JP2017175826A - 電力変換システム、電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DC−DCコンバータ11は、太陽電池2から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス30に出力する。インバータ21は、直流バス30から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統3に出力する。制御部12、22は、太陽電池2の出力電力が最大になるようDC−DCコンバータ11を制御するとともに、直流バス30の電圧が目標電圧を維持するようインバータ21を制御する。制御部12、22は、太陽電池2の動作点電圧が、直流バス30の予め設定された目標電圧より高い場合、直流バス30の目標電圧として前記動作点電圧を使用する。
【選択図】図1
Description
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス(30)に出力するDC−DCコンバータ(11)と、
前記直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)と、
前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御するとともに、前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御する制御部(12 and/or 22)と、を備え、
前記制御部(12 and/or 22)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バス(30)の目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換システム(1)。
これによれば、太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合でも、太陽電池(2)の出力電圧範囲の全領域に渡り最大動作点を追従し続けることができる。
[項目2]
前記太陽電池(2)は、複数の太陽電池ストリング(2a−2d)を有し、
前記DC−DCコンバータ(11)は、入力側が前記複数の太陽電池ストリング(2a−2d)にそれぞれ接続され、出力側が前記直流バス(30)に共通に接続された複数のDC−DCコンバータ(11a−11d)を有し、
前記制御部(12 and/or 22)は、前記太陽電池ストリング(2a−2d)の動作点電圧の内、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い動作点電圧が複数ある場合、当該複数の動作点電圧のうち最も高い動作点電圧を前記直流バス(30)の目標電圧として使用することを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、少なくとも1つの太陽電池ストリング(2b)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合でも、太陽電池ストリング(2b)の出力電圧範囲の全領域に渡り最大動作点を追従し続けることができる。
[項目3]
前記制御部(12 and/or 22)は、前記太陽電池ストリング(2a−2d)の動作点電圧の内、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い動作点電圧がある場合、少なくとも1つのDC−DCコンバータ(11a−11d)の昇圧動作を停止させることを特徴とする項目2に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、昇圧する必要のないDC−DCコンバータ(11a−11d)の動作を停止させることにより、DC−DCコンバータ(11a−11d)の変換損失を低減することができる。
[項目4]
第1電力変換装置(10)と第2電力変換装置(20)を備える電力変換システム(1)であって、
前記第1電力変換装置(10)は、
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス(30)に出力するDC−DCコンバータ(11)と、
前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御する第1制御部(12)と、を有し、
前記第2電力変換装置(20)は、
前記直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)と、
前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御する第2制御部(22)と、を有し、
前記第1電力変換装置(10)の第1制御部(12)と前記第2電力変換装置(20)の第2制御部(22)との間は通信線(40)で接続されており、
前記第2制御部(22)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バス(30)の目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換システム(1)。
これによれば、分離型の電力変換システム(1)において、太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合でも、太陽電池(2)の出力電圧範囲の全領域に渡り、最大動作点を追従し続けることができる。
[項目5]
前記第1制御部(12)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧と、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧とを比較し、当該動作点電圧が当該目標電圧より高い場合、当該動作点電圧を前記第2制御部(22)に通知することを特徴とする項目4に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、処理負荷を第1制御部(12)と第2制御部(22)とで分散させることができ、演算等による遅延を回避することができる。
[項目6]
前記第1制御部(12)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧を前記第2制御部(22)に通知し、
前記第2制御部(22)は、前記第1制御部(12)から取得した動作点電圧と、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧とを比較することを特徴とする項目4に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、直流バス(30)の目標電圧を第2制御部(22)で一括管理することにより、外乱などに対する全体動作の影響を低減することができる。
[項目7]
前記第1制御部(12)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記DC−DCコンバータ(11)の昇圧動作を停止させることを特徴とする項目5または6に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、DC−DCコンバータ(11)の変換損失を低減することができる。
[項目8]
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス(30)に出力するDC−DCコンバータ(11)と、
前記直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)と、
前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御するとともに、前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御する制御部(12 and/or 22)と、を備え、
前記制御部(12 and/or 22)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記インバータ(21)の出力電力が最大になるよう前記直流バス(30)の目標電圧を決定することを特徴とする電力変換システム(1)。
これによれば、太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合において、高効率な直流バス(30)の目標電圧を設定することができる。
[項目9]
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス(30)に出力する第1DC−DCコンバータ(11)と、
蓄電部(5)と前記直流バス(30)の間に接続され、前記蓄電部(5)を充放電する第2DC−DCコンバータ(51)と、
前記直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)と、
前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御するとともに、前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御する制御部(12 and/or 22)と、を備え、
前記制御部(12 and/or 22)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記インバータ(21)の出力電力、または前記インバータ(21)の出力電力と前記蓄電部(5)の充電電力の和が最大になるよう前記直流バス(30)の目標電圧を決定することを特徴とする電力変換システム(1)。
これによれば、蓄電部(5)が併設された太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合において、高効率な直流バス(30)の目標電圧を設定することができる。
[項目10]
直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)を有する第2電力変換装置(20)と接続される第1電力変換装置(10)であって、
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を前記直流バス(30)に出力するDC−DCコンバータ(11)と、
前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御する第1制御部(12)と、を備え、
前記第1制御部(12)は、
前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御し、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バス(30)の目標電圧として前記動作点電圧を使用する、前記第2電力変換装置(20)の第2制御部(22)と通信線(40)で接続されることを特徴とする電力変換装置(10)。
これによれば、太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合でも、太陽電池(2)の出力電圧範囲の全領域に渡り最大動作点を追従し続けることができる。
[項目11]
太陽電池(2)から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス(30)に出力するDC−DCコンバータ(11)と、前記太陽電池(2)の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータ(11)を制御する第1制御部(12)と、を有する第1電力変換装置(10)に接続される第2電力変換装置(20)であって、
前記直流バス(30)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(3)に出力するインバータ(21)と、
前記直流バス(30)の電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータ(21)を制御する第2制御部(22)と、を備え、
前記第2電力変換装置(20)の第2制御部(22)は、前記第1電力変換装置(10)の第1制御部(12)と通信線(40)で接続され、
前記第2制御部(22)は、前記太陽電池(2)の動作点電圧が、前記直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バス(30)の目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換装置(20)。
これによれば、太陽電池(2)の最大動作点電圧が、直流バス(30)の予め設定された目標電圧より高い場合でも、太陽電池(2)の出力電圧範囲の全領域に渡り最大動作点を追従し続けることができる。
Claims (11)
- 太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスに出力するDC−DCコンバータと、
前記直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御するとともに、前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バスの目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換システム。 - 前記太陽電池は、複数の太陽電池ストリングを有し、
前記DC−DCコンバータは、入力側が前記複数の太陽電池ストリングにそれぞれ接続され、出力側が前記直流バスに共通に接続された複数のDC−DCコンバータを有し、
前記制御部は、前記太陽電池ストリングの動作点電圧の内、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い動作点電圧が複数ある場合、当該複数の動作点電圧のうち最も高い動作点電圧を前記直流バスの目標電圧として使用することを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 - 前記制御部は、前記太陽電池ストリングの動作点電圧の内、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い動作点電圧がある場合、少なくとも1つのDC−DCコンバータの昇圧動作を停止させることを特徴とする請求項2に記載の電力変換システム。
- 第1電力変換装置と第2電力変換装置を備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換装置は、
太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスに出力するDC−DCコンバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御する第1制御部と、を有し、
前記第2電力変換装置は、
前記直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータと、
前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御する第2制御部と、を有し、
前記第1電力変換装置の第1制御部と前記第2電力変換装置の第2制御部との間は通信線で接続されており、
前記第2制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バスの目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換システム。 - 前記第1制御部は、前記太陽電池の動作点電圧と、前記直流バスの予め設定された目標電圧とを比較し、当該動作点電圧が当該目標電圧より高い場合、当該動作点電圧を前記第2制御部に通知することを特徴とする請求項4に記載の電力変換システム。
- 前記第1制御部は、前記太陽電池の動作点電圧を前記第2制御部に通知し、
前記第2制御部は、前記第1制御部から取得した動作点電圧と、前記直流バスの予め設定された目標電圧とを比較することを特徴とする請求項4に記載の電力変換システム。 - 前記第1制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記DC−DCコンバータの昇圧動作を停止させることを特徴とする請求項5または6に記載の電力変換システム。
- 太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスに出力するDC−DCコンバータと、
前記直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御するとともに、前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記インバータの出力電力が最大になるよう前記直流バスの目標電圧を決定することを特徴とする電力変換システム。 - 太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスに出力する第1DC−DCコンバータと、
蓄電部と前記直流バスの間に接続され、前記蓄電部を充放電する第2DC−DCコンバータと、
前記直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御するとともに、前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記インバータの出力電力、または前記インバータの出力電力と前記蓄電部の充電電力の和が最大になるよう前記直流バスの目標電圧を決定することを特徴とする電力変換システム。 - 直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータを有する第2電力変換装置と接続される第1電力変換装置であって、
太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を前記直流バスに出力するDC−DCコンバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御する第1制御部と、を備え、
前記第1制御部は、
前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御し、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バスの目標電圧として前記動作点電圧を使用する、前記第2電力変換装置の第2制御部と通信線で接続されることを特徴とする電力変換装置。 - 太陽電池から供給される直流電力を別の電圧の直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスに出力するDC−DCコンバータと、前記太陽電池の出力電力が最大になるよう前記DC−DCコンバータを制御する第1制御部と、を有する第1電力変換装置に接続される第2電力変換装置であって、
前記直流バスから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統に出力するインバータと、
前記直流バスの電圧が目標電圧を維持するよう前記インバータを制御する第2制御部と、を備え、
前記第2電力変換装置の第2制御部は、前記第1電力変換装置の第1制御部と通信線で接続され、
前記第2制御部は、前記太陽電池の動作点電圧が、前記直流バスの予め設定された目標電圧より高い場合、前記直流バスの目標電圧として前記動作点電圧を使用することを特徴とする電力変換装置。
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