JP2019146297A - Operation voltage control device for solar cell - Google Patents

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Abstract

To control in real time an operation voltage of a solar cell into a voltage which prevents a hot spot from being generated.SOLUTION: The operation voltage control device for a solar cell string includes: means for acquiring an I-V characteristic of the solar cell string; means for calculating a partial derivative of an output current relating to the solar cell string with respect to an output voltage on the basis of the I-V characteristic; means for determining the presence/absence of an inflection point of the partial derivative; means for determining whether the partial derivative corresponding to a voltage which is obtained by subtracting a predetermined margin from an open-circuit voltage of the solar cell string, exceeds a predetermined threshold in a case where the inflection point is present; means for setting a voltage which is not lower than a voltage corresponding to the inflection point, as the operation voltage of the solar cell string in a case where the value of the partial derivative exceeds the predetermined threshold; and control means for performing a control to follow up the operation voltage as which an output voltage of the solar cell string is set.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、太陽電池の動作電圧を制御する技術に関し、より詳細には、太陽電池の動作電圧を制御してホットスポット現象を回避する技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling the operating voltage of a solar cell, and more particularly to a technique for controlling the operating voltage of a solar cell to avoid a hot spot phenomenon.

太陽光発電システムを安全に運用する上で、ホットスポット現象を回避することが重要である。ここで、ホットスポット現象とは,欠陥セルに長時間影が付加されることに起因して、欠陥セルの内部が局部的に発熱する現象を意味し、これが看過されると、高温となったセルが変形し、最悪の場合は火災に至る。   It is important to avoid the hot spot phenomenon in safely operating the photovoltaic power generation system. Here, the hot spot phenomenon means a phenomenon in which the inside of the defective cell is locally heated due to the shadow being added to the defective cell for a long time, and when this is overlooked, the temperature becomes high. The cell is deformed, and in the worst case, a fire is caused.

この点につき、特許文献1は、太陽電池モジュールを設置する前に、プロジェクタを用いて欠陥セルの有無を事前に検査する方法を開示する。しかしながら、セルの欠陥は、太陽電池モジュールの運用中に生じることもあり、そのようなケースについて、特許文献1の検査方法では対処できない。   In this regard, Patent Document 1 discloses a method for inspecting the presence or absence of defective cells using a projector before installing a solar cell module. However, cell defects may occur during operation of the solar cell module, and such cases cannot be dealt with by the inspection method of Patent Document 1.

よって、運用中のシステムに関しては、ホットスポットの検査を専らサーモグラフィを使用して人手で行っているが、このような人手に頼った検査方法は、多大な労力と時間を要するので頻繁に実施することができず、ホットスポット現象による故障・事故を回避するための方法として実効性に欠ける。   Therefore, with regard to the system in operation, hot spots are inspected manually using thermography, but such inspection methods that rely on human labor are frequently performed because they require a lot of labor and time. This is not effective as a method for avoiding failures and accidents due to the hot spot phenomenon.

特許第6176939号公報Japanese Patent No. 6176939

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池の動作電圧をホットスポットが生じない電圧にリアルタイム制御することができる動作電圧制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an operating voltage control device capable of performing real-time control of the operating voltage of a solar cell to a voltage that does not cause a hot spot.

本発明者は、太陽電池の動作電圧をホットスポットが生じない電圧にリアルタイム制御することができる動作電圧制御装置の構成につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。   As a result of intensive studies on the configuration of an operating voltage control device capable of performing real-time control of the operating voltage of a solar cell to a voltage at which a hot spot does not occur, the inventor has conceived the following configuration and arrived at the present invention. .

すなわち、本発明によれば、複数の太陽電池モジュールが直列してなる太陽電池ストリングの動作電圧を制御する装置であって、太陽電池ストリングのI−V特性を取得する手段と、取得した前記I−V特性に基づいて、前記太陽電池ストリングに係る出力電流の出力電圧に対する偏導関数を算出する手段と、算出した前記偏導関数の変曲点の有無を判定する第1の判定手段と、前記変曲点があった場合に、前記太陽電池ストリングの開放電圧から所定のマージンを減算した電圧に対応する前記偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定する第2の判定手段と、前記偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、前記変曲点に対応する電圧を下回らない電圧を前記太陽電池ストリングの動作電圧として設定する手段と、前記太陽電池ストリングの出力電圧が設定された前記動作電圧を追跡するように制御する制御手段と、を含む動作電圧制御装置が提供される。   That is, according to the present invention, an apparatus for controlling the operating voltage of a solar cell string formed by serially connecting a plurality of solar cell modules, the means for acquiring the IV characteristics of the solar cell string, and the acquired I Means for calculating a partial derivative of the output current of the solar cell string with respect to an output voltage based on -V characteristics; and first determination means for determining the presence or absence of an inflection point of the calculated partial derivative; When there is the inflection point, a second value for determining whether a value of the partial derivative corresponding to a voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open voltage of the solar cell string exceeds a predetermined threshold value is determined. Determining means; means for setting a voltage not lower than a voltage corresponding to the inflection point as an operating voltage of the solar cell string when a value of the partial derivative exceeds a predetermined threshold; And control means for controlling so as to track the operating voltage the output voltage of the pond string is set, the operating voltage control device comprising is provided.

上述したように、本発明によれば、太陽電池の動作電圧をホットスポットが生じない電圧にリアルタイム制御することができる動作電圧制御装置が提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided an operating voltage control device that can control the operating voltage of a solar cell in real time to a voltage that does not cause a hot spot.

太陽電池ストリングの等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit of a solar cell string. 影の付加された太陽電池ストリングのP−V曲線を示す図。The figure which shows the PV curve of the solar cell string to which the shadow was added. 第1実施形態の動作電圧制御装置が実装された太陽光発電システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the solar energy power generation system by which the operating voltage control apparatus of 1st Embodiment was mounted. 第1実施形態の動作電圧制御装置が実行する処理のフローチャート。The flowchart of the process which the operating voltage control apparatus of 1st Embodiment performs. I−V特性取得部が取得するI−V特性を示す図。The figure which shows the IV characteristic which an IV characteristic acquisition part acquires. 偏導関数算出部が算出する偏導関数を示す図。The figure which shows the partial derivative which a partial derivative calculation part calculates. 偏導関数算出部が算出する偏導関数を示す図。The figure which shows the partial derivative which a partial derivative calculation part calculates. 第2実施形態の動作電圧制御装置が実装された太陽光発電システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the solar energy power generation system by which the operating voltage control apparatus of 2nd Embodiment was mounted. 第3実施形態の異常状態検知装置が実装された太陽光発電システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the solar energy power generation system by which the abnormal condition detection apparatus of 3rd Embodiment was mounted. 異常状態検知装置が実行する処理のフローチャート。The flowchart of the process which an abnormal condition detection apparatus performs. 実施例の結果を示す図。The figure which shows the result of an Example. 欠陥セルを含む太陽電池モジュールのサーモグラフィ写真を示す図。The figure which shows the thermography photograph of the solar cell module containing a defective cell.

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals are used for common elements, and the description thereof is omitted as appropriate.

ここでは、まず、本発明の太陽電池の動作電圧制御方法の基本的な考え方について説明する。   Here, first, the basic concept of the method for controlling the operating voltage of the solar cell of the present invention will be described.

図1は、太陽電池ストリングの等価回路を示す。図1に示す太陽電池ストリングは、直列に接続されたN個の太陽電池モジュールからなる。太陽電池ストリングを構成する太陽電池モジュールは、直列に接続された複数のセルからなり、その一部に、結晶欠陥を有するセル(以下、欠陥セルという)を含んでいる。ここで、図1に示す等価回路では、欠陥のないセル(以下、正常セルという)を電流源とダイオードの並列回路に見立てる一方で、欠陥セルを電流源とダイオードの並列回路ならびにその逆方向リーク電流のコンダクタンスGに見立てている。 FIG. 1 shows an equivalent circuit of a solar cell string. The solar cell string shown in FIG. 1 includes N solar cell modules connected in series. A solar cell module constituting a solar cell string is composed of a plurality of cells connected in series, and a part thereof includes a cell having a crystal defect (hereinafter referred to as a defective cell). In the equivalent circuit shown in FIG. 1, a cell without a defect (hereinafter referred to as a normal cell) is regarded as a parallel circuit of a current source and a diode, while a defective cell is regarded as a parallel circuit of a current source and a diode and its reverse leakage. This is based on the current conductance GH .

ここで、欠陥セルに陰が付加された場合を考える。影が付加された部分の面積比率をα(0〜1.0)とし、陰が付加されていないときの欠陥セルの短絡電流をISCとすると、陰が付加されたときの欠陥セルの短絡電流は(1−α)ISCとなる。ここで、図1(a)に示すように、太陽電池ストリングの出力電流IPV(以下、ストリング電流IPVという)が欠陥セルの短絡電流(1−α)ISCを超えない間は、コンダクタンスGに電流が流れないので、ホットスポットは発生しない。以下、この状態をモード1とする。 Here, consider the case where a shadow is added to a defective cell. The area ratio of the shadow is added portion as alpha (0 to 1.0), when the short-circuit current of the defective cells when the shade is not added as I SC, the short-circuit current of the defective cells when the shadow is added is (1-α) ISC . Here, as shown in FIG. 1A, while the output current I PV of the solar cell string (hereinafter referred to as the string current I PV ) does not exceed the short-circuit current (1-α) I SC of the defective cell, the conductance Since no current flows through GH , no hot spot is generated. Hereinafter, this state is referred to as mode 1.

一方、図1(b)に示すように、ストリング電流IPVが欠陥セルの短絡電流(1−α)ISCを超えると、その超過分がコンダクタンスGを流れるようになる。その結果、セルの欠陥部分が局部的に発熱し、ホットスポットが発生する。以下、ストリング電流IPVの増加に従ってホットスポットの発熱が増大する状態をモード2とする。 On the other hand, as shown in FIG. 1 (b), the string current I PV exceeds the short-circuit current (1-α) I SC of the defective cell, the excess is to flow conductance G H. As a result, the defective portion of the cell generates heat locally and a hot spot is generated. Hereinafter, a state in which the heat generation of the hot spot is increased with an increase in the string current I PV and mode 2.

その後、コンダクタンスGに電流が流れ続け、欠陥セルの端子電圧VHSの負方向の電圧が正常セルの発生電圧よりも大きくなると、その時点で、欠陥セルを含む太陽電池モジュールに並列に設けられたバイパスダイオードが順バイアスされる。その結果、欠陥セルのダイオードがオン状態となり、コンダクタンスGでの発熱が最大となった状態が維持される。以下、この状態をモード3とする。 After that, when the current continues to flow through the conductance GH and the negative voltage of the terminal voltage VHS of the defective cell becomes larger than the voltage generated by the normal cell, the current is provided in parallel to the solar cell module including the defective cell. The bypass diode is forward biased. As a result, the diode of the defective cell is turned on, and the state where the heat generation at the conductance GH is maximized is maintained. Hereinafter, this state is referred to as mode 3.

図2は、影の面積比率α=0.75のときの太陽電池ストリングのP−V曲線(太実線)と、欠陥セルで消費される電力(以下、ホットスポット電力という)に係るP−V曲線(細実線)を合わせて示している。図2から分かるように、欠陥セルに影が付加されているときに、太陽電池モジュールを最大電力点電圧VOPで動作させると、ホットスポット電力が最大になり危険である。一方、ホットスポット電力がゼロになる動作点X(モード1とモード2の境界)で太陽電池モジュールを動作させることができれば、ホットスポットを回避することができ、且つ、その条件下での最大電力を確保することが可能となる。 FIG. 2 shows a PV curve (bold solid line) of the solar cell string when the shadow area ratio α = 0.75, and a PV related to power consumed by the defective cell (hereinafter referred to as hot spot power). A curve (thin solid line) is also shown. As can be seen from FIG. 2, if the solar cell module is operated at the maximum power point voltage VOP when a shadow is added to the defective cell, the hot spot power becomes maximum and is dangerous. On the other hand, if the solar cell module can be operated at the operating point X (mode 1 and mode 2 boundary) at which the hot spot power becomes zero, the hot spot can be avoided and the maximum power under that condition Can be secured.

上述した考え方に基づき、本発明は、欠陥セルに影が付加されているときに、ホットスポット電力が常にゼロになるように、太陽電池ストリングの動作電圧を制御する方法、ならびに、その方法を実行する動作電圧制御装置を開示するものである。   Based on the above-described concept, the present invention implements a method for controlling the operating voltage of a solar cell string so that the hot spot power is always zero when a shadow is added to a defective cell, and the method is executed. An operating voltage control device is disclosed.

以上、本発明の基本的な考え方について説明してきたが、続いて、本発明の動作電圧制御装置の実施形態について説明する。   The basic concept of the present invention has been described above. Next, an embodiment of the operating voltage control apparatus of the present invention will be described.

(第1実施形態)
図3は、本発明の第1実施形態である太陽電池の動作電圧制御装置100が実装された太陽光発電システム1000のシステム構成を示す。図3に示すように、太陽光発電システム1000は、太陽電池ストリング(以下、PVストリングという場合がある。)50と、PVストリング50の出力電圧を測定する電圧計52と、PVストリング50の出力電流を検出する電流計53と、パワーコンディショナー(PCS)30とを含んで構成されており、PCS30には、インダクタ22、スイッチ素子23、ダイオード24および平滑コンデンサ25を備えるDC−DCコンバータ20と、本実施形態の動作電圧制御装置100が搭載されている。
(First embodiment)
FIG. 3 shows a system configuration of a photovoltaic power generation system 1000 on which the solar cell operating voltage control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is mounted. As shown in FIG. 3, the photovoltaic power generation system 1000 includes a solar cell string (hereinafter sometimes referred to as a PV string) 50, a voltmeter 52 that measures an output voltage of the PV string 50, and an output of the PV string 50. An ammeter 53 for detecting current and a power conditioner (PCS) 30 are included. The PCS 30 includes a DC-DC converter 20 including an inductor 22, a switch element 23, a diode 24, and a smoothing capacitor 25; The operating voltage control apparatus 100 of this embodiment is mounted.

本実施形態の動作電圧制御装置100は、電圧計52および電流計53から入力される電圧値および電流値に基づいて所定の演算を実行し、その演算結果に基づいてスイッチ素子23のオン・オフをPWM制御することにより、PVストリング50を動作電圧を制御する装置であり、I−V特性取得部12と、偏導関数算出部13と、影発生判定部14と、ホットスポット発生判定部15と、動作電圧設定部16と、動作電圧制御部17と、MPPT制御部18とを含んで構成される。   The operating voltage control apparatus 100 of the present embodiment performs a predetermined calculation based on the voltage value and the current value input from the voltmeter 52 and the ammeter 53, and turns on / off the switch element 23 based on the calculation result. Is a device for controlling the operating voltage of the PV string 50 by performing PWM control, and includes an IV characteristic acquisition unit 12, a partial derivative calculation unit 13, a shadow occurrence determination unit 14, and a hot spot occurrence determination unit 15. And an operation voltage setting unit 16, an operation voltage control unit 17, and an MPPT control unit 18.

I−V特性取得部12は、電圧計52および電流計53から入力される検出値に基づいて、PVストリング50のI−V特性を取得する手段である。   The IV characteristic acquisition unit 12 is means for acquiring the IV characteristic of the PV string 50 based on the detection values input from the voltmeter 52 and the ammeter 53.

偏導関数算出部13は、I−V特性取得部12が取得したI−V特性に基づいて、PVストリング50に係る出力電流IPVの出力電圧VPVに対する偏導関数を算出する手段である。 The partial derivative calculation unit 13 is a means for calculating a partial derivative of the output current I PV related to the PV string 50 with respect to the output voltage V PV based on the IV characteristic acquired by the IV characteristic acquisition unit 12. .

影発生判定部14は、偏導関数算出部13が算出した偏導関数の変曲点の有無を判定する手段である。   The shadow occurrence determination unit 14 is means for determining the presence or absence of an inflection point of the partial derivative calculated by the partial derivative calculation unit 13.

ホットスポット発生判定部15は、偏導関数に変曲点があった場合に、PVストリング50の開放電圧VOCSから所定のマージンを減算した電圧に対応する偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定する手段である。 When there is an inflection point in the partial derivative, the hot spot occurrence determination unit 15 sets the value of the partial derivative corresponding to the voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open voltage V OCS of the PV string 50 to a predetermined threshold value. It is a means for determining whether or not it exceeds.

動作電圧設定部16は、偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、変曲点に対応する電圧をPVストリング50の動作電圧として設定する手段である。   The operating voltage setting unit 16 is means for setting a voltage corresponding to the inflection point as the operating voltage of the PV string 50 when the value of the partial derivative exceeds a predetermined threshold value.

動作電圧制御部17は、PVストリング50の出力電圧が、設定された動作電圧を追跡するように制御する手段である。   The operating voltage control unit 17 is means for controlling the output voltage of the PV string 50 to track the set operating voltage.

MPPT制御部18は、電圧計52および電流計53から入力される検出値に基づいて、山登り法により、最大電力動作点を追跡制御する手段である。   The MPPT control unit 18 is means for tracking and controlling the maximum power operating point by the hill-climbing method based on the detection values input from the voltmeter 52 and the ammeter 53.

なお、動作電圧制御装置100を構成する上述した手段は、ハードウェアまたはソフトウェアまたはそれらの組み合わせによって実現することができ、上述した手段の一部または全部をソフトウェアによって実現する場合は、動作電圧制御装置100に搭載されるコンピュータが、所定のプログラムを実行することにより、上述した各手段として機能する。   Note that the above-described means constituting the operating voltage control apparatus 100 can be realized by hardware, software, or a combination thereof, and when part or all of the above-described means is realized by software, the operating voltage control apparatus A computer mounted on the computer 100 functions as the above-described units by executing a predetermined program.

以上、本実施形態の動作電圧制御装置100の機能構成について説明してきたが、続いて、動作電圧制御装置100が実行する処理について説明する。なお、以下の説明においては、適宜、図3を参照するものとする   The functional configuration of the operating voltage control apparatus 100 according to the present embodiment has been described above. Next, processing executed by the operating voltage control apparatus 100 will be described. In the following description, FIG. 3 will be referred to as appropriate.

本実施形態の動作電圧制御装置100は、所定の周期で定期的に、PVストリング50が安全に動作しうる動作電圧(以下、安全動作電圧という)を設定するための処理を実行する。以下、図4に示すフローチャートに基づいて安全動作電圧設定処理を説明する。   The operating voltage control apparatus 100 according to the present embodiment periodically performs a process for setting an operating voltage (hereinafter referred to as a safe operating voltage) at which the PV string 50 can safely operate at a predetermined cycle. The safe operating voltage setting process will be described below based on the flowchart shown in FIG.

まずステップ101では、I−V特性取得部12が、予め設定されたスキャン周期の到来を監視し(ステップ101、No)、スキャン周期の到来を検知すると(ステップ101、Yes)、処理はステップ102に進む。   First, in step 101, the IV characteristic acquisition unit 12 monitors the arrival of a preset scan cycle (step 101, No), and detects the arrival of the scan cycle (step 101, Yes). Proceed to

続くステップ102では、I−V特性取得部12がPVストリング50をスキャンして、PVストリング50のI−V特性(電流電圧曲線)を取得する。具体的には、スイッチ素子23のオン・オフ制御により、PVストリング50の負極および正極の端子間を開放状態から短絡状態に変化させ、その間に電圧計52および電流計53が検出した出力電圧VPVおよび出力電流IPVに基づいてI−V特性を導出する。 In subsequent step 102, the IV characteristic acquisition unit 12 scans the PV string 50 and acquires the IV characteristic (current-voltage curve) of the PV string 50. Specifically, the output voltage V detected by the voltmeter 52 and the ammeter 53 during that time is changed from the open state to the short-circuited state between the negative and positive terminals of the PV string 50 by the on / off control of the switch element 23. The IV characteristic is derived based on the PV and the output current I PV .

図5(a)〜(c)は、ステップ102で取得されるI−V特性を示す。ここで、図5(a)は、欠陥セルのないPVストリング(以下、正常ストリングという。)に影が付加されていない場合に取得されるI−V特性を示し、図5(b)は、正常ストリングに影が付加されている場合に取得されるI−V特性を示し、図5(c)は、欠陥セルを含むPVストリング(以下、欠陥ストリングという。)の欠陥セルに影が付加されている場合に取得されるI−V特性を示す。図5(c)に示すように、欠陥セルに影が付加されている場合のI−V曲線では、先の述べたモード2に対応する部分が負の傾きを持った直線として現れる。   5A to 5C show the IV characteristics acquired in step 102. FIG. Here, FIG. 5A shows an IV characteristic obtained when a shadow is not added to a PV string without a defective cell (hereinafter referred to as a normal string), and FIG. FIG. 5C illustrates IV characteristics obtained when a shadow is added to a normal string. FIG. 5C illustrates a case where a shadow is added to a defective cell of a PV string including a defective cell (hereinafter referred to as a defective string). The IV characteristics acquired when the As shown in FIG. 5C, in the IV curve in the case where a shadow is added to the defective cell, the portion corresponding to the above-described mode 2 appears as a straight line having a negative slope.

続くステップ103では、偏導関数算出部13が、ステップ102で取得したI−V特性に基づいて、PVストリング50のストリング電流IPVのストリング電圧VPVに対する偏導関数を算出する。 In subsequent step 103, the partial derivative calculation unit 13 calculates a partial derivative of the string current I PV of the PV string 50 with respect to the string voltage V PV based on the IV characteristic acquired in step 102.

続くステップ104では、影発生判定部14が、ステップ103で取得した偏導関数に変曲点があるか否かを判定する。その結果、変曲点がある場合は(ステップ104、Yes)、処理はステップ105に進み、変曲点がない場合は(ステップ104、No)、処理はステップ108に進んで、ホットスポットフラグをOFFにする。   In subsequent step 104, the shadow occurrence determination unit 14 determines whether or not the partial derivative acquired in step 103 has an inflection point. As a result, when there is an inflection point (step 104, Yes), the process proceeds to step 105, and when there is no inflection point (step 104, No), the process proceeds to step 108, and the hot spot flag is set. Turn off.

図6(a)は、正常ストリングに影が付加されていない場合に、ステップ103で取得される偏導関数を示す。この場合、偏導関数に変曲点が存在しないので、ホットスポットフラグはOFFに設定される。   FIG. 6A shows the partial derivative obtained in step 103 when no shadow is added to the normal string. In this case, since the inflection point does not exist in the partial derivative, the hot spot flag is set to OFF.

図6(b)は、正常ストリングに影が付加されている場合に取得される偏導関数を示し、図6(c)は、欠陥ストリングの欠陥セルに影が付加されている場合に取得される偏導関数を示す。図6(b)、(c)に示すように、この場合は、いずれの偏導関数にも変曲点が存在するので、処理はステップ105に進む。   FIG. 6B shows a partial derivative obtained when a shadow is added to a normal string, and FIG. 6C is obtained when a shadow is added to a defect cell of the defect string. Indicates the partial derivative. As shown in FIGS. 6B and 6C, in this case, since there exists an inflection point in any partial derivative, the process proceeds to step 105.

続くステップ105では、ホットスポット発生判定部15が、PVストリング50の開放電圧VOCSから所定のマージンMを減算した電圧VGHに対応する偏導関数の値|∂I/∂V|がゼロを超えているか否かを判定する。なお、このゼロは、閾値の一例であってこの値に限るものではなく、ゼロに所定のマージンを加算した値を閾値として使用して判定を行ってもよい。また、ここでいうマージンMは、例えば、PVストリング50を構成する1つのPVモジュールの公称開放電圧VOCの1/2に相当する値とすることができる。 In step 105, the hot spot occurrence determination unit 15, the value of partial derivatives corresponding to the voltage V GH from the open-circuit voltage V OCS by subtracting a predetermined margin M of PV strings 50 | ∂I / ∂V | is zero Determine if it has exceeded. Note that this zero is an example of a threshold value and is not limited to this value, and determination may be made using a value obtained by adding a predetermined margin to zero as a threshold value. Further, the margin M here can be set to a value corresponding to ½ of the nominal open circuit voltage V OC of one PV module constituting the PV string 50, for example.

ステップ105の判定の結果、ゼロを超えていない場合は(ステップ105、No)、処理はステップ108に進んで、ホットスポットフラグをOFFにし、ゼロを超えている場合は(ステップ105、Yes)、処理はステップ106に進んで、ホットスポットフラグをONにする。   As a result of the determination in step 105, if it does not exceed zero (step 105, No), the process proceeds to step 108, the hot spot flag is turned off, and if it exceeds zero (step 105, Yes), The process proceeds to step 106 to set the hot spot flag to ON.

正常ストリングに影が付加されている場合は、図7(a)に示すように、電圧VGHに対応する偏導関数の値|∂I/∂V|はゼロを超えないので、ホットスポットフラグはOFFに設定される。一方、欠陥ストリングの欠陥セルに影が付加されている場合は、図7(b)に示すように、電圧VGHに対応する偏導関数の値|∂I/∂V|がゼロを超えるので、ホットスポットフラグはONに設定される。 If you have a shadow is added to the normal strings, as shown in FIG. 7 (a), the value of partial derivatives corresponding to the voltage V GH | ∂I / ∂V | because does not exceed zero, hotspots flag Is set to OFF. On the other hand, if it is added shadow defective cells defective strings, as shown in FIG. 7 (b), the value of partial derivatives corresponding to the voltage V GH | ∂I / ∂V | since exceeds zero The hot spot flag is set to ON.

ホットスポットフラグをONに設定した場合は、続くステップ107において、動作電圧設定部16が、PVストリング50の動作電圧として、先のステップ104で判定した変曲点に対応する電圧Vを安全動作電圧に設定する。ここで、図7(b)に示すように、偏導関数に2つの変曲点が存在するときは、対応する2つの電圧のうち、高い方の電圧(この場合、変曲点Bに対応する電圧V)を安全動作電圧に設定する。このとき設定される安全動作電圧Vは、図2に示した動作点Xに対応する電圧Vに相当する。 When the hot spot flag is set to ON, in the subsequent step 107, the operating voltage setting unit 16 performs the safe operation using the voltage V X corresponding to the inflection point determined in the previous step 104 as the operating voltage of the PV string 50. Set to voltage. Here, as shown in FIG. 7B, when two inflection points exist in the partial derivative, the higher one of the two corresponding voltages (in this case, corresponding to the inflection point B). Voltage V X ) is set to a safe operating voltage. The safe operating voltage V X set at this time corresponds to the voltage V X corresponding to the operating point X shown in FIG.

上述したように、本実施形態においては、システムの運用中に定期的に実行される安全動作電圧設定処理によって、ホットスポットフラグがONまたはOFFのいずれかに設定され、ホットスポットフラグがONに設定された場合は、安全動作電圧が設定されることになる。   As described above, in the present embodiment, the hot spot flag is set to ON or OFF and the hot spot flag is set to ON by the safe operating voltage setting process that is periodically executed during the operation of the system. If so, a safe operating voltage is set.

一方で、動作電圧制御部17は、ホットスポットフラグがONに設定されている場合にのみ起動し、PVストリング50の出力電圧VPVが、設定された安全動作電圧Vを追従するように、スイッチ素子23のオン・オフ制御(PWM制御)を行う。 On the other hand, the operating voltage control unit 17 is activated only when the hot spot flag is set to ON, so that the output voltage V PV of the PV string 50 follows the set safe operating voltage V X. On / off control (PWM control) of the switch element 23 is performed.

一方で、MPPT制御部18は、ホットスポットフラグがOFFに設定されている場合にのみ起動し、山登り法により、PVストリング50の出力電力PPVが、PVストリング50の最大電力動作点Pmaxを追従するように、スイッチ素子23のオン・オフ制御(PWM制御)を行う。 On the other hand, the MPPT control unit 18 is activated only when the hot spot flag is set to OFF, and the output power P PV of the PV string 50 is set to the maximum power operating point P max of the PV string 50 by the hill-climbing method. On / off control (PWM control) of the switch element 23 is performed so as to follow.

以上、説明したように、本実施形態によれば、太陽光発電システム1000の運用中にホットスポットが発生しうる状況(すなわち、欠陥セルに影が付加される状況)に至った場合であっても、不良モジュール(パネル)を交換するなどの処置が施されるまでの間、ホットスポットの発生を回避しつつ、その条件下での最大の電力を安全に供給し続けることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, a situation where a hot spot can occur during operation of the photovoltaic power generation system 1000 (that is, a situation where a shadow is added to a defective cell) has been reached. However, it is possible to safely supply the maximum power under the conditions while avoiding the occurrence of hot spots until a measure such as replacing a defective module (panel) is performed.

なお、本実施形態においては、ホットスポットの回避のみを考慮する場合、電圧Vを下回らない電圧、すなわち、PVストリング50の開放電圧VOCSと電圧Vの間の任意の電圧を安全動作電圧として設定すればよい。 In the present embodiment, when only avoiding hot spots is considered, a voltage not lower than the voltage V X , that is, an arbitrary voltage between the open voltage V OCS of the PV string 50 and the voltage V X is set as the safe operating voltage. Can be set as

また、本実施形態の変形例では、上述したMPPT制御部18の機能を、動作電圧制御部17に代替させることも可能である。この場合、動作電圧制御部17は、先のステップ101で取得したI−V特性に基づいて、PVストリング50の最大電力動作点Pmaxに対応する最大電力点電圧VOPを取得し、ホットスポットフラグがOFFに設定されている場合には、PVストリング50の出力電圧VPVが、取得した最大電力点電圧VOPを追従するように、スイッチ素子23のオン・オフ制御(PWM制御)を行う。 In the modification of the present embodiment, the function of the MPPT control unit 18 described above can be replaced with the operating voltage control unit 17. In this case, the operating voltage control unit 17 acquires the maximum power point voltage V OP corresponding to the maximum power operating point P max of the PV string 50 based on the IV characteristic acquired in the previous step 101, and the hot spot When the flag is set to OFF, on / off control (PWM control) of the switch element 23 is performed so that the output voltage V PV of the PV string 50 follows the acquired maximum power point voltage V OP. .

(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態である動作電圧制御装置200が実装された太陽光発電システム2000のシステム構成を示す。本実施形態の動作電圧制御装置200は、既存のPCS40に対して追加的に設けることができるように構成された装置であり、第1実施形態の動作電圧制御装置100とは、MPPT制御部18を欠いている点、ならびに、動作電圧設定部16がホットスポットフラグのON/OFF状態を示す信号(以下、ホットスポットフラグ信号という)をPCS40に対して送信するように構成されている点において異なり、その余の構成は共通する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a system configuration of a photovoltaic power generation system 2000 in which the operating voltage control apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention is mounted. The operating voltage control apparatus 200 according to the present embodiment is an apparatus configured to be additionally provided with respect to the existing PCS 40. The operating voltage control apparatus 100 according to the first embodiment is different from the MPPT control unit 18. And that the operating voltage setting unit 16 is configured to transmit a signal indicating the ON / OFF state of the hot spot flag (hereinafter referred to as a hot spot flag signal) to the PCS 40. Other configurations are common.

本実施形態では、ホットスポットフラグがONに設定されている場合に、動作電圧制御装置200がPCS40にホットスポットフラグ信号(ON)を送信する。これを受けて、PCS40側のMPPT制御部26がMPPT制御を中断する一方で、動作電圧制御部17は、PVストリング50の出力電圧VPVが、設定された安全動作電圧Vを追従するように、スイッチ素子23のオン・オフ制御(PWM制御)を行う。 In the present embodiment, when the hot spot flag is set to ON, the operating voltage control device 200 transmits a hot spot flag signal (ON) to the PCS 40. In response to this, the MPPT control unit 26 on the PCS 40 side interrupts the MPPT control, while the operating voltage control unit 17 causes the output voltage V PV of the PV string 50 to follow the set safe operating voltage V X. In addition, on / off control (PWM control) of the switch element 23 is performed.

ホットスポットフラグがOFFに設定されている場合には、動作電圧制御部17がPMW制御を中断する一方で、動作電圧制御装置200がPCS40にホットスポットフラグ信号(OFF)を送信する。これを受けて、PCS40側のMPPT制御部26は、山登り法により、PVストリング50の出力電力PPVが、PVストリング50の最大電力動作点Pmaxを追従するように、スイッチ素子23のオン・オフ制御(PWM制御)を行う。 When the hot spot flag is set to OFF, the operating voltage control unit 17 interrupts the PMW control, while the operating voltage control device 200 transmits a hot spot flag signal (OFF) to the PCS 40. In response to this, the MPPT control unit 26 on the PCS 40 side turns on / off the switch element 23 so that the output power P PV of the PV string 50 follows the maximum power operating point P max of the PV string 50 by the hill-climbing method. Off control (PWM control) is performed.

以上、説明したように、本実施形態の動作電圧制御装置200は、ホットスポットを回避する目的で、既存のPCSに対して追加的に設けることができる。   As described above, the operating voltage control apparatus 200 of the present embodiment can be additionally provided for an existing PCS for the purpose of avoiding hot spots.

以上、本発明を第1および第2実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、さらに、太陽電池の異常状態検知方法およびそれを実行する装置として観念することができる。以下、異常状態検知装置に係る第3の実施形態について説明する。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, this invention can be further considered as the abnormal condition detection method of a solar cell, and an apparatus which performs it. Hereinafter, a third embodiment according to the abnormal state detection device will be described.

(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態である異常状態検知装置300が実装された太陽光発電システム3000のシステム構成を示す。本実施形態の異常状態検知装置300は、既存のPCS40に対して追加的に設けることができるように構成された装置であり、第2実施形態の動作電圧制御装置200とは、動作電圧設定部16および動作電圧制御部17を欠いている点において異なり、その余の構成は共通する。
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a system configuration of a photovoltaic power generation system 3000 on which the abnormal state detection device 300 according to the third embodiment of the present invention is mounted. The abnormal state detection device 300 according to the present embodiment is a device configured to be additionally provided with respect to the existing PCS 40. The operation voltage control device 200 according to the second embodiment is different from the operation voltage setting unit. 16 and the operating voltage control unit 17 are different, and the remaining configuration is common.

以下、本実施形態の異常状態検知装置300が実行する処理の内容を図10に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ステップ101乃至104およびステップ105の処理は、図4で説明した内容と同じなので詳細な説明を省略する。   Hereafter, the content of the process which the abnormal condition detection apparatus 300 of this embodiment performs is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. Note that the processing in steps 101 to 104 and step 105 is the same as that described in FIG.

本実施形態では、予め設定されたスキャン周期の到来に応答して(ステップ101、Yes)、I−V特性取得部12がPVストリング50のI−V特性を取得し(ステップ102)、偏導関数算出部13が、取得したI−V特性に基づいて、PVストリング50のストリング電流IPVのストリング電圧VPVに対する偏導関数を算出する(ステップ103)。 In the present embodiment, in response to the arrival of a preset scan cycle (step 101, Yes), the IV characteristic acquisition unit 12 acquires the IV characteristic of the PV string 50 (step 102), The function calculation unit 13 calculates a partial derivative of the string current I PV of the PV string 50 with respect to the string voltage V PV based on the acquired IV characteristics (step 103).

これを受けて、本実施形態では、影発生判定部14が、偏導関数に変曲点があるか否かを判定し(ステップ104)、その判定結果に応じて、PVモジュールに影が付加されている状態であるか否かを検知して、各状態を示す状態信号1を外部に出力する。具体的には、変曲点がある場合は(ステップ104、Yes)、状態信号1のON信号(PVモジュールに影が付加されている状態を示す信号)を出力し(ステップ120)、変曲点がない場合は(ステップ104、No)、状態信号1のOFF信号(PVモジュールに影が付加されていない状態を示す信号)を出力する(ステップ122)。   In response to this, in this embodiment, the shadow occurrence determination unit 14 determines whether there is an inflection point in the partial derivative (step 104), and adds a shadow to the PV module according to the determination result. It is detected whether or not it is in a state, and a state signal 1 indicating each state is output to the outside. Specifically, when there is an inflection point (step 104, Yes), an ON signal of the state signal 1 (a signal indicating that a shadow is added to the PV module) is output (step 120), and the inflection point is output. If there is no point (step 104, No), an OFF signal of state signal 1 (a signal indicating a state where no shadow is added to the PV module) is output (step 122).

影発生判定部14が状態信号1のON信号を出力したことを受けて(ステップ120)、本実施形態では、ホットスポット発生判定部15が、電圧VGHに対応する偏導関数の値|∂I/∂V|がゼロを超えているか否かを判定し(ステップ105)、その判定結果に応じて、ホットスポットが発生しうる状態であるか否かを検知して、各状態を示す状態信号2を外部に出力する。具体的には、ゼロを超えている場合は(ステップ105、Yes)、状態信号2のON信号(ホットスポットが発生しうる状態を示す信号)を出力し(ステップ121)、ゼロを超えていない場合は(ステップ105、No)、状態信号2のOFF信号(ホットスポットが発生しない状態を示す信号)を出力する(ステップ123)。 In response to the fact that the shadow generation determination unit 14 has output the ON signal of the state signal 1 (step 120), in this embodiment, the hot spot generation determination unit 15 determines the value of the partial derivative corresponding to the voltage V GH | It is determined whether or not I / ∂V | exceeds zero (step 105), and according to the determination result, whether or not a hot spot can be generated is detected, and each state is indicated. Signal 2 is output to the outside. Specifically, if it exceeds zero (step 105, Yes), an ON signal of state signal 2 (a signal indicating a state where a hot spot can occur) is output (step 121), and does not exceed zero. If this is the case (step 105, No), an OFF signal of state signal 2 (a signal indicating a state where no hot spot is generated) is output (step 123).

なお、本実施形態では、上述した状態信号1、2の出力先として、システムの異常を警報する警報装置やシステムの状態を監視するモニタリング装置など、状態信号1、2を制御信号として使用する任意の外部装置を想定することができる。   In the present embodiment, as the output destination of the state signals 1 and 2 described above, an arbitrary device that uses the state signals 1 and 2 as a control signal, such as an alarm device for alarming a system abnormality or a monitoring device for monitoring the system state. Can be envisaged.

以上、説明したように、本実施形態によれば、太陽光発電システム3000の運用中に発生した異常(影やホットスポット)をリアルタイムに検知して、それを外部に通知することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect in real time an abnormality (shadow or hot spot) that occurs during the operation of the solar power generation system 3000 and notify the outside of the abnormality. .

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した実施形態の組み合わせなど、当業者が推考しうるその他の実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   As described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and within the scope of other embodiments that can be considered by those skilled in the art, such as a combination of the above-described embodiments. As long as the operations and effects of the present invention are exhibited, they are included in the scope of the present invention.

以下、本発明の動作電圧制御装置について、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the operating voltage control apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples described later.

正常なPVモジュール(50W)と欠陥セルを含むPVモジュール(50W)を直列に接続したPVストリングに対して、本発明の動作電圧制御装置を実装し、以下の手順で検証実験を行った。本実験では、実施例として、欠陥セルに影(α=0.75)が付加される形でPVモジュールに光を照射し、上述した動作電圧設定処理を4秒間隔で実行した。一方、比較例として、実施例と同様の条件で、PVストリングに対して光を照射し、MPPT制御のみを実行した。   The operating voltage control device of the present invention was mounted on a PV string in which a normal PV module (50 W) and a PV module (50 W) including a defective cell were connected in series, and a verification experiment was performed according to the following procedure. In this experiment, as an example, the PV module was irradiated with light with a shadow (α = 0.75) added to the defective cell, and the above-described operation voltage setting process was executed at intervals of 4 seconds. On the other hand, as a comparative example, light was applied to the PV string under the same conditions as in the example, and only MPPT control was executed.

図11(a)は、実施例の結果として、PVストリングのP−V曲線(太実線)と、欠陥セルのホットスポット電力に係るP−V曲線(細実線)を合わせて示している。図11(a)に示すように、実施例では、最大電力点電圧が約20Vであったのに対して、安全動作電圧は約37Vとなった。   FIG. 11A shows, as a result of the example, a PV string PV curve (thick solid line) and a PV curve (thin solid line) related to hot spot power of a defective cell. As shown in FIG. 11A, in the example, the maximum power point voltage was about 20V, while the safe operating voltage was about 37V.

一方、図11(b)は、実施例の結果として、PVストリングの動作波形(電流:太実線、電圧:細実線)を示す。図11(b)に示すように、実施例では、MPPT制御によって、動作電圧が最大電力点電圧(約20V)に一旦落ち着いたが、32秒時点で動作電圧設定処理が実行された結果、動作電圧が最大電力点電圧(約20V)から安全動作電圧(約37V)に移行した。   On the other hand, FIG. 11B shows an operation waveform (current: thick solid line, voltage: thin solid line) of the PV string as a result of the example. As shown in FIG. 11B, in the embodiment, the operating voltage once settled to the maximum power point voltage (about 20 V) by the MPPT control. The voltage shifted from the maximum power point voltage (about 20V) to the safe operating voltage (about 37V).

図12(a)は、比較例における欠陥セルを含むPVモジュールのサーモグラフィ写真を示し、図12(b)は、実施例における欠陥セルを含むPVモジュールのサーモグラフィ写真を示す。MPPT制御のみを実行した比較例では、図12(a)に示すように、欠陥セルにホットスポットが発生しており、ホットスポット点の温度はJISの規格で定めるセル動作温度の上限(50℃±10℃)を超えて、約101.9℃まで上昇した。一方、実施例では、図12(b)に示すように、ホットスポットは発生せず、セルの温度は29.8℃(常温)に維持された。   Fig.12 (a) shows the thermography photograph of the PV module containing the defective cell in a comparative example, and FIG.12 (b) shows the thermography photograph of the PV module containing the defective cell in an Example. In the comparative example in which only the MPPT control is executed, as shown in FIG. 12A, a hot spot is generated in the defective cell, and the temperature of the hot spot point is the upper limit (50 ° C.) of the cell operating temperature defined by the JIS standard. The temperature rose to about 101.9 ° C. over ± 10 ° C.). On the other hand, in the example, as shown in FIG. 12B, no hot spot was generated, and the temperature of the cell was maintained at 29.8 ° C. (normal temperature).

12…I−V特性取得部
13…偏導関数算出部
14…影発生判定部
15…ホットスポット発生判定部
16…動作電圧設定部
17…動作電圧制御部
18…MPPT制御部
20…DC−DCコンバータ
22…インダクタ
23…スイッチ素子
24…ダイオード
25…平滑コンデンサ
26…MPPT制御部
50…PVストリング
52…電圧計
53…電流計
100,200…動作電圧制御装置
300…異常状態検知装置
1000,2000,3000…太陽光発電システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... IV characteristic acquisition part 13 ... Partial derivative calculation part 14 ... Shadow generation | occurrence | production determination part 15 ... Hot spot generation | occurrence | production determination part 16 ... Operating voltage setting part 17 ... Operating voltage control part 18 ... MPPT control part 20 ... DC-DC Converter 22 ... Inductor 23 ... Switch element 24 ... Diode 25 ... Smoothing capacitor 26 ... MPPT controller 50 ... PV string 52 ... Voltmeter 53 ... Ammeter 100, 200 ... Operating voltage controller 300 ... Abnormal state detector 1000, 2000, 3000 ... Solar power generation system

Claims (8)

複数の太陽電池モジュールが直列してなる太陽電池ストリングの動作電圧を制御する装置であって、
太陽電池ストリングのI−V特性を取得する手段と、
取得した前記I−V特性に基づいて、前記太陽電池ストリングに係る出力電流の出力電圧に対する偏導関数を算出する手段と、
算出した前記偏導関数の変曲点の有無を判定する第1の判定手段と、
前記変曲点があった場合に、前記太陽電池ストリングの開放電圧から所定のマージンを減算した電圧に対応する前記偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定する第2の判定手段と、
前記偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、前記変曲点に対応する電圧を下回らない電圧を前記太陽電池ストリングの動作電圧として設定する手段と、
前記太陽電池ストリングの出力電圧が設定された前記動作電圧を追跡するように制御する制御手段と、
を含む動作電圧制御装置。
A device for controlling the operating voltage of a solar cell string formed by a plurality of solar cell modules in series,
Means for obtaining the IV characteristics of the solar cell string;
Means for calculating a partial derivative of the output current of the solar cell string with respect to the output voltage based on the acquired IV characteristics;
First determination means for determining the presence or absence of an inflection point of the calculated partial derivative;
When there is the inflection point, a second value for determining whether a value of the partial derivative corresponding to a voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open voltage of the solar cell string exceeds a predetermined threshold value is determined. A determination means;
Means for setting, as an operating voltage of the solar cell string, a voltage not lower than a voltage corresponding to the inflection point when a value of the partial derivative exceeds a predetermined threshold;
Control means for controlling the output voltage of the solar cell string to track the set operating voltage;
An operating voltage control device.
前記動作電圧制御装置は、
前記偏導関数の値が前記所定の閾値を超えていないと判定した場合に、山登り法により、太陽電池ストリングの出力電力が最大電力動作点を追跡するようにMPPT制御する手段を含む、
請求項1に記載の動作電圧制御装置。
The operating voltage controller is
Means for performing MPPT control so that the output power of the solar cell string tracks the maximum power operating point by a hill-climbing method when it is determined that the value of the partial derivative does not exceed the predetermined threshold;
The operating voltage control apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、
前記偏導関数の値が前記所定の閾値を超えていないと判定した場合に、前記I−V特性に基づいて前記太陽電池ストリングの最大電力点電圧を取得し、該太陽電池ストリングの出力電圧が該最大電力点電圧を追跡するように制御する、
請求項1に記載の動作電圧制御装置。
The control means includes
When it is determined that the value of the partial derivative does not exceed the predetermined threshold value, the maximum power point voltage of the solar cell string is obtained based on the IV characteristics, and the output voltage of the solar cell string is Control to track the maximum power point voltage;
The operating voltage control apparatus according to claim 1.
前記マージンは、前記太陽電池モジュールの開放電圧の1/2に相当する値である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の動作電圧制御装置。
The margin is a value corresponding to 1/2 of the open circuit voltage of the solar cell module.
The operating voltage control apparatus as described in any one of Claims 1-3.
複数の太陽電池モジュールが直列してなる太陽電池ストリングの異常状態を検知する装置であって、
太陽電池ストリングのI−V特性を取得する手段と、
取得した前記I−V特性に基づいて、前記太陽電池ストリングに係る出力電流の出力電圧に対する偏導関数を算出する手段と、
算出した前記偏導関数の変曲点の有無を判定する影発生判定手段と、
前記変曲点があった場合に、前記太陽電池ストリングの開放電圧から所定のマージンを減算した電圧に対応する前記偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定するホットスポット発生判定手段と、
を含み、
前記影発生判定手段は、
前記変曲点があった場合に、前記太陽電池モジュールに影が付加されている状態を示す第1の状態信号を外部に出力し、
前記ホットスポット発生判定手段は、
前記偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、ホットスポットが発生しうる状態を示す第2の状態信号を外部に出力する、
異常状態検知装置。
A device for detecting an abnormal state of a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
Means for obtaining the IV characteristics of the solar cell string;
Means for calculating a partial derivative of the output current of the solar cell string with respect to the output voltage based on the acquired IV characteristics;
A shadow occurrence determining means for determining the presence or absence of an inflection point of the calculated partial derivative;
Generation of a hot spot that determines whether the value of the partial derivative corresponding to a voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open voltage of the solar cell string exceeds a predetermined threshold when the inflection point is present A determination means;
Including
The shadow occurrence determining means is
When there is the inflection point, a first state signal indicating a state in which a shadow is added to the solar cell module is output to the outside.
The hot spot occurrence determination means includes
When the value of the partial derivative exceeds a predetermined threshold, a second state signal indicating a state where a hot spot can occur is output to the outside.
Abnormal state detection device.
複数の太陽電池モジュールが直列してなる太陽電池ストリングの動作電圧を制御する方法であって、
太陽電池ストリングのI−V特性を取得するステップと、
取得した前記I−V特性に基づいて、前記太陽電池ストリングに係る出力電流の出力電圧に対する偏導関数を算出するステップと、
算出した前記偏導関数の変曲点の有無を判定するステップと、
前記変曲点があった場合に、前記太陽電池ストリングの開放電圧から所定のマージンを減算した電圧に対応する前記偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定するステップと、
前記偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、前記変曲点に対応する電圧を下回らない電圧を前記太陽電池ストリングの動作電圧として設定するステップと、
前記太陽電池ストリングの出力電圧が設定された前記動作電圧を追跡するように制御するステップと、
を含む方法。
A method for controlling an operating voltage of a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
Obtaining the IV characteristics of the solar cell string;
Calculating a partial derivative of the output current of the solar cell string with respect to the output voltage based on the acquired IV characteristics;
Determining the presence or absence of an inflection point of the calculated partial derivative;
Determining whether the value of the partial derivative corresponding to the voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open voltage of the solar cell string exceeds a predetermined threshold when there is the inflection point;
When the value of the partial derivative exceeds a predetermined threshold, setting a voltage not lower than the voltage corresponding to the inflection point as the operating voltage of the solar cell string;
Controlling the output voltage of the solar cell string to track the set operating voltage;
Including methods.
複数の太陽電池モジュールが直列してなる太陽電池ストリングの異常状態を検知する方法であって、
太陽電池ストリングのI−V特性を取得するステップと、
取得した前記I−V特性に基づいて、前記太陽電池ストリングに係る出力電流の出力電圧に対する偏導関数を算出するステップと、
算出した前記偏導関数の変曲点の有無を判定し、変曲点があった場合に、前記太陽電池モジュールに影が付加されていることを検知するステップと、
前記変曲点があった場合に、前記太陽電池ストリングの開放電圧から所定のマージンを減算した電圧に対応する前記偏導関数の値が所定の閾値を超えているか否かを判定し、該偏導関数の値が所定の閾値を超えている場合に、ホットスポットが発生しうることを検知するステップと、
を含む方法。
A method for detecting an abnormal state of a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
Obtaining the IV characteristics of the solar cell string;
Calculating a partial derivative of the output current of the solar cell string with respect to the output voltage based on the acquired IV characteristics;
Determining the presence or absence of the inflection point of the calculated partial derivative, and when there is an inflection point, detecting that a shadow is added to the solar cell module;
When there is the inflection point, it is determined whether or not a value of the partial derivative corresponding to a voltage obtained by subtracting a predetermined margin from the open circuit voltage of the solar cell string exceeds a predetermined threshold value. Detecting that a hot spot may occur if the value of the derivative exceeds a predetermined threshold;
Including methods.
コンピュータに、請求項6または7に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each step of the method of Claim 6 or 7.
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