JP2016115283A - Current-voltage suppression device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、太陽光発電システムにおける直流回路の電流及び電圧を抑制する電流電圧抑制装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a current-voltage suppressing device that suppresses current and voltage of a DC circuit in a photovoltaic power generation system.
近年、所謂メガソーラーシステムと呼ばれ、1MWを超える発電能力を有する太陽光発電システムの開発が進んでいる。このような太陽光発電システムは、太陽電池モジュールからの出力を、パワーコンディショナ(PCS)と呼ばれる装置に接続することにより、所望の電力が得られるように構成されている。このような太陽光発電システムは、一般的に、太陽電池モジュールを多直列に接続した太陽電池ストリングを、パワーコンディショナに並列に複数接続することで構成されている。 In recent years, a so-called mega solar system, which is called a mega solar system, has been developed for a solar power generation system having a power generation capacity exceeding 1 MW. Such a photovoltaic power generation system is configured to obtain desired power by connecting the output from the solar cell module to a device called a power conditioner (PCS). Such a solar power generation system is generally configured by connecting a plurality of solar cell strings in which solar cell modules are connected in series to a power conditioner in parallel.
より具体的には、太陽光発電システムは、太陽電池モジュールとパワーコンディショナとの間に接続箱及び集電箱が設けられる。すなわち、接続箱には、互いに並列な複数の太陽電池ストリングが直列に接続されており、接続箱はこれらの電力を集約して集電箱に出力する。集電箱には、互いに並列な複数の接続箱が直列に接続されており、入力された電力を集約してパワーコンディショナに出力する。 More specifically, in the photovoltaic power generation system, a connection box and a current collection box are provided between the solar cell module and the power conditioner. That is, a plurality of solar cell strings parallel to each other are connected in series to the connection box, and the connection box collects these powers and outputs them to the current collection box. A plurality of connection boxes parallel to each other are connected in series to the current collection box, and the input power is collected and output to the power conditioner.
パワーコンディショナは、電力系統への連系のためのインバータ機能と、太陽電池モジュールの出力電圧及び電流を制御する最大電力追従制御機能とを有している。インバータ機能は、太陽電池モジュールが出力する直流電力を交流電力に変換して、電力系統に出力する機能である。最大電力追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御機能は、日射量変化に伴う太陽電池の出力変動に応じて、電流と電圧により定まる出力電力が常に最大となるように制御する機能である。 The power conditioner has an inverter function for connection to the power system and a maximum power tracking control function for controlling the output voltage and current of the solar cell module. The inverter function is a function of converting DC power output from the solar cell module into AC power and outputting the AC power to the power system. The maximum power tracking (MPPT) control function is a function for controlling the output power determined by the current and the voltage to always become maximum according to the output fluctuation of the solar cell accompanying the change in the amount of solar radiation.
パワーコンディショナは、その定格電力を超える電力が太陽電池モジュールから入力されると、図12に示すように、パワーコンディショナの定格入力電力になるように、太陽電池ストリングの電圧が大きくなり電流が小さくなる方向へIVカーブ上の動作点を点P1から点P2に移動させる制御を行う。 When power exceeding the rated power is input from the solar cell module, the power conditioner increases the voltage of the solar cell string and causes the current to reach the rated input power of the power conditioner as shown in FIG. Control is performed to move the operating point on the IV curve from the point P1 to the point P2 in a decreasing direction.
例えば、パワーコンディショナの定格電力に対する全ての太陽電池ストリングの合計定格電力の比が100%の場合、パワーコンディショナの出力曲線は図13のようになり、太陽電池ストリングの電力はそのままパワーコンディショナの出力電力となる。すなわち、出力曲線の面積=太陽電池ストリングの合計電力である。このときのIVカーブ上の動作点は図12の点P1である。 For example, when the ratio of the total rated power of all the solar cell strings to the rated power of the power conditioner is 100%, the output curve of the power conditioner is as shown in FIG. 13, and the power of the solar cell string remains as it is. Output power. That is, the area of the output curve = the total power of the solar cell string. The operating point on the IV curve at this time is a point P1 in FIG.
一方、パワーコンディショナの定格電力に対する全ての太陽電池ストリングの合計定格電力の比が150%の場合、パワーコンディショナの出力曲線は図14のようになり、パワーコンディショナの定格電力で制限される。このときのIVカーブ上の動作点は概ね図12の点P2となる。 On the other hand, when the ratio of the total rated power of all the solar cell strings to the rated power of the power conditioner is 150%, the output curve of the power conditioner is as shown in FIG. 14, and is limited by the rated power of the power conditioner. . The operating point on the IV curve at this time is approximately point P2 in FIG.
また、太陽光発電システムにおいては、全ての太陽電池ストリングの合計定格電力がパワーコンディショナの定格電力を超えるように、太陽光パネルを設置する場合がある。上記のようにパワーコンディショナに対する太陽電池ストリングの定格電力比を100%とすると、パワーコンディショナの定格電力で制限されることがないため、エネルギーロスは少ない。しかし、図13のように、太陽電池ストリングの性能を最大限活用できるのは一時的であり、コストパフォーマンスが低い。 Moreover, in a solar power generation system, a solar panel may be installed so that the total rated power of all the solar cell strings exceeds the rated power of the power conditioner. As described above, when the rated power ratio of the solar cell string to the power conditioner is 100%, the power loss is not limited by the rated power of the power conditioner, so that the energy loss is small. However, as shown in FIG. 13, it is temporary that the performance of the solar cell string can be fully utilized, and the cost performance is low.
特に、このコストパフォーマンスの低下は、敷地面積が狭い場所に太陽光パネルを設置する場合に顕著である。そこで、定格電力比が100%超になるように太陽光パネルを過積載し、図14のように太陽電池ストリングの性能を最大限活用できる時間を長くする対応がなされる。 This decrease in cost performance is particularly noticeable when solar panels are installed in a small site area. Accordingly, a solar panel is overloaded so that the rated power ratio exceeds 100%, and the time for which the performance of the solar cell string can be utilized to the maximum is made as shown in FIG.
太陽光発電システムにおいては、過電流が発生した場合に直流回路を保護するヒューズが設けられる。ヒューズは、接続箱、集電箱、及びパワーコンディショナにそれぞれ設けられる。 In the photovoltaic power generation system, a fuse is provided to protect the DC circuit when an overcurrent occurs. The fuse is provided in each of the connection box, the current collection box, and the power conditioner.
ヒューズの定格は、一般に、太陽光発電システムの太陽電池定格電流Impを基準に、日射変動を考慮して太陽電池定格電流Impの1.4〜1.7倍程度の裕度があることが望ましい。実運用上は、太陽電池定格出力時の日射強度1000W/m2を超えることは少なく、通常運転時の電流は太陽電池定格電流Impよりも小さい。そのため、太陽電池定格電流Impに対するヒューズ定格の裕度が小さいものが選定される場合がある。 In general, it is desirable that the fuse rating has a margin of about 1.4 to 1.7 times the solar cell rated current Imp in consideration of fluctuations in solar radiation based on the solar cell rated current Imp of the photovoltaic power generation system. . In actual operation, the solar radiation intensity at the solar cell rated output rarely exceeds 1000 W / m 2, and the current during normal operation is smaller than the solar cell rated current Imp. Therefore, there may be a case where a fuse with a small tolerance for the solar cell rated current Imp is selected.
太陽電池ストリングが過積載された場合、日射増加により個々の太陽電池が定格電力を出力する前に、太陽電池ストリング合計電力がパワーコンディショナの定格入力電力を超えるが、上述のパワーコンディショナ制御により太陽電池ストリングの電流が絞られるため、通常時の電流は太陽電池定格電流Impより小さくなる確率が高く、ヒューズ定格の裕度は小さいものが選定されやすい。また、過積載によりパワーコンディショナに接続される太陽電池ストリング並列数が多くなり、集約回路に設置されるヒューズ定格の裕度は小さくなる傾向にある。 When a solar battery string is overloaded, the total power of the solar battery string exceeds the rated input power of the inverter before each solar battery outputs the rated power due to increased solar radiation. Since the current of the solar cell string is narrowed down, it is likely that the normal current is smaller than the solar cell rated current Imp, and a fuse having a small tolerance is easily selected. Moreover, the number of parallel solar cell strings connected to the power conditioner increases due to overloading, and the tolerance of the fuse rating installed in the integrated circuit tends to decrease.
しかし、ヒューズの定格の裕度が小さいと、曇りなどの日に一部の太陽電池ストリングに雲の隙間から強い日射が当たる場合、例えば1400W/m2程度の比較的強い日射が偏って当たり、他の太陽電池ストリングには200W/m2程度の比較的弱い日射が均一に当たる場合には、太陽電池ストリング合計電力がパワーコンディショナの定格入力電力を超えない範囲において、当該ストリングから出力される電流が増加し、太陽電池定格電流Impの1.4倍〜1.7倍程度の電流が流れ、接続箱、集電箱又はパワーコンディショナに設けられたヒューズが溶断する事態が発生していた。そのため、ヒューズが切れた回路に接続されている太陽電池ストリング分の発電量が失われ機会損失が発生するとともに、ヒューズの定期的な点検及び交換実施が必要となり、運用コストが増大する問題があった。 However, when the rated tolerance of the fuse is small, when some solar cell strings are exposed to strong solar radiation from the gap of the clouds on a cloudy day, for example, relatively strong solar radiation of about 1400 W / m 2 is biased, When relatively weak solar radiation of about 200 W / m 2 is uniformly applied to other solar cell strings, the current output from the string is within a range where the total power of the solar cell string does not exceed the rated input power of the power conditioner. The current of about 1.4 to 1.7 times the solar cell rated current Imp flows, and the fuse provided in the junction box, the current collector box or the power conditioner is blown. As a result, the amount of power generated by the solar cell string connected to the circuit where the fuse has been blown is lost, loss of opportunity occurs, and periodic inspection and replacement of the fuse is necessary, resulting in increased operating costs. It was.
また、太陽電池ストリングのグループ全体に、一時的に強い日射(例えば、1200W/m2程度)が当たり、過積載などによりパワーコンディショナにその定格容量を超える電力が入力された場合、パワーコンディショナは、入力電力を低減させるため、図15のように太陽電池ストリングの電力を一定にした状態で入力電流を減少させ、入力電圧を増加させる制御を行う。しかし、この制御の際、パワーコンディショナの運転電圧範囲を超過して過電圧V2が発生し、パワーコンディショナが運転停止することがある。そのため、発電停止により稼働率が低下し、生産性が低下する問題があった。 Further, when the entire solar cell string group is temporarily exposed to strong solar radiation (for example, about 1200 W / m 2 ) and power exceeding the rated capacity is input to the power conditioner due to overloading or the like, the power conditioner In order to reduce the input power, control is performed to decrease the input current and increase the input voltage while keeping the power of the solar cell string constant as shown in FIG. However, during this control, the operating voltage range of the power conditioner may be exceeded and an overvoltage V2 may be generated, causing the power conditioner to stop operating. For this reason, there is a problem that the operation rate is lowered due to the stoppage of power generation, and the productivity is lowered.
本実施形態に係る電流電圧抑制装置は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、急激な日射強度増加等による過渡現象が発生した場合でも直流回路を保護でき、運用コストの低減及び生産性を向上させることのできる電流電圧抑制装置を提供することを目的とする。 The current-voltage suppressing device according to the present embodiment is made to solve the above-described problems, and can protect a DC circuit even when a transient phenomenon occurs due to a sudden increase in solar radiation intensity, etc. An object of the present invention is to provide a current-voltage suppressing device capable of reducing and improving productivity.
上記の目的を達成するために、本実施形態の電流電圧抑制装置は、複数の太陽電池ストリングを有する太陽光発電部とパワーコンディショナとの間の直流回路に設けられる電流電圧抑制装置であって、前記直流回路の電流を測定する電流測定部と、前記直流回路の電圧を測定する電圧測定部と、前記直流回路に直列に設けられる可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値を変更する抵抗制御部と、予め設定された電流基準値及び電圧基準値を有する演算部と、を備え、前記演算部は、前記電流測定部で測定された電流値が前記電流基準値を超える場合、又は、前記電圧測定部で測定された電圧値が前記電圧基準値を超える場合に、前記可変抵抗の抵抗値を変更する指令を前記抵抗制御部に出力すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the current / voltage suppressing device of the present embodiment is a current / voltage suppressing device provided in a DC circuit between a photovoltaic power generation unit having a plurality of solar cell strings and a power conditioner. A current measuring unit that measures the current of the DC circuit, a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC circuit, a variable resistor provided in series with the DC circuit, and a resistance control that changes the resistance value of the variable resistor And a calculation unit having a preset current reference value and voltage reference value, and the calculation unit, when the current value measured by the current measurement unit exceeds the current reference value, or When the voltage value measured by the voltage measurement unit exceeds the voltage reference value, a command to change the resistance value of the variable resistor is output to the resistance control unit.
[1.第1の実施形態]
以下では、図1〜図3を参照しつつ、本実施形態の電流電圧抑制装置について説明する。まず、本実施形態を概略的に説明し、次いで、その構成について詳細に説明する。
[1. First Embodiment]
Below, the current-voltage suppression apparatus of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 1-3. First, this embodiment will be schematically described, and then the configuration will be described in detail.
[1−1.概略]
図1は、本実施形態の電流電圧抑制装置が設置された太陽光発電システムの全体構成図である。太陽光発電システムは、電力系統に連系する所謂メガソーラー発電所であり、多数の太陽電池ストリング1を有し、太陽光エネルギーを電力に変換して電力系統に送出する。
[1-1. Outline]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a photovoltaic power generation system in which the current-voltage suppressing device of the present embodiment is installed. The solar power generation system is a so-called mega solar power plant that is linked to a power system, has a large number of solar cell strings 1, converts solar energy into electric power, and sends it to the power system.
この太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリング1と、接続箱2と、集電箱3と、パワーコンディショナ4とを備えている。太陽電池ストリング1は、複数枚の太陽電池セルをパネル状に並べた太陽電池モジュールを、複数直列接続してそれぞれ構成されており、太陽光を受光することで光起電力効果により直流電力を発生させる。複数の太陽電池ストリング1は、パワーコンディショナ4に接続され、これらの太陽電池ストリング1をまとめて太陽光発電部Sと称する。また、互いに並列に設けられた太陽電池ストリング1のグループを太陽電池ストリング群1Gと称する。
This solar power generation system includes a plurality of solar cell strings 1, a
接続箱2は、太陽電池ストリング群1Gと直列に接続されており、入力された電力を一つにまとめて出力する。接続箱2には、太陽電池ストリング1毎の回路上に、当該太陽電池ストリング1の接続及び切断を切り替える開閉器SWと、所定裕度の定格を有するヒューズHが設けられている。本実施形態では、3つの太陽電池ストリング1が接続されているため、開閉器とヒューズHが3つずつ設けられている。
The
集電箱3は、互いに並列な複数の接続箱2と直列に接続されており、入力された電力を一つにまとめてパワーコンディショナ4に出力する。集電箱3には、接続箱2毎の回路上に、当該接続箱2の接続及び切断を切り替える開閉器SWと、所定裕度の定格を有するヒューズHが設けられている。
The
パワーコンディショナ4は、集電箱3と電力系統との間に接続され、太陽電池ストリング1を電力系統に連系する装置である。パワーコンディショナ4は、集電箱3毎の回路上に設けられた所定裕度の定格を有するヒューズHと、集電箱3の接続及び切断を切り替える開閉器SWと、電力系統に接続される入力された直流電力を所定周波数の交流電力に変換するDC/AC変換器Tと、不図示の制御部と、を備える。制御部は、日射量変化に伴う太陽電池ストリング1の出力変動に応じて、電流と電圧により定まる出力電力が常に最大となるように制御する最大電力追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御機能を有する。
The
本実施形態の電流電圧抑制装置5は、太陽光発電部Sとパワーコンディショナ4との間の直流回路に設けられ、当該直流回路に設けられた可変抵抗6の抵抗値を変更することで、直流回路のヒューズHの保護及び発電の継続を実現する。直流回路とは、太陽光発電部Sからパワーコンディショナ4内のDC/AC変換器までの回路をいい、複数の経路を有する。本実施形態の電流電圧抑制装置5は、接続箱2、集電箱3、及びパワーコンディショナ4の各内部において、ヒューズHよりも太陽光発電部S側に設けられる。但し、接続箱2、集電箱3、及びパワーコンディショナ4の少なくともいずれか一つに設けるようにしても良い。
The current /
[1−2.詳細構成]
図2は、本実施形態の電流電圧抑制装置5の全体構成図である。電流電圧抑制装置5は、各経路に直列に設けられた電流計測器8、電圧計測器9、開閉器7及び可変抵抗6と、これらの機器6〜9と接続された制御装置10と、を備えている。電流計測器8及び電圧計測器9、開閉器7、並びに可変抵抗6は、この順で太陽光発電部Sからパワーコンディショナ4の方向にかけて直列に接続されている。
[1-2. Detailed configuration]
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the current-
電流計測器8は、直流回路の電流を計測し、計測した電流を電気信号として制御装置10に出力する。電流計測器8は、例えば、変流器(CT)である。電流計測器8は、太陽電池ストリング1からパワーコンディショナ4の方向に流れる順方向の電流の他、その逆方向に流れる逆流電流も計測することができる。電圧計測器9は、直流回路の電圧を計測し、計測した電圧を電気信号として制御装置10に出力する。電圧計測器9は、例えば、計器用変圧器(VT)である。
The
開閉器7は、接点を有し、制御装置10からの指令を受けて接点を接離し、直流回路の導通又は遮断を切り替える。また、開閉器7は、直流回路が導通した状態である接点の閉状態又は遮断した状態である接点の開状態の接点状態を通知する状態通知部(不図示)を有している。可変抵抗6は、制御装置10からの指令を受けて、直流回路の抵抗を変更する。可変抵抗6としては、外部からの電気信号等を受けてその抵抗値を変更するものであれば特に限定されないが、数Ωから数百Ωの範囲で抵抗値が変更できるものが望ましい。
The
制御装置10は、例えば、CPU、メモリ等を有するコンピュータを含み構成され、プログラムをHDDやSSD等に記憶して、RAMに適宜展開し、CPUで処理することにより、入力された電流、電圧及び接点状態から、所定の条件に基づいて、可変抵抗6及び開閉器7を制御する。
The control device 10 includes, for example, a computer having a CPU, a memory, and the like. The control device 10 stores a program in an HDD, an SSD, or the like, appropriately expands in a RAM, and processes the input current, voltage, and the like. From the contact state, the
換言すると、制御装置10は、電流測定部11と、電圧測定部12と、演算部13と、抵抗制御部14と、接点制御部15と、接点状態確認部16とを備える。
In other words, the control device 10 includes a
電流測定部11は、各経路の電流計測器8と接続され、入力された電気信号を変換し、各経路の電流値を算出する。換言すれば、電流測定部11は、電流計測器8を電流センサとして用い、直流回路の電流を測定する。電圧測定部12は、各経路の電圧計測器9と接続され、入力された電気信号を変換し、各経路の電圧値を算出する。換言すれば、電圧測定部12は、電圧計測器9を電圧センサとして用い、直流回路の電圧を測定する。
The
演算部13は、CPU及び例えばHDDやSSD等の記録媒体を含み構成され、電流測定部11、電圧測定部12、抵抗制御部14、接点制御部15、及び接点状態確認部16と接続されている。演算部13は、入力された電流値及び電圧値に基づいて、所定の条件で抵抗制御部14及び接点制御部15に対し、可変抵抗6の抵抗値の変更する指令及び開閉器7の接点を接離する指令を出力する。
The calculation unit 13 includes a CPU and a recording medium such as an HDD or an SSD, and is connected to the
記録媒体には、予め設定された電流基準値L、電圧基準値L、逆流基準値L、電流基準値H、電圧基準値H、及び逆流基準値Hが記憶されている。これらの基準値L、Hは、例えば、次のように設定する。
電流基準値L:直流回路のヒューズHの定格電流値
電圧基準値L:パワーコンディショナ4の運転範囲の上限値
逆流基準値L:太陽電池セルの劣化が許容できる値
電流基準値H:直流回路短絡時に流れる短絡電流を判別する値
電圧基準値H:直流回路地絡時に発生する電圧異常を判別する値
逆流基準値H:直流回路短絡時に流れる逆流電流を判別する値
The recording medium stores a preset current reference value L, voltage reference value L, backflow reference value L, current reference value H, voltage reference value H, and backflow reference value H. These reference values L and H are set as follows, for example.
Current reference value L: Rated current value of the fuse H of the DC circuit Voltage reference value L: Upper limit value of the operating range of the
但し、電流基準値Hは、電流基準値Lより大きい値であり、電圧基準値Hは、電圧基準値Lより大きい値である。また、逆流基準値Hの絶対値は、逆流基準値Lの絶対値より大きい。なお、これらの具体的な値は設計に応じて適宜変更可能である。逆流とは、後述するように、太陽電池ストリング1へ電流が流れることをいい、パワーコンディショナ4が停止し、日射量の偏り等によって太陽電池ストリング1間に電圧の高低差が発生した場合に生じる。
However, the current reference value H is larger than the current reference value L, and the voltage reference value H is larger than the voltage reference value L. The absolute value of the backflow reference value H is larger than the absolute value of the backflow reference value L. Note that these specific values can be appropriately changed according to the design. As will be described later, the reverse flow means that a current flows to the solar cell string 1, and when the
より詳細には、演算部13は、電流測定部11及び電圧測定部12から入力された電流値及び電圧値と、電流基準値L及び電圧基準値Lとを比較する。演算部13は、入力電流値が電流基準値Lを超える場合、又は、入力電圧値が電圧基準値Lを超える場合に、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力する。
More specifically, the calculation unit 13 compares the current value and the voltage value input from the
また、演算部13は、入力電流値が逆流基準値Lを超える場合には、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力する。さらに、演算部13は、入力電流値及び入力電圧値が、電流基準値H、電圧基準値H、及び逆流基準値Hのいずれかを超える場合には、開閉器7を開状態にする指令を接点制御部14に出力する。
In addition, when the input current value exceeds the backflow reference value L, the calculation unit 13 outputs a command to increase the resistance value of the
可変抵抗6の抵抗値を変更した後、過渡現象が落ち着くと元に戻す必要がある。そこで、演算部13には、時間を計測するタイマ(不図示)が設けられており、入力電流値が電流基準値L、電流基準値H、逆流基準値L、逆流基準値Hのいずれかを超え、その値以下となったときからの時間を計測する。また、可変抵抗6の抵抗値を変化させた時から次に変化させる時までの時間を計測する。
After changing the resistance value of the
抵抗制御部14は、各経路の可変抵抗6と接続されており、演算部13からの指令を受けて、可変抵抗6の抵抗値を変更する。接点制御部15は、各経路に設けられた開閉器7の接点と接続されており、演算部13からの指令を受けて、開閉器7の接点を開状態又は閉状態にする。接点状態確認部16は、各経路に設けられた開閉器7の状態通知部及び演算部13と接続されており、状態通知部からの接点の開状態及び閉状態のいずれかの接点状態を知らせる信号を取得し、演算部13にその信号を出力する。
The resistance control unit 14 is connected to the
[1−3.作用]
本実施形態の電流電圧抑制装置5の動作を図3〜図5を用いて説明する。電流電圧抑制装置5の動作は、当該装置5内の各経路で独立であり、以下では一つの経路における動作について説明する。なお、初期状態として、開閉器7は、閉状態すなわち直流回路は導通状態にあるものとし、可変抵抗6の抵抗値は当該抵抗6の最低値とする。
[1-3. Action]
The operation of the current /
本実施形態の動作は、大きく分けて3つある。図3〜図5は、第1乃至第3の動作フローチャートである。
[第1の動作]
第1の動作について説明すると、図3に示すように、まず、制御装置10は、接点状態確認部16により、開閉器7の接点状態を取得し、開閉器7が閉状態であることを確認する(ステップS01)。なお、そのようになっていない場合には、接点状態確認部16、演算部13及び接点制御部15を介して開閉器7を閉状態とし、ステップS01に戻る。
There are roughly three operations in the present embodiment. 3 to 5 are first to third operation flowcharts.
[First operation]
The first operation will be described as shown in FIG. 3. First, the control device 10 acquires the contact state of the
次に、電流測定部11及び電圧測定部12は、電流計測器8及び電圧計測値9を用いて電流値及び電圧値を測定し(ステップS02)、測定した電流値及び電圧値を演算部13に出力する。演算部13は、入力された電流値及び電圧値と、電流基準値L及び電圧基準値Lとを比較し(ステップS03)、電流基準値L又は電圧基準値Lを超えるかを判定する(ステップS04)。
Next, the
いずれの基準値Lも超えない場合は(ステップS04のNo)、ステップS02に戻る。一方、いずれかの基準値Lを超える場合は(ステップS04のYes)、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となるよう、可変抵抗6の抵抗値を変更する指令を抵抗制御部14に出力する。すなわち、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を出力する。この指令を受けた抵抗制御部14は、受信した指令に基づいて可変抵抗6の抵抗値をR(>最低値Rmin)に変更する(ステップS05)。これにより、電流及び電圧を過剰な値になるのを抑制する。
If none of the reference values L is exceeded (No in step S04), the process returns to step S02. On the other hand, if any of the reference values L is exceeded (Yes in step S04), the resistance of the
さらに、タイマにより時間を計測し、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となる時間が、所定時間経過するまで、抵抗値Rを維持する。所定時間経過したら、演算部13は、抵抗値を最低値とする指令を抵抗制御部14に出力し、抵抗制御部14により抵抗値を最低値とする(ステップS06)。可変抵抗6の抵抗値が最低値で、所定時間以上、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となると(ステップS07のYes)、可変抵抗6の制御を終了する。これを満たさない場合は、ステップS05に戻る(ステップS07のNo)。
Further, the time is measured by a timer, and the resistance value R is maintained until a predetermined time elapses when the input current value is equal to or less than the current reference value L and the input voltage value is equal to or less than the voltage reference value L. When the predetermined time has elapsed, the calculation unit 13 outputs a command for setting the resistance value to the minimum value to the resistance control unit 14, and the resistance control unit 14 sets the resistance value to the minimum value (step S06). When the resistance value of the
[第2の動作]
次に、第2の動作について、図4を用いて説明する。第2の動作は、太陽光発電システムに逆流電流が発生する場合の動作である。ここで、逆流とは、太陽電池ストリング1へ電流が流れることをいう。逆流は、太陽電池ストリング1間に電圧の高低差が発生した場合に生じる。例えば、点検時やパワーコンディショナ4が異常を検知する等の理由でパワーコンディショナ4が停止し、太陽電池ストリング1間に日射量の偏り等によって電圧差が発生する場合や、パワーコンディショナ4が運転中であっても、一部の太陽電池ストリング1に急激に日射量が増加し、電圧が他の太陽電池ストリング1より上昇する場合等が挙げられる。
[Second operation]
Next, the second operation will be described with reference to FIG. The second operation is an operation when a backflow current is generated in the photovoltaic power generation system. Here, the reverse flow means that a current flows to the solar cell string 1. The backflow occurs when a voltage level difference occurs between the solar cell strings 1. For example, when the
逆流電流が流れる経路としては、複数の経路が考えられる。例えば、ある一つの接続箱2の太陽電池ストリング1から当該接続箱2の他の太陽電池ストリング1に流れる経路、接続箱2の太陽電池ストリング1から集電箱3を経由して、他の接続箱2の太陽電池ストリング1に流れる経路、接続箱2の太陽電池ストリング1から集電箱3、パワーコンディショナ4、他の集電箱3、他の接続箱2の太陽電池ストリング1に流れる経路等が挙げられる。
A plurality of paths can be considered as a path through which the reverse current flows. For example, a path that flows from one solar cell string 1 in one
このような逆流電流が発生すると、太陽電池ストリング1の太陽電池セルに損傷を与え、セルの劣化を招いてしまう。そこで、図4に示すような動作を行うことで、太陽電池セルへの損傷を抑制する。なお、第1の動作と同じ点については説明を省略する。但し、電圧の測定はしなくても良い。 When such a backflow current is generated, the solar cells of the solar cell string 1 are damaged, and the cells are deteriorated. Therefore, the damage to the solar battery cell is suppressed by performing the operation as shown in FIG. The description of the same points as the first operation is omitted. However, the voltage need not be measured.
図4に示すように、演算部13は、入力された電流値と予め設定された逆流基準値Lとを比較し(ステップS11)、入力電流値が逆流基準値Lを超えるか判定する(ステップS12)。なお、電流値を太陽電池ストリング1からパワーコンディショナ4の方向に流れる電流を正とすると、基準値を超えるとは、電流値が基準値を下回ることをいう。換言すると、逆流発生時では、入力電流値の絶対値が逆流基準値Lの絶対値を超えることをいう。
As shown in FIG. 4, the calculation unit 13 compares the input current value with a preset backflow reference value L (step S11), and determines whether the input current value exceeds the backflow reference value L (step S11). S12). In addition, when the current flowing in the direction from the solar cell string 1 to the
逆流基準値Lを超えない場合は(ステップS12のNo)、ステップS02に戻る。一方、逆流基準値Lを超える場合は(ステップS12のYes)、演算部13は、入力電流値が逆流基準値Lを超えないよう、可変抵抗6の抵抗値を変更する指令を抵抗制御部14に出力する。すなわち、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を出力する。抵抗制御部14は、受信した指令に基づいて可変抵抗6の抵抗値をR(>最低値Rmin)に変更する(ステップS13)。
When the backflow reference value L is not exceeded (No in step S12), the process returns to step S02. On the other hand, when exceeding the backflow reference value L (Yes in step S12), the calculation unit 13 issues a command to change the resistance value of the
次いで、タイマにより時間を計測し、入力電流値が逆流基準値Lを超えない時間が、所定時間経過するまで、抵抗値Rを維持する。所定時間経過したら、演算部13は、抵抗値を最低値とする指令を抵抗制御部14に出力し、抵抗制御部14により抵抗値を最低値とする(ステップS14)。可変抵抗6の抵抗値が最低値で、入力電流値が逆流基準値Lを超えない時間が所定時間経過すると、(ステップS15のYes)、可変抵抗6の制御を終了する。これを満たさない場合は、ステップS13に戻る(ステップS15のNo)。
Next, the time is measured by a timer, and the resistance value R is maintained until a predetermined time elapses when the input current value does not exceed the backflow reference value L. When the predetermined time has elapsed, the calculation unit 13 outputs a command for setting the resistance value to the minimum value to the resistance control unit 14, and the resistance control unit 14 sets the resistance value to the minimum value (step S14). When the resistance value of the
[第3の動作]
第3の動作について、図5を用いて説明する。第3の動作は、太陽光発電システムに異常が発生した場合の動作である。第1の動作と同じ点については説明を省略する。
[Third operation]
The third operation will be described with reference to FIG. The third operation is an operation when an abnormality occurs in the solar power generation system. The description of the same points as the first operation is omitted.
演算部13は、入力された各測定値と各基準値Hとの比較判定を行う。すなわち、入力電流値と電流基準値H及び逆流基準値Hとを比較し、入力電圧値と電圧基準値Hとを比較し(ステップS21)、入力測定値が各基準値Hの何れか1つを超えるかを判定する(ステップS22)。演算部13は、入力測定値が各基準値Hの何れかを超える場合には(ステップS22のYes)、接点制御部15に開閉器7の接点を開状態とする指令を出力し、接点制御部15により開閉器7の接点を開状態とする(ステップS23)。一方、入力測定値が何れの基準値Hも超えない場合は(ステップS22のNo)、ステップS21に戻る。
The calculation unit 13 performs a comparison determination between each input measurement value and each reference value H. That is, the input current value is compared with the current reference value H and the backflow reference value H, the input voltage value is compared with the voltage reference value H (step S21), and the input measurement value is any one of the reference values H. Is determined (step S22). When the input measurement value exceeds any of the reference values H (Yes in step S22), the calculation unit 13 outputs a command for opening the contact of the
[1−4.効果]
(1)本実施形態の電流電圧抑制装置5は、複数の太陽電池ストリング1を有する太陽光発電部Sとパワーコンディショナ4との間の直流回路に設けられる装置であって、直流回路の電流を測定する電流測定部11と、直流回路の電圧を測定する電圧測定部12と、直流回路に直列に設けられる可変抵抗6と、可変抵抗6の抵抗値を変更する抵抗制御部14と、予め設定された電流基準値及び電圧基準値を有する演算部13と、を備え、演算部13は、電流測定部11で測定された電流値が電流基準値Lを超える場合、又は、電圧測定部12で測定された電圧値が電圧基準値Lを超える場合に、可変抵抗6の抵抗値を変更する指令を抵抗制御部14に出力するようにした。
[1-4. effect]
(1) The current /
これにより、急激な日射強度増加等による過渡現象が生じた場合であっても、測定された電流値及び電圧値が各基準値Lを下回るように直流回路の抵抗を大きくすることができるので、過電流及び過電圧を防止し、直流回路を保護することができる。従って、ヒューズの溶断及び発電停止の事態を回避し、運用コスト低減及び生産性向上を実現することができる。 Thereby, even when a transient phenomenon due to a sudden increase in solar radiation intensity or the like occurs, the resistance of the DC circuit can be increased so that the measured current value and voltage value are lower than each reference value L. Overcurrent and overvoltage can be prevented and the DC circuit can be protected. Therefore, it is possible to avoid a situation where the fuse is blown and the power generation is stopped, and to realize a reduction in operation cost and an improvement in productivity.
特に、従来ではパワーコンディショナで入力電力の制御をすることは可能であったが、既に電力が集約されたものであるため、直流回路の経路毎の制御ができなかった。しかし、本実施形態の電流電圧抑制装置を直流回路の接続箱2、集電箱3、パワーコンディショナ4の少なくとも何れかに設けることにより、直流回路の経路毎に保護が可能になる。
In particular, in the past, it was possible to control the input power with a power conditioner, but since the power was already concentrated, it was not possible to control each path of the DC circuit. However, by providing the current / voltage suppressing device of this embodiment in at least one of the
(2)演算部13は、予め設定された逆流基準値Lを更に有し、入力電流値が予め設定された逆流基準値Lを超える場合に、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力するようにした。これにより、太陽電池ストリング1の太陽電池セルに逆流電流が発生した場合であっても、直流回路の抵抗を大きくすることができるので、逆流電流による太陽電池セルの劣化を抑制することができる。また、太陽光発電システムの運転を停止させる必要もないので、生産性を高めることができる。
(2) The computing unit 13 further has a preset reverse flow reference value L, and if the input current value exceeds the preset reverse flow reference value L, the command is given to increase the resistance value of the
(3)直流回路において、可変抵抗6よりも太陽電池ストリング1側に設けられた開閉器7と、開閉器7の接点の開閉を制御する接点制御部15と、を備え、演算部13は、第2の電流基準値H、第2の電圧基準値H、及び第2の逆流基準値Hを更に有し、入力電流値及び入力電圧値のいずれかが、第2の電流基準値H、第2の電圧基準値H、又は第2の逆流基準値Hを超える場合に、接点制御部15に開閉器7の接点を開とする指令を出力し、接点制御部15は、開とする指令に基づいて、開閉器7を開とするようにした。これにより、回路短絡や地絡が発生した場合であっても、太陽光発電システムの各装置の保護が可能になる。
(3) The DC circuit includes a
[2.第2の実施形態]
[2−1.構成]
第2の実施形態は、図6〜図9を用いて説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第1の実施形態と異なる点のみを説明し、第1の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[2. Second Embodiment]
[2-1. Constitution]
The second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is the same as the basic configuration of the first embodiment. In the following, only differences from the first embodiment will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図6は、第2の実施形態に係る電流電圧抑制装置の全体構成図である。第2の実施形態は、第1の実施形態と異なる点は、開閉器、可変抵抗、及び演算部の構成である。すなわち、直流回路の各経路に2つの開閉器7a、7bが直列に設けられ、これらの開閉器7a、7bは互い並列に設けられている。可変抵抗6は、開閉器7aと並列に接続されるとともに、開閉器7bとは直列に接続されている。開閉器7a、7bは、接点制御部15及び接点状態確認部16に接続されている。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of the current-voltage suppressing device according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of a switch, a variable resistor, and a calculation unit. That is, two
演算部13は、入力電流値が予め設定された電流基準値Lを超える場合、又は、入力電圧値が予め設定された電圧基準値Lを超える場合に、接点制御部15に開閉器7bを閉状態とする指令を出力し、その後、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力する。
When the input current value exceeds the preset current reference value L or when the input voltage value exceeds the preset voltage reference value L, the calculation unit 13 closes the
また、演算部13は、入力電流値が予め設定された逆流基準値Lを超える場合に、接点制御部15に開閉器7bを閉状態とする指令を出力し、その後、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力する。演算部13は、入力電流値及び入力電圧値のいずれかが、電流基準値H、電圧基準値H、又は逆流基準値Hを超える場合に、接点制御部15に開閉器7a、7bの接点を開とする指令を出力する。
Further, when the input current value exceeds the preset reverse flow reference value L, the calculation unit 13 outputs a command to close the
[2−2.作用]
本実施形態の電流電圧抑制装置51の動作を図7〜図9を用いて説明する。電流電圧抑制装置51の動作は、各経路で独立であり、以下では一つの経路における動作について説明する。なお、初期状態として、可変抵抗6の抵抗値は最低値Rminとする。
[2-2. Action]
The operation of the current /
本実施形態の動作は、第1の実施形態と同様に大きく分けて3つある。図7〜図9は、第1乃至第3の動作フローチャートである。第1の実施形態と同様の動作については、適宜説明を省略する。
[第1の動作]
第1の動作について説明すると、図7に示すように、まず、制御装置10は、接点状態確認部16により、開閉器7a、7bの接点状態を取得し、開閉器7aが閉状態、開閉器7bが開状態となっているかを確認する(ステップS31)。なお、そのようになっていない場合には、接点状態確認部16、演算部13及び接点制御部15を介して開閉器7aを閉状態、開閉器7bを開状態とし、ステップS31に戻る。
The operation of the present embodiment is roughly divided into three as in the first embodiment. 7 to 9 are first to third operation flowcharts. Description of operations similar to those of the first embodiment will be omitted as appropriate.
[First operation]
The first operation will be described with reference to FIG. 7. First, the control device 10 acquires the contact state of the
次に、電流測定部11及び電圧測定部12は、電流計測器8及び電圧計測値9を用いて電流値及び電圧値を測定し(ステップS32)、測定した電流値及び電圧値を演算部13に出力する。演算部13は、入力された電流値及び電圧値と、電流基準値L及び電圧基準値Lとを比較し(ステップS33)、電流基準値L又は電圧基準値Lを超えるかを判定する(ステップS34)。
Next, the
いずれの基準値Lも超えない場合は(ステップS34のNo)、ステップS32に戻る。一方、いずれかの基準値Lを超える場合は(ステップS34のYes)、演算部13は、開閉器7bを閉状態とする指令を接点制御部15に出力する。接点制御部15は、この指令に基づき開閉器7bを閉状態とし(ステップS35)、接点状態確認部16は、開閉器7bの閉状態を確認し、確認できなければ(ステップS36のNo)、ステップS37に戻る。開閉器7bの閉状態が確認できれば(ステップS36のYes)、確認した信号を演算部13に出力し、演算部13は、開閉器7aを開状態とする指令を接点制御部15に出力する。
If any reference value L is not exceeded (No in step S34), the process returns to step S32. On the other hand, when any one of the reference values L is exceeded (Yes in step S34), the calculation unit 13 outputs a command to close the
接点制御部15は、開閉器7aを開状態とし(ステップS37)、接点状態確認部16は、開閉器7aの開状態を確認し、確認できなければ(ステップS38のNo)、ステップS37に戻る。開閉器7aの開状態が確認されれば(ステップS38のYes)、接点状態確認部16は、確認した信号を演算部13に出力し、演算部13は、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となるよう、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力し、抵抗制御部14が当該指令に基づいて抵抗値をR(>最低値Rmin)に変更する(ステップS39)。
The contact control unit 15 opens the
さらに、タイマにより時間を計測し、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となる時間が、所定時間経過するまで、抵抗値Rを維持する。所定時間経過したら、演算部13は、抵抗値を最低値とする指令を抵抗制御部14に出力し、抵抗制御部14により抵抗値を最低値とする(ステップS40)。可変抵抗6の抵抗値が最低値で、所定時間以上、入力電流値が電流基準値L以下となり、かつ、入力電圧値が電圧基準値L以下となると(ステップS41のYes)、ステップS42に進む。この条件を満たさない場合は(ステップS41のNo)、ステップS40に戻る。
Further, the time is measured by a timer, and the resistance value R is maintained until a predetermined time elapses when the input current value is equal to or less than the current reference value L and the input voltage value is equal to or less than the voltage reference value L. When the predetermined time has elapsed, the arithmetic unit 13 outputs a command for setting the resistance value to the minimum value to the resistance control unit 14, and the resistance control unit 14 sets the resistance value to the minimum value (step S 40). When the resistance value of the
ステップS42では、演算部13が開閉器7aを閉状態とする指令を接点制御部15に出力し、この指令に基づき開閉器7aを閉状態とする(ステップS42)。接点状態確認部16は、開閉器7aの閉状態を確認し、確認できなければ(ステップS43のNo)ステップS42に戻る。開閉器7aの閉状態が確認されれば(ステップS43のYes)、接点状態確認部16は、確認した信号を演算部13に出力し、演算部13は、開閉器7bを開状態とする指令を接点制御部15に出力する。接点制御部15は、この指令に基づき開閉器7bを開状態とし(ステップS44)、接点状態確認部16は、開閉器7bの開状態を確認し、確認できなければ(ステップS45のNo)ステップS44に戻る。開閉器7bの開状態が確認できれば(ステップS45のYes)、終了する。
In step S42, the arithmetic unit 13 outputs a command for closing the
[第2の動作]
次に、第2の動作について、図8を用いて説明する。第2の動作は、太陽光発電システムに逆流電流が発生する場合の動作である。第2の動作は、第1の動作と基本動作が同じであるので、重複した説明は適宜省略し、異なる点を説明する。
[Second operation]
Next, the second operation will be described with reference to FIG. The second operation is an operation when a backflow current is generated in the photovoltaic power generation system. Since the second operation is the same as the first operation in the basic operation, a redundant description will be omitted as appropriate, and different points will be described.
図8に示すように、ステップS31、S32までは、第1の動作と同じである。ステップS32に次いで、演算部13は、入力電流値と逆流基準値Lとを比較し(ステップS51)、入力電流値が逆流基準値Lを超えるか判定する(ステップS52)。逆流基準値Lを超えない場合は(ステップS52のNo)、ステップS32に戻る。一方、逆流基準値Lを超える場合は(ステップS52のYes)、ステップS35に進む。ステップS35〜S38まで第1の動作と同じである。 As shown in FIG. 8, steps S31 and S32 are the same as the first operation. Subsequent to step S32, the calculation unit 13 compares the input current value with the backflow reference value L (step S51), and determines whether the input current value exceeds the backflow reference value L (step S52). If the backflow reference value L is not exceeded (No in step S52), the process returns to step S32. On the other hand, when exceeding the backflow reference value L (Yes of step S52), it progresses to step S35. Steps S35 to S38 are the same as the first operation.
ステップS38で開閉器7aの開状態が確認されれば(ステップS38のYes)、接点状態確認部16は、確認した信号を演算部13に出力し、演算部13は、入力電流値が逆流基準値Lを超えないよう、可変抵抗6の抵抗値を大きくする指令を抵抗制御部14に出力する。そして、抵抗制御部14は、受信した指令に基づいて可変抵抗6の抵抗値をR(>最低値Rmin)に変更し(ステップS53)、第1の動作と同じくステップS40に進む。可変抵抗6の抵抗値が最低値で、所定時間以上、入力電流値が逆流基準値L以下となると(ステップS54のYes)、第1の動作と同じステップS42〜S45に進む。この条件を満たさない場合は(ステップS54のNo)、ステップS40に戻る。
If the open state of the
[第3の動作]
第3の動作について、図9を用いて説明する。第3の動作は、太陽光発電システムに異常が発生した場合の動作である。第1の動作と同じ点については説明を省略する。
[Third operation]
The third operation will be described with reference to FIG. The third operation is an operation when an abnormality occurs in the solar power generation system. The description of the same points as the first operation is omitted.
演算部13は、入力された各測定値と各基準値Hとの比較判定を行う。すなわち、入力電流値と電流基準値H及び逆流基準値Hとを比較し、入力電圧値と電圧基準値Hとを比較し(ステップS61)、入力測定値が各基準値Hの何れか1つを超えるかを判定する(ステップS62)。演算部13は、入力測定値が各基準値Hの何れかを超える場合には(ステップS62のYes)、接点制御部15に開閉器7aの接点を開状態とする指令を出力し、接点制御部15により開閉器7aの接点を開状態とする(ステップS63)。一方、入力測定値が何れの基準値Hも超えない場合は(ステップS62のNo)、ステップS32に戻る。
The calculation unit 13 performs a comparison determination between each input measurement value and each reference value H. That is, the input current value is compared with the current reference value H and the backflow reference value H, the input voltage value is compared with the voltage reference value H (step S61), and the input measurement value is any one of the reference values H. Is determined (step S62). When the input measurement value exceeds any of the reference values H (Yes in step S62), the calculation unit 13 outputs a command to open the contact of the
[2−3.効果]
(1)本実施形態の電流電圧抑制装置51は、直流回路に直列かつ互いに並列に設けられる開閉器7a、7bと、これらの接点を制御する接点制御部15と、を備え、可変抵抗6は、開閉器7aと並列、かつ、開閉器7bと直列接続され、演算部13は、入力電流値が電流基準値Lを超える場合、又は、入力電圧値が電圧基準値Lを超える場合に、接点制御部15に開閉器7bを閉状態とする第1の指令と、第1の指令後に開閉器7aを開状態とする第2の指令と、第2の指令後に可変抵抗6の抵抗値を大きくする第3の指令と、を出力し、接点制御部15は、第1の指令に基づき開閉器7bを閉状態とし、第2の指令に基づき開閉器7aを開状態とし、抵抗制御部14は、第3の指令に基づき可変抵抗6の抵抗値を大きくするようにした。
[2-3. effect]
(1) The current /
このようなフィードバック制御可能な可変抵抗回路に切り換えることにより、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、可変抵抗6に電流を流した状態で発電すると、可変抵抗6によるエネルギーロスが発生するが、急激な日射強度増加等による過渡現象が生じた場合に、可変抵抗6と直列接続された開閉器7bを閉状態とするので、生産性を向上させることができる。
By switching to such a variable resistance circuit capable of feedback control, the following effects can be obtained. That is, when power is generated with current flowing through the
また、例えば、開閉器7aが閉、開閉器7bが開の状態から、開閉器7bも開状態とすれば、パワーコンディショナ4に電力供給されなくなり、パワーコンディショナ4が停止して継続発電ができなくなる場合がある。しかし、本実施形態によれば、開閉器7bを閉とすることで、発電を継続した状態で電流負担が分散できる。また、開閉器7bを閉にした後、開閉器7aを開にするので、当該回路においてインピーダンスを増加させ、過電流及び過電圧を防止し、直流回路を保護することができる。従って、ヒューズの溶断及び発電停止の事態を回避し、運用コスト低減及び生産性向上を実現することができる。
For example, if the
(2)演算部13は、入力電流値が予め設定された逆流基準値Lを超える場合に、接点制御部15に開閉器7bを閉状態とする第1の指令と、第1の指令後に開閉器7aを開状態とする第2の指令と、第2の指令後に可変抵抗6の抵抗値を大きくする第3の指令を出力し、接点制御部15により開閉器7bを閉とした後、開閉器7aを開とし、抵抗制御部15は、第3の指令に基づき可変抵抗6の抵抗値を大きくするようにした。これにより、逆流電流による太陽電池セルの劣化を抑制することができる。また、太陽光発電システムの運転を停止させる必要もないので、生産性を高めることができる。
(2) When the input current value exceeds the preset backflow reference value L, the calculation unit 13 performs a first command for causing the contact control unit 15 to close the
(3)演算部13は、入力電流値及び入力電圧値のいずれかが、電流基準値H、電圧基準値H、又は逆流基準値Hを超える場合に、接点制御部15に開閉器7a、7bの接点を開とする指令を出力し、接点制御部15は、前記開とする指令に基づいて、開閉器7a、7bを開とするようにした。これにより、回路短絡や地絡が発生した場合であっても、太陽光発電システムの各装置の保護が可能になる。
(3) The computing unit 13 causes the contact control unit 15 to switch the
[3.第3の実施形態]
第3の実施形態は、図10を用いて説明する。第3の実施形態は、第2の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第2の実施形態と異なる点のみを説明し、第2の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[3. Third Embodiment]
The third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is the same as the basic configuration of the second embodiment. In the following, only differences from the second embodiment will be described, and the same parts as those of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図10は、第3の実施形態に係る電流電圧抑制装置の全体構成図である。第3の実施形態は、第2の実施形態と異なる点は、パワーコンディショナ4側に集電部61を設けた点である。本実施形態の電流電圧抑制装置52は、直流回路の複数の経路に接続されており、集電部61は、電流電圧抑制装置52に入力された電流を集約して外部に出力する。換言すると、電流電圧抑制装置52への入力経路と出力経路の比は、N:1であり(Nは2以上の整数)、当該装置52は1つのヒューズHを介して外部と接続される。
FIG. 10 is an overall configuration diagram of the current-voltage suppressing device according to the third embodiment. The third embodiment is different from the second embodiment in that a
集電部61は、各経路に接続された電力線である。出力先の外部は、電流電圧抑制装置52が接続箱2に設けられる場合は集電箱3である。また、電流電圧抑制装置52が集電箱3に設けられる場合はパワーコンディショナ4であり、パワーコンディショナ4に設けられる場合は電力系統である。集電部61を設けたことにより、入力された電流を集電できるので、接続先の回路数を減らすことができる。
The
[4.第4の実施形態]
第4の実施形態は、図11を用いて説明する。第4の実施形態は、第3の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第3の実施形態と異なる点のみを説明し、第3の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[4. Fourth Embodiment]
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is the same as the basic configuration of the third embodiment. In the following, only differences from the third embodiment will be described, and the same parts as those in the third embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図11は、第4の実施形態に係る電流電圧抑制装置の全体構成図である。第4の実施形態は、第4の実施形態と異なる点は、測定された電流値及び電圧値、並びに開閉器7a、7bの接点の状態を記憶し、これらの情報を例えば太陽光発電システムの監視装置等の外部装置に送信する点である。
FIG. 11 is an overall configuration diagram of a current-voltage suppressing device according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is different from the fourth embodiment in that the measured current value and voltage value and the state of the contacts of the
具体的には、電流電圧抑制装置53の制御装置10は、記憶部17と通信部18を備えている。記憶部17は、電流測定部11、電圧測定部12、演算部13及び接点状態確認部16と接続されており、測定された電流値及び電圧値、並びに開閉器7a、7bの接点の状態を所定の時間間隔で記憶する。この時間間隔は適宜設定可能である。
Specifically, the control device 10 of the current /
通信部18は、有線又は無線で構成され、演算部13と接続されており、演算部13により読み出された記憶部17で記憶された電流値及び電圧値を外部装置に送信する。また、通信部18は、電流値及び電圧値のいずれかが、電流基準値H、電圧基準値H又は逆流基準値Hを超える場合に、異常を知らせる警報を通知する。この判定は演算部13が行うものである。すなわち、演算部13は、電流値及び電圧値のいずれかが、電流基準値H、電圧基準値H又は逆流基準値Hを超えると判定した場合、記憶部17から所定時間分の記憶された電流値、電圧値、及び接点の状態を読み出し、これらの情報とを通信部18に外部装置に対して送信させる。 The communication unit 18 is configured by wire or wireless, is connected to the calculation unit 13, and transmits the current value and voltage value stored in the storage unit 17 read by the calculation unit 13 to an external device. In addition, the communication unit 18 notifies an alarm that notifies an abnormality when any of the current value and the voltage value exceeds the current reference value H, the voltage reference value H, or the backflow reference value H. This determination is performed by the calculation unit 13. That is, when it is determined that either the current value or the voltage value exceeds the current reference value H, the voltage reference value H, or the backflow reference value H, the calculation unit 13 stores the current stored for a predetermined time from the storage unit 17. The value, the voltage value, and the contact state are read, and the information is transmitted to the external device to the communication unit 18.
本実施形態によれば、測定された電流値及び電圧値を外部装置に送信するので、太陽光発電システムを外部から監視することができる。また、異常が発生した場合でも、警報が発令されるとともに、各測定値と接点情報が送信されるので、解析等を行って対処が取りやすく、太陽光発電システムの運用が容易にできる。 According to the present embodiment, since the measured current value and voltage value are transmitted to the external device, the solar power generation system can be monitored from the outside. Further, even when an abnormality occurs, an alarm is issued and each measurement value and contact information are transmitted. Therefore, it is easy to take measures by performing analysis or the like, and the operation of the solar power generation system can be facilitated.
[5.その他の実施形態]
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[5. Other Embodiments]
In the present specification, a plurality of embodiments according to the present invention have been described. However, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
例えば、第3の実施形態及び第4の実施形態の集電部61や記憶部17、通信部18は、一経路に2つの開閉器7a、7bを設けた第2の実施形態に追加する構成としたが、一経路に1つの開閉器7を設けた第1の実施形態に追加する構成も本発明の範囲に含まれる。
For example, the
1…太陽電池ストリング
1G…太陽電池ストリング群
2…接続箱
3…集電箱
4…パワーコンディショナ
5、51、52、53…電流電圧抑制装置
6…可変抵抗
7、7a、7b…開閉器
8…電流計測器
9…電圧計測器
10…制御装置
11…電流測定部
12…電圧測定部
13…演算部
14…抵抗制御部
15…接点制御部
16…接点状態確認部
17…記憶部
18…通信部
61…集電部
H…ヒューズ
S…太陽光発電部
SW…開閉器
T…DC/AC変換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (11)
前記直流回路の電流を測定する電流測定部と、
前記直流回路の電圧を測定する電圧測定部と、
前記直流回路に直列に設けられる可変抵抗と、
前記可変抵抗の抵抗値を変更する抵抗制御部と、
予め設定された電流基準値及び電圧基準値を有する演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記電流測定部で測定された電流値が前記電流基準値を超える場合、又は、前記電圧測定部で測定された電圧値が前記電圧基準値を超える場合に、前記可変抵抗の抵抗値を変更する指令を前記抵抗制御部に出力する電流電圧抑制装置。 A current-voltage suppressing device provided in a DC circuit between a photovoltaic power generation unit having a plurality of solar battery strings and a power conditioner,
A current measuring unit for measuring the current of the DC circuit;
A voltage measuring unit for measuring the voltage of the DC circuit;
A variable resistor provided in series with the DC circuit;
A resistance control unit for changing a resistance value of the variable resistor;
An arithmetic unit having a preset current reference value and voltage reference value;
With
When the current value measured by the current measurement unit exceeds the current reference value, or when the voltage value measured by the voltage measurement unit exceeds the voltage reference value, the calculation unit A current-voltage suppressing device that outputs a command to change a resistance value to the resistance control unit.
前記開閉器の接点の開閉を制御する接点制御部と、
を備え、
前記演算部は、前記電流基準値より大きい第2の電流基準値、前記電圧基準値より大きい第2の電圧基準値、及び前記逆流基準値より大きい第2の逆流基準値を更に有し、前記電流値及び前記電圧値のいずれかが、前記第2の電流基準値、前記第2の電圧基準値、又は前記第2の逆流基準値を超える場合に、前記接点制御部に前記開閉器の接点を開とする指令を出力し、
前記接点制御部は、前記開とする指令に基づいて、前記開閉器を開とする請求項2に記載の電流電圧抑制装置。 In the DC circuit, a switch provided on the solar cell string side than the variable resistor,
A contact controller for controlling the opening and closing of the contacts of the switch;
With
The computing unit further includes a second current reference value greater than the current reference value, a second voltage reference value greater than the voltage reference value, and a second backflow reference value greater than the backflow reference value, When either the current value or the voltage value exceeds the second current reference value, the second voltage reference value, or the second backflow reference value, the contact point of the switch is connected to the contact control unit. Command to open
The current voltage suppression device according to claim 2, wherein the contact control unit opens the switch based on the command to open.
前記第1の開閉器及び前記第2の開閉器の接点を制御する接点制御部と、
を備え、
前記可変抵抗は、前記第1の開閉器と並列に、かつ、前記第2の開閉器と直列に接続され、
前記演算部は、
前記電流値が前記電流基準値を超える場合、又は、前記電圧値が前記電圧基準値を超える場合に、前記接点制御部に前記第2の開閉器を閉状態とする第1の指令と、
前記第1の指令後に前記第1の開閉器を開状態とする第2の指令と、
前記第2の指令後に前記可変抵抗の抵抗値を大きくする第3の指令と、を出力し、
前記接点制御部は、前記第1の指令に基づき前記第2の開閉器を閉状態とし、前記第2の指令に基づき前記第1の開閉器を開状態とし、
前記抵抗制御部は、前記第3の指令に基づき前記可変抵抗の抵抗値を大きくする請求項1に記載の電流電圧抑制装置。 A first switch and a second switch provided in series and in parallel with each other in the DC circuit;
A contact control unit for controlling contacts of the first switch and the second switch;
With
The variable resistor is connected in parallel with the first switch and in series with the second switch,
The computing unit is
When the current value exceeds the current reference value, or when the voltage value exceeds the voltage reference value, the first command to close the second switch in the contact control unit,
A second command to open the first switch after the first command;
A third command for increasing the resistance value of the variable resistor after the second command;
The contact control unit closes the second switch based on the first command, opens the first switch based on the second command,
The current-voltage suppressing device according to claim 1, wherein the resistance control unit increases a resistance value of the variable resistor based on the third command.
前記第1の開閉器及び前記第2の開閉器の接点を制御する接点制御部と、
を備え、
前記可変抵抗は、前記第1の開閉器と並列に、かつ、前記第2の開閉器と直列に接続され、
前記演算部は、予め設定された逆流基準値を更に有し、前記電流値が前記逆流基準値を超える場合に、前記接点制御部に前記第2の開閉器を閉状態とする第1の指令と、
前記第1の指令後に前記第1の開閉器を開状態とする第2の指令と、
前記第2の指令後に前記可変抵抗の抵抗値を大きくする第3の指令と、を出力し、
前記接点制御部は、前記第1の指令に基づき前記第2の開閉器を閉状態とし、前記第2の指令に基づき前記第1の開閉器を開状態とし、
前記抵抗制御部は、前記第3の指令に基づき前記可変抵抗の抵抗値を大きくする請求項1に記載の電流電圧抑制装置。 A first switch and a second switch provided in series and in parallel with each other in the DC circuit;
A contact control unit for controlling contacts of the first switch and the second switch;
With
The variable resistor is connected in parallel with the first switch and in series with the second switch,
The calculation unit further includes a preset reverse flow reference value, and when the current value exceeds the reverse flow reference value, a first command to close the second switch to the contact control unit When,
A second command to open the first switch after the first command;
A third command for increasing the resistance value of the variable resistor after the second command;
The contact control unit closes the second switch based on the first command, opens the first switch based on the second command,
The current-voltage suppressing device according to claim 1, wherein the resistance control unit increases a resistance value of the variable resistor based on the third command.
前記接点制御部は、前記開とする指令に基づいて、前記第1の開閉器及び前記第2の開閉器を開とする請求項5に記載の電流電圧抑制装置。 The computing unit further includes a second current reference value greater than the current reference value, a second voltage reference value greater than the voltage reference value, and a second backflow reference value greater than the backflow reference value, When one of the current value and the voltage value exceeds the second current reference value, the second voltage reference value, or the second backflow reference value, the contact controller is provided with the first opening / closing. A command to open the contact of the switch and the second switch,
The current voltage suppression device according to claim 5, wherein the contact control unit opens the first switch and the second switch based on the command to open.
外部装置と通信する通信部と、
を備え、
前記通信部は、前記記憶部に記憶された電流値及び電圧値を送信する請求項1〜3のいずれかに記載の電流電圧抑制装置。 A storage unit for storing current values and voltage values measured by the current measurement unit and the voltage measurement unit;
A communication unit that communicates with an external device;
With
The current / voltage suppressing device according to claim 1, wherein the communication unit transmits a current value and a voltage value stored in the storage unit.
前記記憶部は、前記接点の状態を記憶し、
前記通信部は、前記電流値及び前記電圧値のいずれかが、前記第2の電流基準値、前記第2の電圧基準値、又は前記第2の逆流基準値を超える場合に、異常を知らせる警報と、前記記憶部に記憶された前記接点の状態とを前記外部装置に送信する請求項7に記載の電流電圧抑制装置。 A contact state confirmation unit for confirming an open state or a closed state of the contact of the switch;
The storage unit stores a state of the contact,
The communication unit notifies an abnormality when either the current value or the voltage value exceeds the second current reference value, the second voltage reference value, or the second backflow reference value. The current voltage suppression device according to claim 7, wherein the state of the contact stored in the storage unit is transmitted to the external device.
外部装置と通信する通信部と、
を備え、
前記通信部は、前記記憶部に記憶された電流値及び電圧値を送信する請求項4〜6のいずれかに記載の電流電圧抑制装置。 A storage unit for storing current values and voltage values measured by the current measurement unit and the voltage measurement unit;
A communication unit that communicates with an external device;
With
The current / voltage suppressing device according to claim 4, wherein the communication unit transmits a current value and a voltage value stored in the storage unit.
前記記憶部は、前記第1の開閉器及び前記第2の開閉器の接点の状態を記憶し、
前記通信部は、前記電流値及び前記電圧値のいずれかが、前記第2の電流基準値、前記第2の電圧基準値、又は前記第2の逆流基準値を超える場合に、異常を知らせる警報と、前記記憶部に記憶された前記接点の状態とを前記外部装置に送信する請求項9に記載の電流電圧抑制装置。 A contact state confirmation unit for confirming an open state or a closed state of contacts of the first switch and the second switch;
The storage unit stores contact states of the first switch and the second switch,
The communication unit notifies an abnormality when either the current value or the voltage value exceeds the second current reference value, the second voltage reference value, or the second backflow reference value. The current voltage suppression device according to claim 9, wherein the state of the contact stored in the storage unit is transmitted to the external device.
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JP2019054587A (en) * | 2017-09-13 | 2019-04-04 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conditioner system and solar power generation system |
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CN110741521A (en) * | 2017-12-11 | 2020-01-31 | 株式会社Lg化学 | Apparatus and method for preventing short circuit |
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