JP2019041554A - Power conditioner and transmission power control method thereof - Google Patents

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Abstract

To solve the problem of a conventional power conditioner that the power to be transmitted to the system wiring is reduced by output control.SOLUTION: A power conditioner, where a solar cell panel and an accumulator battery are connected, brings transmission power close to transmittable power both in a case where the generated power is larger than the transmittable power, and a case where the generated power is smaller than the transmittable power, by compensating for the difference of the transmittable power, designated by an output control command value Pg* to be given externally, and the generated power of a solar cell panel 2 by charge discharge of the accumulator battery 3, by using a converter control section 21, a bidirectional DC/DC converter 22 and a maximum power point follow-up control section 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はパワーコンディショナ及びその送出電力制御方法に関し、特に太陽電池パネルと蓄電装置とを併用した分散電源から交流電源を生成するパワーコンディショナ及びその送出電力制御方法に関する。   The present invention relates to a power conditioner and a transmission power control method thereof, and more particularly to a power conditioner that generates an AC power supply from a distributed power source using a solar cell panel and a power storage device in combination, and a transmission power control method thereof.

近年、太陽電池パネル、風車等の発電装置を利用して発電した再生可能エネルギーを商用電力が供給される系統配線を通じて送出する交流電源装置(例えば、パワーコンディショナ)が多く利用されている。このように多数の発電装置で発電された再生可能エネルギーを1つの系統配線に送出するシステムを分散電源システムと称す。また、再生可能エネルギーは、気象条件により発電量が変動する。そのため、系統配線の電圧を安定化させるためには、各パワーコンディショナから系統配線に送出する電力を安定化させる必要がある。そこで、送出電力を安定化させる技術が特許文献1に開示されている。   In recent years, an AC power supply device (for example, a power conditioner) that sends out renewable energy generated by using a power generation device such as a solar battery panel or a windmill through a system wiring to which commercial power is supplied is widely used. A system that sends out renewable energy generated by a large number of power generation devices in this way to one system wiring is called a distributed power supply system. In addition, the amount of power generated by renewable energy varies depending on weather conditions. Therefore, in order to stabilize the voltage of the system wiring, it is necessary to stabilize the electric power sent from each power conditioner to the system wiring. Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for stabilizing the transmission power.

特許文献1に記載の太陽光発電装置は、太陽電池と、該太陽電池の発電電力によって充電される蓄電池と、前記太陽電池及び蓄電池の直流を交流に変換するインバータと、該インバータと連系接続される商標電力系統と、よりなる太陽光発電装置である。この太陽光発電装置では、前記インバータの送出電力量を前記太陽電池の最大発電電力量も大きく設定する。決められた電力送出パターンに沿って運転し、電力送出以上の発電が発生した場合は余剰分を蓄電池に充電し、発電電力を不足した場合には蓄電池より電力を補う。しかしながら、特許文献1に記載の太陽光発電装置では、発電電力は太陽電池の電流値と蓄電池の電圧の積によって求められており太陽電池の出力特性を考慮した最大発電電力点で発電しておらず、効率よく発電されていない問題がある。   The solar power generation device described in Patent Document 1 includes a solar battery, a storage battery charged by the generated power of the solar battery, an inverter that converts direct current of the solar battery and the storage battery into alternating current, and an interconnection connection with the inverter. And a photovoltaic power generation device composed of a trademark electric power system. In this solar power generation device, the amount of electric power transmitted from the inverter is set to be large as the maximum amount of electric power generated by the solar cell. The battery is operated according to the determined power transmission pattern. When power generation exceeding the power transmission occurs, the surplus is charged to the storage battery, and when the generated power is insufficient, the power is supplemented by the storage battery. However, in the photovoltaic power generation apparatus described in Patent Document 1, the generated power is obtained by the product of the current value of the solar cell and the voltage of the storage battery, and power is generated at the maximum generated power point in consideration of the output characteristics of the solar cell. Therefore, there is a problem that power is not generated efficiently.

そこで、太陽光発電システムにおいて太陽電池の最大発電能力を発揮させる最大電力点追従制御に関する技術が特許文献2に開示されている。また、最大電力点追従制御を行った場合、太陽電池の発電能力を最大化させることができるが、系統配線に送出される電力は、日射条件等の発電条件の変動により大きく変動することになる。そのため、系統配線を管理する商用電力業者は、発電事業者に対して送出電力を一定の電力以下に制限する出力制御要求をすることがある。この出力制御要求が通知された場合、発電事業者は、出力要求に応じて送出電力を制限する必要がある。そこで、特許文献2では、系統配線に送出する送出電力を抑制する出力制御技術についても開示している。   Therefore, Patent Document 2 discloses a technique related to maximum power point tracking control that allows the maximum power generation capacity of a solar cell to be exhibited in a solar power generation system. In addition, when the maximum power point tracking control is performed, the power generation capacity of the solar cell can be maximized, but the power sent to the system wiring varies greatly due to fluctuations in power generation conditions such as solar radiation conditions. . For this reason, a commercial electric power company that manages the system wiring may make an output control request for limiting the transmission power to a certain level or less with respect to the power generation company. When this output control request is notified, the power generation company needs to limit the transmission power according to the output request. Therefore, Patent Document 2 also discloses an output control technique for suppressing the transmission power sent to the system wiring.

特許文献2に記載の太陽光発電システムは、太陽電池アレイの動作電圧を設定し、かつ前記太陽電池アレイの出力する直流電力を交流に変換するインバータと、前記太陽電池アレイの出力する電流および電圧を計測する計測部と、前記計測部により計測される前記太陽電池アレイの動作電圧および出力電流値を基に前記太陽電池アレイの動作電圧指令値を算出する最大電力点追従部と、前記計測部より得られる前記太陽電池アレイの動作電圧値と、前記最大電力点追従部より設定される前記太陽電池アレイの動作電圧指令値とを比較し、その差分を基に比例積分制御を行う自動電圧調整部と、前記自動電圧調整部より出力される電流指令値を基に前記インバータのゲート信号を生成するパルス幅変調信号生成部と、日の出から日の入りまで、低日射の場合も含めて常に最大電力点追従による電圧指令出力により制御する電力制御部と、を有する。また、特許文献2の太陽光発電システムでは、前記電力制御部が、電力抑制時の前記太陽電池アレイの動作電圧設定方法において、前記最大電力点追従部での前記太陽電池アレイの動作電圧設定毎の電力測定値を電力抑制値と比較し、電圧設定値を決定する。   The photovoltaic power generation system described in Patent Document 2 sets an operating voltage of a solar cell array, converts an inverter DC power output from the solar cell array into alternating current, and outputs current and voltage output from the solar cell array. A measuring unit that measures the operating voltage and output current value of the solar cell array measured by the measuring unit, a maximum power point tracking unit that calculates an operating voltage command value of the solar cell array, and the measuring unit Automatic voltage adjustment that compares the operation voltage value of the solar cell array obtained from the above and the operation voltage command value of the solar cell array set by the maximum power point tracking unit and performs proportional-integral control based on the difference A pulse width modulation signal generation unit that generates a gate signal of the inverter based on a current command value output from the automatic voltage adjustment unit, from sunrise to sunset, Having a power control unit for controlling the voltage command output by always maximum power point tracking, including the case of solar radiation, the. Moreover, in the solar power generation system of patent document 2, the said electric power control part is the operation voltage setting method of the said solar cell array at the time of electric power suppression, for every operation voltage setting of the said solar cell array in the said maximum power point tracking part. The measured power value is compared with the power suppression value to determine the voltage setting value.

特開平1−303022号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-303022 特開2015−28694号公報JP 2015-28694 A

上述したように、特許文献1では、太陽電池の発電効率を最大化させることが出来ない問題がある。一方、特許文献2に記載の最大電力点追従機能を用いることで太陽電池の発電効率を最大化させることが可能である。しかしながら、再生可能エネルギーは電圧変動が大きく、系統配線に送出される再生可能エネルギーの電力量が大きくなり、商用電力網の安定稼働に問題が生じている。そこで、特許文献2に記載された出力制御要求に基づく送出電力の抑制が行われるようになってきている。   As described above, Patent Document 1 has a problem that the power generation efficiency of the solar cell cannot be maximized. On the other hand, by using the maximum power point tracking function described in Patent Document 2, it is possible to maximize the power generation efficiency of the solar cell. However, the renewable energy has a large voltage fluctuation, and the amount of the renewable energy sent to the system wiring becomes large, causing a problem in the stable operation of the commercial power network. Therefore, suppression of transmission power based on the output control request described in Patent Document 2 has been performed.

特許文献2では、出力制御期間中は、太陽電池の出力電圧を決定する電圧設定値を調節することで太陽電池の発電効率を本来の発電効率よりも抑制する。そのため、特許文献2に記載の太陽光発電システムでは、出力制御期間中に発電効率が低下し、結果的に系統配線に送出できる電力が減る問題がある。   In Patent Document 2, during the output control period, the power generation efficiency of the solar cell is suppressed from the original power generation efficiency by adjusting the voltage setting value that determines the output voltage of the solar cell. Therefore, in the solar power generation system described in Patent Document 2, there is a problem that the power generation efficiency is reduced during the output control period, and as a result, the power that can be sent to the system wiring is reduced.

本発明にかかるパワーコンディショナの一態様は、太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、前記分岐点よりも前記太陽電池パネル寄りの前記直流バスから発電電流及び発電電圧を検出して充放電電流指令値を生成するコンバータ制御部と、前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、前記充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、前記分岐点よりも前記単方向直流/直流コンバータ寄りの前記直流バスから送出電流及び送出電圧を検出して送出電流指令値を生成する最大電力点追従制御部と、前記送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、を有し、前記コンバータ制御部は、外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量で前記蓄電装置に充放電を行わせる前記充放電電流指令値を生成し、前記最大電力点追従制御部は、前記出力制御指令値を受けて、前記直流バスの電圧を前記送出可能電力とは独立した状態で前記発電電力が最大となる電圧としながら、前記発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合は前記送出電力が前記送出可能電力以下となるような前記送出電流指令値を生成し、前記発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合は前記送出電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となるように前記送出電流指令値を生成する。   One aspect of the power conditioner according to the present invention includes a DC bus that transmits generated power generated by a solar cell panel, a branch DC bus that branches from a branch point provided on the DC bus, and the branch point. A converter control unit that detects a generated current and a generated voltage from the DC bus close to the solar panel and generates a charge / discharge current command value, and is provided between the branch DC bus and the power storage device, and the charge / discharge Sending current and sending voltage from a bidirectional DC / DC converter that charges and discharges the power storage device with a current amount according to a current command value, and the DC bus closer to the unidirectional DC / DC converter than the branch point A maximum power point tracking control unit that detects and generates a transmission current command value, and a transmission that supplies transmission DC power supplied from the DC bus to the system power supply based on the transmission current command value A unidirectional DC / AC converter for converting to flowing power, and the converter control unit is configured to send the sendable power based on the sendable power specified by the output control command value given from the outside and the generated power. The surplus power or the insufficient power of the generated power with respect to the power is calculated, and the charge / discharge current command value for causing the power storage device to charge / discharge with the amount of current corresponding to the surplus power or the insufficient power is generated, and the maximum power The point tracking control unit receives the output control command value and sets the voltage of the DC bus to a voltage that maximizes the generated power in a state independent of the transmittable power, and the generated power is the transmittable power. If the generated power is less than the sendable power, the send current command value is generated so that the send power is equal to or less than the sendable power. Out power to generate the delivery current command value such that the transmittable power or less and the generated power above.

本発明にかかるパワーコンディショナの送出電力制御方法の一態様は、太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、を有するパワーコンディショナの送出電力制御方法であって、外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量に基づき前記充放電電流指令値を算出し、前記出力制御指令値を受けて、前記直流バスの電圧を前記送出可能電力とは独立した状態で前記発電電力が最大となる電圧としながら、前記発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合は前記送出交流電力が前記送出可能電力以下となり、前記発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合は前記送出電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となるような前記送出電流指令値を算出する。   One aspect of a power conditioner transmission power control method according to the present invention includes a DC bus that transmits generated power generated by a solar cell panel, and a branch DC bus that is branched from a branch point provided on the DC bus. A bi-directional DC / DC converter that is provided between the branch DC bus and the power storage device and charges / discharges the power storage device with a current amount corresponding to a charge / discharge current command value, and based on a send current command value A unidirectional DC / AC converter for converting a transmission DC power given from a DC bus into a transmission AC power given to a system power supply, and a transmission power control method for a power conditioner according to an output control command value given from the outside Based on the specified sendable power and the generated power, the surplus power or the shortage of the generated power relative to the sendable power is calculated, and the surplus is calculated. The charge / discharge current command value is calculated based on the power or the amount of current corresponding to the insufficient power, and the generated power is received in a state independent of the sendable power in response to the output control command value. When the generated power is larger than the transmittable power, the transmitted AC power is less than the transmittable power, and when the generated power is smaller than the transmittable power, the transmitted power is The send current command value is calculated so as to be less than the sendable power and greater than the generated power.

本発明にかかるパワーコンディショナ及びその送出電力制御方法では、上記構成をとることにより、出力制御要求があった場合においても、太陽電池パネルを最大の発電効率で発電させ、系統配線に送出できない発電電力の余剰分を蓄電池に蓄えることができる。また、本発明にかかるパワーコンディショナ及びその送出電力制御方法では、太陽電池パネルを最大の発電効率で発電させた場合であっても出力制御要求により指定された送出可能電力よりも発電電力が小さな場合には、蓄電池に蓄えた太陽電池パネルで発電された電力をその時点の発電電力と合わせて系統配線に送出する。これにより、   In the power conditioner and the transmitted power control method according to the present invention, the above configuration allows the solar panel to generate power with the maximum power generation efficiency even when there is an output control request, and cannot be transmitted to the system wiring. The surplus power can be stored in the storage battery. Further, in the power conditioner and the transmitted power control method according to the present invention, the generated power is smaller than the transmittable power specified by the output control request even when the solar cell panel is generated with the maximum power generation efficiency. In this case, the power generated by the solar battery panel stored in the storage battery is sent to the system wiring together with the generated power at that time. This

本発明にかかるパワーコンディショナ及びその送出電力制御方法によれば、系統配線に送出できる発電電力量を最大化させることができる。   According to the power conditioner and the transmission power control method thereof according to the present invention, the amount of generated power that can be transmitted to the system wiring can be maximized.

実施の形態1にかかるパワーコンディショナのブロック図である。1 is a block diagram of a power conditioner according to a first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかるコンバータ制御部及び双方向直流/直流コンバータのブロック図である。1 is a block diagram of a converter control unit and a bidirectional DC / DC converter according to a first embodiment. 実施の形態1にかかるパワーコンディショナにおいて出力制御が行われていないときの最大電力点追従制御部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the maximum electric power point tracking control part when output control is not performed in the power conditioner concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるパワーコンディショナにおいて太陽電池パネルの発電量が送出可能電力より大きい場合の最大電力点追従制御部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the maximum electric power point tracking control part when the electric power generation amount of a solar cell panel is larger than the power which can be sent in the power conditioner concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるパワーコンディショナにおいて太陽電池パネルの発電量が送出可能電力より小さい場合の最大電力点追従制御部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the maximum electric power point tracking control part when the electric power generation amount of a solar cell panel is smaller than the power which can be sent in the power conditioner concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるパワーコンディショナの第1の動作を説明するタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining a first operation of the power conditioner according to the first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかるパワーコンディショナの第2の動作を説明するタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining a second operation of the power conditioner according to the first exemplary embodiment;

実施の形態1
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、発電所等で発電された電力を需要者に供給する商用系統電源SPSと連系して動作する連系動作を行う。この連系動作において、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、太陽電池パネル2で発電される発電電力及び蓄電池3から放電される放電電力を用いて商用電源SPSに送出する送出電力を生成する。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The power conditioner 1 according to the first embodiment performs a linked operation that operates in conjunction with a commercial power supply SPS that supplies power generated by a power plant or the like to a consumer. In this interconnection operation, the power conditioner 1 according to the first embodiment generates transmission power to be sent to the commercial power source SPS using generated power generated by the solar battery panel 2 and discharged power discharged from the storage battery 3. To do.

ここで、図1に実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1のブロック図を示す。なお、図1では、パワーコンディショナ1が出力する送出電力の出力先である商用電源SPS、パワーコンディショナ1に発電電力を供給する太陽電池パネル2及びパワーコンディショナ1が利用する蓄電池3を示した。   Here, the block diagram of the power conditioner 1 concerning Embodiment 1 is shown in FIG. In FIG. 1, a commercial power source SPS that is an output destination of transmission power output from the power conditioner 1, a solar battery panel 2 that supplies generated power to the power conditioner 1, and a storage battery 3 that is used by the power conditioner 1 are illustrated. It was.

図1に示すように、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、第1の逆流防止部(例えば、逆流防止ダイオード11)、第2の逆流防止部(例えば、逆流防止ダイオード12)、最大電力点追従制御部13、単方向直流/交流コンバータ14、コンバータ制御部21、双方向直流/直流コンバータ22を有する。また、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、直流バスW1と、直流バスW1上に設けられる分岐点N1から分岐する分岐直流バスW2と、を有する。直流バスW1上には、分岐点N1よりも上流側(例えば、太陽電池パネル2側)に電流検出部31及び電圧検出部32が設けられ、分岐点N1よりも下流側(例えば、商用電源SPS側)に電流検出部33及び電圧検出部34が設けられる。   As shown in FIG. 1, the power conditioner 1 according to the first embodiment includes a first backflow prevention unit (eg, backflow prevention diode 11), a second backflow prevention unit (eg, backflow prevention diode 12), It has a power point tracking control unit 13, a unidirectional DC / AC converter 14, a converter control unit 21, and a bidirectional DC / DC converter 22. The power conditioner 1 according to the first embodiment includes a DC bus W1 and a branch DC bus W2 that branches from a branch point N1 provided on the DC bus W1. On the DC bus W1, a current detection unit 31 and a voltage detection unit 32 are provided upstream from the branch point N1 (for example, the solar cell panel 2 side), and downstream (for example, commercial power supply SPS) from the branch point N1. A current detection unit 33 and a voltage detection unit 34.

逆流防止ダイオード11は、直流バスW1において、分岐点N1よりも上流側(例えば、太陽電池パネル2が接続される側)に設けられ、分岐点N1から太陽電池パネル2に対して電流が逆流することを防止する。逆流防止ダイオード12は、直流バスW1において、分岐点N1よりも下流側(例えば、単方向直流/交流コンバータ14が設けられる側)に設けられ、商用電源SPSから蓄電池3に流れ込む電流を防止する。   The backflow prevention diode 11 is provided upstream of the branch point N1 (for example, the side to which the solar cell panel 2 is connected) in the DC bus W1, and current flows back from the branch point N1 to the solar cell panel 2. To prevent that. The backflow prevention diode 12 is provided on the downstream side of the branch point N1 (for example, the side where the unidirectional DC / AC converter 14 is provided) in the DC bus W1, and prevents the current flowing from the commercial power source SPS into the storage battery 3.

最大電力点追従制御部13は、分岐点N1よりも単方向直流/直流コンバータ14寄りの直流バスW1から送出電流Io及び送出電圧Voを検出して送出電流指令値Isps*を生成する。送出電流Ioは、電流検出部33により取得され、送出電圧Voは電圧検出部34により取得される。また、最大電力点追従制御部13は、外部から出力制御指令値Pg*を受けて単方向直流/交流コンバータ14から送出される送出電力が、出力制御指令値Pg*で指定される送出可能電力を超えないように送出電流指令値Isps*の値を調整する。   The maximum power point tracking control unit 13 detects the transmission current Io and the transmission voltage Vo from the DC bus W1 closer to the unidirectional DC / DC converter 14 than the branch point N1, and generates a transmission current command value Isps *. The transmission current Io is acquired by the current detection unit 33, and the transmission voltage Vo is acquired by the voltage detection unit 34. Further, the maximum power point tracking control unit 13 receives the output control command value Pg * from the outside, and the sendable power that is sent from the unidirectional DC / AC converter 14 is specified by the output control command value Pg *. The value of the send current command value Isps * is adjusted so as not to exceed.

最大電力点追従制御部13は、出力制御指令値Pg*により出力制御要求がなされていない状態では、送出電流指令値Isps*により単方向直流/交流コンバータ14の出力能力を調節することで、太陽電池パネル2の発電効率が最も高くなるように送出電流Ioを制御する。   The maximum power point tracking control unit 13 adjusts the output capability of the unidirectional DC / AC converter 14 according to the send current command value Isps * in a state where the output control request is not made according to the output control command value Pg *. The sending current Io is controlled so that the power generation efficiency of the battery panel 2 is the highest.

また、最大電力点追従制御部13は、出力制御指令値Pg*により出力制御要求がなされていない状態では以下のような制御を行う。太陽電池パネル2の発電電力が送出可能電力よりも大きい場合、最大電力点追従制御部13は、送出電流を太陽電池パネル2の発電電力が最大となる送出電流Ioとしながら、送出電力が送出可能電力以下となるような送出電流指令値Isps*を生成する。なお、太陽電池パネル2の発電電力が送出可能電力よりも大きい場合、最大電力点追従制御部13は、直流バスW1の送出電圧Voを送出可能電力とは独立した状態で、太陽電池パネル2の発電能力を最大化させるように送出電圧Voを設定する。一方、発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合、最大電力点追従制御部13は、送出電力が送出可能電力以下かつ太陽電池パネル2の発電電力以上となるように送出電流指令値Isps*を生成する。なお、太陽電池パネル2の発電電力が送出可能電力よりも小さい場合、最大電力点追従制御部13は、直流バスW1の送出電圧Voを送出可能電力とは独立した状態で、太陽電池パネル2の発電能力を最大化させるように送出電圧Voを設定する。   Further, the maximum power point tracking control unit 13 performs the following control in a state where no output control request is made by the output control command value Pg *. When the generated power of the solar cell panel 2 is larger than the power that can be transmitted, the maximum power point tracking control unit 13 can transmit the transmitted power while setting the transmitted current to the transmitted current Io that maximizes the generated power of the solar cell panel 2. A transmission current command value Isps * that is equal to or lower than the power is generated. In addition, when the generated power of the solar cell panel 2 is larger than the sendable power, the maximum power point tracking control unit 13 sets the send voltage Vo of the DC bus W1 independent of the sendable power. The sending voltage Vo is set so as to maximize the power generation capacity. On the other hand, when the generated power is smaller than the sendable power, the maximum power point tracking control unit 13 sets the send current command value Isps * so that the send power is equal to or less than the sendable power and equal to or greater than the generated power of the solar battery panel 2. Generate. When the generated power of the solar cell panel 2 is smaller than the sendable power, the maximum power point tracking control unit 13 sets the send voltage Vo of the DC bus W1 independent of the sendable power and The sending voltage Vo is set so as to maximize the power generation capacity.

単方向直流/交流コンバータ14は、送出電流指令値Isps*に基づき直流バスW1から与えられる送出直流電力を商用電源SPSに与える送出交流電力に変換する。この送出直流電力は、送出電流Ioと送出電圧Voとの積により求まる。また、送出交流電力は以下では単に送出電力と称す。図1に示す例では、単方向直流/交流コンバータ14を、単方向直流/直流コンバータ15及びインバータ16により構成する。単方向直流/直流コンバータ15は、送出電流指令値Isps*により出力する電流量を調整しながら、送出電圧Voを所定の直流電圧に変換する。インバータ16は、直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ16が出力する電力が送出電力となる。   The unidirectional DC / AC converter 14 converts the transmission DC power supplied from the DC bus W1 to the transmission AC power supplied to the commercial power source SPS based on the transmission current command value Isps *. This sending DC power is obtained by the product of the sending current Io and the sending voltage Vo. Further, the transmission AC power is hereinafter simply referred to as transmission power. In the example shown in FIG. 1, the unidirectional DC / AC converter 14 includes a unidirectional DC / DC converter 15 and an inverter 16. The unidirectional DC / DC converter 15 converts the output voltage Vo into a predetermined DC voltage while adjusting the amount of current output based on the output current command value Isps *. The inverter 16 converts a DC voltage into an AC voltage. The power output from the inverter 16 is the output power.

コンバータ制御部21は、分岐点N1よりも太陽電池パネル2寄りの直流バスW1から発電電流Ipv及び発電電圧Viを検出して充放電電流指令値Is*を生成する。この充放電電流指令値Is*を生成するに当たり、コンバータ制御部21は、出力制御指令値Pg*を参照する。具体的には、コンバータ制御部21は、外部から与えられる出力制御指令値Pg*により指定される送出可能電力と太陽電池パネル2の発電電力とに基づき、送出可能電力に対する発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、余剰電力又は不足電力に相当する電流量で蓄電装置3に充放電を行わせるように充放電電流指令値Is*を生成する。このコンバータ制御部21についての詳細は後述する。   The converter control unit 21 detects the generated current Ipv and the generated voltage Vi from the DC bus W1 closer to the solar cell panel 2 than the branch point N1, and generates a charge / discharge current command value Is *. In generating this charge / discharge current command value Is *, converter control unit 21 refers to output control command value Pg *. Specifically, the converter control unit 21 determines the surplus power of the generated power relative to the sendable power based on the sendable power specified by the output control command value Pg * given from the outside and the generated power of the solar battery panel 2 or The shortage power is calculated, and the charge / discharge current command value Is * is generated so that the power storage device 3 is charged / discharged with a current amount corresponding to surplus power or shortage power. Details of the converter control unit 21 will be described later.

双方向直流/直流コンバータ22は、分岐直流バスW2と蓄電装置3との間に設けられ、充放電電流指令値Is*に応じた電流量(例えば、充放電電流Is)で、蓄電装置3の充放電を行う。   Bidirectional DC / DC converter 22 is provided between branch DC bus W2 and power storage device 3, and has a current amount (for example, charge / discharge current Is) corresponding to charge / discharge current command value Is *. Charge and discharge.

ここで、コンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22について詳細に説明を行う。図2に実施の形態1にかかるコンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22のブロック図を示す。図2に示すように、コンバータ制御部21は、発電電力算出部41、ローパスフィルタ42、電力比率算出部(例えば、除算器43)、充放電係数算出部(例えば、加算器44)、充放電電流指令値算出部(例えば、乗算器45)を有する。双方向直流/直流コンバータ22は、PWM制御部51、を有する。   Here, the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22 will be described in detail. FIG. 2 shows a block diagram of the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the converter control unit 21 includes a generated power calculation unit 41, a low-pass filter 42, a power ratio calculation unit (for example, a divider 43), a charge / discharge coefficient calculation unit (for example, an adder 44), a charge / discharge. A current command value calculation unit (for example, a multiplier 45) is included. The bidirectional DC / DC converter 22 includes a PWM control unit 51.

発電電力算出部41は、電流検出部31で検出された発電電流Ipv及び電圧検出部32で検出された発電電圧Voに基づき発電電力Ppvを算出する。発電電力算出部41は、発電電流Ipvと発電電圧Viとの積を求めることで発電電力Ppvを算出する。ローパスフィルタ42は、所定の期間に取得される発電電力Ppvの平均値を算出することで、発電電力Ppvの突発的な変動に起因するノイズを除去する。除算器43は、出力制御指令値Pg*により示される送出可能電力と発電電力Ppvとの比を示す電力比率を算出する。加算器44は、−1に除算器43で算出された電力比率を加算することで、充放電係数Mを算出する。この充放電係数Mは、発電電力Ppv中の余剰電力又は発電電力Ppvの不足電力比率を示すものである。加算器44で算出される充放電係数Mは(1)式で示される。
M=(Pg*/Ppv)−1・・・(1)
乗算器45は、発電電流Ipvと充放電係数Mとの積を充放電電流指令値Is*として出力する。この充放電電流指令値Is*は(2)式によって表される。
Is*=M*Ipv・・・(2)
The generated power calculation unit 41 calculates the generated power Ppv based on the generated current Ipv detected by the current detection unit 31 and the generated voltage Vo detected by the voltage detection unit 32. The generated power calculation unit 41 calculates the generated power Ppv by obtaining the product of the generated current Ipv and the generated voltage Vi. The low pass filter 42 removes noise caused by sudden fluctuations in the generated power Ppv by calculating an average value of the generated power Ppv acquired during a predetermined period. The divider 43 calculates a power ratio indicating a ratio between the transmittable power indicated by the output control command value Pg * and the generated power Ppv. The adder 44 calculates the charge / discharge coefficient M by adding the power ratio calculated by the divider 43 to -1. The charge / discharge coefficient M indicates the surplus power in the generated power Ppv or the insufficient power ratio of the generated power Ppv. The charge / discharge coefficient M calculated by the adder 44 is expressed by equation (1).
M = (Pg * / Ppv) −1 (1)
Multiplier 45 outputs the product of generated current Ipv and charge / discharge coefficient M as charge / discharge current command value Is *. This charge / discharge current command value Is * is expressed by equation (2).
Is * = M * Ipv (2)

PWM制御部51は、充放電電流指令値Is*に応じたデューティー比のPWM信号を生成する。直流/直流コンバータ52は、PWM制御部51が出力するPWM信号デューティー比に応じて、充放電電流Isを蓄電池3に与える。このとき、直流/直流コンバータ52は、分岐直流バスW2(若しくは直流バスW1)の直流電圧値を蓄電池3に与える直流電圧値に変換する。   The PWM control unit 51 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the charge / discharge current command value Is *. The direct current / direct current converter 52 applies a charge / discharge current Is to the storage battery 3 in accordance with the PWM signal duty ratio output from the PWM controller 51. At this time, the DC / DC converter 52 converts the DC voltage value of the branch DC bus W2 (or DC bus W1) into a DC voltage value to be given to the storage battery 3.

ここで、(1)式及び(2)式を参照してコンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22により蓄電池3に充放電される充放電電流Isの大きさについて説明する。(2)式に(1)式の充放電係数Mを代入すると、(3)式を得ることができる。
Is*=((Pg*/Ppv)−1)Ipv
=(Pg*/Vi×Ipv)Ipv−Ipv)
=Pg*/Vi−Ipv
=(Vo×Io)/Vi−Ipv ・・・(3)
ここで、送出電圧Voと発電電圧Viは、同じ直流バスW1の電圧であり、同電圧である。また、送出電流Ioは、発電電流Ipvと充放電電流Isの合計値である。このようなことから(3)式は(4)式のように変形することができる。
Is*=(Vi×(Ipv−Is))/Vi−Ipv
=Ipv−Is−Ipv
=Is ・・・(4)
Here, the magnitude | size of the charging / discharging electric current Is charged / discharged to the storage battery 3 by the converter control part 21 and the bidirectional | two-way DC / DC converter 22 with reference to (1) Formula and (2) Formula is demonstrated. By substituting the charge / discharge coefficient M of equation (1) into equation (2), equation (3) can be obtained.
Is * = ((Pg * / Ppv) -1) Ipv
= (Pg * / Vi * Ipv) Ipv-Ipv)
= Pg * / Vi-Ipv
= (Vo × Io) / Vi-Ipv (3)
Here, the sending voltage Vo and the generated voltage Vi are the same voltage of the DC bus W1, and are the same voltage. The sending current Io is a total value of the generated current Ipv and the charging / discharging current Is. For this reason, equation (3) can be transformed into equation (4).
Is * = (Vi × (Ipv−Is)) / Vi−Ipv
= Ipv-Is-Ipv
= Is (4)

つまり、コンバータ制御部21では、出力制御指令値Pg*と発電電力Ppvの比率を電力比率として算出し、現状発電されている電力が出力制御指令値Pg*に対してどれほどの比率で過剰なのか、或いは、不足しているのかを充放電係数Mとして算出し、充放電係数Mと発電電流Ipvとの積を充放電電流指令値Is*とする。このようにして充放電電流指令値Is*を算出することで、蓄電池3がどの程度の電流を充放電することで出力制御指令値Pg*に相当する送出電力を生成できるのかを求めることができる。   That is, the converter control unit 21 calculates the ratio of the output control command value Pg * and the generated power Ppv as a power ratio, and how much the power currently generated is excessive with respect to the output control command value Pg *. Alternatively, whether the charge is insufficient or not is calculated as the charge / discharge coefficient M, and the product of the charge / discharge coefficient M and the generated current Ipv is used as the charge / discharge current command value Is *. By calculating the charge / discharge current command value Is * in this way, it is possible to determine how much current the storage battery 3 can charge / discharge to generate the transmission power corresponding to the output control command value Pg *. .

続いて、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1の動作について説明する。ここでは、まず最大電力点追従制御部13の動作について説明する。上述したように最大電力点追従制御部13は、3つの動作モードを有する。第1の動作モードは、出力制御指令値Pg*が入力されていないとき動作である。第2の動作モードは、出力制御指令値Pg*により出力制御要求が通知されており、かつ、太陽電池パネル2の発電電力が送出可能電力よりも大きなときの動作である。第3の動作モードは、出力制御指令値Pg*により出力制御要求が通知されており、かつ、太陽電池パネル2の発電電力が送出可能電力よりも小さなときの動作である。   Next, the operation of the power conditioner 1 according to the first embodiment will be described. Here, the operation of the maximum power point tracking control unit 13 will be described first. As described above, the maximum power point tracking control unit 13 has three operation modes. The first operation mode is an operation when the output control command value Pg * is not input. The second operation mode is an operation when the output control request is notified by the output control command value Pg * and the generated power of the solar cell panel 2 is larger than the sendable power. The third operation mode is an operation when the output control request is notified by the output control command value Pg * and the generated power of the solar cell panel 2 is smaller than the sendable power.

そこで、図3に、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1において出力制御が行われていないときの最大電力点追従制御部13の動作を説明する図を示す。図3に示すように、太陽電池パネル2の最大電力点は、所定の出力曲線としてプロットすることができる。最大電力点追従制御部13は、この出力曲線に従って、送出電力が最大となる送出電圧Voとなる送出電流指令値Isps*を生成する。これにより、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、最も高い効率で送出電力を出力する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the maximum power point tracking control unit 13 when the output control is not performed in the power conditioner 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the maximum power point of the solar cell panel 2 can be plotted as a predetermined output curve. The maximum power point tracking control unit 13 generates a transmission current command value Isps * that is a transmission voltage Vo at which the transmission power is maximum according to this output curve. Thereby, the power conditioner 1 according to the first embodiment outputs the transmission power with the highest efficiency.

続いて、図4に、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1において太陽電池パネル2の発電量が送出可能電力より大きい場合の最大電力点追従制御部13の動作を説明する図を示す。図4に示すように、この場合、太陽電池パネル2を最大の効率で発電させてしまうと、送出可能電力よりも発電電力の方が大きくなってしまう。そのため、実施の形態1にかかる最大電力点追従制御部13は、単方向直流/交流コンバータ14に与える送出電流指令値Isps*を太陽電池パネル2の発電により生じる発電電流Ipvよりも小さな電流値となる送出電流Ioを出力可能な程度に抑制する。このとき、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、コンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22が充放電電流Isを分岐直流バスW2により蓄電池3側に引き込むことで、送出電流Ioの大きさを発電電流Ipvよりも小さくする。   FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the maximum power point tracking control unit 13 when the power generation amount of the solar cell panel 2 is larger than the sendable power in the power conditioner 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, in this case, if the solar cell panel 2 is generated with the maximum efficiency, the generated power is larger than the power that can be sent. Therefore, the maximum power point follow-up control unit 13 according to the first embodiment sets the send current command value Isps * to be given to the unidirectional DC / AC converter 14 to a current value smaller than the generated current Ipv generated by the power generation of the solar cell panel 2. The output current Io is suppressed to such an extent that it can be output. At this time, in the power conditioner 1 according to the first embodiment, the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22 draw the charging / discharging current Is to the storage battery 3 side through the branch DC bus W2, so that the transmission current Io The magnitude is made smaller than the generated current Ipv.

続いて、図5、に実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1において太陽電池パネル2の発電量が送出可能電力より小さい場合の最大電力点追従制御部13の動作を説明する図を示す。図5に示すように、この場合、太陽電池パネル2を最大の効率で発電させても、送出可能電力の方が大きくなる。太陽電池パネル2の発電電力だけでは送出可能電力に満たない送出電力しか出力出来ないことになる。そのため、実施の形態1にかかる最大電力点追従制御部13は、単方向直流/交流コンバータ14に与える送出電流指令値Isps*を太陽電池パネル2の発電により生じる発電電流Ipvよりも大きな電流値となる送出電流Ioを出力可能な程度に増強する。このとき、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、コンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22が充放電電流Isを、分岐直流バスW2を介して直流バスW1に放電することで、送出電流Ioの大きさを発電電流Ipvよりも大きくする。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the maximum power point tracking control unit 13 when the power generation amount of the solar battery panel 2 is smaller than the transmittable power in the power conditioner 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, in this case, even if the solar cell panel 2 is generated with the maximum efficiency, the sendable power becomes larger. Only the generated power of the solar battery panel 2 can output only the transmitted power that is less than the transmittable power. Therefore, the maximum power point follow-up control unit 13 according to the first embodiment sets the send current command value Isps * to be given to the unidirectional DC / AC converter 14 to a current value larger than the generated current Ipv generated by the power generation of the solar cell panel 2. The output current Io is increased to such an extent that it can be output. At this time, in the power conditioner 1 according to the first embodiment, the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22 discharge the charging / discharging current Is to the DC bus W1 via the branch DC bus W2, The magnitude of the sending current Io is made larger than the generated current Ipv.

なお、図4及び図5に示すように、最大電力点追従制御部13は、コンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22による蓄電池3の充放電制御が行われている期間には、最大電力点を追従させる出力特性曲線を本来の太陽電池パネル2の出力特性から得られる出力特性曲線からシフトさせた出力特性曲線を用いる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the maximum power point follow-up control unit 13 has a maximum during the period when the storage battery 3 is charged and discharged by the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22. The output characteristic curve obtained by shifting the output characteristic curve that follows the power point from the output characteristic curve obtained from the original output characteristic of the solar cell panel 2 is used.

上述したように、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、コンバータ制御部21及び双方向直流/直流コンバータ22で発電電力Ppvの出力可能電力との差を蓄電池3の充放電により吸収することで、発電電力の大部分を商用電源SPSに送出することができる。そこで、以下では、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ全体の動作を説明する。   As described above, in the power conditioner 1 according to the first embodiment, the converter control unit 21 and the bidirectional DC / DC converter 22 absorb the difference from the output power of the generated power Ppv by charging / discharging the storage battery 3. Thus, most of the generated power can be sent to the commercial power supply SPS. Thus, the operation of the entire power conditioner according to the first embodiment will be described below.

図6に実施の形態1にかかるパワーコンディショナの第1の動作を説明するタイミングチャートを示し、図7に実施の形態1にかかるパワーコンディショナの第2の動作を説明するタイミングチャートを示す。第1の動作と第2の動作の違いは、送出可能電力の大小であり、第2の動作では第1の動作よりも送出可能電力が小さく設定される。
図6及び図7に示すように、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、発電電力Ppvが送出可能電力よりも上回っている期間は、余剰となった発電電力を蓄電池3に充電する(タイミングT10〜T11、T20〜T21)。そして、太陽電池パネル2の発電電力Ppvが送出可能電力を下回った場合には、タイミングT10〜T11(又はタイミングT20〜T21)で蓄電池3に充電した電力を放電することにより発電電力Ppvと送出可能電力との差分を埋め合わせる(タイミングT11〜T12、T21〜T22)。さらに、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、太陽電池パネル2の発電が行われていない期間であっても、蓄電池3に放電可能な電力が残っていれば、送出可能電力以下の放電能力で蓄電池3を放電させる(タイミングT12〜T13、T22〜T23)。
FIG. 6 shows a timing chart for explaining the first operation of the power conditioner according to the first embodiment, and FIG. 7 shows a timing chart for explaining the second operation of the power conditioner according to the first embodiment. The difference between the first operation and the second operation is the magnitude of transmittable power. In the second operation, the transmittable power is set smaller than that of the first operation.
As shown in FIGS. 6 and 7, the power conditioner 1 according to the first embodiment charges the storage battery 3 with the surplus generated power during a period in which the generated power Ppv is higher than the sendable power ( Timing T10 to T11, T20 to T21). And when the generated power Ppv of the solar cell panel 2 is lower than the transmittable power, the generated power Ppv can be transmitted by discharging the power charged in the storage battery 3 at timings T10 to T11 (or timings T20 to T21). The difference with electric power is compensated (timing T11-T12, T21-T22). Furthermore, in the power conditioner 1 according to the first exemplary embodiment, even if the power generation of the solar battery panel 2 is not performed, if the rechargeable power remains in the storage battery 3, the discharge is less than the power that can be sent. The storage battery 3 is discharged with the capacity (timing T12 to T13, T22 to T23).

ここで、図6及び図7を参照すると、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、出力制御指令値Pg*により指定される放電可能能力が小さくなった場合であっても、蓄電池3には太陽電池パネル2が発電した電力が蓄えられており、太陽電池パネル2の発電動作終了後に蓄電池3に充電された電力を放電する。つまり、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、出力制御指令値Pg*により指定される送出可能電力の大小に関わらず、最大の効率で発電させた電力の大部分を商用電源SPSに送出する。   Here, referring to FIGS. 6 and 7, in the power conditioner 1 according to the first embodiment, even if the dischargeable capacity specified by the output control command value Pg * is reduced, The electric power generated by the solar cell panel 2 is stored, and the electric power charged in the storage battery 3 is discharged after the power generation operation of the solar cell panel 2 is completed. That is, the power conditioner 1 according to the first embodiment sends most of the power generated with the maximum efficiency to the commercial power source SPS regardless of the amount of power that can be sent specified by the output control command value Pg *. To do.

上記説明より、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、コンバータ制御部21及びコンバータ制御部21により外部から指定される送出可能電力と太陽電池パネル2の発電電力Ppvとの差を蓄電池3の充放電動作により吸収する。また、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、太陽電池パネル2を最大効率で発電させながら、出力制御指令値Pg*で指定される送出可能電力に漸近する送出電力となるように最大電力点追従制御部13を制御する。これにより、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、出力制御指令値Pg*により指定される送出可能電力の大小に関わらず、最大の効率で発電させた電力の大部分を商用電源SPSに送出することができる。   From the above description, in the power conditioner 1 according to the first embodiment, the difference between the converter control unit 21 and the sendable power designated from the outside by the converter control unit 21 and the generated power Ppv of the solar cell panel 2 is Absorbs by charge / discharge operation. In addition, the power conditioner 1 according to the first exemplary embodiment has the maximum power so that the output power asymptotically approaches the transmittable power specified by the output control command value Pg * while generating the solar panel 2 with maximum efficiency. The point tracking control unit 13 is controlled. As a result, the power conditioner 1 according to the first exemplary embodiment supplies most of the electric power generated with the maximum efficiency to the commercial power source SPS regardless of the amount of power that can be sent specified by the output control command value Pg *. Can be sent out.

近年、商用電源SPSを運営する事業者は、電力網の安定稼働のために出力制御を要求することがあり、このような出力制御が要求された場合、太陽電池パネル2の発電能力を抑制して本来発電できる電力を無駄にしなければならい問題がある。そのため、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1の様に出力制限の有無に関わらず、最大効率で発電した発電電力の大部分を商用電源SPSに送出できる効果は大きい。   In recent years, operators operating commercial power supplies SPS may require output control for stable operation of the power grid. When such output control is required, the power generation capability of the solar cell panel 2 is suppressed. There is a problem that the power that can be generated originally has to be wasted. Therefore, as in the power conditioner 1 according to the first embodiment, regardless of whether there is an output restriction, the effect that most of the generated power generated with the maximum efficiency can be sent to the commercial power source SPS is great.

また、特許文献2に記載の最大電力追従機能では、発電電力Ppvの出力特性に基づく送出電力の制御しか行われないため、蓄電池3の充放電によりインバータに与えられる電流が変化すると、制御に不具合が生じる可能性がある。しかしながら、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1によれば、蓄電池3の充放電動作に起因する不具合は生じない。   Further, in the maximum power follow-up function described in Patent Document 2, since only control of the transmission power based on the output characteristics of the generated power Ppv is performed, if the current applied to the inverter changes due to charging / discharging of the storage battery 3, the control is defective. May occur. However, according to the power conditioner 1 concerning Embodiment 1, the malfunction resulting from the charging / discharging operation | movement of the storage battery 3 does not arise.

また、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、逆流防止ダイオード12を設けることで、商用電源SPSから流れ込む電流により蓄電池3が充電され、蓄電池3に充電された電流が再び商用電源SPSに流れないとこを保障することができる。これにより、商用電源SPSを運営する事業者は、このような供給した電力の商用電源SPSへの再送出を禁止しており、逆流防止ダイオード12を設けることで蓄電池3を設置しても電力を再送出しないことを保障することは重要である。   In the power conditioner 1 according to the first embodiment, by providing the backflow prevention diode 12, the storage battery 3 is charged by the current flowing from the commercial power source SPS, and the current charged in the storage battery 3 flows again to the commercial power source SPS. You can guarantee that you will not miss it. As a result, the operator operating the commercial power supply SPS prohibits the re-transmission of the supplied power to the commercial power supply SPS. Even if the storage battery 3 is installed by providing the backflow prevention diode 12, the power is not supplied. It is important to ensure that it is not retransmitted.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

1 パワーコンディショナ
2 太陽電池パネル
3 蓄電池
11、12 逆流防止ダイオード
13 最大電力点追従制御部
14 単方向直流/交流コンバータ
15 単方向直流/直流コンバータ
16 インバータ
21 コンバータ制御部
22 双方向直流/直流コンバータ
31、33 電流検出部
32、34 電圧検出部
41 発電電力算出部
42 ローパスフィルタ
43 除算器
44 加算器
45 乗算器
51 PWM制御部
52 直流/直流コンバータ
N1 分岐点
W1 直流バス
W2 分岐直流バス
SPS 商用電源
Ipv 発電電流
Vi 発電電圧
Io 送出電流
Vo 送出電圧
Is 充放電電流
Is* 充放電電流指令値
Isps* 送出電流指令値
Pg* 出力制御指令値
Ppv 発電電力
M 充放電係数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power conditioner 2 Solar cell panel 3 Storage battery 11, 12 Backflow prevention diode 13 Maximum power point tracking control unit 14 Unidirectional DC / AC converter 15 Unidirectional DC / DC converter 16 Inverter 21 Converter control unit 22 Bidirectional DC / DC converter 31, 33 Current detection unit 32, 34 Voltage detection unit 41 Generated power calculation unit 42 Low pass filter 43 Divider 44 Adder 45 Multiplier 51 PWM control unit 52 DC / DC converter N1 Branch point W1 DC bus W2 Branch DC bus SPS Commercial Power supply Ipv Generated current Vi Generated voltage Io Sending current Vo Sending voltage Is Charge / discharge current Is * Charge / discharge current command value Isps * Sending current command value Pg * Output control command value Ppv Generated power M Charge / discharge coefficient

Claims (5)

太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、
前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、
前記分岐点よりも前記太陽電池パネル寄りの前記直流バスから発電電流及び発電電圧を検出して充放電電流指令値を生成するコンバータ制御部と、
前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、前記充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、
送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、
前記分岐点よりも前記単方向直流/直流コンバータ寄りの前記直流バスから送出電流及び送出電圧を検出して前記送出電流指令値を生成する最大電力点追従制御部と、を有し、
前記コンバータ制御部は、外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量で前記蓄電装置に充放電を行わせる前記充放電電流指令値を生成し、
前記最大電力点追従制御部は、前記出力制御指令値を受けて、前記直流バスの電圧を前記送出可能電力とは独立した状態で前記発電電力が最大となる電圧としながら、前記発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合は前記送出交流電力が前記送出可能電力以下となるような前記送出電流指令値を生成し、前記発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合は前記送出交流電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となるように前記送出電流指令値を生成するパワーコンディショナ。
A direct current bus for transmitting the generated power generated by the solar panel;
A branch DC bus branched from a branch point provided on the DC bus;
A converter control unit that generates a charge / discharge current command value by detecting a generated current and a generated voltage from the DC bus closer to the solar cell panel than the branch point;
A bidirectional DC / DC converter that is provided between the branch DC bus and the power storage device, and charges and discharges the power storage device with a current amount according to the charge / discharge current command value;
A unidirectional DC / AC converter that converts a sending DC power given from the DC bus into a sending AC power given to a system power supply based on a sending current command value;
A maximum power point follow-up control unit that detects a transmission current and a transmission voltage from the DC bus closer to the unidirectional DC / DC converter than the branch point and generates the transmission current command value;
The converter control unit calculates surplus power or insufficient power of the generated power with respect to the sendable power based on the sendable power specified by an output control command value given from the outside and the generated power, and the surplus power Generating the charge / discharge current command value that causes the power storage device to charge / discharge with electric power or a current amount corresponding to the insufficient power;
The maximum power point tracking control unit receives the output control command value and sets the voltage of the DC bus to a voltage that maximizes the generated power in a state independent of the sendable power, and the generated power is When the transmitted AC power is larger than the transmittable power, the transmitted AC command value is generated so that the transmitted AC power is equal to or lower than the transmittable power, and when the generated power is smaller than the transmittable power, the transmitted AC power is The power conditioner which produces | generates the said sending electric current command value so that it may become below the power which can be sent out and above the said generated electric power.
前記コンバータ制御部は、前記発電電流及び前記発電電圧に基づき前記発電電力を算出する発電電力演算部と、
前記送出可能電力と前記発電電力との比を示す電力比率を算出する電力比率算出部と、
前記電力比率から1を引いて充放電係数を算出する充放電係数算出部と、
前記発電電流と前記充放電係数との積を前記充放電電流指令値として出力する充放電電流指令値算出部と、を有する請求項1に記載のパワーコンディショナ。
The converter control unit is a generated power calculation unit that calculates the generated power based on the generated current and the generated voltage;
A power ratio calculation unit that calculates a power ratio indicating a ratio between the sendable power and the generated power;
A charge / discharge coefficient calculation unit that calculates a charge / discharge coefficient by subtracting 1 from the power ratio;
The power conditioner according to claim 1, further comprising: a charge / discharge current command value calculation unit that outputs a product of the generated current and the charge / discharge coefficient as the charge / discharge current command value.
前記最大電力点追従制御部は、予め設定された前記太陽電池パネルの出力特性に基づき前記発電電力が最大となるバス電圧とを算出し、前記バス電圧に対して前記送出可能電力以下かつ前記送出可能電力に漸近する送出交流電力となるように前記送出電流指令値を算出する請求項1又は2に記載のパワーコンディショナ。   The maximum power point tracking control unit calculates a bus voltage at which the generated power is maximized based on a preset output characteristic of the solar battery panel, and is equal to or less than the sendable power with respect to the bus voltage and the send The power conditioner according to claim 1 or 2, wherein the transmission current command value is calculated so that the transmission AC power is asymptotic to possible power. 前記分岐点より前記分岐点よりも前記単方向直流/直流コンバータ寄りの前記直流バス上に前記系統電源から前記蓄電装置への電流の流入を防止する逆流防止部を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載のパワーコンディショナ。   The backflow prevention part which prevents the inflow of the electric current from the said system power supply to the said electrical storage apparatus is provided on the said DC bus near the said unidirectional DC / DC converter rather than the said branch point from the said branch point. The power conditioner of Claim 1. 太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、
前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、
前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、
送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、を有するパワーコンディショナの送出電力制御方法であって、
外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量に基づき前記充放電電流指令値を算出し、
前記出力制御指令値を受けて、前記直流バスの電圧を前記送出可能電力とは独立した状態で前記発電電力が最大となる電圧としながら、前記発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合は前記送出交流電力が前記送出可能電力以下となり、前記発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合は前記送出交流電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となるような前記送出電流指令値を算出するパワーコンディショナの送出電力制御方法。
A direct current bus for transmitting the generated power generated by the solar panel;
A branch DC bus branched from a branch point provided on the DC bus;
A bidirectional DC / DC converter that is provided between the branch DC bus and the power storage device, and charges and discharges the power storage device with a current amount corresponding to a charge / discharge current command value;
A unidirectional DC / AC converter that converts a sending DC power given from the DC bus based on a sending current command value into a sending AC power given to a system power supply, and a sending power control method for a power conditioner,
Based on the transmittable power specified by the output control command value given from the outside and the generated power, the surplus power or the insufficient power of the generated power with respect to the transmittable power is calculated, and the surplus power or the insufficient power is calculated. Calculate the charge / discharge current command value based on the corresponding current amount,
In response to the output control command value, the voltage of the DC bus is set to a voltage at which the generated power is maximized in a state independent of the sendable power, and when the generated power is larger than the sendable power, the When the transmission AC power is equal to or less than the transmittable power and the generated power is smaller than the transmittable power, the transmission current command value is calculated such that the transmission AC power is equal to or less than the transmittable power and equal to or greater than the generated power. The power transmission control method for the inverter.
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