JP2017192191A - Dc/dc converter and solar power generation system - Google Patents

Dc/dc converter and solar power generation system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a DC/DC converter which makes possible to transmit a power charged into a storage battery to a system-interconnection type power conditioner, following a V-I curve according to a storage battery voltage; and a solar power generation system.SOLUTION: A DC/DC converter 10 is arranged to supply a power charged into a storage battery 30 to a system-interconnection type power conditioner 40. The DC/DC converter comprises: an input voltage detector part 12 operable to detect a storage battery voltage Vof the storage battery 30; a V-I curve creation part 16 operable to create a V-I curve simulating characteristics of a solar battery 50 according to the storage battery voltage V; and a power control circuit which converts a power charged into the storage battery 30 into a V-I curve created by the V-I curve creation part 16 and outputs it.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電池（バッテリ）に充電された電力を系統連系型のパワーコンディショナへ送電するＤＣ／ＤＣコンバータ及び太陽発電システムに関する。   The present invention relates to a DC / DC converter and a solar power generation system that transmit electric power charged in a storage battery (battery) to a grid-connected power conditioner.

蓄電池に充電された電力を系統連系型のパワーコンディショナ経由で送電する場合、一般的に、パワーコンディショナは、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従機能）を備えているため、定電圧、定電流のＤＣ−ＤＣコンバータのＶ−Ｉ（出力電圧・出力電流）特性でパワーコンディショナへ入力した場合、ＭＰＰＴが正常に動作しない。   When power stored in a storage battery is transmitted via a grid-connected power conditioner, the power conditioner generally has a MPPT (Maximum Power Point Tracking) function. The MPPT does not operate normally when it is input to the power conditioner with the VI (output voltage / output current) characteristics of the DC-DC converter of voltage and constant current.

パワーコンディショナのＭＰＰＴを正常に動作させるためには、太陽電池のＶ−Ｉ特性を擬似的に作り出す必要がある。太陽電池のＶ−Ｉ特性を擬似的に作り出す擬似電源装置としては、パワーコンディショナの特性試験時に入力電源として用いるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In order for the MPPT of the power conditioner to operate normally, it is necessary to artificially create the VI characteristic of the solar cell. As a pseudo power supply device that artificially creates a VI characteristic of a solar cell, an apparatus that is used as an input power source during a power conditioner characteristic test has been proposed (for example, see Patent Document 1).

ＷＯ２００７／１２５６９号公報WO2007 / 12569

しかしながら、蓄電池電圧は、満充電時と放電終止時とで異なることや、蓄電池自身のバラツキによっても異なる。また、従来の擬似電源装置は、予めインプットされたＶ−Ｉ特性にしたがって動作する。従って、擬似電源装置にインプットされるＶ−Ｉ特性は、最も低い蓄電池電圧に応じて設定されることになる。これにより、蓄電池電圧に応じた入出力電圧変換比の変化によって変換効率も変動し、条件によっては売電量が少なくなる虞が生じる。   However, the storage battery voltage differs depending on whether the battery is fully charged and when the discharge is stopped, or due to variations in the storage battery itself. Further, the conventional pseudo power supply device operates in accordance with the VI characteristic input in advance. Therefore, the VI characteristic input to the pseudo power supply apparatus is set according to the lowest storage battery voltage. Thereby, conversion efficiency also fluctuates by the change of the input / output voltage conversion ratio according to the storage battery voltage, and there is a possibility that the amount of power sold may be reduced depending on conditions.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、蓄電池に充電した電力を蓄電池電圧に応じたＶ−Ｉ特性で系統連系型のパワーコンディショナへ送電することができるＤＣ／ＤＣコンバータ及び太陽発電システムを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a DC / DC converter and a solar power generation system capable of transmitting electric power charged in a storage battery to a grid-connected power conditioner with a VI characteristic corresponding to the storage battery voltage. Is to provide.

本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明のＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電池に充電された電力を系統連系型のパワーコンディショナへ送電するＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記蓄電池の蓄電池電圧を検出する入力電圧検出部と、太陽電池の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を前記蓄電池電圧に応じて生成するＶ−Ｉ特性生成部と、前記蓄電池に充電された電力を前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成された前記Ｖ−Ｉ特性に変換して出力する電力制御回路とを具備することを特徴とする。
さらに、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成される前記Ｖ−Ｉ特性は、開放電圧と出力電力最大点との間の第１特性線と、前記出力電力最大点と短絡電流との間の第２特性線とがいずれも傾きを持った直線であっても良い。
さらに、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成される前記Ｖ−Ｉ特性における、前記第１特性線の傾きの設定と、前記第２特性線の傾きの設定とを受け付ける傾斜角設定部を具備しても良い。
さらに、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記Ｖ−Ｉ特性生成部は、前記蓄電池電圧に基づいて前記開放電圧を決定した後に、前記開放電圧及び前記第１特性線の傾きに基づき、前記開放電圧を通る第１特性線上において、電力が前記パワーコンディショナの最大定格出力となるポイントを前記出力電力最大点として決定しても良い。
さらに、本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記Ｖ−Ｉ特性生成部は、前記開放電圧を前記蓄電池電圧にて決定しても良い。
また、本発明の太陽光発電システムは、蓄電池と、系統連系型のＭＰＰＴ機能を備えたパワーコンディショナと、前記蓄電池に充電された電力を前記パワーコンディショナへ送電する請求項１乃至５のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータと、太陽電池とを具備し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記太陽電池で発電された電力を前記蓄電池に充電する双方向コンバータであることを特徴とする。 The DC / DC converter according to the present invention is configured as follows in order to achieve the above object.
A DC / DC converter according to the present invention is a DC / DC converter that transmits electric power charged in a storage battery to a grid-connected power conditioner, and an input voltage detection unit that detects a storage battery voltage of the storage battery; A VI characteristic generation unit that generates a VI characteristic simulating a characteristic of a battery according to the storage battery voltage, and the VI that is generated by the VI characteristic generation unit that generates electric power charged in the storage battery. And a power control circuit that converts the characteristic into an output.
Furthermore, in the DC / DC converter according to the present invention, the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit includes a first characteristic line between an open circuit voltage and an output power maximum point, and the output power. The second characteristic line between the maximum point and the short-circuit current may be a straight line having an inclination.
Furthermore, in the DC / DC converter according to the present invention, the setting of the slope of the first characteristic line and the setting of the slope of the second characteristic line in the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit. And an inclination angle setting unit that accepts.
Furthermore, in the DC / DC converter according to the present invention, the VI characteristic generation unit determines the open circuit voltage based on the storage battery voltage, and then determines the open circuit voltage and the slope of the first characteristic line. On the first characteristic line passing through the open-circuit voltage, a point where the power becomes the maximum rated output of the power conditioner may be determined as the maximum output power point.
Furthermore, the DC / DC converter which concerns on this invention WHEREIN: The said VI characteristic production | generation part may determine the said open circuit voltage with the said storage battery voltage.
The photovoltaic power generation system according to the present invention further includes a storage battery, a power conditioner having a grid-connected MPPT function, and transmits the electric power charged in the storage battery to the power conditioner. A DC / DC converter according to any one of the above and a solar battery, wherein the DC / DC converter is a bidirectional converter that charges the storage battery with electric power generated by the solar battery.

本発明によれば、出力電圧及び出力電流は太陽電池の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を有しているため、パワーコンディショナのＭＰＰＴ機能を動作させることができると共に、蓄電池に充電した電力を蓄電池電圧に応じたＶ−Ｉ特性で系統連系型のパワーコンディショナへ送電することができ、蓄電池電圧の変動に関わらず、安定した高い変換効率で動作させることができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the output voltage and the output current have the VI characteristics that simulate the characteristics of the solar battery, the MPPT function of the power conditioner can be operated, and the power charged in the storage battery can be used. It is possible to transmit power to a grid-connected power conditioner with a VI characteristic corresponding to the storage battery voltage, and it is possible to operate with stable and high conversion efficiency regardless of fluctuations in the storage battery voltage.

本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータの実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of embodiment of the DC / DC converter which concerns on this invention. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電力のＶ−Ｉ特性例を示す図である。It is a figure which shows the VI characteristic example of the electric power output from the DC / DC converter shown in FIG. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータにおけるＶ−Ｉ特性及び電圧指令値の生成動作を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining the operation of generating a VI characteristic and a voltage command value in the DC / DC converter shown in FIG. 1. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータにおけるＶ−Ｉ特性及び電圧指令値の生成動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the production | generation operation | movement of the VI characteristic and voltage command value in the DC / DC converter shown in FIG. 図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電力のＶ−Ｉ特性例を示す図である。It is a figure which shows the VI characteristic example of the electric power output from the DC / DC converter shown in FIG.

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、蓄電池３０と、系統連系型のパワーコンディショナ４０と、太陽電池５０とで太陽光発電システムを構成している。 Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
In the DC-DC converter 10 of the present embodiment, a storage battery 30, a grid-connected power conditioner 40, and a solar battery 50 constitute a solar power generation system.

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、双方向コンバータであり、蓄電池３０には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０経由で太陽電池５０によって発電された電力が充電される。   The DC-DC converter 10 is a bidirectional converter, and the storage battery 30 is charged with power generated by the solar battery 50 via the DC-DC converter 10.

パワーコンディショナ４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０からの直流電力を交流電力に変換して電力系統６０に供給する電力変換装置であり、出力電圧を僅かに変えて、出力電力最大点を探すＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）機能を備えている。   The power conditioner 40 is a power conversion device that converts DC power from the DC-DC converter 10 into AC power and supplies the AC power to the power system 60. The power conditioner 40 slightly changes the output voltage and searches for the maximum output power MPPT ( Maximum Power Point Tracking)

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、売電目的で、蓄電池３０に充電された電力をパワーコンディショナへ送電する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、パワーコンディショナ４０のＭＰＰＴ機能を動作させるために、蓄電池３０に充電された電力を、太陽電池５０の特性を模擬した、図２に示すようなＶ−Ｉ特性を備えた電力に変換させる電力変換装置である。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、電力変換回路１１と、入力電圧検出部１２と、出力電流検出部１３と、出力電圧検出部１４と、傾斜角設定部１５と、Ｖ−Ｉ特性生成部１６と、電圧指令値生成部１７と、誤差増幅部１８と、ＰＷＭ信号生成部１９とを備えている。   The DC / DC converter 10 transmits the power charged in the storage battery 30 to the power conditioner for the purpose of selling power. In order to operate the MPPT function of the power conditioner 40, the DC-DC converter 10 has a VI characteristic as shown in FIG. 2, which simulates the characteristics of the solar battery 50 from the power charged in the storage battery 30. It is the power converter device which converts into the electric power. The DC-DC converter 10 includes a power conversion circuit 11, an input voltage detection unit 12, an output current detection unit 13, an output voltage detection unit 14, an inclination angle setting unit 15, a VI characteristic generation unit 16, A voltage command value generation unit 17, an error amplification unit 18, and a PWM signal generation unit 19 are provided.

電力変換回路１１は、蓄電池３０に充電された電力をスイッチング素子でスイッチング制御する電力制御回路を備えている。   The power conversion circuit 11 includes a power control circuit that performs switching control of power charged in the storage battery 30 with a switching element.

入力電圧検出部１２は、電力変換回路１１に入力される蓄電池電圧Ｖｂを検出する。出力電流検出部１３は、電力変換回路１１から出力される出力電流ＩＯを検出する。出力電圧検出部１４は、電力変換回路１１から出力される出力電圧ＶＯを検出する。 Input voltage detection unit 12 detects the battery voltage V b is input to the power conversion circuit 11. The output current detector 13 detects the output current IO output from the power conversion circuit 11. The output voltage detector 14 detects the output voltage V O output from the power conversion circuit 11.

傾斜角設定部１５は、図示しない入力部等によって、パワーコンディショナ４０におけるＭＰＰＴ機能に応じた第１傾斜角αと、第２傾斜角βとの設定を受け付ける。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０から出力される電力（出力電圧ＶＯ及び出力電流ＩＯ）のＶ−Ｉ特性は、図２に示すように、開放電圧ＶＯＣと出力電力最大点（最大動作電圧ＶＰ、最大動作電流ＩＰ）との間の第１特性線と、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）と短絡電流ＩＳＣとの間の第２特性線とはいずれも傾きを持った直線となる。第１傾斜角αは、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）よりも高い電圧領域である開放電圧ＶＯＣと出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）との間の第１特性線の傾きであり、出力電流ＩＯの増加に比例して出力電圧ＶＯがわずかに減少するように設定される。第２傾斜角βは、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）よりも低い電圧領域である出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）と短絡電流ＩＳＣとの間の第２特性線の傾きであり、出力電圧ＶＯの減少に比例して出力電流ＩＯがわずかに増加するように設定される。なお、電力を供給するパワーコンディショナ４０が決まっている場合には、第１傾斜角α及び第２傾斜角βを予め設定しておくようにしても良い。 The inclination angle setting unit 15 receives the setting of the first inclination angle α and the second inclination angle β according to the MPPT function in the power conditioner 40 by an input unit (not shown) or the like. As shown in FIG. 2, the VI characteristics of the power (output voltage V O and output current I O ) output from the DC-DC converter 10 are the open voltage V OC and the maximum output power (maximum operating voltage V P). The first characteristic line between the maximum operating current I P ) and the second characteristic line between the output power maximum point (V P , I P ) and the short-circuit current I SC are both straight lines having an inclination. It becomes. The α first inclination angle, the output power maximum point (V P, I P) is a higher voltage range than the open circuit voltage V OC and the output power maximum point (V P, I P) of the first characteristics line between the The slope is set so that the output voltage V O slightly decreases in proportion to the increase in the output current I O. The second inclination angle beta, the output power maximum point (V P, I P) output power maximum point is also lower voltage region than (V P, I P) of the second characteristic line between the short-circuit current I SC The slope is set such that the output current I O slightly increases in proportion to the decrease in the output voltage V O. In addition, when the power conditioner 40 which supplies electric power is decided, you may make it set the 1st inclination angle (alpha) and the 2nd inclination angle (beta) previously.

Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、入力電圧検出部１２によって検出された蓄電池電圧Ｖｂと、傾斜角設定部１５に設定された第１傾斜角α及び第２傾斜角βとに基づいてＶ−Ｉ特性を生成する。 V-I characteristic generating unit 16, based on the battery voltage V b detected by the input voltage detection unit 12, and the first inclination angle α and the second angle of inclination β which is set in the tilt angle setting unit 15 V- Generate an I characteristic.

電圧指令値生成部１７は、Ｖ−Ｉ特性生成部１６によって生成されたＶ−Ｉ特性と、出力電流検出部１３によって検出された出力電流ＩＯとに基づいて電圧指令値Ｖ＊を生成する。 The voltage command value generation unit 17 generates a voltage command value V * based on the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit 16 and the output current IO detected by the output current detection unit 13. .

誤差増幅部１８は、電圧指令値Ｖ＊と、出力電圧検出部１４によって検出された出力電圧ＶＯとの誤差信号をＰＷＭ信号生成部１９に供給する。そして、ＰＷＭ信号生成部１９は、誤差信号に応じたＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号で電力変換回路１１のスイッチング素子を駆動する、これにより、出力電圧ＶＯが電圧指令値Ｖ＊を目標としてフィードバック制御され、出力電圧ＶＯ及び出力電流ＩＯは、Ｖ−Ｉ特性生成部１６によって生成されたＶ−Ｉ特性で出力され、パワーコンディショナ４０のＭＰＰＴ機能を動作させることができる。 The error amplifier 18 supplies an error signal between the voltage command value V * and the output voltage V O detected by the output voltage detector 14 to the PWM signal generator 19. Then, the PWM signal generation unit 19 generates a PWM signal corresponding to the error signal, and drives the switching element of the power conversion circuit 11 with the generated PWM signal, whereby the output voltage V O has the voltage command value V * . Feedback control is performed as a target, and the output voltage V O and the output current I O are output with the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit 16, and the MPPT function of the power conditioner 40 can be operated.

次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０におけるＶ−Ｉ特性及び電圧指令値の生成動作について図３及び図４を参照して詳細に説明する。   Next, the generation operation of the VI characteristic and the voltage command value in the DC / DC converter 10 will be described in detail with reference to FIGS.

まず、入力電圧検出部１２は、電力変換回路１１に入力される蓄電池電圧Ｖｂを検出する（ステップＳ１）。そして、Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、開放電圧決定部１６１として機能し、入力電圧検出部１２によって検出された蓄電池電圧Ｖｂに基づいて、蓄電池電圧Ｖｂ以下の開放電圧ＶＯＣを決定する（ステップＳ２）。なお、開放電圧ＶＯＣは、蓄電池電圧Ｖｂから予め設定した値を減算して求めても良く、蓄電池電圧Ｖｂに予め設定した係数を乗算して求めても良い。 First, the input voltage detection unit 12 detects the battery voltage V b is input to the power conversion circuit 11 (step S1). Then, V-I characteristic generation unit 16 functions as an open voltage determination unit 161, based on the battery voltage V b detected by the input voltage detection unit 12 determines the battery voltage V b following open circuit voltage V OC (Step S2). Incidentally, the open voltage V OC may be calculated by subtracting the preset value from the battery voltage V b, it may be obtained by multiplying the coefficient set in advance to the battery voltage V b.

次に、Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、最大動作点決定部１６２として機能し、開放電圧ＶＯＣと、傾斜角設定部１５に設定された第１傾斜角αとに基づいて出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）を決定する（ステップＳ３）。Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、開放電圧ＶＯＣを通る第１傾斜角αの第１特性線上において、最大動作電圧ＶＰ×最大動作電流ＩＰがパワーコンディショナ４０の最大定格出力となるポイントを出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）として決定する。なお、一般的に入出力電圧変換比（最大動作電圧ＶＰ／蓄電池電圧Ｖｂ）が高いほど変換効率が高くなる。従って、開放電圧ＶＯＣを蓄電池電圧Ｖｂにて決定し、第１傾斜角αは、パワーコンディショナ４０のＭＰＰＴ機能を動作させることができる最小角度に設定すると良い。 Next, the VI characteristic generation unit 16 functions as a maximum operating point determination unit 162, and the output power maximum point based on the open circuit voltage V OC and the first inclination angle α set in the inclination angle setting unit 15. (V P , I P ) is determined (step S3). V-I characteristic generation unit 16, in the first characteristic line of the first inclination angle α through the open circuit voltage V OC, point maximum operating voltage V P × maximum operating current I P becomes the maximum rated output of the power conditioner 40 Is determined as the output power maximum point (V P , I P ). In general, the higher the input / output voltage conversion ratio (maximum operating voltage V P / battery voltage V b ), the higher the conversion efficiency. Therefore, the open-circuit voltage V OC is determined by the storage battery voltage V b , and the first inclination angle α is preferably set to the minimum angle at which the MPPT function of the power conditioner 40 can be operated.

次に、Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、短絡電流決定部１６３として機能し、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）と、傾斜角設定部１５に設定された第２傾斜角βとに基づいて短絡電流ＩＳＣを決定する（ステップＳ４）。開放電圧ＶＯＣと出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）との直線で結ぶと共に、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）と短絡電流ＩＳＣとを直線で結ぶＶ−Ｉ特性が生成される。 Next, the VI characteristic generation unit 16 functions as a short circuit current determination unit 163, and outputs the output power maximum point (V P , I P ) and the second inclination angle β set in the inclination angle setting unit 15. Based on this, the short-circuit current ISC is determined (step S4). A V-I characteristic that connects the open-circuit voltage V OC and the output power maximum point (V P , I P ) with a straight line and connects the output power maximum point (V P , I P ) and the short-circuit current I SC with a straight line is generated Is done.

次に、出力電流検出部１３は、電力変換回路１１から出力される出力電流ＩＯ＝Ａを検出する（ステップＳ５）。そして、電圧指令値生成部１７は、出力電流検出部１３によって検出された出力電流ＩＯ＝Ａに対応する、Ｖ−Ｉ特性生成部１６によって生成されたＶ−Ｉ特性上の電圧を電圧指令値Ｖ＊として生成する（ステップＳ６）。 Then, the output current detecting unit 13 detects the output current I O = A output from the power conversion circuit 11 (step S5). Then, the voltage command value generation unit 17 outputs the voltage on the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit 16 corresponding to the output current I O = A detected by the output current detection unit 13 to the voltage command. A value V * is generated (step S6).

上述のように、本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１０では、蓄電池電圧Ｖｂに基づいて開放電圧ＶＯＣが決定され、開放電圧ＶＯＣと第１傾斜角αとに基づいて出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）が決定される。すなわち、本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１０では、蓄電池電圧Ｖｂの変動に伴って、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）も変動する。例えば、周囲温度等の使用環境の変動により、蓄電池電圧Ｖｂ１が蓄電池電圧Ｖｂ２に減少すると、図５に示すように、開放電圧ＶＯＣ及び最大動作電圧ＶＰが減少し、最大動作電流ＩＰ及び短絡電流ＩＳＣが増加する。従って、蓄電池３０に充電した電力を蓄電池電圧Ｖｂに応じたＶ−Ｉ特性で系統連系型のパワーコンディショナ４０へ送電することができ、蓄電池電圧Ｖｂが変動しても入出力電圧変換比がほぼ変化しない。これにより、蓄電池電圧Ｖｂの変動に関わらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を安定した高い変換効率で動作させることができる。 As described above, in the DC-DC converter 10 of the present embodiment, the open circuit voltage V OC is determined based on the storage battery voltage V b , and the output power maximum point is based on the open circuit voltage V OC and the first inclination angle α. (V P , I P ) is determined. In other words, in the DC-DC converter 10 of the present embodiment, the output power maximum point (V P , I P ) varies with the variation of the storage battery voltage V b . For example, the variation of the use environment such as ambient temperature, the battery voltage V b1 is decreased to the battery voltage V b2, as shown in FIG. 5, the open-circuit voltage V OC and maximum operating voltage V P is reduced, the maximum operating current I P and short circuit current ISC increase. Therefore, the electric power charged in the storage battery 30 can be transmitted to the grid-connected power conditioner 40 with the VI characteristic corresponding to the storage battery voltage Vb , and the input / output voltage conversion is performed even if the storage battery voltage Vb fluctuates. The ratio is almost unchanged. Thereby, it is possible to operate the DC / DC converter 10 with stable and high conversion efficiency regardless of the fluctuation of the storage battery voltage Vb .

以上説明したように、本実施の形態は、蓄電池３０に充電された電力を系統連系型のパワーコンディショナ４０へ送電するＤＣ／ＤＣコンバータ１０であって、蓄電池３０の蓄電池電圧Ｖｂを検出する入力電圧検出部１２と、太陽電池５０の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を蓄電池電圧Ｖｂに応じて生成するＶ−Ｉ特性生成部１６と、蓄電池３０に充電された電力をＶ−Ｉ特性生成部１６によって生成されたＶ−Ｉ特性に変換して出力する電力制御回路とを具備することを特徴とする。
この構成により、出力電圧ＶＯ及び出力電流ＩＯは太陽電池５０の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を有しているため、パワーコンディショナ４０のＭＰＰＴ機能を動作させることができると共に、蓄電池３０に充電した電力を蓄電池電圧Ｖｂに応じたＶ−Ｉ特性で系統連系型のパワーコンディショナ４０へ送電することができ、蓄電池電圧Ｖｂが変動しても入出力電圧変換比がほぼ変化しない。これにより、蓄電池電圧Ｖｂの変動に関わらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を安定した高い変換効率で動作させることができる。 As described above, the present embodiment is a DC / DC converter 10 that transmits power charged in the storage battery 30 to the grid-connected power conditioner 40, and detects the storage battery voltage V b of the storage battery 30. The input voltage detection unit 12 that performs the simulation, and the VI characteristic generation unit 16 that generates a VI characteristic that simulates the characteristics of the solar battery 50 according to the storage battery voltage Vb. And a power control circuit that converts the output into a VI characteristic generated by the characteristic generation unit 16 and outputs the converted characteristic.
With this configuration, the output voltage V O and the output current I O have a VI characteristic that simulates the characteristic of the solar battery 50, so that the MPPT function of the power conditioner 40 can be operated, and the storage battery 30 Can be transmitted to the grid-connected power conditioner 40 with the VI characteristic according to the storage battery voltage Vb , and the input / output voltage conversion ratio changes substantially even if the storage battery voltage Vb changes. do not do. Thereby, it is possible to operate the DC / DC converter 10 with stable and high conversion efficiency regardless of the fluctuation of the storage battery voltage Vb .

さらに、本実施の形態において、Ｖ−Ｉ特性生成部１６によって生成されるＶ−Ｉ特性は、開放電圧ＶＯＣと出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）との間の第１特性線と、出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）と短絡電流ＩＳＣとの間の第２特性線とがいずれも傾きを持った直線である。
この構成により、第１特性線の傾き（第１傾斜角α）と第２特性線の傾き（第２傾斜角β）とを設定するだけで、太陽電池５０の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を簡単に生成させることができる。 Furthermore, in the present embodiment, the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit 16 is a first characteristic line between the open-circuit voltage V OC and the output power maximum point (V P , I P ). The second characteristic line between the output power maximum point (V P , I P ) and the short-circuit current I SC is a straight line having an inclination.
With this configuration, the VI characteristic simulating the characteristics of the solar cell 50 can be obtained simply by setting the inclination of the first characteristic line (first inclination angle α) and the inclination of the second characteristic line (second inclination angle β). Can be generated easily.

さらに、本実施の形態において、Ｖ−Ｉ特性生成部１６によって生成されるＶ−Ｉ特性における、第１特性線の傾き（第１傾斜角α）の設定と、第２特性線の傾き（第２傾斜角β）の設定とを受け付ける傾斜角設定部１５を備えている。
この構成により、パワーコンディショナ４０に応じたＶ−Ｉ特性を簡単に生成させることができる。 Further, in the present embodiment, the setting of the inclination of the first characteristic line (first inclination angle α) and the inclination of the second characteristic line (first inclination) in the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit 16. 2 is provided. The inclination angle setting unit 15 receives the setting of 2 inclination angles β).
With this configuration, a VI characteristic corresponding to the power conditioner 40 can be easily generated.

さらに、本実施の形態において、Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、蓄電池電圧Ｖｂに基づいて開放電圧ＶＯＣを決定した後に、開放電圧ＶＯＣ及び第１特性線の傾き（第１傾斜角α）に基づき、開放電圧ＶＯＣを通る第１特性線上において、電力（最大動作電圧ＶＰ×最大動作電流ＩＰ）がパワーコンディショナ４０の最大定格出力となるポイントを出力電力最大点（ＶＰ、ＩＰ）として決定する。
この構成により、蓄電池電圧Ｖｂに応じたＶ−Ｉ特性を簡単に生成させることができる。 Further, in the present embodiment, the VI characteristic generation unit 16 determines the open circuit voltage V OC based on the storage battery voltage V b , and then the inclination of the open circuit voltage V OC and the first characteristic line (the first inclination angle α). ), The point at which the power (maximum operating voltage V P × maximum operating current I P ) becomes the maximum rated output of the power conditioner 40 on the first characteristic line passing through the open circuit voltage V OC is the output power maximum point (V P , I P ).
With this configuration, it is possible to easily generate the VI characteristic corresponding to the storage battery voltage Vb .

さらに、本実施の形態において、Ｖ−Ｉ特性生成部１６は、開放電圧ＶＯＣを蓄電池電圧Ｖｂに決定する。
この構成により、第１特性線の傾き（第１傾斜角α）が同じである場合、蓄電池電圧Ｖｂに応じて決定される最大動作電圧ＶＰを最も高くすることができる。これにより、一般的にパワーコンディショナ４０は入力電圧が高いほど変換効率が高くなるため、パワーコンディショナ４０を含めたシステム全体の効率改善にも寄与する。 Furthermore, in the present embodiment, the VI characteristic generation unit 16 determines the open circuit voltage V OC as the storage battery voltage V b .
With this configuration, when the inclination of the first characteristic line (first inclination angle alpha) is the same, it is possible to highest maximum operating voltage V P which is determined in accordance with the battery voltage V b. As a result, the conversion efficiency of the power conditioner 40 generally increases as the input voltage increases, which contributes to improving the efficiency of the entire system including the power conditioner 40.

以上の実施の形態で説明された構成、形状、大きさ及び配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値及び各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and numerical values and compositions (materials) of the respective components. Is merely an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ 電力変換回路
１２ 入力電圧検出部
１３ 出力電流検出部
１４ 出力電圧検出部
１５ 傾斜角設定部
１６ Ｖ−Ｉ特性生成部
１７ 電圧指令値生成部
１８ 誤差増幅部
１９ ＰＷＭ信号生成部
３０ 蓄電池
４０ パワーコンディショナ
５０ 太陽電池
６０ 電力系統
１６１ 開放電圧決定部
１６２ 最大動作点決定部
１６３ 短絡電流決定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DC / DC converter 11 Power conversion circuit 12 Input voltage detection part 13 Output current detection part 14 Output voltage detection part 15 Inclination angle setting part 16 VI characteristic generation part 17 Voltage command value generation part 18 Error amplification part 19 PWM signal generation Unit 30 storage battery 40 power conditioner 50 solar cell 60 power system 161 open-circuit voltage determination unit 162 maximum operating point determination unit 163 short-circuit current determination unit

Claims (6)

蓄電池に充電された電力を系統連系型のパワーコンディショナへ送電するＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記蓄電池の蓄電池電圧を検出する入力電圧検出部と、
太陽電池の特性を模擬したＶ−Ｉ特性を前記蓄電池電圧に応じて生成するＶ−Ｉ特性生成部と、
前記蓄電池に充電された電力を前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成された前記Ｖ−Ｉ特性に変換して出力する電力制御回路とを具備することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。 A DC / DC converter that transmits electric power charged in a storage battery to a grid-connected power conditioner,
An input voltage detection unit for detecting a storage battery voltage of the storage battery;
A VI characteristic generation unit that generates a VI characteristic simulating the characteristic of the solar battery according to the storage battery voltage;
A DC / DC converter comprising: a power control circuit that converts electric power charged in the storage battery into the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit and outputs the converted characteristic. 前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成される前記Ｖ−Ｉ特性は、開放電圧と出力電力最大点との間の第１特性線と、前記出力電力最大点と短絡電流との間の第２特性線とがいずれも傾きを持った直線であることを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。   The VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit includes a first characteristic line between an open circuit voltage and an output power maximum point, and a second characteristic between the output power maximum point and a short-circuit current. 2. The DC / DC converter according to claim 1, wherein each of the lines is a straight line having an inclination. 前記Ｖ−Ｉ特性生成部によって生成される前記Ｖ−Ｉ特性における、前記第１特性線の傾きの設定と、前記第２特性線の傾きの設定とを受け付ける傾斜角設定部を具備することを特徴とする請求項２記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。   An inclination angle setting unit that receives the setting of the inclination of the first characteristic line and the setting of the inclination of the second characteristic line in the VI characteristic generated by the VI characteristic generation unit; The DC / DC converter according to claim 2, wherein: 前記Ｖ−Ｉ特性生成部は、前記蓄電池電圧に基づいて前記開放電圧を決定した後に、前記開放電圧及び前記第１特性線の傾きに基づき、前記開放電圧を通る第１特性線上において、電力が前記パワーコンディショナの最大定格出力となるポイントを前記出力電力最大点として決定することを特徴とする請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。   The VI characteristic generation unit determines the open circuit voltage based on the storage battery voltage, and then, based on the open circuit voltage and the slope of the first characteristic line, the electric power is transmitted on the first characteristic line passing through the open circuit voltage. 4. The DC / DC converter according to claim 3, wherein a point that is a maximum rated output of the power conditioner is determined as the maximum output power point. 前記Ｖ−Ｉ特性生成部は、前記開放電圧を前記蓄電池電圧にて決定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。   5. The DC / DC converter according to claim 2, wherein the VI characteristic generation unit determines the open circuit voltage based on the storage battery voltage. 6. 蓄電池と、
系統連系型のＭＰＰＴ機能を備えたパワーコンディショナと、
前記蓄電池に充電された電力を前記パワーコンディショナへ送電する請求項１乃至５のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータと、
太陽電池とを具備し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記太陽電池で発電された電力を前記蓄電池に充電する双方向コンバータであることを特徴とする太陽光発電システム。 A storage battery,
A power conditioner with a grid-connected MPPT function;
The DC / DC converter according to any one of claims 1 to 5, wherein electric power charged in the storage battery is transmitted to the power conditioner;
A solar cell,
The DC / DC converter is a bidirectional converter for charging the storage battery with electric power generated by the solar battery.
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