JP2019058026A - Grid-connected system, power generation controller used therefor, and operation method thereof - Google Patents

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Abstract

To enable a grid connection with a power conditioner that can perform an optimal efficiency operation for an input of a fluctuating renewable energy and that can execute maximum power point following control of photovoltaic power generation, for a grid-connected system.SOLUTION: There is provided a grid-connected system for converting a shaft power generated by a power converter with a permanent magnet synchronous generator and an inverter, and flowing inversely to a commercial power supply by via a power conditioner, wherein a power generation controller which controls power generation with the inverter is enabled to perform a power control according to a power curve of the power converter so that it can generate a power generation command value according to the number of revolution of the permanent magnet synchronous generator, and wherein the power conditioner is enabled to execute maximum power point following control for a photovoltaic power generation variably controlling the direct current voltage so that the fluctuation range of DC voltage by the maximum power point following control is maintained within a range where the inverter is operable by the power generation controller limiting the power generation command value according to the DC voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、再生可能エネルギーを入力とし、発電用の回転電機と系統連系用パワーコンディショナーを組み合わせて分散発電システムを構築する技術に関する。   The present invention relates to a technique for constructing a distributed power generation system using renewable energy as an input and combining a rotating electric machine for power generation and a power conditioner for grid connection.

一般に、未利用の水の位置エネルギー等再生可能エネルギーを発電機で回収し、発電した電力を系統連系機能付きのパワーコンディショナーで逆潮流する系統連系システムの場合、変動する再生可能エネルギーの入力に対応して最大の効率で発電するとともに、安定した直流電力を系統連系用パワーコンディショナーへ供給する必要がある。   Generally, in the case of a grid-connected system in which renewable energy such as potential energy of unused water is collected by a generator and the generated power is reversely flowed by a power conditioner with a grid-connected function, input of fluctuating renewable energy It is necessary to generate power with maximum efficiency and supply stable DC power to the grid-connected power conditioner.

一方、太陽電池による系統連系システムは広く普及しており、これらの太陽光発電用パワーコンディショナーには太陽電池からの入力となる直流部の電圧を最大電力が得られるよう常に変える制御を行う最大電力点追従制御(MPPT)の機能が搭載されている。   On the other hand, grid-connected systems using solar cells are widely used, and these power conditioners for photovoltaic power generation have maximum control that constantly changes the voltage of the DC section that is input from the solar cells so that maximum power can be obtained. The power point tracking control (MPPT) function is installed.

変動する再生可能エネルギーの入力に対して、風車や水車等タービンの変換効率を最大にするために、発電機をインバータによって可変速制御する方法があり、特に大型の風力発電システムでは広く採用されている。この場合、直流部の電圧がパワーコンディショナーのMPPT機能によって大きく変動されるとインバータの運転継続ができないという問題がある。   In order to maximize the conversion efficiency of turbines such as wind turbines and water turbines for the input of fluctuating renewable energy, there is a method of variable speed control of the generator by an inverter, which is widely used especially in large wind power generation systems Yes. In this case, there is a problem that the operation of the inverter cannot be continued if the voltage of the direct current section is greatly fluctuated by the MPPT function of the power conditioner.

この問題に対しては、通常パワーコンディショナーのMPPT機能を停止させるなどの処置が必要となる。   For this problem, it is usually necessary to take measures such as stopping the MPPT function of the power conditioner.

また、小形風力発電及び小水力発電ではシステムの簡易化の為に発電機の3相交流出力をダイオードで一旦直流に変換した後、パワーコンディショナーに接続する構成がある。この場合も、太陽光用のMPPT制御による直流電圧の変化がそのまま発電機のトルクの変化となり、安定した発電運転の継続及び風車水車等タービンの効率的な利用が出来ない。   In addition, small wind power generation and small hydropower generation have a configuration in which a three-phase AC output of a generator is once converted into DC by a diode and then connected to a power conditioner for simplification of the system. Also in this case, the change in the DC voltage caused by the MPPT control for sunlight becomes the change in the torque of the generator as it is, and it is impossible to continue the stable power generation operation and to efficiently use the turbine such as the windmill water turbine.

また、パワーコンディショナーのMPPT機能を停止させた場合も、タービンの最大効率運転点が固定されるため入力エネルギーの変動に対応できない問題がある。   Further, even when the MPPT function of the power conditioner is stopped, there is a problem that the maximum efficiency operating point of the turbine is fixed, so that it is not possible to cope with fluctuations in input energy.

一部のパワーコンディショナーでは、ダイオードで整流された直流電圧をタービンの運転状況に合わせて昇圧、降圧することにより入力エネルギーの変動に対応するものもある。   Some power conditioners respond to fluctuations in input energy by boosting or lowering a DC voltage rectified by a diode in accordance with the operation state of the turbine.

本技術分野の背景として特許文献1がある。特許文献1では、直流バスに接続された複数の分散電源ユニットが系統連系ユニットを介して系統へ接続される系統連系システムにおいて、直流バスの電圧に基づき各分散電源ユニットの発電状態が制御される分散電源システムが提案されている。   There exists patent document 1 as a background of this technical field. In Patent Document 1, in a grid interconnection system in which a plurality of distributed power supply units connected to a DC bus are connected to the grid via a grid interconnection unit, the power generation state of each distributed power supply unit is controlled based on the voltage of the DC bus. A distributed power supply system has been proposed.

特開2003−339118号公報JP 2003-339118 A

特許文献1における系統連系ユニットは、最大電力点追従制御を想定していない。   The grid interconnection unit in Patent Document 1 does not assume maximum power point tracking control.

本発明の目的は、系統へ接続して発電した電力を系統電源へ逆潮流する系統連系システムを対象とし、変動する再生可能エネルギーの入力に対してタービン等の最適効率運転を行うと同時に、太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載したパワーコンディショナーによって系統連系を可能とする再生可能エネルギー用の系統連系システム、それに用いる発電コントローラ、及びその運転方法を提供することにある。   The purpose of the present invention is directed to a grid interconnection system in which power generated by connecting to a grid is reversely flowed to a grid power supply, and at the same time performing optimum efficiency operation of a turbine or the like with respect to fluctuating renewable energy input, An object of the present invention is to provide a grid interconnection system for renewable energy that enables grid interconnection by a power conditioner equipped with maximum power point tracking control for photovoltaic power generation, a power generation controller used therefor, and an operation method thereof.

本発明は、上記背景技術に鑑み、その一例を挙げるならば、動力変換機械による軸動力を永久磁石式同期発電機とインバータによって直流電力へ変換しパワーコンディショナーを介して商用電源に逆潮流する系統連系システムにおいて、インバータによって発電制御する発電コントローラに動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を搭載して永久磁石式同期発電機の回転数に応じた発電指令値を生成し発電量制御すると共に、パワーコンディショナーは直流電圧を可変制御する太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載し、発電コントローラが発電指令値を直流電圧に応じて制限することで最大電力点追従制御による直流電圧の変動範囲をインバータが動作可能な電圧範囲内に維持するように構成する。   In view of the above-described background art, the present invention is, for example, a system in which shaft power generated by a power conversion machine is converted to DC power by a permanent magnet type synchronous generator and an inverter and is reversely flowed to a commercial power supply via a power conditioner. In the interconnection system, the power generation controller that controls the power generation by the inverter is equipped with power generation control based on the power curve of the power conversion machine to generate a power generation command value according to the rotation speed of the permanent magnet synchronous generator and control the power generation amount The power conditioner is equipped with the maximum power point tracking control for photovoltaic power generation that variably controls the DC voltage, and the power generation controller limits the power generation command value according to the DC voltage, so the fluctuation of the DC voltage by the maximum power point tracking control The range is configured to be maintained within a voltage range in which the inverter can operate.

本発明によれば、広く普及している最大電力点追従制御を搭載した太陽光発電用のパワーコンディショナーを用いて、変動する再生可能エネルギーを入力とする発電機による系統連系システム、それに用いる発電コントローラ、及びその運転方法を提供できる。   According to the present invention, using a power conditioner for photovoltaic power generation equipped with a widely used maximum power point tracking control, a grid interconnection system using a generator that inputs variable renewable energy, and power generation used therefor A controller and its operation method can be provided.

実施例1における系統連系システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a grid interconnection system in Embodiment 1. FIG. 実施例1における発電コントローラの発電制御用パワーカーブを示す図である。It is a figure which shows the power curve for electric power generation control of the electric power generation controller in Example 1. FIG. 一般的な太陽光発電による系統連系システムの構成図である。It is a block diagram of the grid connection system by a general solar power generation. 一般的な太陽電池の出力対電圧の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the output versus voltage of a common solar cell. 実施例1における発電コントローラの発電電力制限特性を示す図である。It is a figure which shows the electric power generation limitation characteristic of the electric power generation controller in Example 1. FIG. 実施例1における発電コントローラによる発電制御処理のフロー図である。It is a flowchart of the electric power generation control process by the electric power generation controller in Example 1. FIG. 実施例1における発電コントローラの機能ブロック図である。3 is a functional block diagram of a power generation controller in Embodiment 1. FIG. 実施例2における複数台の発電機による系統連系システムの構成図である。It is a block diagram of the grid connection system by the several generator in Example 2. FIG.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本実施例における系統連系システムの構成図である。図1において、再生可能エネルギー等変動のある入力エネルギーPINが水車等の動力変換機械401を用いて軸動力に変換され永久磁石式同期発電機4に入力される。永久磁石式同期発電機4はインバータ6で発電コントローラ5により発電制御されることによって直流電力PGENを発生し、直流ケーブル部8で系統連系用のパワーコンディショナー2へ電力を供給する。パワーコンディショナー2は直流電力PGENを商用電源と同等の交流電力に変換して発電電力PLOADを系統電源10へ逆潮流する。本発電システムは系統電源に接続する系統連系システムとなっている。 FIG. 1 is a configuration diagram of a grid interconnection system in the present embodiment. In FIG. 1, input energy PIN having fluctuations such as renewable energy is converted into shaft power using a power conversion machine 401 such as a water turbine and input to the permanent magnet type synchronous generator 4. The permanent magnet type synchronous generator 4 generates DC power PGEN by being controlled by the power generation controller 5 with the inverter 6 and supplies power to the power conditioner 2 for grid connection with the DC cable unit 8. The power conditioner 2 converts the DC power P GEN into AC power equivalent to that of the commercial power source, and reversely flows the generated power P LOAD to the system power source 10. This power generation system is a grid interconnection system connected to the grid power supply.

一般に再生可能エネルギーは制御されたエンジン発電機等と比較すると変動が大きい。この為、入力エネルギーPINの変動に対して動力変換機械401の変換効率を最大に引き出すため及び安定した発電運転を継続するために、永久磁石式同期発電機4をインバータ6によって可変速制御する方法が広く知られている。 In general, renewable energy fluctuates more than controlled engine generators. For this reason, the permanent magnet synchronous generator 4 is variable-speed controlled by the inverter 6 in order to maximize the conversion efficiency of the power conversion machine 401 with respect to the fluctuation of the input energy PIN and to continue the stable power generation operation. The method is widely known.

図2に代表的な水車等タービンの発電出力Pと回転数Nの関係を定めるパワーカーブ501を示す。発電コントローラ5はこのパワーカーブ501に基づき永久磁石式同期発電機4に対し発電量制御を行う。図2において、横軸は水車等の動力変換機械401又は永久磁石式同期発電機4の回転数を、縦軸は動力変換機械401が回転数に対して発生し得る軸動力を示している。   FIG. 2 shows a power curve 501 that defines the relationship between the power generation output P and the rotational speed N of a typical turbine such as a water turbine. The power generation controller 5 controls the power generation amount for the permanent magnet synchronous generator 4 based on the power curve 501. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the rotational speed of the power conversion machine 401 such as a water turbine or the permanent magnet synchronous generator 4, and the vertical axis indicates the shaft power that the power conversion machine 401 can generate with respect to the rotational speed.

発電コントローラ5は、動力変換機械401又は永久磁石式同期発電機4の回転数に基づき動力変換機械401から取り出し得る最大の動力すなわち発電量をインバータ6により永久磁石式同期発電機4から出力するよう制御している。   The power generation controller 5 outputs the maximum power that can be extracted from the power conversion machine 401 based on the rotation speed of the power conversion machine 401 or the permanent magnet synchronous generator 4, that is, the power generation amount from the permanent magnet synchronous generator 4 by the inverter 6. I have control.

入力PINが70%の時、パワーカーブ501から取り出し得る発電量はPとなりその時の回転数はNとなる。 When the input PIN is 70%, the power generation amount that can be extracted from the power curve 501 is P 2, and the rotation speed at that time is N 2 .

つまり、発電コントローラ5は発電制御の結果回転数がNまで低下すると発電量PGENを70%まで制限する。この結果入力PINとPGENかバランスして回転数がNの状態で安定する。 That is, the power generation controller 5 limits the power generation amount P GEN to 70% when the rotational speed decreases to N 2 as a result of the power generation control. The result input P IN and P GEN or rotational speed and balance is stabilized in the state of N 2.

尚、図1のシステムにおいて直流ケーブル部の電圧VDCはパワーコンディショナー2によって制御されているので、PGENが定格の70%となる直流電流が直流ケーブル部8を流れることになる。 In the system shown in FIG. 1, the voltage V DC of the DC cable unit is controlled by the power conditioner 2, so that a DC current with P GEN of 70% of the rating flows through the DC cable unit 8.

これにより、直流ケーブル部8の電圧VDCがパワーコンディショナー2によって変動しても、かつ入力PINが変動しても常に動力変換機械401のパワーカーブ501上の動作点での運転が可能である。 As a result, even if the voltage V DC of the DC cable unit 8 varies by the power conditioner 2 and the input PIN varies, the power conversion machine 401 can always be operated at the operating point on the power curve 501. .

小規模な発電システムでは、コストの抑制の為に使用する機器はできるだけ汎用製品を採用することが望ましい。本発電システムの場合も永久磁石式同期発電機4を可変速制御するインバータ6及び発電コントローラ5は汎用の低圧インバータを想定している。しかしながら、これらの汎用インバータ製品は安定した商用電源の供給が前提となっており、ダイオードによる全波整流後の内部直流部電圧の許容範囲には制約がある。つまり、図1の直流ケーブル部8の直流電圧の変動範囲はインバータ6の直流部電圧許容変動範囲によって制限される。   In a small-scale power generation system, it is desirable to use general-purpose products as much as possible for the equipment used for cost control. Also in the case of this power generation system, the inverter 6 and the power generation controller 5 that control the permanent magnet synchronous generator 4 at a variable speed are assumed to be general-purpose low-voltage inverters. However, these general-purpose inverter products are premised on the supply of stable commercial power, and there is a limit on the allowable range of the internal DC voltage after full-wave rectification by a diode. That is, the fluctuation range of the DC voltage of the DC cable portion 8 in FIG. 1 is limited by the allowable fluctuation range of the DC voltage of the inverter 6.

図3に一般的な太陽光発電システムの構成を示す。図3において、太陽光の日射が入力エネルギーPINとなり、太陽電池アレイ201で直流電力PDCに変換され直流ケーブル部8を経由してパワーコンディショナー2へ入力される。パワーコンディショナー2は直流電力PDCを商用電源と同等の交流電力に変換して発電電力PLOADを系統電源10へ逆潮流する。本発電システムも系統電源に接続する系統連系システムとなっている。 FIG. 3 shows a configuration of a general photovoltaic power generation system. In FIG. 3, the solar radiation is input energy PIN , which is converted into DC power P DC by the solar cell array 201 and input to the power conditioner 2 via the DC cable unit 8. The power conditioner 2 converts the DC power P DC into AC power equivalent to that of the commercial power source and reversely flows the generated power P LOAD to the system power source 10. This power generation system is also a grid interconnection system connected to the grid power supply.

太陽電池には図4に示す直流電力出力PPVと直流電圧VDCの特性がある。図4において、変動する日射強度Gによって最大の電力PPVを取り出すことができる直流電圧VDCが異なるため、例えば日射強度がGの時は直流電圧をVに、その後日射強度が増加してGになった場合は、直流電圧をVに移動させる必要がある。 The solar cell has the characteristics of DC power output P PV and DC voltage VDC shown in FIG. In FIG. 4, the direct current voltage V DC from which the maximum power P PV can be extracted differs depending on the varying solar radiation intensity G. For example, when the solar radiation intensity is G 1 , the direct current voltage is increased to V 1 and then the solar radiation intensity increases. in the event of a G 3 Te, it is necessary to move the DC voltage V 3.

この制御は図3のパワーコンディショナー2の最大電力点追従制御(MPPT)により、直流ケーブル部8の直流電圧VDCを制御することにより実現されている。 This control is realized by controlling the DC voltage VDC of the DC cable unit 8 by the maximum power point tracking control (MPPT) of the power conditioner 2 of FIG.

一般的に、このMPPT制御はある時点tでPLOAD(at t)を検出し、その後直流電圧値を1〜数V程度増加又は減少させる、その後短時間経過後t1+Δtに再度PLOAD(at t+Δt)を検出して前回の値と比較することにより、次に直流電圧増加させるかまたは減少させるかを判断するヒルクライム方式である。これを継続することで、図4に示す特性カーブ301〜303の最大電力点A〜Cを常時探索する。この動作を連続して実行することにより日射強度Gの変動に追従させる。 In general, this MPPT control detects P LOAD (at t 1 ) at a certain time point t 1 , then increases or decreases the DC voltage value by about 1 to several volts, and then P again at t 1 + Δt after a short time. This is a hill climb method in which LOAD (at t 1 + Δt) is detected and compared with the previous value to determine whether to increase or decrease the DC voltage next time. By continuing this, the maximum power points A to C of the characteristic curves 301 to 303 shown in FIG. 4 are always searched. By continuously executing this operation, the solar radiation intensity G is allowed to follow.

言い換えれば、太陽光発電用のパワーコンディショナー2は、常時最大電力点を探索する為に直流ケーブル部8の電圧VDCを変動させる制御となっている。 In other words, the power conditioner 2 for photovoltaic power generation is controlled to vary the voltage VDC of the DC cable unit 8 in order to always search for the maximum power point.

ここで、図1の発電システムを低コストで実現する為に、市場に大量に製品が投入されている太陽光発電用のパワーコンディショナー2を適用すると、搭載している最大電力点追従制御により直流ケーブル部の電圧VDCが大きく変動してしまう。 Here, in order to realize the power generation system shown in FIG. 1 at a low cost, when the power conditioner 2 for photovoltaic power generation, which has been introduced in large quantities in the market, is applied, direct current is controlled by the installed maximum power point tracking control. The voltage VDC of the cable part greatly fluctuates.

特に太陽電池の特性上、その電圧範囲は0〜700VDC又は1000VDC程度までと非常に広いため、パワーコンディショナー2のMPPTによる直流電圧の制御範囲も例えば150〜700VDCと非常に広い。 In particular, since the voltage range of the solar cell is as wide as 0 to 700 V DC or about 1000 V DC , the DC voltage control range by the MPPT of the power conditioner 2 is also very wide, for example, 150 to 700 V DC .

一方で、汎用の低圧インバータの例として200VAC受電用のインバータの直流部許容電圧範囲は180〜380VDC程度であり、180VDC以下となると不足電圧トリップ、380VDC到達で過電圧トリップが発生する。いずれも保護動作となるためインバータは停止してしまう。 On the other hand, the DC portion allowable voltage range of the inverter for 200V AC power reception Examples of general-purpose low-pressure inverter is about 180~380V DC, the undervoltage trip becomes less 180 V DC, the overvoltage trip at 380V DC reaches occur. Since both are protective operations, the inverter stops.

図1のインバータ6も直流ケーブル部8の電圧が上記の範囲を超えるとトリップが発生し、永久磁石式同期発電機の発電制御が停止することとなり、発電システムの運転は停止してしまう。   In the inverter 6 of FIG. 1, when the voltage of the DC cable portion 8 exceeds the above range, a trip occurs, and the power generation control of the permanent magnet type synchronous generator is stopped, and the operation of the power generation system is stopped.

太陽光発電用のパワーコンディショナー2を適用することによって発生する上記の問題に対し、本実施例では発電コントローラ5により直流ケーブル部8の直流電圧VDCをモニタし、その値によって発電出力PGENを制限することによりパワーコンディショナー2に対して直流電圧VDCをインバータ6の運転可能範囲に維持させる方法を提案する。 In the present embodiment, the power generation controller 5 monitors the DC voltage V DC of the DC cable unit 8 and the generated power output P GEN is determined based on the value of the problem generated by applying the power conditioner 2 for photovoltaic power generation. A method for maintaining the DC voltage VDC within the operable range of the inverter 6 for the power conditioner 2 by limiting is proposed.

図5に本実施例における発電コントローラ5による発電出力自動制限特性を示す。縦軸は、定格発電量に対する制限割合値Rpを示しており、最大は定格発電量となる100%である。横軸は直流ケーブル部8の直流電圧VDCである。このグラフ上に太陽電池のある日射強度における発電電力対直流電圧の例を重ねて記載したものが太陽電池の出力-電圧特性102である。例えば太陽電池の最大電圧は700VDC程度で設定されており、これをVで示す。太陽光発電用のパワーコンディショナー2では最大電力点追従制御により出力が最大となる電圧Vを探す制御を行う。 FIG. 5 shows a power generation output automatic limiting characteristic by the power generation controller 5 in this embodiment. The vertical axis represents the limit ratio value Rp with respect to the rated power generation amount, and the maximum is 100% which is the rated power generation amount. The horizontal axis represents the DC voltage VDC of the DC cable unit 8. An output-voltage characteristic 102 of the solar cell is described on the graph by superimposing an example of generated power versus DC voltage at a solar radiation intensity of the solar cell. For example, the maximum voltage of the solar cell is set at about 700 V DC , and this is indicated by V 5 . Output by the power conditioner 2, maximum power point tracking for photovoltaic performs control to find the voltage V 4 as a maximum.

本実施例では、このパワーコンディショナー2の最大電力点追従制御を利用して、インバータ6が運転可能な電圧範囲に直流電圧VDCを維持することを目的としている。 In this embodiment, the maximum power point tracking control of the power conditioner 2 is used to maintain the DC voltage VDC in a voltage range in which the inverter 6 can be operated.

図5において、インバータ6の許容電圧範囲は下限を不足電圧保護レベルVLV、上限を過電圧保護レベルVOVで示している。図示する通り、通常Vに対して、VOVは380VDC程度と非常に低い。また、VLVも180VDC程度と0Vに対して高い値となる。 In FIG. 5, the lower limit of the allowable voltage range of the inverter 6 is indicated by an undervoltage protection level V LV , and the upper limit is indicated by an overvoltage protection level V OV . As shown in the drawing, V OV is as low as about 380 V DC with respect to normal V 5 . Also, V LV is about 180 V DC, which is a high value with respect to 0 V.

発電コントローラ5に搭載する発電出力の自動制限特性101は、VからVの間は発電出力を制限しない100%とし、Vを下回る又はVを超過すると、図に示す通り急激に発電出力を制限する仕様となっている。VとVの幅は、インバータ6の運転可能範囲に設定する。 Automatic limiting characteristic 101 of the power output to be mounted on the power controller 5, when the between V 1 of the V 2 100% not to limit the power output to exceed the below or V 2 to V 1, as rapidly generator shown in FIG. It is a specification that limits output. The width of V 1 and V 2 is set within the operable range of the inverter 6.

例えば、パワーコンディショナー2の制御によって直流電圧VDCがVからVに減少すると、発電コントローラ5は、図2のパワーカーブ501に基づいて、出力するPGENの指令値に対して、Ra(0<Ra<1)を乗じた値のPGENを出力する。これにより、パワーコンディショナー2に対して直流電圧VDCを下げる制御をした結果発電電力PGENが減少したことを認識させ、最大出力点追従制御によって直流電圧VDCを再びVへ戻すよう誘導するものである。 For example, when the DC voltage V DC by the control of the power conditioner 2 is reduced from V 1 to V a, the power generation controller 5 based on the power curve 501 in FIG. 2, with respect to the command value of the output P GEN, Ra ( P GEN having a value multiplied by 0 <Ra <1) is output. Accordingly, it is aware of the DC voltage V DC was controlled to lower the results generated power P GEN has decreased to the power conditioner 2, induced to return back to V 1 DC voltage V DC by the maximum power point tracking control Is.

同様にVからVへ増加させた場合も、PGENの指令値に対してRb(0<Rb<1)を乗じてPGENを制限することによってVへ戻すよう誘導する。 Similarly, if increased from V 2 to V b, induced to return to V 2 by multiplying the Rb (0 <Rb <1) with respect to the command value of P GEN limiting the P GEN.

これにより、結果として直流電圧VDCはほぼVからVの範囲に維持されることから、VLV以上VOV未満にVDCを維持することができる。 As a result, the direct-current voltage V DC is maintained in the range of approximately V 1 to V 2 as a result, so that V DC can be maintained at V LV or more and less than V OV .

次に、発電コントローラ5による制御フローについて説明する。図6に制御の全体の流れを示す。図6において、まず、発電コントローラ5の制御電源が立ち上がると、図示していない初期化処理として、パワーカーブを生成する為に設定された回転数Nと発電出力Pを規定するパラメータから補間式を生成する。そして、ステップ702で、発電機の回転が始まるとその回転数を検出して、前記補間式を用いることにより発電指令値P*を算出する。次にステップ703で、直流電圧VDCを検出し、この値に基づいて発電指令値P*の制限割合値Rpを求め、発電指令値P*に乗算することで実際にインバータ6へ指令する発電出力指令値P**を算出する。そして、ステップ704で発電出力指令値P**を発電制御に設定する。 Next, a control flow by the power generation controller 5 will be described. FIG. 6 shows the overall flow of control. In FIG. 6, when the control power supply of the power generation controller 5 is started up, as an initialization process (not shown), an interpolation formula is calculated from parameters that define the rotation speed N and the power generation output P set for generating a power curve. Generate. In step 702, when the rotation of the generator starts, the number of rotations is detected, and the power generation command value P * is calculated by using the interpolation formula. In step 703, it detects a DC voltage V DC, obtains the power generation command value P * of the limit percentage value Rp on the basis of this value, instructs actually to the inverter 6 by multiplying the power generation command value P * Power An output command value P ** is calculated. In step 704, the power generation output command value P ** is set to power generation control.

制限割合値Rpの直流電圧Vdcとの関係は、図5を参照して下記のようになる。
0<Vdc<Vの範囲:R=R(所定値)
≦Vdc<VではR=f1(VDC):(VDCの関数)
≦Vdc<V3ではR=f2(VDC):(VDCの関数)
≦Vdc<OVではR=R(所定値)
となる。
The relationship between the limiting ratio value Rp and the DC voltage Vdc is as follows with reference to FIG.
Range of 0 <V dc <V 1 : R P = R (predetermined value)
When V 1 ≦ V dc <V 2 , R P = f 1 (V DC ): (function of V DC )
When V 2 ≦ Vdc <V3, R P = f 2 (V DC ): (function of V DC )
When V 3 ≦ Vdc <OV, R P = R (predetermined value)
It becomes.

図7は、発電コントローラ5の機能ブロックを示した図である。図7において、発電コントローラ5は、永久磁石式同期発電機4によって発電される三相交流電力をパワーコンディショナー2へ供給可能な直流電力に変換する、インバータ6を制御する。このインバータ6の制御はマイクロプロセサである発電機制御マイコン50により行われる。発電機制御マイコン50は、永久磁石式同期発電機4の相電流値を検出する電流センサ58から永久磁石式同期発電機4の相電流を検出する電流検出部57と、位置・速度推定演算部56と、インバータ6の出力電圧値を検出するPN電圧検出部55と、発電電力指令生成部54と、電圧指令演算部53と、d/q変換部52と、PWM制御パルス生成部51を備えている。各構成は、一般的なインバータ制御で知られているので、その詳細な説明は省略する。インバータ6は、半導体スイッチング素子を有しており、永久磁石式同期発電機4によって発電される電力を、半導体スイッチング素子をオン/オフ制御することで直流に変換するとともに、その直流電圧を制御し、パワーコンディショナー2に供給可能な直流電力に変換する。発電機制御マイコン50は、その半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するためのPWM制御信号を生成し、インバータ6を制御する。   FIG. 7 is a diagram illustrating functional blocks of the power generation controller 5. In FIG. 7, the power generation controller 5 controls the inverter 6 that converts the three-phase AC power generated by the permanent magnet type synchronous generator 4 into DC power that can be supplied to the power conditioner 2. The inverter 6 is controlled by a generator control microcomputer 50 that is a microprocessor. The generator control microcomputer 50 includes a current detection unit 57 that detects a phase current of the permanent magnet type synchronous generator 4 from a current sensor 58 that detects a phase current value of the permanent magnet type synchronous generator 4, and a position / speed estimation calculation unit. 56, a PN voltage detection unit 55 that detects the output voltage value of the inverter 6, a generated power command generation unit 54, a voltage command calculation unit 53, a d / q conversion unit 52, and a PWM control pulse generation unit 51. ing. Since each component is known by general inverter control, its detailed description is omitted. The inverter 6 has a semiconductor switching element. The inverter 6 converts the electric power generated by the permanent magnet synchronous generator 4 into direct current by controlling the semiconductor switching element on / off, and controls the direct current voltage. , Converted into DC power that can be supplied to the power conditioner 2. The generator control microcomputer 50 generates a PWM control signal for on / off control of the semiconductor switching element, and controls the inverter 6.

図6の制御フローと図7との関係として、702ステップでは電流検出部57で検出した電流から位置・速度推定演算部56で速度(回転数)を推定し、その回転数に応じた発電指令値を発電電力指令生成部54で算出する。703ステップではPN電圧検出部55で検出したPN電圧(直流電圧)より発電指令値に制限をかける。704ステップで発電指令値を電圧指令演算部53で電圧指令に変換(演算)し設定する。   As a relationship between the control flow of FIG. 6 and FIG. 7, in step 702, the position (speed) is estimated by the position / speed estimation calculation unit 56 from the current detected by the current detection unit 57, and a power generation command corresponding to the rotation number is obtained. The value is calculated by the generated power command generation unit 54. In step 703, the power generation command value is limited by the PN voltage (DC voltage) detected by the PN voltage detector 55. In step 704, the power generation command value is converted (calculated) into a voltage command by the voltage command calculation unit 53 and set.

図6のフローを常時高速に繰り返すことにより、入力エネルギーPINの変動及びパワーコンディショナー2の最大出力点追従制御による直流電圧VDCの変化の両方に対応し、
継続した発電システムの運転を可能としている。
By constantly repeating the flow of FIG. 6 at high speed, both the fluctuation of the input energy PIN and the change of the DC voltage VDC due to the maximum output point tracking control of the power conditioner 2 are supported.
This enables continuous operation of the power generation system.

なお、図1において、永久磁石式同期発電機4とこれを駆動するインバータ6及び発電コントローラ5が発電用回転電機組立体で構成されていてもよい。   In FIG. 1, the permanent magnet type synchronous generator 4, the inverter 6 that drives the permanent magnet type synchronous generator 4, and the power generation controller 5 may be constituted by a rotating electrical machine assembly for power generation.

以上のように、本実施例では、発電コントローラは、直流電力出力部の直流電圧値に対する制御目標値を設定し、発電運転中は常に直流部の電圧を目標値に維持するよう発電機の発電電力を制御する。また同時に変動する入力エネルギーに対応して動力変換機械の効率を考慮した最適な発電量制御も行う。   As described above, in this embodiment, the power generation controller sets the control target value for the DC voltage value of the DC power output unit, and the generator generates power so that the voltage of the DC unit is always maintained at the target value during the power generation operation. Control power. At the same time, optimal power generation control is performed in consideration of the efficiency of the power conversion machine in response to the changing input energy.

さらに、接続する系統連系用パワーコンディショナーの最大電力点追従制御により直流部の電圧が制御されることに対応し、発電コントローラが運転可能な直流電圧範囲内に直流電圧を維持させる目的で、太陽電池の発電電力対直流電圧特性(PV特性)を疑似的に再現した直流電圧値に基づく発電電力の制限を発電コントローラ側で実施することにより、連続した系統連系システムの運転を可能とする。   Furthermore, in order to maintain the DC voltage within the DC voltage range in which the power generation controller can operate, in response to the voltage of the DC unit being controlled by the maximum power point tracking control of the power conditioner for grid connection, A continuous grid-connected system can be operated by restricting the generated power based on a DC voltage value that is a pseudo reproduction of the generated power versus DC voltage characteristics (PV characteristics) of the battery.

これにより、広く普及している最大電力点追従制御を搭載した太陽光発電用のパワーコンディショナーを用いて、変動する再生可能エネルギーを入力とする発電機による分散発電システムが容易に構築できる。   Thereby, the distributed power generation system by the generator which uses the renewable energy which fluctuates as an input can be easily constructed | assembled using the power conditioner for photovoltaic power generation carrying the prevailing maximum electric power point tracking control.

図8は、本実施例における複数台の発電機による系統連系システムの構成図である。図8において、図1と同じ機能の構成は同符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 8 is a configuration diagram of a grid interconnection system using a plurality of generators in the present embodiment. 8, components having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施例では発電システムを直流ケーブル部で複数並列接続した並列発電システムの構成を示す。本構成例では3セットの発電ユニットを示しているが、それぞれの入力エネルギーの種類、動力変換機械の種別、発電機及びインバータの容量には特に制限はない。例えばPIN1は水力、PIN2は風力、PIN3は蒸気等でもよい。 In this embodiment, a configuration of a parallel power generation system in which a plurality of power generation systems are connected in parallel at a DC cable portion is shown. In this configuration example, three sets of power generation units are shown, but there are no particular restrictions on the types of input energy, the types of power conversion machines, and the capacities of the generator and the inverter. For example, P IN1 may be hydropower, P IN2 may be wind power, and P IN3 may be steam.

本システムのパワーコンディショナー2は3セットの最大の合計発電電力に対応できる容量を選定すればよい。   The power conditioner 2 of this system should just select the capacity | capacitance which can respond | correspond to the maximum total generated electric power of 3 sets.

但し、発電機側のユニット台数に制限はないが、直流ケーブル部8の直流電圧を制御するパワーコンディショナー2は1台とすることが望ましい。   However, the number of units on the generator side is not limited, but it is desirable that the number of power conditioners 2 for controlling the DC voltage of the DC cable unit 8 be one.

複数台のパワーンディショナーを接続する場合は、直流電圧VDCを制御する最大出力点追従制御の動作の同期をとる必要がある。 When connecting a plurality of power conditioners, it is necessary to synchronize the operation of the maximum output point tracking control for controlling the DC voltage VDC .

また、直流ケーブル部に接続するすべてのインバータの直流部許容電圧範囲は、統一する必要がある。   Moreover, it is necessary to unify the DC part allowable voltage range of all inverters connected to the DC cable part.

本構成の特徴は、3つの独立した入力エネルギーPIN1、PIN2、PIN3に対してそれらの動力変換機械611、621、631のそれぞれのパワーカーブを発電コントローラ615、625、635に設定することにより独立した最適効率発電制御を行うことが可能である。 The feature of this configuration is that the respective power curves of the power conversion machines 611, 621, 631 are set in the power generation controllers 615, 625, 635 with respect to three independent input energies P IN1 , P IN2 , P IN3 . It is possible to perform independent optimum efficiency power generation control.

一方、それぞれの発電コントローラは直流電力の供給先となるパワーコンディショナー2の最大電力出力点追従制御に対応する為、すべて同一の発電出力自動制限特性を搭載している。   On the other hand, in order to correspond to the maximum power output point tracking control of the power conditioner 2 to which the DC power is supplied, all the power generation controllers are equipped with the same power generation output automatic limiting characteristic.

これにより複数台の発電コントローラが共通の直流電圧VDCの値に基づく発電電力制限を自律分散的に行うことにより、パワーコンディショナー2に対して直流ケーブル部8の直流電圧VDCがそれぞれのインバータが運転可能な電圧範囲に維持させることが可能となる。 As a result, a plurality of power generation controllers autonomously decentralize the generated power based on the value of the common DC voltage V DC , so that the DC voltage V DC of the DC cable unit 8 is changed between the inverters with respect to the power conditioner 2. It is possible to maintain the voltage within the operable range.

以上のように、本実施例では、複数台の発電機を用いた分散発電システムの場合でも各々の発電コントローラが直流電圧値に基づきそれぞれの発電出力を自律分散的に制御することにより、不特定多数の発電機による台数並列運転も可能となる。   As described above, in this embodiment, even in the case of a distributed power generation system using a plurality of generators, each power generation controller autonomously decentralizes control of each power generation output based on the DC voltage value. Parallel operation with multiple generators is also possible.

また、直流部に並列接続する発電コントローラ及び系統連系用パワーコンディショナーについても、それらの接続台数に制限は特になく風車、水車等複数の組合せ及び複数のパワーコンディショナーとの組み合わせが可能である。   Further, the power generation controller and the grid interconnection power conditioner connected in parallel to the direct current section are not particularly limited in the number of connections, and a plurality of combinations such as a windmill and a water turbine and a combination of a plurality of power conditioners are possible.

以上、実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。   Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. Moreover, it is not necessarily limited to what has all the structures demonstrated. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

2:パワーコンディショナー、4,614,624,634:永久磁石式同期発電機、5,615,625,635:発電コントローラ、6,616,626,636:インバータ、8:直流ケーブル部、10:系統電源、50:発電機制御マイコン、101:発電出力自動制限特性、102:太陽電池の出力−電圧特性、201:太陽電池アレイ、301〜303:日射強度G1〜3時の太陽電池PV特性カーブ、401,611,621,631:動力変換機械、501:動力変換機械のパワーカーブ 2: Power conditioner, 4, 614, 624, 634: Permanent magnet synchronous generator, 5,615, 625, 635: Power generation controller, 6,616, 626, 636: Inverter, 8: DC cable section, 10: System 50: generator control microcomputer, 101: automatic output limit characteristic of power generation, 102: output-voltage characteristic of solar battery, 201: solar battery array, 301-303: solar battery PV characteristic curve when solar radiation intensity is G1-3 401, 611, 621, 631: Power conversion machine, 501: Power curve of power conversion machine

Claims (6)

動力変換機械による軸動力を永久磁石式同期発電機とインバータによって直流電力へ変換しパワーコンディショナーを介して商用電源に逆潮流する系統連系システムにおいて、
前記永久磁石式同期発電機を前記インバータによって発電制御する発電コントローラに前記動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を搭載して前記永久磁石式同期発電機の回転数に応じた発電指令値を生成し発電量制御すると共に、
前記パワーコンディショナーは直流電圧を可変制御する太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載し、
前記発電コントローラが前記発電指令値を前記直流電圧に応じて制限することで前記最大電力点追従制御による前記直流電圧の変動範囲を前記インバータが動作可能な電圧範囲内に維持する機能を搭載したことを特徴とする系統連系システム。
In the grid interconnection system that converts shaft power from the power conversion machine into DC power by a permanent magnet type synchronous generator and inverter and reversely flows to the commercial power supply via the power conditioner,
Power generation control based on the power curve of the power conversion machine is installed in a power generation controller that controls power generation of the permanent magnet synchronous generator by the inverter, and generates a power generation command value according to the rotation speed of the permanent magnet synchronous generator As well as controlling the power generation amount,
The power conditioner is equipped with maximum power point tracking control for photovoltaic power generation that variably controls DC voltage,
The power generation controller has a function of maintaining the DC voltage fluctuation range within the voltage range in which the inverter can operate by limiting the power generation command value according to the DC voltage, by the maximum power point tracking control. System interconnection system characterized by
請求項1に記載の系統連系システムであって、
前記動力変換機械と前記永久磁石式同期発電機と前記インバータと前記発電コントローラを複数有し、それぞれで発電した直流電力を一つの直流部へ接続した後、前記太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載する前記パワーコンディショナーを介して系統電源へ合計電力を逆潮流し、
各発電コントローラは接続されたそれぞれの動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を独立して行うとともに、前記直流部の直流電圧値に基づく発電量の自動制限特性はすべての発電コントローラで同一のものを搭載することを特徴とする系統連系システム。
The grid interconnection system according to claim 1,
The power conversion machine, the permanent magnet synchronous generator, the inverter, and a plurality of power generation controllers, and after connecting the DC power generated by each to one DC unit, the maximum power point tracking for the photovoltaic power generation Reverse flow of total power to the system power supply via the power conditioner equipped with control,
Each power generation controller independently performs power generation control based on the power curve of each connected power conversion machine, and the automatic power generation limit characteristic based on the DC voltage value of the DC section is the same for all power generation controllers System interconnection system characterized by mounting
動力変換機械による軸動力を永久磁石式同期発電機とインバータによって直流電力へ変換しパワーコンディショナーを介して商用電源に逆潮流する系統連系システムにおける前記永久磁石式同期発電機を前記インバータによって発電制御する発電コントローラであって、
前記動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を搭載して前記永久磁石式同期発電機の回転数に応じた発電指令値を生成し発電量制御すると共に、
前記パワーコンディショナーは直流電圧を可変制御する太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載しており、
前記発電指令値を前記直流電圧に応じて制限することで前記最大電力点追従制御による前記直流電圧の変動範囲を前記インバータが動作可能な電圧範囲内に維持する機能を搭載したことを特徴とする発電コントローラ。
The permanent magnet synchronous generator is controlled by the inverter in a grid-connected system that converts shaft power from the power conversion machine to DC power by a permanent magnet synchronous generator and an inverter and flows backward to a commercial power supply via a power conditioner. A power generation controller,
Power generation control based on the power curve of the power conversion machine is installed to generate a power generation command value according to the rotational speed of the permanent magnet synchronous generator, and control the amount of power generation.
The power conditioner is equipped with maximum power point tracking control for photovoltaic power generation that variably controls DC voltage,
The power generation command value is limited according to the DC voltage, and the function of maintaining the DC voltage fluctuation range by the maximum power point tracking control within the voltage range in which the inverter can operate is mounted. Power generation controller.
請求項3に記載の発電コントローラであって、
前記系統連系システムは、前記動力変換機械と前記永久磁石式同期発電機と前記インバータと前記発電コントローラを複数有し、それぞれで発電した直流電力を一つの直流部へ接続した後、前記太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載する前記パワーコンディショナーを介して系統電源へ合計電力を逆潮流し、
各発電コントローラは接続されたそれぞれの動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を独立して行うとともに、前記直流部の直流電圧値に基づく発電量の自動制限特性はすべての発電コントローラで同一のものを搭載することを特徴とする発電コントローラ。
The power generation controller according to claim 3,
The grid interconnection system includes a plurality of the power conversion machine, the permanent magnet synchronous generator, the inverter, and the power generation controller, and connects the DC power generated by each to one DC unit, Reverse the total power to the grid power supply via the power conditioner equipped with maximum power point tracking control for power generation,
Each power generation controller independently performs power generation control based on the power curve of each connected power conversion machine, and the automatic power generation limit characteristic based on the DC voltage value of the DC section is the same for all power generation controllers Power generation controller characterized by being equipped with.
動力変換機械による軸動力を永久磁石式同期発電機とインバータによって直流電力へ変換しパワーコンディショナーを介して商用電源に逆潮流する系統連系システムにおける運転方法であって、
前記永久磁石式同期発電機を前記インバータによって発電制御する発電コントローラに前記動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を搭載して前記永久磁石式同期発電機の回転数に応じた発電指令値を生成し発電量制御を行なうと共に、
前記パワーコンディショナーは直流電圧を可変制御する太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載し、
前記発電コントローラが前記発電指令値を前記直流電圧に応じて制限することで前記最大電力点追従制御による前記直流電圧の変動範囲を前記インバータが動作可能な電圧範囲内に維持することを特徴とする運転方法。
It is an operation method in a grid interconnection system in which shaft power generated by a power conversion machine is converted into DC power by a permanent magnet type synchronous generator and an inverter and flows backward to a commercial power supply via a power conditioner,
Power generation control based on the power curve of the power conversion machine is installed in a power generation controller that controls power generation of the permanent magnet synchronous generator by the inverter, and generates a power generation command value according to the rotation speed of the permanent magnet synchronous generator In addition to performing power generation control,
The power conditioner is equipped with maximum power point tracking control for photovoltaic power generation that variably controls DC voltage,
The power generation controller limits the power generation command value according to the DC voltage, thereby maintaining the fluctuation range of the DC voltage by the maximum power point tracking control within a voltage range in which the inverter can operate. how to drive.
請求項5に記載の運転方法であって、
前記系統連系システムは、前記動力変換機械と前記永久磁石式同期発電機と前記インバータと前記発電コントローラを複数有し、それぞれで発電した直流電力を一つの直流部へ接続した後、前記太陽光発電用の最大電力点追従制御を搭載する前記パワーコンディショナーを介して系統電源へ合計電力を逆潮流し、
各発電コントローラは接続されたそれぞれの動力変換機械のパワーカーブに基づく発電制御を独立して行うとともに、前記直流部の直流電圧値に基づく発電量の自動制限特性はすべての発電コントローラで同一とすることを特徴とする運転方法。
The driving method according to claim 5,
The grid interconnection system includes a plurality of the power conversion machine, the permanent magnet synchronous generator, the inverter, and the power generation controller, and connects the DC power generated by each to one DC unit, Reverse the total power to the grid power supply via the power conditioner equipped with maximum power point tracking control for power generation,
Each power generation controller independently performs power generation control based on the power curve of each connected power conversion machine, and the power generation automatic limit characteristic based on the DC voltage value of the DC section is the same for all power generation controllers. A driving method characterized by that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024034527A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 Cef株式会社 Electric power control method and voltage conversion device thereof in maximum power point tracking control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11332108A (en) * 1998-05-20 1999-11-30 Zephyr Kk Connection equipment for supplying power generated by wind power generator
JP2005137175A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Nakayama Steel Works Ltd Wind power generator
JP2014529031A (en) * 2011-08-12 2014-10-30 オープンハイドロ アイピー リミテッド Method and system for controlling a hydroelectric turbine
JP2017051038A (en) * 2015-09-04 2017-03-09 株式会社安川電機 Power conversion device, power generation system, and power generation control method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003339118A (en) 2002-05-22 2003-11-28 My Way Giken Kk Distributed power supply system
JP6303970B2 (en) * 2014-10-17 2018-04-04 住友電気工業株式会社 Conversion device
JP6105138B1 (en) * 2016-09-05 2017-03-29 株式会社日立パワーソリューションズ Power generation system using renewable energy and method for controlling the same, and method for expanding interconnection power generation of power generation system using renewable energy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11332108A (en) * 1998-05-20 1999-11-30 Zephyr Kk Connection equipment for supplying power generated by wind power generator
JP2005137175A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Nakayama Steel Works Ltd Wind power generator
JP2014529031A (en) * 2011-08-12 2014-10-30 オープンハイドロ アイピー リミテッド Method and system for controlling a hydroelectric turbine
JP2017051038A (en) * 2015-09-04 2017-03-09 株式会社安川電機 Power conversion device, power generation system, and power generation control method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024034527A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 Cef株式会社 Electric power control method and voltage conversion device thereof in maximum power point tracking control

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