JP2016127796A - Ａｃ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法及びシステム - Google Patents

Ａｃ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法及びシステム Download PDF

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Abstract

【課題】ＡＣ側が並列接続された光起電力インバータの制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、インバータがＡＣ側で並列接続され、ＤＣ側で互いに独立したインバータシステムに適用され、第１及び第２のインバータの入力端子は第１及び第２のＰＶアレイに接続され、ＰＶアレイの各々が接地に対する寄生容量を有し、両インバータは寄生容量による結合によりコモンモードループを形成し、両インバータの第１及び第２の直流電圧を検出するステップと、第１及び第２の直流電圧の間の差を取得するステップと、インバータの直流電圧を調節し差が所定範囲に入るように制御し、コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定コモンモード電圧範囲に入るように制御するステップを含む。インバータの直流電圧間の差が小さいほどインバータ間のコモンモード電圧差が小さくなり、コモンモード電流が小さくなりインバータ間のコモンモード循環電流が抑制される。
【選択図】図３

Description

本開示は、太陽光発電の技術分野に関し、具体的には、交流（ＡＣ）側が並列に接続された光起電力（ＰＶ）インバータの制御方法及びシステムに関する。
新エネルギー発電所の容量が大きくなるにつれて、グリッドタイ・インバータの容量の最適構成を達成するために、またメガワットシステムの解決策を実装するために、インバータの並列接続が技術開発の趨勢となっている。インバータのＡＣ側の並列接続は以下の利点を有する。
ＡＣ側の二重スプリット（ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｌｉｔ）変圧器を二巻線変圧器に置き換えてシステムの投資費用を削減することができ、これは元の最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を維持し、システムのレイアウト及び構造に対する変更は少ない。
図１を参照すると、従来技術におけるＡＣ側が並列に接続されたインバータの略図が示されている。
ＰＶ１からＰＶＮまでがＮ個のＰＶ（光起電力）アレイであり、即ち、各インバータの入力端子は、それぞれＰＶアレイの出力端子に接続され、第１のインバータからＮ番目のインバータまでが並列に接続されたＮ個のインバータであり、第１のフィルタからＮ番目のフィルタまでがＮ個のインバータ用のＮ個のＡＣフィルタであり、Ｔは二巻線変圧器である。
ＡＣバスは、インバータのＡＣ側によって共用され、インバータのＤＣ側は、独立したＰＶアレイにそれぞれ接続され、従ってＮ通りの最大電力点追従ＭＰＰＴ（maximum power point tracking）が行われ、即ち、各インバータのＭＰＰＴが独立に行われる。
ＡＣ側が並列に接続されたインバータの利点にもかかわらず、ＰＶアレイの正端子及び負端子は接地に対する寄生容量を有するので、その結果、各インバータのそれぞれのＤＣ側に結合が存在し、それによりコモンモードループが形成され、コモンモード循環電流の問題が生じる。図２を参照すると、図１に示すシステムに対応するコモンモードループの略図が示されるており、ここでＣｐ／ｎｔｇ１は、接地に対するＰＶ１の寄生容量であり、Ｃｐ／ｎｔｇ２は、接地に対するＰＶ２の寄生容量である。並列に接続された２つのインバータが寄生容量を通して互いに結合してコモンモードループを形成することが分かる。
従って、当業者には、インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムのコモンモードループの問題を抑制するための、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法及びシステムを提供する必要性が存在する。
本開示は、インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムのコモンモードループの問題を解決するための、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法及びシステムを提供するものである。
本開示の実施形態によれば、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法が提供され、この方法は、インバータのＡＣ側が並列に接続され、インバータのＤＣ側が互いに独立であるシステムに適用され、このシステムは、少なくとも２つのインバータ、即ち第１のインバータ及び第２のインバータを含み、第１のインバータの入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、第２のインバータの入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、第１のＰＶアレイ及び第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、第１のインバータは、寄生容量を通して第２のインバータと結合してコモンモードループを形成する。この方法は、
第１のインバータの第１の直流電圧及び第２のインバータの第２の直流電圧を検出することと、
第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差を取得することと、
インバータの直流電圧を調節して、差が所定範囲に入るように制御し、コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御することと、を含む。
好ましくは、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差を取得すること、及びインバータの直流電圧を調節して差が所定範囲に入るように制御することは、
第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差の絶対値を取得すること、及びインバータの直流電圧を調節して絶対値が所定電圧より小さくなるように制御すること、を含む。
好ましくは、第１のインバータがホストインバータであり、第２のインバータがスレーブインバータであり、
絶対値が所定電圧より小さくなるように制御することは、
ホストインバータの直流電圧に基づいてスレーブインバータの直流電圧を調節して、絶対値が所定電圧より小さくなるように制御すること、を含む。
好ましくは、ホストインバータから送信されたホストインバータの直流電圧を受信する前に、本方法は、
ホストインバータの搬送波をスレーブインバータの搬送波と同期するように制御して、コモンモード電圧の位相が所定の位相範囲に入るように制御することをさらに含む。
本開示の実施形態によれば、ＡＤ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置が提供され、この装置は、検出ユニット、差取得ユニット及び制御ユニットを含み、
検出ユニットは、第１のインバータの第１の直流電圧及び第２のインバータの第２の直流電圧を検出するように構成され、
差取得ユニットは、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差を取得するように構成され、
制御ユニットは、インバータの直流電圧を調節して、差が所定範囲に入るように制御するように構成される。
好ましくは、差取得ユニットは、絶対値取得サブユニットを含み、
絶対値取得サブユニットは、第１の直流電圧と第２の直流電圧との差の絶対値を取得するように構成され、
制御ユニットは、インバータの直流電圧を調節して、絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するように構成された制御サブユニットを含む。
好ましくは、制御サブユニットは、ホストインバータの直流電圧に基づいてスレーブインバータの直流電圧を調節して、絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するように構成された追従サブユニットを含む。
本開示の実施形態によれば、インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムがさらに提供され、このシステムは、少なくとも２つのインバータ、即ち、第１のインバータ及び第２のインバータを含み、第１のインバータの入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、第２のインバータの入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、第１のＰＶアレイ及び第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、第１のインバータは、寄生容量を通して第２のインバータと結合してコモンモードループを形成する。
第１のインバータのＡＣ側及び第２のインバータのＡＣ側は並列に接続され、第１のインバータのＤＣ側は、第２のインバータのＤＣ側から独立しており、
第１のインバータはホストインバータとして機能し、第２のインバータはスレーブインバータとして機能し、
ホストインバータは、ホストインバータの直流電圧をスレーブインバータに送信するように構成され、
スレーブインバータは、ホストインバータの直流電圧とスレーブインバータの直流電圧との間の差を取得し、スレーブインバータの直流電圧を調節して、差が所定範囲に入るように制御し、コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御するように構成される。
好ましくは、ホストインバータの搬送波がスレーブインバータの搬送波と同期するように制御されて、コモンモード電圧の位相を所定の位相範囲に入るように制御する。
好ましくは、スレーブインバータは、ホストインバータの直流電圧とスレーブインバータの直流電圧との間の差の絶対値を取得し、ホストインバータの直流電圧に基づいて動作して、絶対値を所の電圧より小さくなるように制御するように構成される。
従来技術と比べて、本開示は以下の利点を有する。
従来技術では、ＤＣ側が互いに独立したインバータが、それぞれのＭＰＰＴを実行するので、インバータは、著しく異なる直流電圧を有する場合があり、従ってコモンモード循環電流が存在する。本開示による方法では、直流動作電圧間の差が所定条件に適合することを前提として、並列に接続されたそれぞれのインバータ上でＭＰＰＴが独立に実行されることを基礎として制御が行われる。即ち、並列に接続されたインバータのＤＣ電圧が検出され、インバータの直流電圧間の差が取得され、その差が、インバータが動作する直流電圧を調節することによって所定範囲に入るように制御される。このようにして、インバータの直流電圧間の差が小さいほど、インバータ間のコモンモード電圧差が小さくなり、コモンモード電流が小さくなり、それによりインバータ間のコモンモード循環電流が抑制される。差がゼロである場合にはインバータが動作する直流電圧は同一であり、これはインバータ間にコモンモード電流が存在しないこと示すことが理解できる。実際には、一般にインバータは、僅かに異なる直流電圧で動作する。直流電圧間の差が所定範囲内にある場合、それに対応するコモンモード電流は許容できる。差が所定範囲外にある場合、コモンモード電流が大きいことが示され、これは深刻な問題であり、制御する必要がある。
本開示の実施形態による又は従来技術における技術的解決策をより明瞭に示すために、以下、本開示の実施形態による図面を簡単に説明する。明らかにこれらの図面は本開示の幾つかの実施形態に過ぎず、当業者であれば、それらの図面に従って創造的努力なしに他の図面を得ることができるであろう。
従来技術におけるＡＣ側が並列に接続されたインバータの略図である。 図１に示すシステムに対応するコモンモードループの略図である。 本開示の第１の方法の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法のフローチャートである。 本開示の第２の方法の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法のフローチャートである。 本開示の第１の装置の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置の略図である。 本開示の第２の装置の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置の略図である。 本開示の第１のシステムの実施形態による、光起電力インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムの略図である。
本開示の実施形態の技術的解決策は、本開示の実施形態の図面に関連して明確且つ完全に説明される。明らかに、説明される実施形態は、本開示の全ての実施形態ではなく、幾つかの実施形態に過ぎない。当業者により、本開示の実施形態に基づいて創造的努力なしに得られる他のいかなる実施形態も、本開示の範囲の中に入ることになる。
本開示の目的、特徴及び利点をより明白に且つより理解し易くするために、本開示の実施形態が図面に関連して以下のように詳しく説明される。
第１の方法の実施形態
図３は、本開示の第１の方法の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法のフローチャートを示す。
ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法は、本開示の実施形態によって提供され、この方法は、インバータのＡＣ側が並列に接続され、インバータのＤＣ側が互いに独立したインバータシステムに適用され、このシステムは、少なくとも２つのインバータ、即ち、第１のインバータ及び第２のインバータを含み、第１のインバータの入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、第２のインバータの入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、第１のＰＶアレイ及び第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、第１のインバータは、寄生容量を通して第２のインバータと結合してコモンモードループを形成する。
この方法は、以下のステップＳ３０１からＳ３０３までを含む。
ステップＳ３０１において、第１のインバータの第１の直流電圧及び第２のインバータの第２の直流電圧が検出される。
各インバータは、インバータのＤＣ側が互いに独立しているので、それぞれの直流電圧で動作することに留意されたい。
ステップＳ３０２において、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差が取得される。
２つのインバータの直流電圧間に差がある場合には、これら２つのインバータ間にコモンモード電流が存在する。図２を参照しながら、コモンモード電流の形成プロセスを以下のように説明する。
オームの法則により、ループ内の電流は次式のように表すことができる。
Figure 2016127796
 式中、Ｉorはコモンモード循環電流であり、Ｕmはループのコモンモード電圧であり、Ｘ0はループのコモンモードインピーダンスである。式（１）から、コモンモード循環電流は、
（１）コモンモードループのコモンモード電圧を低減するか、又は
（２）コモンモードループのコモンモードインピーダンスを増大させる
ことによって低減させることができることが分かる。
コモンモードループのコモンモードインピーダンスは、ＰＶアレイの接地に対する寄生容量に関係するので正確に計算することができず、システム設計には不都合であり、コモンモード循環電流は、本開示においてはコモンモードループのコモンモード電圧を低減させることによって低減される。
Ｕmはループのコモンモード電圧である。インバータが並列に接続されたシステムに関して、Ｕmは、並列に接続されたインバータ間のコモンモード電圧差として表すことができる。２つのインバータを含むシステムの場合を例として取り上げると、コモンモード電圧は式（２）で表すことができる。
Figure 2016127796
 式中、Ｖ01（t）は第１のインバータのコモンモード電圧であり、Ｖ02（t）は第２のインバータのコモンモード電圧である。Ｕmは、Ｖ01（t）及びＶ02（t）の振幅及び位相に関係することが分かる。Ｖ01（t）及びＶ02（t）が同じ振幅及び同じ位相を有すると仮定すると、Ｕmは０となり、この場合、コモンモード循環電流はコモンモードインピーダンスと無関係になり、それによりコモンモード循環電流が制限される。
ステップＳ３０３において、インバータの直流電圧が調節されて、差が所定範囲に入るように制御され、コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御される。
各々のインバータの直流電圧を調節することもでき、又は１つのインバータの直流電圧を基準に取り、他のインバータの直流電圧を調節することもできることが理解できる。
この実施形態によれば、インバータの直流電圧間の差が所定範囲に入るように制御される。式（２）から、２つの電圧間の差が小さいほど、コモンモード電圧差が小さいくなることが分かる。
従来技術では、ＡＣ側が並列に接続され、ＤＣ側が互いに独立したインバータの各々が、それぞれのＭＰＰＴを実行し、従って、各々のインバータがそれぞれの最大電力点に対応する直流電圧で動作するので、その結果、インバータの直流電圧間に大きな差が存在する場合がある。例えば、あるインバータが５００Ｖの直流電圧で動作し、他方、別のインバータが６００Ｖの直流電圧で動作すると、これら２つのインバータ間のコモンモード電圧は大きい。従来技術では、そのような問題を考慮せずに、インバータの最大出力電力が追い求められる。本開示による方法では、インバータのＭＰＰＴを制御する際に、直流電圧間の差がＭＰＰＴの最大電力点よりも高い優先度を有する。即ち、直流電圧間の差が所定条件に適合することを前提として、より大きい出力電力が追い求められる。
本開示による方法において、インバータの直流電圧間の差は、並列に接続されたインバータのそれぞれの直流電圧を検出することによって取得することができ、インバータが動作する直流電圧を調節することによって、その差が所定範囲に入るように制御することができる。インバータの直流電圧間の差が小さいほど、インバータ間のコモンモード電圧差が小さくなり、コモンモード電流が小さくなるので、インバータ間のコモンモード循環電流が抑制される。
インバータの直流電圧間の差が０である場合にはインバータは同じ直流電圧で動作するので、インバータ間にコモンモード電流が存在しないことが理解できる。実際には、インバータは、一般に僅かに異なる直流電圧で動作する。直流電圧間の差が所定範囲内にある場合、それに対応するコモンモード電流は許容できる。差が所定範囲外にある場合、コモンモード電流が大きいことが示され、これは深刻な問題であり、制御する必要がある。
第２の方法の実施形態
図４を参照すると、本開示の第２の方法の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法のフローチャートが示されている。
この実施形態では、並列に接続されたインバータがホストインバータとスレーブインバータとに分類される場合を説明のための例として取り上げる。例えば、第１のインバータは、ホストインバータであり、第２のインバータは、スレーブインバータである。
ステップＳ４０１において、第１のインバータの第１の直流電圧及び第２のインバータの第２の直流電圧が検出される。
具体的には、ホストインバータは、ホストインバータの第１の直流電圧をスレーブインバータに送信し、スレーブインバータは、第１の直流電圧をスレーブインバータの第２の直流電圧と比較する。
並列に接続されたインバータは互いに通信することができることが理解できる。
ステップＳ４０２において、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差の絶対値が取得される。
差は正又は負の場合があることを理解することができる。従って、比較を容易にするために、差の絶対値を取得することができ、この絶対値が正の所定電圧と直接比較される。
ステップＳ４０３において、絶対値が所定電圧より大きいと判定された場合、ホストインバータの直流電圧に基づいてスレーブインバータの直流電圧が調節され、絶対値が所定電圧より小さくなるように制御される。
所定電圧は、インバータの実際のパラメータに従って設定することができることに留意されたい。例えば、所定電圧は、並列に接続されたインバータのＤＣ側の電圧及びＡＣ側の電圧に従って設定することができる。所定電圧は、電圧の許容可能な偏差範囲を定める。
さらに、ホストインバータの搬送波をスレーブインバータの搬送波と同期するように制御して、Ｖ01（ｔ）の位相をＶ02（ｔ）の位相と一致させることが必要である。
従来技術では、ＡＣ側が並列に接続されるインバータの直流電圧の各々が、独立に制御される。従って、Ｖ01（ｔ）の振幅をＶ02（ｔ）の振幅と一致するように保つことは困難である。本開示による方法では、Ｖ01（ｔ）の振幅がＶ02（ｔ）の振幅と一致することが保証される。
実施形態による方法では、スレーブインバータは、ホストインバータに基づいて、即ちホストインバータの直流電圧に基づいて、ホストインバータの直流電圧付近の直流電圧で動作するように制御される。このように、スレーブインバータの最大電力が犠牲にされ、スレーブインバータは、ホストインバータの最大電力に基づいてホストインバータの動作に追従するように制御される。このようにして、並列に接続されたインバータの直流電圧間の差の絶対値が所定電圧より小さくなるように制御される。このように、インバータ間のコモンモード電流を所定電流範囲に入るように制御することができ、これによりコモンモード電流が抑制される。
システムが２つより多くのインバータを含み、１つのインバータがホストインバータとして扱われ、その他のインバータがスレーブインバータとして扱われる場合、これは２つのインバータを有するシステムの場合と同じ制御原理を有することが理解できるので、ここでは詳細には説明しない。
複数のインバータが並列に接続される場合、所定のルールに従って、１つのインバータをホストインバータとして選択することができる。例えば、インバータのうちの１つが、インバータの個数、外部構成又は電流出力に従って、ホストインバータとして選択される。
第１の装置の実施形態
図５は、本開示の第１の装置の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置の略図を示す。
実施形態によるＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置は、検出ユニット５０１、差取得ユニット５０２、及び制御ユニット５０３を含む。
検出ユニット５０１は、第１のインバータの第１の直流電圧及び第２のインバータの第２の直流電圧を検出するように構成される。
各インバータは、インバータのＤＣ側が互いに独立しているので、それぞれの直流電圧で動作することに留意されたい。
差取得ユニット５０２は、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差を取得するように構成される。
２つのインバータの直流電圧間に差がある場合には、これら２つのインバータ間にコモンモード電流が存在する。
制御ユニット５０３は、インバータの直流電圧を調節して、差が所定範囲に入るように制御するように構成される。
各々のインバータの直流電圧を調節することもでき、又は１つのインバータの直流電圧を基準に取り、他のインバータの直流電圧を調節することもできることが理解できる。
この実施形態による装置は、ホストインバータ又はスレーブインバータ内に配置することもでき、又はホストインバータ及びスレーブインバータから独立したものとすることもできる。
この実施形態によれば、インバータの直流電圧間の差が所定範囲に入るように制御される。式（２）から、２つの電圧間の差が小さいほど、コモンモード電圧差が小さくなることが分かる。
この実施形態による装置は、インバータの直流電圧間の差を、並列に接続されたインバータのそれぞれの直流電圧を検出することによって取得し、インバータが動作する直流電圧を調節することによって、その差を所定範囲に入るように制御する。インバータの直流電圧間の差が小さいほど、インバータ間のコモンモード電圧差が小さくなり、コモンモード電流が小さくなるので、インバータ間のコモンモード循環電流が抑制される。
インバータの直流電圧間の差が０である場合にはインバータは同じ直流電圧で動作するので、インバータ間にコモンモード電流が存在しないことが理解できる。実際には、インバータは、一般に異なる直流電圧で動作する。直流電圧間の小さな差が所定範囲内にある場合、それに対応するコモンモード電流は許容できる。差が所定範囲外にある場合、コモンモード電流が大きいことが示され、これは深刻な問題であり、制御する必要がある。
第２の装置の実施形態
図６を参照すると、本開示の第２の装置の実施形態による、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置の略図が示されている。
この実施形態では、装置がスレーブインバータ内に配置される場合を例として取り上げる。複数のスレーブインバータが存在する場合、各々のスレーブインバータが装置を含むことを理解することができる。
具体的には、ホストインバータは、ホストインバータの第１の直流電圧をスレーブインバータに送信し、スレーブインバータは、ホストインバータの第１の直流電圧をスレーブインバータの第２の直流電圧と比較する。
並列に接続されたインバータは互いに通信できることが理解できる。
差取得ユニットは、絶対値取得サブユニット５０２ａを含む。
絶対値取得サブユニット５０２ａは、第１の直流電圧と第２の直流電圧との間の差の絶対値を取得するように構成される。
差は正又は負の場合があることを理解することができる。従って、比較を容易にするために、差の絶対値を取得することができ、この絶対値が正の所定電圧と直接比較される。
制御ユニットは、インバータの直流電圧を調節して絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するように構成された制御サブユニット５０３ａを含む。
制御サブユニットは、スレーブインバータの直流電圧をホストインバータの直流電圧に基づいて調節して、絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するように構成された追従サブユニット５０３ａ１を含む。
所定電圧は、インバータの実際のパラメータに従って設定することができることに留意されたい。例えば、所定の電圧は、並列に接続されたインバータのＤＣ側の電圧及びＡＣ側の電圧に従って設定することができる。所定電圧は、電圧の許容可能な偏差範囲を定める。
さらに、ホストインバータの搬送波をスレーブインバータの搬送波と同期するように制御して、Ｖ01（ｔ）の位相をＶ02（ｔ）の位相と一致させることが必要である。
従来技術では、ＡＣ側が並列に接続されたインバータの直流電圧の各々が、独立に制御される。従って、Ｖ01（ｔ）の振幅をＶ02（ｔ）の振幅と一致するように保つことは困難である。本開示による方法では、Ｖ01（ｔ）の振幅がＶ02（ｔ）の振幅と一致することが保証される。
この実施形態による装置は、スレーブインバータを、ホストインバータに基づいて、即ちホストインバータの直流電圧に基づいて、ホストインバータの直流電圧付近の電圧で動作するように制御する。このように、スレーブインバータの最大電力が犠牲にされ、スレーブインバータは、ホストインバータの最大電力に基づいてホストインバータの動作に追従するように制御される。このようにして、並列に接続されたインバータの直流電圧間の差の絶対値が所定電圧より小さくなるように制御される。このように、インバータ間のコモンモード電流を所定電流範囲に入るように制御することができ、これによりコモンモード電流が抑制される。
２つより多くのインバータが存在し、１つのインバータがホストインバータとして扱われ、その他のインバータがスレーブインバータとして扱われる場合、これは２つのインバータが存在する場合と同じ制御原理を有することが理解できるので、ここでは詳細には説明しない。
複数のインバータが並列に接続される場合、所定のルールに従って、１つのインバータをホストインバータとして選択することができる。例えば、インバータのうちの１つが、インバータの個数、外部構成又は電流出力に従ってホストインバータとして選択される。
第１のシステムの実施形態
図７は、本開示による、光起電力インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムの第１の実施形態の略図を示す。
この実施形態による、光起電力インバータのＡＣ側が並列に接続されたシステムは、少なくとも２つのインバータ、即ち、第１のインバータ７００及び第２のインバータ８００を含み、第１のインバータ７００の入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、第２のインバータ８００の入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、第１のＰＶアレイ及び第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、第１のインバータ７００は、寄生容量を通して第２のインバータ８００と結合し、これがコモンモードループを形成し、第１のインバータ７００及び第２のインバータ８００のＡＣ側は並列に接続され、第１のインバータ７００及び第２のインバータ８００のＤＣ側は互いに独立しており、第１のインバータ７００はホストインバータとして機能し、第２のインバータ８００はスレーブインバータとして機能する。
ホストインバータ７００は、ホストインバータ７００の直流電圧をスレーブインバータ８００に送信するように構成される。
各インバータは、インバータのＤＣ側が互いに独立しているので、それぞれの直流電圧で動作することに留意されたい。
２つのインバータの直流電圧間に差がある場合には、これら２つのインバータ間にコモンモード電流が存在する。
スレーブインバータ８００は、ホストインバータの直流電圧とスレーブインバータの直流電圧との間の差を取得し、スレーブインバータの直流電圧を調節して、差が所定範囲に入るように制御し、コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御するように構成される。
この実施形態によれば、インバータの直流電圧間の差が所定範囲に入るように制御される。式（２）から、２つの電圧間の差が小さいほど、コモンモード電圧差が小さくなることが分かる。
この開示による方法において、インバータの直流電圧間の差は、並列に接続されたインバータのそれぞれの直流電圧を検出することによって取得することができ、インバータが動作する直流電圧を調節することによって、その差が所定範囲に入るように制御することができる。インバータの直流電圧間の差が小さいほど、インバータ間のコモンモード電圧差が小さくなり、コモンモード電流が小さくなるので、インバータ間のコモンモード循環電流が抑制される。
インバータの直流電圧間の差が０である場合にはインバータは同じ直流電圧で動作するので、インバータ間にコモンモード電流が存在しないことが理解できる。実際には、インバータは、一般に異なる直流電圧で動作する。異なる直流電圧が小さい差を有する場合、それに対応するコモンモード電流は許容できる。差が所定範囲外にある場合、コモンモード電流が大きいことが示され、これは深刻な問題であり、制御する必要がある。
さらに、ホストインバータの搬送波をスレーブインバータの搬送波と同期するように制御して、Ｖ01（ｔ）の位相をＶ02（ｔ）の位相と一致させることが必要である。即ち、搬送波の同期は、Ｖ01（ｔ）の位相をＶ02（ｔ）の位相と一致するように保つためである。
従来技術では、ＡＣ側が並列に接続されたインバータの直流電圧の各々が、独立に制御される。従って、Ｖ01（ｔ）の振幅をＶ02（ｔ）の振幅と一致するように保つことは困難である。本開示による方法では、Ｖ01（ｔ）の振幅がＶ02（ｔ）の振幅と一致することが保証される。
スレーブインバータは、ホストインバータの直流電圧とスレーブインバータの直流電圧との間の差の絶対値を取得し、ホストインバータの直流電圧に基づいて動作して、絶対値を所定電圧より小さくなるように制御するように構成される。
上記の実施形態によるシステムによれば、ＤＣ側が互いに独立し、ＡＣ側が並列に接続されたインバータ間のコモンモード電流が抑制される。さらに、１つのインバータに故障が起きた場合でも、他のインバータの正常動作は影響を受けない。
前述の実施形態は、単に本開示の好ましい実施形態であり、本開示を限定することを意味するものではない。本開示による好ましい実施形態を上記で開示し、これらは本開示を限定することを意図したものではない。当業者であれば、開示された方法及び技術的内容に基づいて、本開示の技術的解決策に幾つかの変形及び改良を加えることができ、又は、技術的解決策の範囲を逸脱せずに、実施形態に幾つかの均等な変形を加えることができる。本開示の技術的解決策の内容から逸脱せずに本開示の技術的本質に基づいてなされる全ての簡単な修正、均等な変形及び改良は、本開示の技術的解決策の範囲に入る。
５０３ａ：制御サブユニット

Claims (10)

  1. ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法であって、この方法は、インバータのＡＣ側が並列に接続され、前記インバータのＤＣ側が互いに独立であるシステムに適用され、
    前記システムは、少なくとも２つのインバータを含み、これらは第１のインバータ及び第２のインバータであり、前記第１のインバータの入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、前記第２のインバータの入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、前記第１のＰＶアレイ及び前記第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、前記第１のインバータは、前記寄生容量を通して前記第２のＰＶアレイと結合してコモンモードループを形成し、前記方法は、
    前記第１のインバータの第１の直流電圧、及び、前記第２のインバータの第２の直流電圧を検出するステップと、
    前記第１の直流電圧と前記第２の直流電圧との間の差を取得するステップと、
    前記インバータの前記直流電圧を調節して、前記差が所定範囲に入るように制御し、前記コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御するステップと、
    を含むこと特徴とする、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法。
  2. 前記第１の直流電圧と前記第２の直流電圧との間の差を取得するステップ、及び前記インバータの前記直流電圧を調節して、前記差が所定範囲に入るように制御するステップは、
    前記第１の直流電圧と前記第２の直流電圧との間の差の絶対値を取得するステップ、及び前記インバータの前記直流電圧を調節して、前記絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するステップ、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法。
  3. 前記第１のインバータがホストインバータであり、前記第２のインバータがスレーブインバータであり、
    前記絶対値が前記所定電圧より小さくなるように制御するステップは、
    前記ホストインバータの前記直流電圧に基づいて前記スレーブインバータの前記直流電圧を調節して、前記絶対値が前記所定電圧より小さくなるように制御するステップ、
    を含むことを特徴とする、請求項２に記載のＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法。
  4. ホストインバータから送信された前記ホストインバータの前記直流電圧を受信する前に、前記方法が、
    前記ホストインバータの搬送波をスレーブインバータの搬送波と同期するように制御して、前記コモンモード電圧の位相が所定の位相範囲に入るように制御するステップ、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜請求項３までのいずれかに記載のＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御方法。
  5. ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置であって、
    検出ユニット、差取得ユニット、及び制御ユニットを含み、
    前記検出ユニットは、第１のインバータの第１の直流電圧、及び第２のインバータの第２の直流電圧を検出するように構成され、
    前記差取得ユニットは、前記第１の直流電圧と前記第２の直流電圧との間の差を取得するように構成され、
    前記制御ユニットは、前記インバータの前記直流電圧を調節して、前記差が所定範囲に入るように制御するように構成される、
    ことを特徴とする、ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置。
  6. 前記差取得ユニットは、絶対値取得サブユニットを含み、
    前記絶対値取得サブユニットは、前記第１の直流電圧と前記第２の直流電圧との間の差の絶対値を取得するように構成され、
    前記制御ユニットは、前記インバータの前記直流電圧を調節して、前記絶対値が所定電圧より小さくなるように制御するように構成された制御サブユニットを含む、
    ことを特徴とする、請求項５に記載のＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置。
  7. 前記制御サブユニットは、ホストインバータの直流電圧に基づいてスレーブインバータの直流電圧を調節して、前記絶対値が前記所定電圧より小さくなるように制御するように構成された追従サブユニットを含むことを特徴とする、請求項６に記載のＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータの制御装置。
  8. ＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータシステムであって、
    少なくとも２つのインバータを含み、これらは第１のインバータ及び第２のインバータであり、前記第１のインバータの入力端子は第１のＰＶアレイに接続され、前記第２のインバータの入力端子は第２のＰＶアレイに接続され、前記第１のＰＶアレイ及び前記第２のＰＶアレイは、各々、接地に対する寄生容量を有し、前記第１のインバータは、前記寄生容量を通して前記第２のインバータと結合してコモンモードループを形成し、
    前記第１のインバータのＡＣ側及び前記第２のインバータのＡＣ側は並列に接続され、前記第１のインバータのＤＣ側は、前記第２のインバータのＤＣ側から独立しており、
    前記第１のインバータはホストインバータとして機能し、前記第２のインバータはスレーブインバータとして機能し、
    前記ホストインバータは、前記ホストインバータの直流電圧を前記スレーブインバータに送信するように構成され、
    前記スレーブインバータは、前記ホストインバータの前記直流電圧と前記スレーブインバータの直流電圧との間の差を取得し、前記スレーブインバータの前記直流電圧を調節して、前記差が所定範囲に入るように制御し、前記コモンモードループ内のコモンモード電圧が所定のコモンモード電圧範囲に入るように制御するように構成される、
    ことを特徴とする、インバータのＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータシステム。
  9. 前記ホストインバータの搬送波が前記スレーブインバータの搬送波と同期するように制御されて、前記コモンモード電圧の位相が所定の位相範囲に入るように制御されることを特徴とする、請求項８に記載のインバータのＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータシステム。
  10. 前記スレーブインバータは、前記ホストインバータの前記直流電圧と前記スレーブインバータの前記直流電圧との間の差の絶対値を取得し、前記ホストインバータの前記直流電圧に基づいて動作して、前記絶対値を前記所定電圧より小さくなるように制御するように構成されることを特徴とする、請求項８に記載のインバータのＡＣ側が並列に接続された光起電力インバータシステム。
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