JP3096378B2 - Power supply system start / stop control device - Google Patents

Power supply system start / stop control device

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JP3096378B2
JP3096378B2 JP05217109A JP21710993A JP3096378B2 JP 3096378 B2 JP3096378 B2 JP 3096378B2 JP 05217109 A JP05217109 A JP 05217109A JP 21710993 A JP21710993 A JP 21710993A JP 3096378 B2 JP3096378 B2 JP 3096378B2
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    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池から出力される
直流電力を電流制御型インバータにより交流電力に変換
し、負荷に電力を供給する電力供給システムの起動、お
よび停止を制御する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for converting the DC power output from a solar cell into AC power by a current control type inverter and controlling the start and stop of a power supply system for supplying power to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽光発電システムにおいて、我が国で
は、商用電力系統網が完備されていることと、また太陽
電池利用土地面積の問題から、個人住宅等の屋根に太陽
電池を設置し、小規模な太陽光発電システムを商用電力
系統と連系する系統連系型太陽光発電システムが有望視
されている。
2. Description of the Related Art In a photovoltaic power generation system, in Japan, a solar power system is installed on a roof of a private house or the like due to a complete commercial power system network and a problem of a land area using the solar cell. A grid-connected photovoltaic power generation system that connects a simple photovoltaic power generation system with a commercial power grid is promising.

【0003】図2に電力供給システムの一例である系統
連系型太陽光発電システムの一例を示す。太陽電池1か
ら出力された直流電力は、インバータ2により交流電力
に変換され、商用電力系統3、負荷4に供給される。イ
ンバータ2と商用電力系統3との間に連系リレー5を設
け、商用電力系統との連系、切り離しを行う。太陽電池
1出力端には、逆流防止ダイオード6、インバータ2へ
の入力電力の変動を抑える直流コンデンサ7、および直
流入力電流検出用CT8が接続されている。そしてシス
テム制御回路14は直流電圧と直流電流から太陽電池動
作点を制御したり、系統連系システムの起動、および停
止制御を行っている。太陽電池の動作点の制御方法とし
ては、最大電力を取り出す動作点の電圧は一定であると
仮定して制御する方法や、より太陽電池の出力電力を有
効に使うために最大電力点を追尾する方法などが用いら
れる。
FIG. 2 shows an example of a grid-connected photovoltaic power generation system which is an example of a power supply system. The DC power output from the solar cell 1 is converted into AC power by the inverter 2 and supplied to the commercial power system 3 and the load 4. An interconnection relay 5 is provided between the inverter 2 and the commercial power system 3 to interconnect with and disconnect from the commercial power system. Connected to the output terminal of the solar cell 1 are a backflow prevention diode 6, a DC capacitor 7 for suppressing fluctuations in input power to the inverter 2, and a DC input current detection CT8. The system control circuit 14 controls the operating point of the solar cell from the DC voltage and the DC current, and controls the start and stop of the system interconnection system. As a method of controlling the operating point of the solar cell, a method of controlling the operating point assuming that the voltage of the operating point at which the maximum power is taken out is constant, or a method of tracking the maximum power point to use the output power of the solar cell more effectively. A method or the like is used.

【0004】系統連系システムでは、系統連系システム
側、または商用電力系統側の異常時や、夜間等の日射量
がゼロの場合に、インバータ2を停止し、連系リレー5
を遮断して、系統連系システムと商用電力系統を切り離
し、また異常時から正常時に復帰した時や、夜明け時等
の日射量がゼロから上昇した場合に、インバータ2を起
動させ、さらに連系リレー5を投入して、系統連系シス
テムを商用電力系統に連系する仕組みとなっている。
[0004] In the system interconnection system, when an abnormality occurs on the system interconnection system side or the commercial power system side or when the amount of solar radiation is zero at night or the like, the inverter 2 is stopped and the interconnection relay 5 is turned off.
To disconnect the grid-connected system from the commercial power system, and when the power returns from normal to normal, or when the amount of solar radiation at dawn rises from zero, the inverter 2 is started, and The relay 5 is turned on to connect the system interconnection system to the commercial power system.

【0005】従来、この系統連系システムの起動および
停止は、太陽電池1出力端にある直流コンデンサ7の直
流電圧が、起動用設定値を上回った場合に起動し、また
停止用設定値を下回った場合に停止を行っていた。しか
し、朝方時、および夕方時等の低日射量時においては、
直流コンデンサ7の直流電圧が停止用設定値を下回るこ
とがあり、一旦、停止に至ったとしても、その時点で
は、太陽電池開放電圧が起動用設定値以上であるため、
直ちに起動を行い、停止動作と起動動作を頻繁に繰り返
し、装置の信頼性に悪影響を及ぼす、という課題があっ
た。
Conventionally, the system interconnection system is started and stopped when the DC voltage of the DC capacitor 7 at the output terminal of the solar cell 1 exceeds a set value for start, and falls below a set value for stop. Had to be stopped if it had. However, in the morning, and during low solar radiation such as in the evening,
Since the DC voltage of the DC capacitor 7 may be lower than the set value for stop, and once the stop, the solar cell open-circuit voltage is equal to or higher than the set value for start.
There is a problem that the device is started immediately, and the stop operation and the start operation are frequently repeated, which adversely affects the reliability of the device.

【0006】この課題を解決するために、例えば、特開
昭64ー1480に示されるように、直流コンデンサ7
の直流電圧が、起動用設定値を上回った際に直ちに起動
したり、また停止用の設定値を下回った際に直ちに停止
させるのではなく、遅延時間を設けて日射量の変動に対
応した起動および停止を行う方法や、また特開平2ー1
56313では、図3に示すように、太陽電池1出力端
に並列に直流側リレー21を設けて、インバータ2停止
時に直流側リレー21を閉じておき、短絡電流により太
陽電池1の出力を測定し、十分な太陽電池出力がある場
合に、直流側リレー21を開いてインバータ2を起動
し、連系リレー5を投入して、連系システムを運転させ
る方法が取られている。
To solve this problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-1480,
Rather than starting immediately when the DC voltage of the power supply exceeds the set value for startup, or immediately stopping when the DC voltage falls below the set value for stop, a start-up that responds to fluctuations in the amount of solar radiation by providing a delay time And a method of stopping, and a method of
In 56313, as shown in FIG. 3, the DC side relay 21 is provided in parallel with the output terminal of the solar cell 1, the DC side relay 21 is closed when the inverter 2 is stopped, and the output of the solar cell 1 is measured by the short-circuit current. When there is sufficient solar cell output, a method is adopted in which the DC relay 21 is opened to activate the inverter 2 and the interconnection relay 5 is turned on to operate the interconnection system.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、起動および停止の繰り返し回数が若干減少す
るだけで課題の解決にはならず、また後者の方法では、
直接、太陽電池出力を測定するため、停止動作と起動動
作を繰り返すという問題は回避されるが、直流側リレー
21自体が機械的な動作を伴うものであり、しかも、直
流側リレー21が大型となり、コスト面、サイズ面に大
きな支障を及ぼすという問題があった。
However, in the former method, the problem is not solved only by slightly reducing the number of times of starting and stopping, and in the latter method,
Since the solar cell output is directly measured, the problem of repeating the stop operation and the start operation is avoided, but the DC relay 21 itself involves a mechanical operation, and the DC relay 21 becomes large. However, there is a problem that the cost and size are greatly affected.

【0008】また太陽電池の動作点の制御に最大電力点
追尾方式を用いた場合には、低日射量時に太陽電池出力
曲線上の最大電力点近傍がなだらかになり、最大点の検
出精度が低下するため、システム停止用の設定値を一時
的に下回ることがあるという問題が起こるが、上述した
ような手段ではこのような問題は回避することはできな
い。
When the maximum power point tracking method is used to control the operating point of the solar cell, the vicinity of the maximum power point on the solar cell output curve becomes gentle when the solar radiation is low, and the detection accuracy of the maximum point decreases. Therefore, there is a problem that the set value for temporarily stopping the system may be temporarily reduced. However, such a problem cannot be avoided by the above-described means.

【0009】これら課題を解決するために本発明は、機
械的作動装置を使用せずに、電力供給システムの起動お
よび停止動作の繰り返しを抑え、低日射量時の太陽電池
出力の有効利用を図りつつ、電力供給システムの安定な
起動、停止を行う制御装置の提供を目的とするものであ
る。
In order to solve these problems, the present invention suppresses the repetition of starting and stopping operations of a power supply system without using a mechanical operating device, and makes effective use of a solar cell output at low solar radiation. It is another object of the present invention to provide a control device that stably starts and stops the power supply system.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池から
出力される直流電力をインバータにより交流電力に変換
し、負荷に電力を供給する電力供給システムの起動及び
停止を制御するための装置であって、太陽電池の直流電
圧と直流電流を検出する検出部と、検出部により検出
した直流電圧と直流電流から太陽電池最大電力点を決定
する最大電力点追尾部と、インバータを制御するための
基準信号となる正弦波パターンを発生する正弦波パター
ン制御部と、正弦波パターン制御部の動作の切り替え
を行う正弦波パターン調整部と、上記検出部からの信号
が、システム起動用設定値を上回ったときはシステムを
起動し、システム停止用設定値を下回ったときはシステ
ムの停止を行うシステム起動停止制御部と、からなり、
上記正弦波パターン調整部は上記検出部からの直流電圧
を示す信号を検出し、検出信号がシステム停止用設定値
<正弦波パターン調整用設定値<システム起動用設定値
となるように設定した正弦波パターン調整用設定値を下
回った場合には調整動作信号を上記正弦波パターン制御
部に入力し、正弦波パターン調整用設定値を上回ってい
る場合には追尾動作信号を上記正弦波パターン制御部に
入力し、上記正弦波パターン制御部は追尾動作信号を受
けた場合には太陽電池からの出力が最大となるような正
弦波パターンを出力し、調整動作信号を受けた場合には
最大電力点に関係無く直前の正弦波パターンより、所定
量振幅の小さい正弦波パターンを出力することを特徴と
する電力供給システム停止起動制御装置を備えることを
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an apparatus for controlling the start and stop of a power supply system for converting DC power output from a solar cell into AC power by an inverter and supplying power to a load. there are, a detector for detecting a DC voltage and the DC current of the solar cell, and the maximum power point tracking unit for determining the solar cell maximum power point from the DC voltage and the DC current detected by the detection unit, for controlling the inverter a sinusoidal pattern control unit for generating a sine wave pattern as a reference signal, a sine wave pattern adjustment unit for switching operation of the sinusoidal pattern control unit, a signal from the detecting unit, the system startup setting value A system start / stop control unit that starts the system when the value exceeds the value, and stops the system when the value falls below the set value for system stop.
The sinusoidal pattern adjustment unit DC voltage from the detector
If the detected signal is less than the set value for sine wave pattern adjustment set so that the set value for system stop <the set value for sine wave pattern adjustment <the set value for system start, the adjustment operation is performed. the signal input to the sinusoidal pattern control unit, if they exceed a sinusoidal pattern adjustment settings by entering the tracking operation signal to the sinusoidal pattern control unit, the sinusoidal pattern controller tracking operation signal When receiving the adjustment operation signal, a sine wave pattern that maximizes the output from the solar cell is output when receiving the adjustment operation signal. A power supply system stop / start controller that outputs a small sine wave pattern is provided.

【0011】上記検出部の信号は、電流、電圧の値をそ
のまま用いてもよいし、電流、電圧の値がわかるような
信号に変換されたものであっても良い。上記正弦波パタ
ーン制御部での正弦波パターンを発生する方法として
は、例えば、あらかじめメモリに複数の異なる振幅の正
弦波パターンを記憶させておき、その正弦波パターンを
読み出す方法や、基本の正弦波パターンに振幅値を乗じ
ることにより正弦波パターンを発生させる方法などが挙
げられる。上記調整動作時に出力する所定量振幅の小さ
い正弦波パターンとは、太陽電池の動作点を開放電圧側
に移動させることにより、正弦波パターン調整用設定値
を再び上回る為に十分な量だけ振幅値を小さくした正弦
波パターンである。上記システムの停止起動とはインバ
ータの起動停止、および電力を供給する負荷へのリレー
の接続、遮断を行うことである。上記太陽電池からの出
力が最大となるような正弦波パターンの出力方法として
は、例えば、あらかじめ用意しておいた正弦波パターン
を順次出力し、そのときの太陽電池の出力が最大となる
点を捜しだす方法が挙げられる。
As the signal of the detection section, the current and voltage values may be used as they are, or may be converted into signals that allow the current and voltage values to be known. As a method of generating a sine wave pattern in the sine wave pattern control unit, for example, a method of storing a plurality of sine wave patterns of different amplitudes in a memory in advance and reading out the sine wave pattern, or a method of generating a basic sine wave A method of generating a sine wave pattern by multiplying the pattern by an amplitude value is exemplified. The sine wave pattern having a predetermined amount of small amplitude output during the adjustment operation is defined as an amplitude value that is sufficient to exceed the set value for sine wave pattern adjustment again by moving the operating point of the solar cell to the open voltage side. Is a sine wave pattern in which is reduced. Stopping and starting the system means starting and stopping the inverter and connecting and disconnecting a relay to a load that supplies power. As a method of outputting a sine wave pattern such that the output from the solar cell becomes maximum, for example, a sine wave pattern prepared in advance is sequentially output, and a point at which the output of the solar cell at that time becomes maximum is obtained. There is a way to find out.

【0012】上記負荷とは、交流電流を使用する機器、
商用電力系統、その他の既存の電力系統などであり、そ
れら単独と接続してもよく、また複数と接続しても構わ
ない。
The above-mentioned load is a device using an alternating current,
It is a commercial power system, another existing power system, or the like, and may be connected to a single system or a plurality of systems.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、直流電圧の設定値として『システ
ム停止用設定値<正弦波パターン調整用設定値<システ
ム起動用設定値』の大小関係で設けることにより、夕方
時等に日射量が低下するにつれ、最大点付近で追尾を行
っている太陽電池動作点電圧が次第に低下し、正弦波パ
ターン調整用設定値を下回ると、正弦波パターン調整部
において、強制的に正弦波パターンの振幅を所定量小さ
くした別の正弦波パターンを発生するように信号を発生
する。この信号により正弦波パターン制御部において、
今まで最大電力点追尾部の信号によって太陽電池の出力
が最大となるような正弦波パターンを発生させていたの
を一旦やめて、振幅値を所定量小さくした正弦波パター
ンを発生する。このことにより太陽電池動作点は、一時
的に最大点付近から開放電圧側に移動することとなり、
太陽電池動作点電圧は正弦波パターン調整用設定値を上
回り、システムが停止することが回避され、再び太陽電
池の最大電力点の追尾動作を始める。
According to the present invention, the amount of insolation is reduced in the evening or the like by setting the DC voltage set value in the relation of "system stop set value <sine wave pattern adjustment set value <system start set value". As the voltage of the solar cell operating point that is tracking near the maximum point gradually decreases and falls below the set value for sine wave pattern adjustment, the sine wave pattern adjustment unit forcibly adjusts the amplitude of the sine wave pattern. A signal is generated to generate another sinusoidal pattern that is quantitatively reduced. With this signal, the sine wave pattern control unit
The generation of the sine wave pattern in which the output of the solar cell is maximized by the signal of the maximum power point tracking unit is stopped once, and the sine wave pattern in which the amplitude value is reduced by a predetermined amount is generated. As a result, the solar cell operating point temporarily moves from the vicinity of the maximum point to the open voltage side,
The solar cell operating point voltage exceeds the set value for sine wave pattern adjustment, the system is prevented from stopping, and the tracking operation of the maximum power point of the solar cell is started again.

【0014】しかし日射量が十分でなければ最大点付近
では正弦波パターン調整用設定値を下回ることになり、
再び正弦波パターン制御部にて振幅値を所定量小さくし
た正弦波パターンを発生する。この操作の繰り返しによ
り、正弦波パターン制御部から発生する正弦波パターン
の中で、振幅値が最小の正弦波パターンを入力したとき
の太陽電池の動作点電圧が正弦波パターン設定値を下回
るまでシステム停止用設定値を下回ることを回避する。
その後、日射量がさらに低下し、太陽電池動作点電圧が
正弦波パターン調整用設定値より小さいシステム停止用
設定値を下回ると、システム起動停止制御部がインバー
タの停止とリレーの遮断を行い、電力供給システムの停
止を行う。
However, if the amount of solar radiation is not sufficient, the value will be less than the set value for the sine wave pattern adjustment near the maximum point .
Again, the sine wave pattern controller generates a sine wave pattern with the amplitude value reduced by a predetermined amount. By repeating this operation, the system operates until the operating point voltage of the solar cell falls below the sine wave pattern set value when the sine wave pattern with the smallest amplitude value is input among the sine wave patterns generated by the sine wave pattern control unit. Avoid falling below the set value for stop.
Thereafter, when the amount of solar radiation further decreases and the solar cell operating point voltage falls below a set value for system stop smaller than the set value for sine wave pattern adjustment, the system start / stop control unit stops the inverter and shuts off the relay, and the power Shut down the supply system.

【0015】また、朝方時等のシステムの起動において
も、一旦連系システムが起動された後は日射量が十分で
なくても、停止時と同様に強制的に正弦波パターンの振
幅を所定量値小さくした別の正弦波パターンにより、太
陽電池動作点を一時的に最大点付近から開放電圧側に移
動させることによりシステム停止用設定値を下回ること
を回避する。
Also, when the system is started in the morning or the like, once the interconnected system is started, even if the amount of solar radiation is not sufficient, the amplitude of the sine wave pattern is forcibly set to a predetermined amount in the same manner as when the system is stopped. By using a different sine wave pattern with a smaller value, the operating point of the solar cell is temporarily moved from the vicinity of the maximum point to the open-circuit voltage side, thereby avoiding a value lower than the set value for system stop.

【0016】このように起動直後、あるいは停止直前の
日射量が十分でないときにシステム停止用設定値を下回
ることを回避できるため、システムの安定した起動、停
止が可能となる。
As described above, it is possible to prevent the system from falling below the set value for system stoppage when the amount of solar radiation immediately after start-up or immediately before stop is not sufficient, so that the system can be started and stopped stably.

【0017】[0017]

【実施例】以下に本発明の電力供給システム起動停止制
御装置の一実施例について図1を参照して詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the power supply system start / stop control device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIG.

【0018】図1は本発明の起動停止制御装置を含む系
統連系インバーターシステムを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a system interconnection inverter system including a start / stop control device according to the present invention.

【0019】太陽電池1(出力3.5kW、開放電圧2
70Vのものを使用)出力端には、逆流防止ダイオード
6、インバータ2への入力電力の変動を抑える直流コン
デンサ7、直流入力電流検出用CT8が接続されてお
り、またインバータ2出力端には、交流出力電流検出用
CT9が接続されている。系統連系システムの制御回路
として、インバータ2からの出力電流信号と正弦波パタ
ーン制御部から出力された正弦波パターン信号から誤差
信号を出力する誤差増幅信号制御回路10、三角波信号
制御回路11、前記誤差増幅信号制御回路10からの出
力信号と前記三角波信号生成回路からの出力信号からP
WM変調信号を生成するPWM変調制御回路12、PW
M変調制御回路12から出力された信号によりインバー
タの制御を行うインバータ駆動制御回路13、そして本
発明の連系システム起動停止制御装置14がある。
Solar cell 1 (output 3.5 kW, open circuit voltage 2
The output terminal is connected to a backflow prevention diode 6, a DC capacitor 7 for suppressing fluctuations in the input power to the inverter 2, and a DC input current detection CT8. The AC output current detection CT 9 is connected. As a control circuit of the grid interconnection system, an error amplification signal control circuit 10 that outputs an error signal from an output current signal from the inverter 2 and a sine wave pattern signal output from the sine wave pattern control unit, a triangular wave signal control circuit 11, From the output signal from the error amplification signal control circuit 10 and the output signal from the triangular wave signal generation circuit, P
PWM modulation control circuit 12 for generating a WM modulation signal, PWM
There are an inverter drive control circuit 13 that controls the inverter based on a signal output from the M modulation control circuit 12, and an interconnection system start / stop control device 14 of the present invention.

【0020】さらに連系システム起動停止制御装置14
は、太陽電池の直流電圧と直流電流を検出する直流電圧
電流検出部15、直流電圧電流検出部15から出力され
た直流電圧、直流電流により最大電力点を決定する最大
電力点追尾部16(サンプリングタイムは1/120秒
と設定)、正弦波パターンの振幅を調整する正弦波パタ
ーン調整部17(正弦波パターン調整用設定値は160
Vに設定)、最大電力点追尾部16あるいは正弦波パタ
ーン調整部17より出力される信号により誤差増幅信号
制御回路10に入力する正弦波パターンを発生する正弦
波パターン制御部18(正弦波パターンの発生方法は、
振幅10Vの正弦波の振幅を200段階に等分割してえ
られた200種の正弦波パターンを振幅の小さいものか
ら順に記憶しておき、必要な正弦波パターンを読み出し
てくるという方法とし、正弦波パターン設定値を下回っ
た場合にはその時点で用いていた正弦波パターンより5
段階振幅値の小さい正弦波パターンを読み出してくるよ
うに設定)、直流電圧によりインバータ2の停止と連系
リレー5の遮断を同時に行うシステム停止制御手段と、
インバータ2を起動させるとともに、設定時間を経て、
連系リレー5を投入するシステム起動制御手段とを兼ね
備えたシステム起動停止制御部19(システム停止用設
定値150V、システム起動用設定値170Vに設定)
から構成される。太陽電池1から出力された直流電力
は、インバータ2により交流電力に変換され、商用電力
系統3、負荷4に供給される。インバータ2と商用電力
系統3との間に連系リレー5を設け、商用電力系統との
連系、および切り離しを行う。
Further, the interconnection system start / stop controller 14
Are a DC voltage / current detector 15 for detecting the DC voltage and DC current of the solar cell, a maximum power point tracking unit 16 for determining the maximum power point based on the DC voltage and DC current output from the DC voltage / current detector 15 (sampling The time is set to 1/120 second), and the sine wave pattern adjusting unit 17 for adjusting the amplitude of the sine wave pattern (the sine wave pattern adjustment setting value is 160
V), a sine wave pattern control unit 18 (sine wave pattern control unit) that generates a sine wave pattern to be input to the error amplification signal control circuit 10 based on a signal output from the maximum power point tracking unit 16 or the sine wave pattern adjustment unit 17 The generation method is
A method in which 200 kinds of sine wave patterns obtained by equally dividing the amplitude of a sine wave having an amplitude of 10 V into 200 steps are stored in ascending order of amplitude, and a necessary sine wave pattern is read out. If the wave pattern value is lower than the set value, the sine wave pattern used at that time is 5
A system stop control means for simultaneously stopping the inverter 2 and shutting off the interconnection relay 5 by means of a DC voltage;
After starting the inverter 2, after a set time,
System start / stop control unit 19 also serving as a system start control unit for turning on the interconnection relay 5 (set to a system stop set value of 150 V and a system start set value of 170 V)
Consists of The DC power output from the solar cell 1 is converted into AC power by the inverter 2 and supplied to the commercial power system 3 and the load 4. An interconnection relay 5 is provided between the inverter 2 and the commercial power system 3 to connect to and disconnect from the commercial power system.

【0021】本系統連系システムでは、正弦波信号でP
WM変調を施されたパルス信号によりインバータ2をス
イッチングすることでインバータ2の出力電流に正弦波
電流が流れるように制御を行い、商用電力系統3、負荷
4に太陽電池1からの出力電力を供給している。この
時、太陽電池1の出力を最大にするために太陽電池動作
点を太陽電池出力特性曲線上の最大点付近で追尾させる
が、太陽電池動作点の制御は、インバータ2をスイッチ
ングするPWMパルス信号のデューティ比を変化させる
ことにより行われる。PWMパルス信号のデューティ比
は、正弦波パターン制御部17で読み出された任意の正
弦波パターンの振幅により決まるため、正弦波パターン
の振幅を制御することにより太陽電池動作点の制御とイ
ンバータ2の出力電流の大きさを決定している。
In this system interconnection system, P
The inverter 2 is switched by the WM-modulated pulse signal to control the output current of the inverter 2 so that a sine wave current flows, and to supply the output power from the solar cell 1 to the commercial power system 3 and the load 4. doing. At this time, the solar cell operating point is tracked near the maximum point on the solar cell output characteristic curve in order to maximize the output of the solar cell 1, but the solar cell operating point is controlled by a PWM pulse signal for switching the inverter 2. Is performed by changing the duty ratio. Since the duty ratio of the PWM pulse signal is determined by the amplitude of an arbitrary sine wave pattern read out by the sine wave pattern control unit 17, by controlling the amplitude of the sine wave pattern, the control of the solar cell operating point and the inverter 2 The magnitude of the output current is determined.

【0022】最初に正弦波パターンの制御動作について
説明する。まず正弦波パターン制御部に記憶してある正
弦波パターンの中から最小の振幅値の正弦波パターンを
読み出す。このときインバータの出力は最小となるが、
このときの太陽電池のインバータへの入力電圧、入力電
流、を直流電圧電流検出部15により検出し、それらの
積から太陽電池の出力電力を算出し、その値を一旦最大
電力点追尾部中の記憶部に記憶しておく。次に先程の振
幅値よりも一段階振幅値の大きい正弦波パターンを読み
だし、同様の操作を繰り返し最大電力追尾部にて太陽電
池からの出力電力を算出し、最大電力点追尾部に記憶す
る。
First, the control operation of the sine wave pattern will be described. First, the sine wave pattern having the minimum amplitude value is read from the sine wave patterns stored in the sine wave pattern control unit. At this time, the output of the inverter becomes minimum,
At this time, the input voltage and input current to the inverter of the solar cell are detected by the DC voltage / current detection unit 15, the output power of the solar cell is calculated from the product thereof, and the value is temporarily stored in the maximum power point tracking unit. It is stored in the storage unit. Next, a sine wave pattern having a one-step amplitude value larger than the amplitude value of the previous step is read out, the same operation is repeated, the output power from the solar cell is calculated by the maximum power tracking unit, and stored in the maximum power point tracking unit. .

【0023】次いで前回の出力電力値と今回の出力電力
値を比較し、今回の出力電力の方が大きければ大きいほ
うの今回の電力値を前回の電力値にかえて記憶すると共
に、さらに一段階振幅値の大きい正弦波パターンを読み
出して来る。そしてこのときの出力電力を検出し、上述
した処理と同様の処理を繰り返す。逆に今回の出力電力
のほうが小さければ、一段階小さな振幅値の正弦波パタ
ーンを読み出してくる。そしてそのときの出力電力値を
算出し、上述した処理と同様の処理を繰り返す。このよ
うにしてシステムの起動時には太陽電池の出力に見合っ
た正弦波パターンを選び出すことにより太陽電池の最大
電力点の追尾を行った。
Next, the previous output power value is compared with the current output power value. If the current output power value is larger, the larger current power value is stored in place of the previous power value and stored for one more step. A sine wave pattern with a large amplitude value is read. Then, the output power at this time is detected, and the same processing as the above-described processing is repeated. Conversely, if the current output power is smaller, a sine wave pattern with one step smaller amplitude value is read. Then, the output power value at that time is calculated, and the same processing as the above-described processing is repeated. In this way, at the time of starting the system, the maximum power point of the solar cell was tracked by selecting a sine wave pattern corresponding to the output of the solar cell.

【0024】次に夕方時等に日射量が低下した場合の停
止動作、あるいは検出精度の低下による誤動作の回避動
作について説明する。
Next, a stop operation when the amount of solar radiation decreases in the evening or the like, or an operation to avoid a malfunction due to a decrease in detection accuracy will be described.

【0025】日射量が低下するにつれ、太陽電池出力特
性曲線上の最大点近傍がなだらかになり、最大点の検出
精度が低下する。そのために、最大点付近で追尾を行っ
ている太陽電池動作点の変動範囲が広くなり一時的に太
陽電池の動作点電圧が正弦波パターン設定値を下回るこ
とがある。また太陽電池の電圧そのものが正弦波パター
ン設定値を下回るようになる。そのように太陽電池の動
作点電圧が正弦波パターン調整用設定値を下回ると、正
弦波パターン調整部17の信号により、今まで最大電力
点追尾部16の信号により決定されていた正弦波パター
ンの読み出しをやめて、強制的に正弦波パターンを振幅
の小さい方向に5段階小さくした正弦波パターンを読み
出す。
As the amount of solar radiation decreases, the vicinity of the maximum point on the solar cell output characteristic curve becomes gentle, and the detection accuracy of the maximum point decreases. Therefore, the fluctuation range of the solar cell operating point tracking near the maximum point is widened, and the operating point voltage of the solar cell may temporarily fall below the sine wave pattern set value. Also, the voltage of the solar cell itself falls below the set value of the sine wave pattern. When the operating point voltage of the solar cell falls below the set value for sine wave pattern adjustment in this manner, the signal of the sine wave pattern adjustment unit 17 causes the sine wave pattern of the sine wave pattern determined by the signal of the maximum power point tracking unit 16 to be used. The reading is stopped, and the sine wave pattern in which the sine wave pattern is forcibly reduced in five steps in the direction of smaller amplitude is read.

【0026】これにより太陽電池動作点は一時的に最大
点付近から開放電圧側に移動し、太陽電池動作点電圧は
正弦波パターン調整用設定値より大きくなる。その後、
その5段階振幅値の小さくなった正弦波パターンを起点
として再び太陽電池の最大動作点を追尾し始める。しか
し低日射量のため、最大点付近で太陽電池動作点電圧が
正弦波パターン調整用設定値を再度下回るが、正弦波パ
ターン調整部17による処理の結果、太陽電池動作点電
圧は正弦波パターン調整用設定値より大きくなり、シス
テム停止用設定値を下回ることがない。以後、日射量が
ある値まで低下する間、前記現象を繰り返し、系統連系
システムの停止、すなわち、インバータ2の停止、およ
び連系リレー5の遮断を行うことなく、系統連系システ
ムの運転が行われた。
As a result, the solar cell operating point temporarily moves from the vicinity of the maximum point to the open voltage side, and the solar cell operating point voltage becomes larger than the set value for sine wave pattern adjustment. afterwards,
The maximum operating point of the solar cell starts to be tracked again starting from the sine wave pattern having the reduced amplitude value in the five steps. However, due to the low solar radiation, the solar cell operating point voltage falls again below the set value for the sine wave pattern adjustment near the maximum point, but as a result of the processing by the sine wave pattern adjusting unit 17, the solar cell operating point voltage becomes The set value for system stop does not fall below the set value for system stop. Thereafter, while the amount of solar radiation decreases to a certain value, the above-described phenomenon is repeated, and the operation of the grid interconnection system is stopped without stopping the grid interconnection system, that is, stopping the inverter 2 and shutting off the interconnection relay 5. It was conducted.

【0027】そしてさらに日射量が低下し、正弦波パタ
ーンの振幅をこれ以上小さくすることができなくなる
と、太陽電池動作点電圧が正弦波パターン調整用設定値
より小さいシステム停止用設定値を下回り、システム起
動停止制御部19がインバータ2の停止と連系リレー5
の遮断を行い、系統連系システムの停止が行われれた。
一方、朝方時等に日射量がゼロから上昇し徐々に大きく
なるような場合は、太陽電池開放電圧がシステム起動用
設定値を上回ると、システム起動停止制御部19が、ま
ずインバータ2の起動を行う。そして設定時間を経て、
連系リレー5を投入し、商用電力系統3との連系を行お
うとするが、インバータ2の起動の際に、電圧降下が起
こるために、連系リレー5を投入する以前に太陽電池開
放電圧がシステム起動用設定値を下回り、連系リレー5
の投入に至らずに、リセットがかかり、あらためてイン
バータ2の起動からやり直しを行う。以後、この状態が
繰り返され、その間にさらに日射量が上昇し、太陽電池
開放電圧の上昇分がインバータ2の起動時の電圧降下分
を上回ると、インバータ2の起動に続いて、連系リレー
5が投入され、系統連系システムと商用電力系統3との
連系が行われる。
When the amount of solar radiation further decreases and the amplitude of the sine wave pattern cannot be further reduced, the solar cell operating point voltage falls below the system stop set value which is smaller than the sine wave pattern adjustment set value. The system start / stop controller 19 controls the stop of the inverter 2 and the connection relay 5
Was shut down and the grid interconnection system was shut down.
On the other hand, when the amount of solar radiation rises from zero and gradually increases in the morning or the like, when the solar cell open-circuit voltage exceeds the system start set value, the system start / stop control unit 19 first starts the inverter 2. Do. And after a set time,
When the interconnection relay 5 is turned on and the connection with the commercial power system 3 is to be performed, a voltage drop occurs when the inverter 2 is started. Is below the set value for system startup and the interconnecting relay 5
Without turning on the inverter, the inverter 2 is restarted and the operation is started again. Thereafter, this state is repeated. During this time, the amount of solar radiation further increases, and when the increase in the solar cell open-circuit voltage exceeds the voltage drop when the inverter 2 is started, the start of the inverter 2 and the connection of the interconnection relay 5 And the interconnection between the system interconnection system and the commercial power system 3 is performed.

【0028】そして最大電力点追尾部16により太陽電
池動作点は太陽電池出力特性曲線上の最大点の追尾を開
始するが、起動直後は低日射量のため、最大点付近で太
陽電池動作点電圧が正弦波パターン調整用設定値を下回
ることがある。この場合も、前記夕方時等の停止動作と
同様の操作の繰り返しにより、太陽電池動作点電圧はシ
ステム停止用設定値を下回ることがなかった。従って本
発明の電力供給システムの起動停止制御装置が電力供給
システムの安定した起動に対しても有効であることがわ
かった。
Then, the maximum power point tracking unit 16 starts tracking the solar cell operating point at the maximum point on the solar cell output characteristic curve. May be less than the set value for the sine wave pattern adjustment. Also in this case, by repeating the same operation as the stop operation in the evening or the like, the solar cell operating point voltage did not fall below the system stop set value. Therefore, it has been found that the power supply system start / stop control device of the present invention is also effective for stable start-up of the power supply system.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明の電力供給システ
ム起動停止制御装置を用いることにより、低日射量時に
頻繁に繰り返されていた起動、停止現象を防止すること
ができ、装置の信頼性に悪影響を及ぼすことなく、安定
した系統連系システムの起動、停止動作を行うことがで
きる。
As described above, by using the power supply system start / stop control device of the present invention, it is possible to prevent the start / stop phenomenon that is frequently repeated when the amount of solar radiation is low, and to improve the reliability of the device. Start and stop operations of the system interconnection system can be performed stably without adversely affecting the system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である系統連系インバーター
システムの図である。
FIG. 1 is a diagram of a grid-connected inverter system according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の系統連系システム起動停止制御装置の第
一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first example of a conventional system interconnection system start / stop control device.

【図3】従来の系統連系システム起動停止制御装置の第
二例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second example of a conventional system interconnection system start / stop control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽電池 2 インバータ 3 商用電力系統 4 負荷 5 連系リレー 6 逆流防止ダイ
オード 7 直流コンデンサ 8 直流入力電流
検出用CT 9 交流出力電流検出用CT 10 誤差増幅信号
制御回路 11 三角波信号制御回路 12 PWM変調
制御回路 13 インバータ駆動制御回路 14 システム制
御回路 15 直流電圧電流検出部 16 太陽電池最
大電力点追尾部 17 正弦波パターン調整部 18 正弦波パタ
ーン制御部 19 システム起動停止制御部 20 直流側リレ
REFERENCE SIGNS LIST 1 solar cell 2 inverter 3 commercial power system 4 load 5 interconnection relay 6 backflow prevention diode 7 DC capacitor 8 CT for detecting DC input current 9 CT for detecting AC output current 10 Error amplification signal control circuit 11 Triangular wave signal control circuit 12 PWM modulation Control circuit 13 Inverter drive control circuit 14 System control circuit 15 DC voltage / current detection unit 16 Solar cell maximum power point tracking unit 17 Sine wave pattern adjustment unit 18 Sine wave pattern control unit 19 System start / stop control unit 20 DC side relay

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−35555(JP,A) 特開 平2−156313(JP,A) 特開 昭64−1480(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/67 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tsukasa Takebayashi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-6-35555 (JP, A) JP-A-2-2 156313 (JP, A) JP-A 64-1480 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05F 1/67

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 太陽電池から出力される直流電力をイン
バータにより交流電力に変換し、負荷に電力を供給する
電力供給システムの起動及び停止を制御するための装置
であって、 太陽電池の直流電圧と直流電流を検出する検出部と、 検出部により検出した直流電圧と直流電流から太陽電
池最大電力点を決定する最大電力点追尾部と、 インバータを制御するための基準信号となる正弦波パタ
ーンを発生する正弦波パターン制御部と、 正弦波パターン制御部の動作の切り替えを行う正弦波
パターン調整部と、上記 検出部からの信号が、システム起動用設定値を上回
ったときはシステムを起動し、システム停止用設定値を
下回ったときはシステムの停止を行うシステム起動停止
制御部と、からなり、 上記正弦波パターン調整部は上記検出部からの直流電圧
を示す信号を検出し、検出信号がシステム停止用設定値
<正弦波パターン調整用設定値<システム起動用設定値
となるように設定した正弦波パターン調整用設定値を下
回った場合には調整動作信号を上記正弦波パターン制御
部に入力し、正弦波パターン調整用設定値を上回ってい
る場合には追尾動作信号を上記正弦波パターン制御部に
入力し、 上記正弦波パターン制御部は追尾動作信号を受けた場合
には太陽電池からの出力が最大となるような正弦波パタ
ーンを出力し、調整動作信号を受けた場合には最大電力
点に関係無く直前の正弦波パターンより、所定量振幅の
小さい正弦波パターンを出力することを特徴とする電力
供給システム起動停止制御装置。
1. A in-current power output from the solar cell
Converter by converting into AC power, a device for controlling the start and stop of the power supply system supplying power to a load, a detector for detecting a DC voltage and the DC current of the solar cell, by the detection unit a maximum power point tracking unit for determining the solar cell maximum power point from the detected DC voltage and DC current, the sinusoidal wave pattern control unit for generating a sine wave pattern as a reference signal for controlling the inverter, the sinusoidal pattern a sinusoidal pattern adjustment unit for switching the operation of the control unit, the signal from the detection unit, when exceeded system startup settings to start the system, the system when below the system stop set value and the system start-stop control section for stopping, made, the sinusoidal pattern adjustment unit DC voltage from the detector
If the detected signal is less than the set value for sine wave pattern adjustment set so that the set value for system stop <the set value for sine wave pattern adjustment <the set value for system start, the adjustment operation is performed. the signal input to the sinusoidal pattern control unit, if they exceed a sinusoidal pattern adjustment settings by entering the tracking operation signal to the sinusoidal pattern control unit, the sinusoidal pattern controller tracking operation signal When receiving the adjustment operation signal, a sine wave pattern that maximizes the output from the solar cell is output when receiving the adjustment operation signal. A power supply system start / stop control device for outputting a small sine wave pattern.
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