JP2019216547A - 電力制御装置、太陽光発電システム、太陽光発電設備の不具合診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.太陽光発電システムの全体構成
図1は太陽光発電システムU1の概念図である。図2は太陽光発電システムU1のブロック図である。太陽光発電システムU1は、太陽光発電設備1と、パワーコンディショナ50と、監視装置100と、から構成されている。パワーコンディショナ50は、変電設備80を介して、電力会社の電力系統90に接続されている。パワーコンディショナ50は、本発明の「電力制御装置」の一例である。
(a)各ストリングの発電電流I
(b)パワーコンディショナの入力電流Iin、入力電圧Vin、出力電流Iout、出力電圧Vout
(c)太陽光発電設備1の設置個所の気象情報
図3は、太陽電池パネルPの日射強度別のI−V特性曲線であり、横軸は太陽電池パネルPの発電電圧V[V]、縦軸は太陽電池パネルPの発電電流I[A]を示している。太陽電池パネルPのI−V特性曲線は、発電電圧Vがゼロから所定値(一例として約30V)までの間は発電電流Iが概ね一定である。そして、発電電圧Vが所定値を超えると、電流値が急激に垂下する特性である。
図5は、太陽電池パネルPの等価回路図である。図5の等価回路は、1枚の太陽電池パネルPを、3つの電池セルCにより置き換えている。太陽電池パネルPは、電池セルCごとに、バイパスダイオードBPDを備えている。バイパスダイオードBPDは、電池セルCと並列に接続されている。バイパスダイオードBPDは、故障した電池セルCや草木の影になった電池セルCをバイパスすることで、太陽電池パネルPの発電不能(断線)を抑制すると共に、太陽電池パネルPの異常発熱を防止するために設けられている。
太陽光発電設備1に不具合が発生している状態とは、一部の太陽電池パネルPにて発電量が下がり、太陽光発電設備1の発電効率が低下している状態である。不具合が発生する理由としては、一部の太陽電池パネルPが劣化や故障している場合がある。また、一部の太陽電池パネルPが、草木や雲の影になって発電出来ていない場合がある。不具合が発生していると、上記したように、バイパスダイオードBPDが働く場合がある。
太陽光発電設備1の各ストリング10の発電電流Iは、接続箱20の電流センサ25により、所定の計測周期で計測される。
ΔIは健全なストリング10の発電電流Ioと、不具合が発生(バイパスダイオードBPDが動作)したストリング10の発電電流In(In=I1、I2、・・・)の差である。nは、バイパスダイオードBPDの動作数である。
Ho=ΔI/Io=(Io−In)/Io・・・・(3)
ΔIは健全なストリング10の発電電流Ioと、不具合が発生(バイパスダイオードBPDが動作)したストリング10の発電電流In(In=I1、I2、・・・)の差である。nは、バイパスダイオードBPDの動作数である。
最大電力点追従制御による出力電力Poutが制限値Prを超える期間、パワーコンディショナ50の出力電力Poutを制限値Prに制限することで、太陽光発電設備1の発電電圧Vinを最大電力点追従制御時の第1電圧V1から不具合診断用の第2電圧V2に変化させることが出来る。健全なストリング10と不具合が起きているストリング10の電流差ΔIは、最大電力点追従制御時の第1電圧V1に比べて、不具合診断用の第2電圧V2の方が大きい。そのため、太陽光発電設備1の不具合の有無を精度よく判断することが出来る。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、監視装置100からの遠隔操作でパワーコンディショナ50の不具合診断スイッチ71を操作した例を示したが、作業者が手動で不具合診断スイッチ71を操作してもよい。
10...ストリング(本発明の「太陽電池パネル群」の一例)
20...接続箱
25...電流センサ
50...パワーコンディショナ(本発明の「電力制御装置」の一例)
53...インバータ回路
61...PWM制御部
63...電力制御部(本発明の「制御部」の一例)
70...不具合診断パネル
71...不具合診断スイッチ(本発明の「操作部」の一例)
75...調整ボリューム(本発明の「調整部」の一例)
80...変電設備
100...監視装置
P...発電電池パネル
U1...太陽光発電システム
Claims (6)
- 太陽光発電設備用の電力制御装置であって、
前記太陽光発電設備から供給される電力を直流から交流に変換して出力するインバータ回路と、
前記太陽光発電設備の発電出力が最大電力点に追従するように、前記インバータ回路を用いて、前記太陽光発電設備の発電出力を最大電力点追従制御する制御部と、
外部から操作する操作部と、を備え、
前記制御部は、
前記操作部の操作に応答して、前記電力制御装置の出力電力の制限値を設定し、最大電力点追従制御による出力電力が制限値を超える期間、前記電力制御装置の出力電力を制限することにより、前記太陽光発電設備の発電電圧を最大電力点追従制御時の第1電圧から不具合診断用の第2電圧に変化させる、電力制御装置。 - 請求項1に記載の電力制御装置であって、
外部からの操作に応答して、前記制限値を初期値よりも減少方向に調整する調整部を備える、電力制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電力制御装置であって、
前記太陽光発電設備は、
並列に接続された複数の太陽電池パネル群を備え、
前記太陽電池パネル群は、直列に接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記太陽電池パネル群の発電電圧Vに対する発電電流Iの変化を示すI−V特性曲線は、発電電流Iが平坦な第1領域と、前記発電電流Iが垂下する第2領域と、を有する特性であり、
前記第2電圧は、最大電力点追従制御時の前記第1電圧よりも高く、前記第2領域内の電圧である、電力制御装置。 - 太陽光発電システムであって、
太陽光発電設備と、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電力制御装置と、
前記太陽光発電設備の状態を監視する監視装置と、を備え、
前記太陽光発電装備は、
並列に接続された複数の太陽電池パネル群と、
前記複数の太陽電池パネル群の配線を集約して前記電力制御装置に接続する1又は複数の接続箱と、を備え、
前記太陽電池パネル群は、直列に接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記接続箱は、前記太陽電池パネル群毎に電流センサを備え、
前記電力制御装置は、前記操作部への操作に応答して、前記電力制御装置の出力電力の制限値を設定し、
前記電流センサは、少なくとも前記電力制御装置の出力電力が前記制限値に制限されている期間に、各太陽電池パネル群の発電電流を計測し、
前記電流センサにより計測した各太陽電池パネル群の電流値を前記接続箱から前記監視装置に送信する、太陽光発電システム。 - 請求項4に記載の太陽光発電システムであって、
前記監視装置は、前記電力制御装置の出力電力が前記制限値に制限されている期間に計測された各太陽電池パネル群の電流値に基づいて、各太陽電池パネル群について不具合の有無を診断する、太陽光発電システム。 - 並列に接続された複数の太陽電池パネル群を有する太陽光発電設備の不具合診断方法であって、
前記太陽電池パネル群は、直列に接続された複数の太陽電池パネルであり、
最大電力点追従制御による出力電力が制限値を超える期間、電力制御装置の出力電力を前記制限値に制限し、
前記電力制御装置の出力電力が前記制限値に制限されている期間に、各太陽電池パネル群の発電電流を電流センサで計測し、
計測した各太陽電池パネル群の電流値に基づいて、前記各太陽電池パネル群について不具合の有無を診断する、太陽光発電設備の不具合診断方法。
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CN112213584A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-12 | 合肥阳光智维科技有限公司 | 一种逆变器限功率运行诊断方法、装置及监控设备 |
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JP2015195694A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-11-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 異常検知装置 |
JP2018064360A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | ネクストエナジー・アンド・リソース株式会社 | 太陽光発電システムおよび太陽光発電制御システム |
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