JP2018057213A - 電力変換システム、電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
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、
前記直流バス(30)の電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータ(11)を昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータ(11)の昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部(12)と、
前記直流バス(30)の電圧が第2基準電圧未満のとき前記直流バス(30)の電圧を一定に保つように前記インバータ(21)を制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータ(21)の出力電力が最大になるように前記インバータ(21)を制御する第2制御部(22)と、
を備え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)の発電量を最大化しつつ、インバータ(21)の変換損失を低減できる。
[項目2]
前記第1基準電圧および前記第2基準電圧は、系統電圧のピーク値より高く設定されてい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、インバータ(21)の出力電圧が不足することにより、当該出力電圧の波形が歪むことを防止できる。
[項目3]
前記第1基準電圧は、前記第2基準電圧より低く設定されていることを特徴とする項目1の電力変換システム(1)。
これによれば、直流バス(30)の配線抵抗等による、両者のバス電圧の検出誤差を補償することができる。
[項目4]
前記第1制御部(12)による前記DC−DCコンバータ(11)の電力制御速度と、前記第2制御部(22)による前記インバータ(21)の電力制御速度に差が設定されていることを特徴とする項目3に記載の電力変換システム(1)。
これによれば、前者の電力制御と後者の電力制御のハンチングを防止できる。
[項目5]
前記第1制御部(12)と前記第2制御部(22)間を制御する通信線(40)をさらに備え、
前記第1制御部(12)から前記直流バス(30)の電圧と第1基準電圧との比較結果を前記通信線(40)を介して前記第2制御部(22)に通知する処理、または前記第2制御部(22)から前記直流バス(30)の電圧と第2基準電圧との比較結果を前記通信線(40)を介して前記第1制御部(12)に通知する処理の一方が実行されることを特徴とする項目1から4のいずれか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)の動作モードとインバータ(21)の動作モードの同期をより確実に図ることができ、両者のハンチングを防止できる。
[項目6]
前記第1基準電圧および前記第2基準電圧にそれぞれ、ヒステリシス特性が設定されていることを特徴とする項目1から5のいずれかに記載の電力変換システム(1)。
これによれば、動作モードが頻繁に切替わることを防止でき、動作を安定化させることができる。
[項目7]
前記第1基準電圧および前記第2基準電圧は、系統電圧のピーク値および前記太陽電池(2)の最大電力点電圧より高く設定され、
前記第2制御部(22)は、前記直流バスの電圧(30)を、前記第1基準電圧および前記第2基準電圧より低く前記系統電圧のピーク値および前記太陽電池(2)の最大電力点電圧より高い電圧に維持するように制御することを特徴とする項目1から6のいずれかに記載の電力変換システム(1)。
これによれば、インバータ(21)がMPPT制御する必要がなくなり、インバータ(21)の制御を単純化できる。
[項目8]
前記第1制御部(12)は、前記直流バス(30)の電圧が前記第1基準電圧以上になるとき前記DC−DCコンバータ(11)の出力電力を漸次的に低下させ、前記直流バス(30)の電圧が前記第1基準電圧未満になるとき前記DC−DCコンバータ(11)の出力電力を漸次的に上昇させることを特徴とする項目1から7のいずれか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)の出力電力の急変動を防止できる。
[項目9]
前記第1制御部(12)は、前記直流バス(30)の電圧が、前記第1基準電圧より高い第3基準電圧以上のとき、前記DC−DCコンバータ(11)の動作を強制的に停止させることを特徴とする項目1から8のいずれかに記載の電力変換システム(1)。
これによれば、直流バス(30)の過電圧から、回路素子を保護することができる。
[項目10]
前記第2制御部(22)は、前記太陽電池(2)の出力電力を抑制するとき、前記直流バス(30)の電圧が前記第1基準電圧以上になるように前記インバータ(21)を制御することを特徴とする項目1から9のいずれかに記載の電力変換システム(1)。
これによれば、インバータ(21)側からDC−DCコンバータ(11)側に通信を必要とせずに、太陽電池(2)の出力電力を抑制することができる。
[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、
前記直流バス(30)の電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータ(11)を昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータ(11)の昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部(12)と、を備え、
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)の電圧が第2基準電圧未満のとき前記直流バスの電圧を一定に保つように前記インバータを制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータ(21)の出力電力が最大になるように前記インバータ(21)を制御する第2制御部(22)と、を備える他の電力変換装置(20)と接続される、
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)の発電量を最大化しつつ、インバータ(21)の変換損失を低減できる。
[項目12]
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)の電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータ(11)を昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータ(11)の昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部(12)と、を備える他の電力変換装置(10)と接続される電力変換装置(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)の電圧が第2基準電圧未満のとき前記直流バス(30)の電圧を一定に保つように前記インバータ(21)を制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータ(21)の出力電力が最大になるように前記インバータ(21)を制御する第2制御部(22)と、
を備え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)の発電量を最大化しつつ、インバータ(21)の変換損失を低減できる。
Claims (12)
- 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、
前記直流バスの電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータを昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータの昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部と、
前記直流バスの電圧が第2基準電圧未満のとき前記直流バスの電圧を一定に保つように前記インバータを制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータの出力電力が最大になるように前記インバータを制御する第2制御部と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。 - 前記第1基準電圧および前記第2基準電圧は、系統電圧のピーク値より高く設定されてい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。
- 前記第1基準電圧は、前記第2基準電圧より低く設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換システム。
- 前記第1制御部による前記DC−DCコンバータの電力制御速度と、前記第2制御部による前記インバータの電力制御速度に差が設定されていることを特徴とする請求項3に記載の電力変換システム。
- 前記第1制御部と前記第2制御部間を制御する通信線をさらに備え、
前記第1制御部から前記直流バスの電圧と第1基準電圧との比較結果を前記通信線を介して前記第2制御部に通知する処理、または前記第2制御部から前記直流バスの電圧と第2基準電圧との比較結果を前記通信線を介して前記第1制御部に通知する処理の一方が実行されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電力変換システム。 - 前記第1基準電圧および前記第2基準電圧にそれぞれ、ヒステリシス特性が設定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電力変換システム。
- 前記第1基準電圧および前記第2基準電圧は、系統電圧のピーク値および前記太陽電池の最大電力点電圧より高く設定され、
前記第2制御部は、前記直流バスの電圧を、前記第1基準電圧および前記第2基準電圧より低く前記系統電圧のピーク値および前記太陽電池の最大電力点電圧より高い電圧に維持するように制御することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電力変換システム。 - 前記第1制御部は、前記直流バスの電圧が前記第1基準電圧以上になるとき前記DC−DCコンバータの出力電力を漸次的に低下させ、前記直流バスの電圧が前記第1基準電圧未満になるとき前記DC−DCコンバータの出力電力を漸次的に上昇させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の電力変換システム。
- 前記第1制御部は、前記直流バスの電圧が、前記第1基準電圧より高い第3基準電圧以上のとき、前記DC−DCコンバータの動作を強制的に停止させることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の電力変換システム。
- 前記第2制御部は、前記太陽電池の出力電力を抑制するとき、前記直流バスの電圧が前記第1基準電圧以上になるように前記インバータを制御することを特徴とする請求項1から9のいずれか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、
前記直流バスの電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータを昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータの昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部と、を備え、
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第2基準電圧未満のとき前記直流バスの電圧を一定に保つように前記インバータを制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータの出力電力が最大になるように前記インバータを制御する第2制御部と、を備える他の電力変換装置と接続される、
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、前記直流バスの電圧が第1基準電圧未満のとき前記DC−DCコンバータを昇圧動作させるように制御し、前記第1基準電圧以上のとき前記DC−DCコンバータの昇圧動作を停止させるように制御する第1制御部と、を備える他の電力変換装置と接続される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第2基準電圧未満のとき前記直流バスの電圧を一定に保つように前記インバータを制御し、前記第2基準電圧以上のとき前記インバータの出力電力が最大になるように前記インバータを制御する第2制御部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
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