JP2022123962A - Control device and control method for dc/dc converter - Google Patents

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Abstract

To prevent the occurrence of variation in DC link voltage caused by a rapid change in shared power command value.SOLUTION: There is provided a control device for controlling a plurality of DC/DC converters for storage batteries connected to a DC link of a photovoltaic power conditioner. The control device: generates an overall storage battery power command value Pdc_ref for a plurality of storage batteries by performing PI control by DCAVR 63 in such a manner that a DC link voltage follows a DC voltage command value; generates shared storage battery power command values Pdc_ref1 and Pdc_ref2 for a system 1 and a system 2 by multiplying a ratio between a capacity of a storage battery of the own system and a total sum of capacities of the plurality of storage batteries and the Pdc_ref1 by multipliers 66-1 and 66-2; and generates voltage commands for the respective DC/DC converters by controlling ACR 69-1 and 69-2 in such a manner that output currents Ichp1_det and Ichp2_det of the respective storage batteries follow current command values Ichp1_ref and Ichp2_ref obtained from the Pdc_ref1 and Pdc_ref2 respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電池用電力変換装置として用いられるＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置、制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a DC/DC converter used as a power conversion device for a storage battery.

太陽光パワーコンディショナー（以下、太陽光ＰＣＳと称することもある）の直流リンクに、太陽光発電装置と並列に接続する複数の蓄電池用電力変換装置、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを備えた装置の構成を図４に示す。 A configuration of a device equipped with a plurality of power conversion devices for storage batteries, such as a DC/DC converter, connected in parallel with a solar power generation device to a DC link of a solar power conditioner (hereinafter sometimes referred to as a solar power PCS). It is shown in FIG.

図４において、太陽光パネルを有した太陽光発電装置１１の出力側は太陽光ＰＣＳ１２の直流側に接続され、太陽光ＰＣＳ１２の交流側は電力系統１３に接続されている。 In FIG. 4 , the output side of a photovoltaic power generation device 11 having a photovoltaic panel is connected to the DC side of a photovoltaic PCS 12 , and the AC side of the photovoltaic PCS 12 is connected to a power grid 13 .

１４－１は、複数（例えば本例では２個）設けられた蓄電池のうちの１系の蓄電池であり、１４－２は２系の蓄電池である。太陽光発電装置１１および太陽光ＰＣＳ１２の共通接続点と蓄電池１４－１，１４－２の間には１系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１および２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２が各々接続されている。 14-1 is a first-system storage battery among a plurality of (for example, two in this example) provided storage batteries, and 14-2 is a second-system storage battery. A 1-system DC/DC converter 15-1 and a 2-system DC/DC converter 15-2 are respectively connected between the common connection point of the photovoltaic power generation device 11 and the solar PCS 12 and the storage batteries 14-1 and 14-2. It is

２０は、太陽光発電装置１１、太陽光ＰＣＳ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２の共通接続点の電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｄｃと、蓄電池１４－１，１４－２の各電圧を検出した電池電圧Ｖｂａｔｔ１、Ｖｂａｔｔ２と、蓄電池１４－１，１４－２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２間に流れる電流を検出した電流Ｉｃｈｐ１，Ｉｃｈｐ２とに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２を制御する制御部である。 Reference numeral 20 denotes a DC link voltage Vdc, which is the voltage at the common connection point of the photovoltaic power generation device 11, the photovoltaic PCS 12 and the DC/DC converters 15-1 and 15-2, and each voltage of the storage batteries 14-1 and 14-2. DC/DC converter 15 based on detected battery voltages Vbatt1, Vbatt2 and currents Ichp1, Ichp2 detected as currents flowing between storage batteries 14-1, 14-2 and DC/DC converters 15-1, 15-2. -1 and 15-2.

前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２は例えば図５のように、蓄電池側の正極端ＰＣにリアクトル５１の一端を接続し、ＤＣリンク側の正極端ＰＰと、蓄電池側の負極端ＮＣおよびＤＣリンク側の負極端ＮＰの間に半導体スイッチング素子５２，５３を直列に接続し、半導体スイッチング素子５２，５３の共通接続点にリアクトル５１の他端を接続して構成されている。 The DC/DC converters 15-1 and 15-2, for example, as shown in FIG. and the negative terminal NP on the DC link side.

前記半導体スイッチング素子５２，５３は例えばＩＧＢＴなどで構成され、図４の制御部２０で生成されたゲート信号によってオン、オフ制御されて蓄電池側（ＰＣ－ＮＣ間）とＤＣリンク側（ＰＰ－ＮＰ間）との間で直流電力の変換を行う。 The semiconductor switching elements 52 and 53 are composed of, for example, IGBTs, and are ON/OFF-controlled by gate signals generated by the control unit 20 in FIG. DC power conversion between

図４の制御部２０は例えば図６のように構成されている。図６において、６１は、図４に示すＤＣリンク電圧Ｖｄｃの指令値Ｖｄｃ＿ｒｅｆ（直流電圧指令値）を徐々に変化させるクッション処理部である。 The controller 20 in FIG. 4 is configured as shown in FIG. 6, for example. In FIG. 6, 61 is a cushion processing unit that gradually changes the command value Vdc_ref (direct current voltage command value) of the DC link voltage Vdc shown in FIG.

６２は、クッション処理部６１の出力とＤＣリンク電圧を検出したＤＣリンク電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔとの偏差をとる減算器である。 A subtractor 62 takes a deviation between the output of the cushion processing unit 61 and the DC link voltage detection value Vdc_det obtained by detecting the DC link voltage.

６３は、ＤＣリンク電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがクッションン処理後の直流電圧指令値（Ｖｄｃ＿ｒｅｆ）に追従するように、ＰＩ制御により自動電圧調整を実施して複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆを生成するＤＣＡＶＲ（自動電圧調整器）である。 63 performs automatic voltage adjustment by PI control so that the DC link voltage detection value Vdc_det follows the DC voltage command value (Vdc_ref) after the cushioning process to generate the storage battery power command value Pdc_ref for the entire plurality of storage batteries. DCAVR (automatic voltage regulator).

６４－１は、自系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１と他系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２を合算して全系の蓄電池容量の合計を計算する合算器である。６５－１は、自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１（Ａ）から、合算器６４－１で計算された全系合計の蓄電池容量（Ｂ）を除算して自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を求める割算器である。 64-1 is a totalizer for calculating the total battery capacity of the entire system by summing the battery capacity BattCap1 from which the own system battery capacity is detected and the battery capacity BattCap2 from which the other system battery capacity is detected. 65-1 divides the total storage battery capacity (B) of the entire system calculated by the adder 64-1 from the storage battery capacity of the own system BattCap1 (A), and the ratio of the sum of the storage battery capacity of the own system and the capacity of a plurality of storage batteries. It is a divider that calculates

６４－２は、自系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２と他系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１を合算して全系の蓄電池容量の合計を計算する合算器である。６５－２は、自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２（Ａ）から、合算器６４－２で計算された全系合計の蓄電池容量（Ｂ）を除算して自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を求める割算器である。 A totalizer 64-2 calculates the total storage battery capacity of the whole system by summing the storage battery capacity BattCap2 from which the own system storage battery capacity is detected and the storage battery capacity BattCap1 from which the other system storage battery capacity is detected. 65-2 divides the total storage battery capacity (B) of the entire system calculated by the adder 64-2 from the storage battery capacity of the own system BattCap2 (A), and the ratio of the sum of the storage battery capacity of the own system and the capacity of a plurality of storage batteries. It is a divider that calculates

６６－１は、ＤＣＡＶＲ６３で生成された複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆに、割算器６５－１で求められた、自系蓄電池と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算して１系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１を求める乗算器である。 66-1 multiplies the storage battery power command value Pdc_ref for all of the plurality of storage batteries generated by the DCAVR 63 by the ratio of the sum of the capacities of the self-system storage battery and the plurality of storage batteries obtained by the divider 65-1 to obtain 1 It is a multiplier for obtaining the shared storage battery power command value Pdc_ref1 of the system.

６６－２は、ＤＣＡＶＲ６３で生成された複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆに、割算器６５－２で求められた、自系蓄電池と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算して２系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２を求める乗算器である。 66-2 multiplies the storage battery power command value Pdc_ref for all of the plurality of storage batteries generated by the DCAVR 63 by the ratio of the sum of the capacities of the self-system storage battery and the plurality of storage batteries obtained by the divider 65-2. It is a multiplier for obtaining the shared storage battery power command value Pdc_ref2 of the system.

６７－１は、前記乗算器６６－１で求められた１系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１（Ａ）から、１系の蓄電池１４－１の電圧Ｖｂａｔｔ１（Ｂ）を除算して１系の電流指令値Ｉｃｈｐ１＿ｒｅｆを求める割算器である。 67-1 divides the voltage Vbatt1 (B) of the system 1 storage battery 14-1 from the system 1 shared storage battery power command value Pdc_ref1 (A) obtained by the multiplier 66-1 to obtain the system 1 current. It is a divider for obtaining the command value Ichp1_ref.

６７－２は、前記乗算器６６－２で求められた２系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２（Ａ）から、２系の蓄電池１４－２の電圧Ｖｂａｔｔ２（Ｂ）を除算して２系の電流指令値Ｉｃｈｐ２＿ｒｅｆを求める割算器である。 67-2 divides the voltage Vbatt2 (B) of the storage battery 14-2 of system 2 from the shared storage battery power command value Pdc_ref2 (A) of system 2 obtained by the multiplier 66-2 to obtain the current of system 2. It is a divider for obtaining the command value Ichp2_ref.

６８－１は、１系の電流指令値Ｉｃｈｐ１＿ｒｅｆと１系の蓄電池の電流検出値Ｉｃｈｐ１＿ｄｅｔの偏差をとる減算器である。 A subtractor 68-1 takes a deviation between the 1-system current command value Ichp1_ref and the 1-system storage battery current detection value Ichp1_det.

６８－２は、２系の電流指令値Ｉｃｈｐ２＿ｒｅｆと２系の蓄電池の電流検出値Ｉｃｈｐ２＿ｄｅｔの偏差をとる減算器である。 68-2 is a subtractor that takes a deviation between the current command value Ichp2_ref of the second system and the current detection value Ichp2_det of the storage battery of the second system.

６９－１は、１系の蓄電池の電流検出値Ｉｃｈｐ１＿ｄｅｔが１系の電流指令値Ｉｃｈｐ１＿ｒｅｆに追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して１系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１の電圧指令値を生成する１系のＡＣＲ（自動電流調整器）である。 69-1 performs automatic current adjustment by PI control so that the current detection value Ichp1_det of the system 1 storage battery follows the current command value Ichp1_ref of the system 1, and the voltage of the DC/DC converter 15-1 of the system 1 1 system ACR (automatic current regulator) that generates command values.

６９－２は、２系の蓄電池の電流検出値Ｉｃｈｐ２＿ｄｅｔが２系の電流指令値Ｉｃｈｐ２＿ｒｅｆに追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２の電圧指令値を生成する２系のＡＣＲ（自動電流調整器）である。 69-2 performs automatic current adjustment by PI control so that the current detection value Ichp2_det of the second system storage battery follows the second system current command value Ichp2_ref, and changes the voltage of the second system DC/DC converter 15-2. It is a two-system ACR (automatic current regulator) that generates command values.

尚、１系、２系のＡＣＲ６９－１，６９－２は、各ＡＣＲに入力される指令値が過剰となった場合に、指令値を装置の過電流レベル以下に制限するリミッタ（Ｌｉｍｉｔｅｒ）機能を備えている。 In addition, the ACR 69-1 and 69-2 of the 1st and 2nd systems have a limiter function that limits the command value to below the overcurrent level of the device when the command value input to each ACR becomes excessive. It has

７０－１，７０－２は、ＡＣＲ６９－１，６９－２で生成された１系、２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２の各電圧指令と例えば三角波信号との比較によりＰＷＭ信号を各々発生するＰＷＭ発生器である。 70-1 and 70-2 compare each voltage command of the 1-system and 2-system DC/DC converters 15-1 and 15-2 generated by ACR 69-1 and 69-2 with, for example, a triangular wave signal to perform PWM A PWM generator for generating each of the signals.

ＰＷＭ発生器７０－１，７０－２で発生されたＰＷＭ信号は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１，１５－２の半導体スイッチング素子（５２，５３）にゲート信号（ｇａｔｅ１，ｇａｔｅ２）として送信される。 The PWM signals generated by the PWM generators 70-1, 70-2 are sent as gate signals (gate1, gate2) to the semiconductor switching elements (52, 53) of the respective DC/DC converters 15-1, 15-2. be.

尚、従来、特許文献１には、二次電池を具備する電力貯蔵システムにおける蓄電池の正確なＳＯＣ推定および、運転効率向上のための蓄電池の減数運転についての技術が記載されている。 Conventionally, Patent Literature 1 describes a technique for accurately estimating the SOC of a storage battery in an electric power storage system equipped with a secondary battery and reducing operation of the storage battery for improving operating efficiency.

また特許文献２には、容量の異なるチョッパおよび／又はインバータを組み合わせることによって、日射量が少なくＰＣＳ（パワーコンディショナ）の負荷率の小さい場合や発電停止・減少する状況下においても、ＰＣＳを比較的効率良く運転継続させる技術が記載されている。 In addition, in Patent Document 2, by combining choppers and/or inverters with different capacities, PCS can be compared even when the amount of solar radiation is small and the load factor of the PCS (power conditioner) is small, or when power generation is stopped or reduced. Techniques for continuing to operate effectively and efficiently are described.

また特許文献３には、複数のユニットを並列接続した無停電電源装置にてユニットの並列台数を切り替えた時に蓄電池の充放電を抑制させる技術が記載されている。 Further, Patent Literature 3 describes a technique for suppressing charge/discharge of a storage battery when switching the number of parallel units in an uninterruptible power supply in which a plurality of units are connected in parallel.

特許第５６３８４３６号公報Japanese Patent No. 5638436 特許第５３０２０９６号公報Japanese Patent No. 5302096 特許第５５５６２５８号公報Japanese Patent No. 5556258

図４～図６に示す電力変換装置において、
乗算器６６－１から出力される１系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１は、
Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１＝（１系の蓄電池容量／蓄電池容量総和）×Ｐｄｃ＿ｒｅｆ
で表され、
乗算器６６－２から出力される２系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２は、
Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２＝（２系の蓄電池容量／蓄電池容量総和）×Ｐｄｃ＿ｒｅｆ
で表される。 In the power converters shown in FIGS. 4 to 6,
System 1 shared storage battery power command value Pdc_ref1 output from multiplier 66-1 is
Pdc_ref1=(Storage battery capacity of system 1/Total storage battery capacity)×Pdc_ref
is represented by
2-system shared storage battery power command value Pdc_ref2 output from multiplier 66-2 is
Pdc_ref2=(2-system storage battery capacity/total storage battery capacity)×Pdc_ref
is represented by

図４～図６の装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータの運転中に、例えば図７に示すように任意のＤＣ／ＤＣコンバータが停止から運転に遷移するとき、全体の装置容量が変わるため、分配する電力指令値（分担蓄電池指令値）に急変が生じることで、ＤＣリンク電圧に変動が発生する問題がある。 In the devices of FIGS. 4 to 6, when an arbitrary DC/DC converter transitions from stop to operation as shown in FIG. 7 during operation of the DC/DC converters, the overall device capacity changes. A sudden change in the power command value (shared storage battery command value) causes a problem in that the DC link voltage fluctuates.

図７の、（ａ）は１系の蓄電池１４－１の電力Ｐｂａｔｔ１、（ｂ）は２系の蓄電池１４－２の電力Ｐｂａｔｔ２、（ｃ）は蓄電池全体の電力Ｐｂａｔｔ、（ｄ）はＤＣリンク電圧Ｖｄｃを各々示している。 In FIG. 7, (a) is the power Pbatt1 of the system 1 storage battery 14-1, (b) is the power Pbatt2 of the system 2 storage battery 14-2, (c) is the power of the entire storage battery Pbatt, and (d) is the DC link. Each shows a voltage Vdc.

時刻ｔ１以前では１系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１を運転し、２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２は停止とし、時刻ｔ１以降では１系、２系のＤＣ／ＤＣコンバータをともに運転している。 Before time t1, the 1-system DC/DC converter 15-1 is operated, the 2-system DC/DC converter 15-2 is stopped, and after time t1, both the 1-system and 2-system DC/DC converters are operated. ing.

図７（ａ）に示すように蓄電池の容量で出力電力を分担している。時刻ｔ１で２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２が停止から運転に切り換わると、全体の装置容量が変わり、全体の出力電力が図７（ｃ）のように急変する。 As shown in FIG. 7(a), the capacity of the storage battery shares the output power. At time t1, when the DC/DC converter 15-2 of system 2 switches from stop to operation, the overall device capacity changes, and the overall output power suddenly changes as shown in FIG. 7(c).

この出力電力の急変によりＤＣリンク電圧が図７（ｄ）のように変動する。また片側のＤＣ／ＤＣコンバータが運転から停止に遷移する場合についても同様である。 Due to this sudden change in output power, the DC link voltage fluctuates as shown in FIG. 7(d). The same applies to the case where the DC/DC converter on one side transitions from operation to stop.

また、特許文献１～３には、複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転台数が変動した際にＤＣリンク電圧の急変を抑える技術は記載されていない。 Further, Patent Documents 1 to 3 do not describe a technique for suppressing sudden changes in the DC link voltage when the number of operating DC/DC converters fluctuates.

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちいずれかの運転／停止が変更されて全体の装置容量が変わっても、分担電力指令値の急変によるＤＣリンク電圧の変動発生を防止することができるＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置、制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above problems, and its object is to provide a solution for a sudden change in the shared power command value even if the operation/stop of any one of a plurality of DC/DC converters is changed and the overall device capacity is changed. It is an object of the present invention to provide a DC/DC converter control device and control method capable of preventing the DC link voltage from fluctuating.

上記課題を解決するための請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置は、
太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点と複数系の蓄電池の間に各々接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点のＤＣリンク電圧が直流電圧指令値に追従するように、ＰＩ制御により自動電圧調整を実施して複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値を生成する蓄電池電力指令値生成部と、
自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比と、前記蓄電池電力指令値生成部で生成された蓄電池電力指令値に基づいて、前記複数の蓄電池の各容量に応じて蓄電池の出力電力を分担する分担電力指令値を各々生成する複数の分担電力指令値生成部と、
前記各蓄電池の出力電流が前記生成された分担電力指令値から求めた電流指令値に各々追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して各蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令値を生成する複数の電圧指令値生成部と、を備え、前記生成された電圧指令値によって各ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御する制御装置において、
前記自系蓄電池の容量を検出した蓄電池容量を、前記自動電圧調整実施時のＰＩ制御および自動電流調整実施時のＰＩ制御の各時定数よりも大きく設定した時定数で各々変化させる複数のクッション処理部を備え、
前記各分担電力指令値生成部は、前記蓄電池電力指令値に、前記各クッション処理部により処理された自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算することで分担電力指令値を各々生成することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the DC/DC converter control device according to claim 1 includes:
A control device for controlling a plurality of DC/DC converters each connected between a common connection point of a solar power generation device and a solar power conditioner and a plurality of systems of storage batteries,
Automatic voltage adjustment is performed by PI control to generate a storage battery power command value for the entire plurality of storage batteries so that the DC link voltage at the common connection point of the photovoltaic power generation device and the solar power conditioner follows the DC voltage command value. a storage battery power command value generation unit;
Sharing the output power of the storage batteries according to each capacity of the plurality of storage batteries based on the ratio of the sum of the self-system storage battery capacity and the total capacity of the plurality of storage batteries and the storage battery power command value generated by the storage battery power command value generation unit a plurality of shared power command value generation units that each generate a shared power command value to
The voltage of the DC/DC converter connected to each storage battery by performing automatic current adjustment by PI control so that the output current of each storage battery follows the current command value obtained from the generated shared power command value. A control device comprising a plurality of voltage command value generation units that generate command values, and driving and controlling each DC/DC converter according to the generated voltage command values,
A plurality of cushion processes for changing the storage battery capacity detected by detecting the capacity of the self-system storage battery by time constants set to be larger than the respective time constants of the PI control during automatic voltage adjustment and the PI control during automatic current adjustment. has a department,
Each of the shared power command value generation units multiplies the storage battery power command value by a ratio of the total sum of the self-system storage battery capacity processed by each of the cushion processing units and a plurality of storage battery capacities to generate a shared power command value. It is characterized by generating

請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法は、
太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点と複数系の蓄電池の間に各々接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御方法であって、
蓄電池電力指令値生成部が、太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点のＤＣリンク電圧が直流電圧指令値に追従するように、ＰＩ制御により自動電圧調整を実施して複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値を生成する蓄電池電力指令値生成ステップと、
複数の分担電力指令値生成部が、自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比と、前記蓄電池電力指令値生成部で生成された蓄電池電力指令値に基づいて、前記複数の蓄電池の各容量に応じて蓄電池の出力電力を分担する分担電力指令値を各々生成する分担電力指令値生成ステップと、
複数の電圧指令値生成部が、前記各蓄電池の出力電流が前記生成された分担電力指令値から求めた電流指令値に各々追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して各蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令値を生成する電圧指令値生成ステップと、を備え、前記生成された電圧指令値によって各ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御する制御方法において、
複数のクッション処理部が、前記自系蓄電池の容量を検出した蓄電池容量を、前記自動電圧調整実施時のＰＩ制御および自動電流調整実施時のＰＩ制御の各時定数よりも大きく設定した時定数で各々変化させるクッション処理ステップを備え、
前記各分担電力指令値生成ステップは、前記蓄電池電力指令値に、前記各クッション処理部により処理された自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算することで分担電力指令値を各々生成することを特徴としている。 The control method of the DC/DC converter according to claim 2,
A control method for controlling a plurality of DC/DC converters respectively connected between a common connection point of a photovoltaic power generation device and a photovoltaic power conditioner and a plurality of systems of storage batteries,
The storage battery power command value generator performs automatic voltage adjustment through PI control so that the DC link voltage at the common connection point of the photovoltaic power generation device and the photovoltaic power conditioner follows the DC voltage command value. a storage battery power command value generation step for generating a storage battery power command value of
A plurality of shared power command value generators, based on the ratio of the sum of the self-system storage battery capacity and the sum of the plurality of storage battery capacities and the storage battery power command value generated by the storage battery power command value generator, each of the plurality of storage batteries a shared power command value generating step for generating each shared power command value for sharing the output power of the storage battery according to the capacity;
A plurality of voltage command value generation units perform automatic current adjustment by PI control so that the output current of each storage battery follows the current command value obtained from the generated shared power command value. a voltage command value generation step of generating a voltage command value for a connected DC/DC converter, wherein the control method drives and controls each DC/DC converter by the generated voltage command value,
A plurality of cushion processing units detect the capacity of the self-system storage battery with a time constant set to be larger than each of the time constants of the PI control during automatic voltage adjustment and the PI control during automatic current adjustment. Equipped with cushion processing steps that change respectively,
Each of the shared power command value generation steps multiplies the storage battery power command value by a ratio of the total sum of the self-system storage battery capacity processed by each of the cushion processing units and a plurality of storage battery capacities to generate the shared power command value. It is characterized by generating

請求項１、２に記載の発明によれば、蓄電池の運転、停止の切り換え時の蓄電池容量は、クッション処理部の時定数によって変化されるので、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち、何台かのＤＣ／ＤＣコンバータの運転／停止が変更されて全体の装置容量が変わっても、前記分担電力指令値が急変することはない。 According to the invention of claims 1 and 2, the storage battery capacity at the time of switching between operation and stop of the storage battery is changed by the time constant of the cushion processing unit. Even if the operation/stop of the DC/DC converter is changed and the overall device capacity is changed, the shared power command value will not change suddenly.

このため、分担電力指令値の急変によるＤＣリンク電圧の変動発生を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent the DC link voltage from fluctuating due to a sudden change in the shared power command value.

本発明の実施形態例によるＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置の構成図。1 is a configuration diagram of a control device for a DC/DC converter according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態例における動作を説明するタイムチャート。4 is a time chart explaining the operation in the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態例におけるクッション処理の入出力波形図。FIG. 4 is an input/output waveform diagram of cushion processing in the embodiment of the present invention; 本発明が適用される電力変換装置の一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the power converter device with which this invention is applied. ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the structural example of a DC/DC converter. 従来のＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置の構成図。The block diagram of the control apparatus of the conventional DC/DC converter. 従来装置の動作を説明するタイムチャート。Time chart for explaining the operation of the conventional device.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本発明を図４の電力変換装置に適用した実施形態例による制御装置を図１に示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment examples. FIG. 1 shows a control device according to an embodiment in which the present invention is applied to the power conversion device of FIG.

図１において図６と同一部分は同一符号をもって示している。図１において図６と異なる点は、１系側の自系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１に対して、設定した時定数でクッション処理を施すクッション処理部８０－１を設け、クッション処理部８０－１から出力される自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１＿ｃｓｎを合算器６４－１および割算器６５－１に出力し、２系側の自系蓄電池容量を検出した蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２に対して、設定した時定数でクッション処理を施すクッション処理部８０－２を設け、クッション処理部８０－２から出力される自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２＿ｃｓｎを合算器６４－２および割算器６５－２に出力した点にあり、その他の部分は図６と同一に構成されている。 In FIG. 1, the same parts as in FIG. 6 are indicated by the same reference numerals. 1 differs from FIG. 6 in that a cushion processing unit 80-1 that performs cushion processing with a set time constant is provided for the storage battery capacity BattCap1 that detects the self-system storage battery capacity on the 1 system side. -1 is output to the adder 64-1 and the divider 65-1, and the set time constant is set for the storage battery capacity BattCap2 that detects the self-system storage battery capacity of the 2 side. provided a cushion processing unit 80-2 for performing cushion processing, and outputting the self-system storage battery capacity BattCap2_csn output from the cushion processing unit 80-2 to the adder 64-2 and the divider 65-2; The portion of is constructed in the same manner as in FIG.

尚、クッション処理部６１、減算器６２、ＤＣＡＶＲ６３によって本発明の蓄電池電力指令値生成部を構成している。 The cushion processing unit 61, the subtractor 62, and the DCAVR 63 constitute a storage battery power command value generation unit of the present invention.

また、合算器６４－１、割算器６５－１、乗算器６６－１、合算器６４－２、割算器６５－２、乗算器６６－２によって、本発明の複数の分担電力指令値生成部を構成している。 In addition, by the adder 64-1, the divider 65-1, the multiplier 66-1, the adder 64-2, the divider 65-2, and the multiplier 66-2, a plurality of shared power command values of the present invention It constitutes the generator.

また、割算器６７－１、減算器６８－１、ＡＣＲ６９－１、割算器６７－２、減算器６８－２、ＡＣＲ６９－２によって、本発明の複数の電圧指令値生成部を構成している。 The divider 67-1, subtractor 68-1, ACR 69-1, divider 67-2, subtractor 68-2, and ACR 69-2 constitute a plurality of voltage command value generators of the present invention. ing.

図１の装置において、１系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１（乗算器６６－１の出力）は、
Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１＝{ＢａｔｔＣａｐ１＿ｃｓｎ／（ＢａｔｔＣａｐ１＿ｃｓｎ＋ＢａｔｔＣａｐ２）}×Ｐｄｃ＿ｒｅｆで表され、
２系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２（乗算器６６－２の出力）は、
Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２＝{ＢａｔｔＣａｐ２＿ｃｓｎ／（ＢａｔｔＣａｐ１＋ＢａｔｔＣａｐ２＿ｃｓｎ）}×Ｐｄｃ＿ｒｅｆで表される。 In the device of FIG. 1, the 1-system shared storage battery power command value Pdc_ref1 (output of multiplier 66-1) is
Pdc_ref1={BattCap1_csn/(BattCap1_csn+BattCap2)}×Pdc_ref,
System 2 shared storage battery power command value Pdc_ref2 (output of multiplier 66-2) is
Pdc_ref2={BattCap2_csn/(BattCap1+BattCap2_csn)}×Pdc_ref.

次に、上記のように構成された装置の動作を図２、図３とともに説明する。図２は、時刻ｔ１以前において１系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－１を運転し、２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２を停止し、時刻ｔ１以降において１系、２系のＤＣ／ＤＣコンバータをともに運転させた場合のタイムチャートを示し、図３は図２の場合の２系のクッション処理部８０－２の入出力波形を示している。 Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. In FIG. 2, before time t1, the system 1 DC/DC converter 15-1 is operated, the system 2 DC/DC converter 15-2 is stopped, and after time t1, system 1 and system 2 DC/DC converters are operated. 3 shows input/output waveforms of the cushion processing unit 80-2 of the second system in the case of FIG.

図２の、（ａ）は１系の蓄電池１４－１の電力Ｐｂａｔｔ１、（ｂ）は２系の蓄電池１４－２の電力Ｐｂａｔｔ２、（ｃ）は蓄電池全体の電力Ｐｂａｔｔ、（ｄ）はＤＣリンク電圧Ｖｄｃを各々示している。 In FIG. 2, (a) is the power Pbatt1 of the system 1 storage battery 14-1, (b) is the power Pbatt2 of the system 2 storage battery 14-2, (c) is the power Pbatt of the entire storage battery, and (d) is the DC link. Each shows a voltage Vdc.

２系のＤＣ／ＤＣコンバータ１５－２が停止から運転に切り換わる時刻ｔ１において、図３の点線に示すように２系側の自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ２＿ｃｓｎを、クッション処理部８０－２に設定された時定数で０からＢａｔｔＣａｐ２へ徐々に変化させる。同様に１系側の自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１＿ｃｓｎを、クッション処理部８０－１に設定された時定数で自系蓄電池容量ＢａｔｔＣａｐ１から徐々に減少させる。 At time t1 when the DC/DC converter 15-2 of system 2 switches from stop to operation, as indicated by the dotted line in FIG. Gradually change from 0 to BattCap2 with a time constant. Similarly, the self-system storage battery capacity BattCap1_csn on the system 1 side is gradually decreased from the self-system storage battery capacity BattCap1 with the time constant set in the cushion processing unit 80-1.

この動作により、上式の１系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ１と２系の分担蓄電池電力指令値Ｐｄｃ＿ｒｅｆ２は緩やかに変化するようになるため、図２（ａ）～（ｃ）のように、ＤＣ／ＤＣコンバータがすでに運転中の状態から、緩やかに各系の負担容量を持ち替えながら並列運転へ移行する。 Due to this operation, the shared storage battery power command value Pdc_ref1 for system 1 and the shared storage battery power command value Pdc_ref2 for system 2 in the above equations gradually change. From the state in which the /DC converter is already in operation, it shifts to parallel operation while gradually switching the load capacity of each system.

よって、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力に急変が発生しないため、図２（ｄ）のようにＤＣリンク電圧Ｖｄｃの変動を抑制できる。 Therefore, since the output power of the DC/DC converter does not change suddenly, the fluctuation of the DC link voltage Vdc can be suppressed as shown in FIG. 2(d).

自系のＤＣ／ＤＣコンバータを停止させるときは、前述の運転時とは逆に、自系の蓄電池容量（ＢａｔｔＣａｐ１＿ｃｓｎ又はＢａｔｔＣａｐ２＿ｃｓｎ)をクッション処理により自系の蓄電池容量（ＢａｔｔＣａｐ１又はＢａｔｔＣａｐ２）から０へ徐々に変化させる。 When the own system DC/DC converter is stopped, the own system storage battery capacity (BattCap1_csn or BattCap2_csn) is gradually reduced from the own system storage battery capacity (BattCap1 or BattCap2) to 0 by cushioning, contrary to the operation described above. change to

クッション処理部８０－１，８０－２におけるクッション時間は、ＤＣＡＶＲ６３およびＡＣＲ６９－１，６９－２におけるＰＩ制御の各時定数Ｔｉよりも大きい時定数にする必要がある（クッション時間≫Ｔｉ）。 The cushion time in cushion processing units 80-1 and 80-2 must be set to a time constant greater than each time constant Ti of PI control in DCAVR 63 and ACR 69-1 and 69-2 (cushion time>>Ti).

以上のように本実施形態例によれば、各系の蓄電池電力指令値を演算する処理において、自系の蓄電池容量をクッション処理により変化させることで、電力の急変なく各系で指令値を分担することが可能となり、これによって直流電圧の急変を抑制することができる。 As described above, according to this embodiment, in the process of calculating the storage battery power command value of each system, by changing the storage battery capacity of the own system by cushioning processing, the command value is shared by each system without sudden changes in power. This makes it possible to suppress sudden changes in the DC voltage.

尚、本発明は、蓄電池およびＤＣ／ＤＣコンバータが３以上設けられる電力変換装置に適用しても、前記実施形態例と同様の作用、効果を奏する。 Even if the present invention is applied to a power conversion device in which three or more storage batteries and DC/DC converters are provided, the same functions and effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

１１…太陽光発電装置
１２…太陽光ＰＣＳ
１３…電力系統
１４－１，１４－２…蓄電池
１５－１，１５－２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０…制御部
６１，８０－１，８０－２…クッション処理部
６２，６８－１，６８－２…減算器
６３…ＤＣＡＶＲ
６４－１，６４－２…合算器
６５－１，６５－２，６７－１，６７－２…割算器
６６－１，６６－２…乗算器
６９－１，６９－２…ＡＣＲ
７０－１，７０－２…ＰＷＭ発生器 11... Photovoltaic power generation device 12... Solar power PCS
13... Power system 14-1, 14-2... Storage battery 15-1, 15-2... DC/DC converter 20... Control unit 61, 80-1, 80-2... Cushion processing unit 62, 68-1, 68- 2... Subtractor 63... DCAVR
64-1, 64-2... Adder 65-1, 65-2, 67-1, 67-2... Divider 66-1, 66-2... Multiplier 69-1, 69-2... ACR
70-1, 70-2 ... PWM generator

Claims (2)

太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点と複数系の蓄電池の間に各々接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点のＤＣリンク電圧が直流電圧指令値に追従するように、ＰＩ制御により自動電圧調整を実施して複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値を生成する蓄電池電力指令値生成部と、
自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比と、前記蓄電池電力指令値生成部で生成された蓄電池電力指令値に基づいて、前記複数の蓄電池の各容量に応じて蓄電池の出力電力を分担する分担電力指令値を各々生成する複数の分担電力指令値生成部と、
前記各蓄電池の出力電流が前記生成された分担電力指令値から求めた電流指令値に各々追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して各蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令値を生成する複数の電圧指令値生成部と、を備え、前記生成された電圧指令値によって各ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御する制御装置において、
前記自系蓄電池の容量を検出した蓄電池容量を、前記自動電圧調整実施時のＰＩ制御および自動電流調整実施時のＰＩ制御の各時定数よりも大きく設定した時定数で各々変化させる複数のクッション処理部を備え、
前記各分担電力指令値生成部は、前記蓄電池電力指令値に、前記各クッション処理部により処理された自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算することで分担電力指令値を各々生成することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置。 A control device for controlling a plurality of DC/DC converters each connected between a common connection point of a solar power generation device and a solar power conditioner and a plurality of systems of storage batteries,
Automatic voltage adjustment is performed by PI control to generate a storage battery power command value for the entire plurality of storage batteries so that the DC link voltage at the common connection point of the photovoltaic power generation device and the solar power conditioner follows the DC voltage command value. a storage battery power command value generation unit;
Sharing the output power of the storage batteries according to each capacity of the plurality of storage batteries based on the ratio of the sum of the self-system storage battery capacity and the total capacity of the plurality of storage batteries and the storage battery power command value generated by the storage battery power command value generation unit a plurality of shared power command value generation units that each generate a shared power command value to
The voltage of the DC/DC converter connected to each storage battery by performing automatic current adjustment by PI control so that the output current of each storage battery follows the current command value obtained from the generated shared power command value. A control device comprising a plurality of voltage command value generation units that generate command values, and driving and controlling each DC/DC converter according to the generated voltage command values,
A plurality of cushion processes for changing the storage battery capacity detected by detecting the capacity of the self-system storage battery by time constants set to be larger than the respective time constants of the PI control during automatic voltage adjustment and the PI control during automatic current adjustment. has a department,
Each of the shared power command value generation units multiplies the storage battery power command value by a ratio of the total sum of the self-system storage battery capacity processed by each of the cushion processing units and a plurality of storage battery capacities to generate a shared power command value. A control device for a DC/DC converter, characterized by: 太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点と複数系の蓄電池の間に各々接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御方法であって、
蓄電池電力指令値生成部が、太陽光発電装置および太陽光パワーコンディショナーの共通接続点のＤＣリンク電圧が直流電圧指令値に追従するように、ＰＩ制御により自動電圧調整を実施して複数の蓄電池全体の蓄電池電力指令値を生成する蓄電池電力指令値生成ステップと、
複数の分担電力指令値生成部が、自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比と、前記蓄電池電力指令値生成部で生成された蓄電池電力指令値に基づいて、前記複数の蓄電池の各容量に応じて蓄電池の出力電力を分担する分担電力指令値を各々生成する分担電力指令値生成ステップと、
複数の電圧指令値生成部が、前記各蓄電池の出力電流が前記生成された分担電力指令値から求めた電流指令値に各々追従するように、ＰＩ制御により自動電流調整を実施して各蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令値を生成する電圧指令値生成ステップと、を備え、前記生成された電圧指令値によって各ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御する制御方法において、
複数のクッション処理部が、前記自系蓄電池の容量を検出した蓄電池容量を、前記自動電圧調整実施時のＰＩ制御および自動電流調整実施時のＰＩ制御の各時定数よりも大きく設定した時定数で各々変化させるクッション処理ステップを備え、
前記各分担電力指令値生成ステップは、前記蓄電池電力指令値に、前記各クッション処理部により処理された自系蓄電池容量と複数の蓄電池容量の総和の比を乗算することで分担電力指令値を各々生成することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法。 A control method for controlling a plurality of DC/DC converters respectively connected between a common connection point of a photovoltaic power generation device and a photovoltaic power conditioner and a plurality of systems of storage batteries,
The storage battery power command value generator performs automatic voltage adjustment through PI control so that the DC link voltage at the common connection point of the photovoltaic power generation device and the photovoltaic power conditioner follows the DC voltage command value. a storage battery power command value generation step for generating a storage battery power command value of
A plurality of shared power command value generation units, based on the ratio of the sum of the self-system storage battery capacity and the sum of the plurality of storage battery capacities and the storage battery power command value generated by the storage battery power command value generation unit, each of the plurality of storage batteries a shared power command value generating step for generating each shared power command value for sharing the output power of the storage battery according to the capacity;
A plurality of voltage command value generation units perform automatic current adjustment by PI control so that the output current of each storage battery follows the current command value obtained from the generated shared power command value. A voltage command value generation step of generating a voltage command value for a connected DC/DC converter, wherein the control method drives and controls each DC/DC converter by the generated voltage command value,
A plurality of cushion processing units detect the capacity of the self-system storage battery with a time constant set to be larger than each of the time constants of the PI control during automatic voltage adjustment and the PI control during automatic current adjustment. Equipped with cushion processing steps that change respectively,
Each of the shared power command value generating steps multiplies the storage battery power command value by a ratio of the total sum of the self-system storage battery capacity processed by each of the cushion processing units and a plurality of storage battery capacities to generate a shared power command value. A control method for a DC/DC converter, characterized by generating
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