は、この出力低減率を緩やかに設定することで、昇圧回路部51の出力電圧の急激な変動を回避するようにしている。なお、このように昇圧回路部51の出力電圧の急激な変動を回避するように昇圧動作を制御することで、昇圧ユニット2からの出力電圧の急激な変動が抑制され、パワーコンディショナ3の誤動作も防止される。   In the present embodiment, in controlling the boosting operation of each booster circuit unit 51 in the second boosting mode, each control circuit 53 (except the control circuit of the booster circuit 5 functioning as a standard circuit) is a booster circuit. The output voltage reduction rate of the output voltage of the unit 51 is fixed to a constant value, and the output voltage is gradually lowered. That is, each control circuit 53 avoids sudden fluctuations in the output voltage of the booster circuit section 51 by setting the output reduction rate gently. In addition, by controlling the boosting operation so as to avoid the sudden fluctuation of the output voltage of the boosting circuit unit 51 in this way, the sudden fluctuation of the output voltage from the boosting unit 2 is suppressed, and the malfunction of the power conditioner 3 is suppressed. Is also prevented.

しかして、この第2昇圧モードでは、昇圧ユニット2からの出力電圧は緩やかに低下することになり、それに伴ってパワーコンディショナ3への入力電圧(つまり、コンバータ6の入力電圧Vin)も緩やかに低下することとなる。換言すれば、この第2昇圧モードでは、コンバータ6の入力電圧Vinは、コンバータ6が昇圧動作を停止する電圧Vin maxから上記の入力最大電圧まで低下することになる(図4参照)。   Thus, in the second boost mode, the output voltage from the boost unit 2 gradually decreases, and accordingly, the input voltage to the power conditioner 3 (that is, the input voltage Vin of the converter 6) also gradually decreases. Will be reduced. In other words, in the second boosting mode, the input voltage Vin of the converter 6 decreases from the voltage Vin max at which the converter 6 stops the boosting operation to the above input maximum voltage (see FIG. 4).

そのため、この第2昇圧モード下では、パワーコンディショナ3はその入力電圧Vinが低下し始めると、パワーコンディショナのコンバータ6が昇圧動作を開始し、コンバータ6の出力電圧Voutがインバータ7の必要入力電圧を維持するように動作することとなる。つまり、この第2昇圧モード下においてもパワーコンディショナ3のインバータ7からは所定の交流電力が出力されるようになっている。   Therefore, under this second boost mode, when the input voltage Vin of the power conditioner 3 starts to decrease, the converter 6 of the power conditioner starts the boost operation, and the output voltage Vout of the converter 6 is the required input of the inverter 7. It will operate to maintain the voltage. That is, even in the second boost mode, predetermined AC power is output from the inverter 7 of the power conditioner 3.

そして、この第2昇圧モードにおいても各制御回路53は、それぞれ対応する温度センサ52で検出される温度を定期的に監視するように構成されており、先に上限温度T1を検出した温度センサ52の検出温度が所定の下限温度T3以下になると(図3ステップS4参照)、各制御回路53は、第2昇圧モードを解除して、第1昇圧モードに復帰する(図4参照)。   In the second boost mode, each control circuit 53 is configured to periodically monitor the temperature detected by the corresponding temperature sensor 52, and the temperature sensor 52 that previously detected the upper limit temperature T1. When the detected temperature falls below the predetermined lower limit temperature T3 (see step S4 in FIG. 3), each control circuit 53 cancels the second boost mode and returns to the first boost mode (see FIG. 4).

ここで、上記下限温度T3は、上記上限温度T1よりも低い値で適宜設定されるが、下限温度T3が上限温度T1と近すぎると第1昇圧モードと第2昇圧モードが断続的に繰り返されることになるので、そのようなことが生じない温度(たとえば、80℃程度)に設定される。   Here, the lower limit temperature T3 is appropriately set to a value lower than the upper limit temperature T1, but if the lower limit temperature T3 is too close to the upper limit temperature T1, the first boost mode and the second boost mode are intermittently repeated. Therefore, it is set to a temperature at which such a situation does not occur (for example, about 80 ° C.).

なお、第2昇圧モードから第1昇圧モードに復帰する場合、各制御回路53は、出力電圧の目標電圧として再びインバータ7の必要入力電圧値を設定することになるが、それに伴う各昇圧回路部51の動作制御にあたっても、昇圧回路部51の出力電圧の出力増加率を一定値に固定して、出力電圧が緩やかに上昇するようにして、出力電圧の急激な変動を回避するようになっている。   When returning from the second boost mode to the first boost mode, each control circuit 53 sets the necessary input voltage value of the inverter 7 again as the target voltage of the output voltage. Also in the operation control of 51, the output increase rate of the output voltage of the booster circuit unit 51 is fixed to a constant value so that the output voltage rises gently, and sudden fluctuation of the output voltage is avoided. Yes.

そして、昇圧ユニット2からの出力電圧がインバータ7の必要入力電圧になると、パワーコンディショナ3のコンバータ6はその動作を停止する。   When the output voltage from boost unit 2 reaches the required input voltage of inverter 7, converter 6 of power conditioner 3 stops its operation.

このように、本発明に係る太陽光発電システムでは、昇圧ユニット2における各昇圧回路部51の制御にあたり、制御回路53が第1昇圧モードと第2昇圧モードの2つの制御モードを用い、第1昇圧モードでは、各昇圧回路部51の出力電圧の目標電圧として、パワーコンディショナ3のコンバータ6の昇圧目標であるインバータ7の必要入力電圧を用いているので、第1昇圧モード下ではパワーコンディショナ3のコンバータ6の動作を停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。一方、第1昇圧モードにより昇圧回路部51のスイッチング素子の温度が上昇したときには、第2昇圧モードに移行して、昇圧回路部51の出力電圧を下げるので、スイッチング素子の発熱が抑制され、素子の熱破損が防止される。そのため、スイッチング素子に対する放熱器を大型化させることなく低コストで放熱対策が行える。   As described above, in the photovoltaic power generation system according to the present invention, the control circuit 53 uses the two control modes of the first boost mode and the second boost mode to control each boost circuit unit 51 in the boost unit 2. In the boost mode, since the required input voltage of the inverter 7 that is the boost target of the converter 6 of the power conditioner 3 is used as the target voltage of the output voltage of each booster circuit section 51, the power conditioner is used in the first boost mode. 3 can be stopped, and the efficiency of the entire system can be improved. On the other hand, when the temperature of the switching element of the boosting circuit unit 51 rises in the first boosting mode, the operation proceeds to the second boosting mode and the output voltage of the boosting circuit unit 51 is lowered. Heat damage is prevented. Therefore, a heat radiation measure can be taken at low cost without increasing the size of the radiator for the switching element.

実施形態2
次に、本発明の第2の実施形態について、図5および図6に基づいて説明する。
この第2の実施形態に示す太陽光発電システムは、上述した実施形態1の昇圧ユニット2における各昇圧回路5の制御回路53の制御内容を改変したものである。具体的には、第1昇圧モードから第2昇圧モードに移行する際における各昇圧回路部51の出力低減率の設定を改変している。なお、その他の構成は実施形態1と共通するので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 5 and FIG.
The photovoltaic power generation system shown in the second embodiment is obtained by modifying the control content of the control circuit 53 of each booster circuit 5 in the booster unit 2 of the first embodiment described above. Specifically, the setting of the output reduction rate of each booster circuit unit 51 when shifting from the first boost mode to the second boost mode is modified. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configurations, and the description thereof is omitted.

本実施形態に示す太陽光発電システムでは、第2昇圧モードにおける昇圧回路部51の出力低減率が温度センサ52の検出温度に基づいて変更されるように構成されている。   The photovoltaic power generation system shown in the present embodiment is configured such that the output reduction rate of the booster circuit unit 51 in the second boosting mode is changed based on the temperature detected by the temperature sensor 52.

図6は、本実施形態に示す昇圧ユニット2の制御手順を示しており、この図6に示すように、本実施形態に示す太陽光発電システムにおいても、各制御回路53は、太陽電池回路1で発電された直流電圧の昇圧回路部51への入力が開始されると、各昇圧回路部51はインバータ7の必要入力電圧値を目標電圧値として設定して第1昇圧モードで動作を開始する。   FIG. 6 shows the control procedure of the booster unit 2 shown in the present embodiment. As shown in FIG. 6, each control circuit 53 is also connected to the solar cell circuit 1 in the solar power generation system shown in the present embodiment. When the input to the booster circuit unit 51 of the DC voltage generated at is started, each booster circuit unit 51 sets the necessary input voltage value of the inverter 7 as the target voltage value and starts the operation in the first boost mode. .

そして、各制御回路53は、それぞれ対応する温度センサ52で検出される温度を監視し(図6ステップS1参照)、検出温度が所定の上限温度T1以上であるか否かを判断する(図6ステップS2参照)。そして、いずれかの制御回路53において温度センサ52の検出温度が上記上限温度T1以上であると判断すると、各制御回路53は第2昇圧モードに移行する。   Each control circuit 53 monitors the temperature detected by the corresponding temperature sensor 52 (see step S1 in FIG. 6), and determines whether the detected temperature is equal to or higher than a predetermined upper limit temperature T1 (FIG. 6). Step S2). If any control circuit 53 determines that the temperature detected by the temperature sensor 52 is equal to or higher than the upper limit temperature T1, each control circuit 53 shifts to the second boost mode.

そして、この第2昇圧モードにおいて、本実施形態の昇圧ユニット2では、上限温度T1を検出した制御回路53は、定期的に温度センサ52の検出温度を検出し、その検出温度に基づいて昇圧回路部51の出力低減率を変更する。具体的には、上限温度T1を検出した温度センサ52の検出温度の最大値が更新されたか否か(温度が前回より上昇しているか否か)を制御回路53が判断し(図6ステップS4参照)、最大値が更新されていれば(図6ステップS4でYes)、その更新量に応じて制御回路53に設定されている出力低減率よりも低減率を高める(つまり、初期設定の出力低下係数に所定の係数α(ただし、α>1)を乗じて出力低下を速くする)ように出力低減率を再設定する(図6ステップS6参照)。   In the second boosting mode, in the boosting unit 2 of the present embodiment, the control circuit 53 that has detected the upper limit temperature T1 periodically detects the temperature detected by the temperature sensor 52, and the boosting circuit is based on the detected temperature. The output reduction rate of the unit 51 is changed. Specifically, the control circuit 53 determines whether or not the maximum value of the detected temperature of the temperature sensor 52 that has detected the upper limit temperature T1 has been updated (whether or not the temperature has increased from the previous time) (step S4 in FIG. 6). If the maximum value has been updated (Yes in step S4 in FIG. 6), the reduction rate is set higher than the output reduction rate set in the control circuit 53 in accordance with the update amount (that is, the initially set output). The output reduction rate is reset (see step S6 in FIG. 6) so that the reduction coefficient is multiplied by a predetermined coefficient α (where α> 1) to speed up the output reduction).

つまり、本実施形態の昇圧ユニット2では、図5(b)に示すように、温度センサ52の検出温度の最大値の更新幅が大きければ(温度上昇大であれば)大きいほど、制御回路53は昇圧回路部51の出力低減率を高める(図示の傾きを強くする)ように設定されており、スイッチング素子の温度上昇を防ぐようになっている。   That is, in the boosting unit 2 of the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the control circuit 53 increases as the update range of the maximum value of the detected temperature of the temperature sensor 52 increases (if the temperature rise is large). Is set so as to increase the output reduction rate of the booster circuit section 51 (increase the slope shown in the figure), and prevent the temperature of the switching element from rising.

これに対し、上限温度T1を検出した温度センサ52の検出温度の最大値が更新されていなければ(図6ステップS4でNo)、制御回路53で現在設定している出力低減率を維持する(図6ステップS5参照)。   On the other hand, if the maximum value of the detected temperature of the temperature sensor 52 that detected the upper limit temperature T1 has not been updated (No in step S4 in FIG. 6), the output reduction rate currently set in the control circuit 53 is maintained ( (See step S5 in FIG. 6).

そして、昇圧ユニット2の出力電圧が第2昇圧モードの目標電圧になると(図6ステップS7でYes)、その後は、実施形態1と同様の処理、すなわち、制御回路53は、先に上限温度T1を検出した温度センサ52の検出温度が所定の下限温度T3以下になったか否かを判断し(図6ステップS8参照)、下限温度T3以下になれば、第2昇圧モードを解除して第1昇圧モードに復帰する(図6ステップS10参照)。   When the output voltage of the boosting unit 2 becomes the target voltage in the second boosting mode (Yes in step S7 in FIG. 6), thereafter, the same processing as that of the first embodiment, that is, the control circuit 53 first performs the upper limit temperature T1. It is determined whether or not the detected temperature of the temperature sensor 52 that has detected the temperature is equal to or lower than a predetermined lower limit temperature T3 (see step S8 in FIG. 6). Return to the boost mode (see step S10 in FIG. 6).

このように、本実施形態に示す太陽光発電システムでは、第2昇圧モードにおける昇圧回路部51の出力低減率が温度センサ52の検出温度に基づいて変更されるので、スイッチング素子の温度に応じて適切な出力低減率を設定することができ、低減率を固定した場合にスイッチング素子の温度が低下しないような状況でもスイッチング素子の温度を確実に下げることができる。   As described above, in the photovoltaic power generation system shown in the present embodiment, the output reduction rate of the booster circuit unit 51 in the second boosting mode is changed based on the detected temperature of the temperature sensor 52, and accordingly, according to the temperature of the switching element. An appropriate output reduction rate can be set, and the temperature of the switching element can be reliably lowered even in a situation where the temperature of the switching element does not decrease when the reduction rate is fixed.

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。   The above-described embodiments show preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these, and various design changes can be made within the scope of the invention.

1 太陽電池回路
2 昇圧ユニット
3 パワーコンディショナ
4 電力系統
5 昇圧回路
51 昇圧回路部51
52 温度センサ(温度検出手段)
53 制御回路
V1 所定電圧
T1 上限温度
T3 下限温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell circuit 2 Booster unit 3 Power conditioner 4 Electric power system 5 Booster circuit 51 Booster circuit part 51
52 Temperature sensor (temperature detection means)
53 Control circuit V1 Predetermined voltage T1 Upper limit temperature T3 Lower limit temperature

Claims (5)

複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して1の直流電圧を出力する昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電圧を所定電圧に昇圧させるコンバータと該コンバータで昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するインバータとを有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムにおいて、
前記各昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、前記所定電圧の電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第1昇圧モードと、前記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、前記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第2昇圧モードとを有していることを特徴とする太陽光発電システム。
A plurality of solar cell circuits and a plurality of booster circuits capable of boosting a DC voltage output from each of the plurality of solar cell circuits are provided, and outputs of the plurality of booster circuits are connected in parallel to output one DC voltage. And a power conditioner having a converter that boosts the DC voltage output from the boost unit to a predetermined voltage, and an inverter that converts the DC voltage boosted by the converter into predetermined AC power. In the solar power generation system,
Each step-up circuit includes a control circuit that controls a step-up ratio by a switching element, and a temperature detection unit that detects the temperature of the switching element,
Each control circuit is configured to share control information with a control circuit of another boost circuit, and a first boost mode for setting a boost ratio using the voltage value of the predetermined voltage as a target voltage, and the temperature detection And a second boosting mode for setting a voltage value lower than the target voltage as a new target voltage and setting a boost ratio based on the new target voltage when the detected temperature of the means reaches a predetermined upper limit temperature or more. A solar power generation system characterized by
前記第2昇圧モードにおける新たな目標電圧は、前記各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧の電圧値に設定され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。   2. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the new target voltage in the second boost mode is set to a voltage value of the highest input voltage among the input voltages of the boost circuits. 前記第2昇圧モードにおける前記昇圧回路の出力低減率は一定値に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽光発電システム。   The photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2, wherein an output reduction rate of the booster circuit in the second booster mode is fixed to a constant value. 前記第2昇圧モードにおける前記昇圧回路の出力低減率は前記温度検出手段の検出温度に基づいて変更されることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽光発電システム。   3. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein an output reduction rate of the booster circuit in the second boosting mode is changed based on a temperature detected by the temperature detecting unit. 複数の直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して1の直流電圧にしてパワーコンディショナに出力するための昇圧ユニットであって、
前記昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、前記パワーコンディショナのインバータの必要入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第1昇圧モードと、前記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、前記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第2昇圧モードとを有していることを特徴とする昇圧ユニット。
A boosting unit comprising a plurality of boosting circuits capable of boosting a plurality of DC voltages, and outputting the outputs of the plurality of boosting circuits to a power conditioner as one DC voltage by connecting them in parallel,
The step-up circuit includes a control circuit that controls a step-up ratio by a switching element, and a temperature detection unit that detects the temperature of the switching element,
Each control circuit is configured to share control information with the control circuit of another booster circuit, and a first boost mode for setting a boost ratio using a necessary input voltage value of the inverter of the power conditioner as a target voltage When the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined upper limit temperature, a voltage value lower than the target voltage is set as a new target voltage, and a step-up ratio is set based on the new target voltage. A boosting unit having a boosting mode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5842233B1 (en) * 2014-09-26 2016-01-13 富士電機株式会社 DC power converter
JP6218906B1 (en) * 2016-09-21 2017-10-25 三菱電機株式会社 Power converter
US10399442B2 (en) 2016-03-16 2019-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solar battery system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5842233B1 (en) * 2014-09-26 2016-01-13 富士電機株式会社 DC power converter
US10399442B2 (en) 2016-03-16 2019-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solar battery system
JP6218906B1 (en) * 2016-09-21 2017-10-25 三菱電機株式会社 Power converter
WO2018055792A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP2018050382A (en) * 2016-09-21 2018-03-29 三菱電機株式会社 Power converter
CN109716638A (en) * 2016-09-21 2019-05-03 三菱电机株式会社 Power conversion device
EP3518406A4 (en) * 2016-09-21 2019-09-25 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device
CN109716638B (en) * 2016-09-21 2022-02-25 三菱电机株式会社 Power conversion device
US11267351B2 (en) 2016-09-21 2022-03-08 Mitsubishi Electric Cornoration Power conversion device

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