JP3258862B2 - 太陽電池出力点検機能を有する連系インバータ - Google Patents
太陽電池出力点検機能を有する連系インバータInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池出力点検機
能を有する連系インバータに係り、さらに詳しくは、太
陽電池を電池とし、商用系統と連系運転を行なう電力供
給装置における太陽電池出力の自動点検手段に関するも
のである。
能を有する連系インバータに係り、さらに詳しくは、太
陽電池を電池とし、商用系統と連系運転を行なう電力供
給装置における太陽電池出力の自動点検手段に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池を利用する電源システムにおい
て、太陽電池の出力状態を評価するには専用の太陽電池
の出力特性を測定するカーブトレーサが別途必要で、太
陽電池設置場所で測定するには太陽電池容量と同等の負
荷を要する。つまり、太陽電池の出力電力が例えば３kW
であれば、この３kWを消費する負荷が必要となる。ま
た、太陽電池の開放電圧の測定は比較的容易に実施可能
であるが、これは太陽電池出力の異常チェックの要素が
強く、出力特性評価としては不十分であった。
て、太陽電池の出力状態を評価するには専用の太陽電池
の出力特性を測定するカーブトレーサが別途必要で、太
陽電池設置場所で測定するには太陽電池容量と同等の負
荷を要する。つまり、太陽電池の出力電力が例えば３kW
であれば、この３kWを消費する負荷が必要となる。ま
た、太陽電池の開放電圧の測定は比較的容易に実施可能
であるが、これは太陽電池出力の異常チェックの要素が
強く、出力特性評価としては不十分であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は太陽電池が発
電する直流出力を交流に変換して系統配電線と連系運転
する住宅用太陽光発電システムにおいて、これまでは太
陽電池出力の出力評価を行うために必要であった専用の
測定装置を使用せず、システム構成要素機器である連系
インバータを用いて太陽電池の出力特性の評価を行うも
ので、太陽電池の出力に関する保守・点検を安全かつ容
易に実施可能なインバータならびにこれを用いた点検手
段を提供することを目的とするものである。
電する直流出力を交流に変換して系統配電線と連系運転
する住宅用太陽光発電システムにおいて、これまでは太
陽電池出力の出力評価を行うために必要であった専用の
測定装置を使用せず、システム構成要素機器である連系
インバータを用いて太陽電池の出力特性の評価を行うも
ので、太陽電池の出力に関する保守・点検を安全かつ容
易に実施可能なインバータならびにこれを用いた点検手
段を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池モジ
ュールを複数台直列接続した太陽電池ストリングを複数
並列接続してアレイを構成し、直列分毎にインバータ入
力端子に接続する連系太陽光発電システムの連系インバ
ータにおいて、インバータ内部で各ストリングを並列接
続する並列接続個所と、各ストリング正極側のインバー
タ入力端子と並列接続個所との間に設けた逆流防止ダイ
オードと、上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイ
オードとの間と負極との間に接続され、ストリングを短
絡・開放する半導体スイッチと、該半導体スイッチによ
りストリングを短絡した際に生じる閉ループ内に設けた
電流検出センサと、上記半導体スイッチにより短絡され
たストリングの短絡電流を上記電流検出センサにより計
測する手段とを備え、上記複数のストリングのうち点検
するストリングに対応する上記半導体スイッチをＯＦＦ
して該ストリングを開放する一方、それ以外のストリン
グに対応する上記半導体スイッチをＯＮして該ストリン
グを短絡すると共に、上記太陽電池アレイの最大出力が
得られるようにインバータの入力インピーダンスを制御
して、太陽電池アレイの動作電圧をインバータの入力電
圧範囲の上限電圧から下限電圧までトレースすることに
より、各ストリング毎の太陽電池の出力電圧−出力電流
特性を点検することを特徴とする太陽電池出力点検機能
を有する連系インバータを提供する。
ュールを複数台直列接続した太陽電池ストリングを複数
並列接続してアレイを構成し、直列分毎にインバータ入
力端子に接続する連系太陽光発電システムの連系インバ
ータにおいて、インバータ内部で各ストリングを並列接
続する並列接続個所と、各ストリング正極側のインバー
タ入力端子と並列接続個所との間に設けた逆流防止ダイ
オードと、上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイ
オードとの間と負極との間に接続され、ストリングを短
絡・開放する半導体スイッチと、該半導体スイッチによ
りストリングを短絡した際に生じる閉ループ内に設けた
電流検出センサと、上記半導体スイッチにより短絡され
たストリングの短絡電流を上記電流検出センサにより計
測する手段とを備え、上記複数のストリングのうち点検
するストリングに対応する上記半導体スイッチをＯＦＦ
して該ストリングを開放する一方、それ以外のストリン
グに対応する上記半導体スイッチをＯＮして該ストリン
グを短絡すると共に、上記太陽電池アレイの最大出力が
得られるようにインバータの入力インピーダンスを制御
して、太陽電池アレイの動作電圧をインバータの入力電
圧範囲の上限電圧から下限電圧までトレースすることに
より、各ストリング毎の太陽電池の出力電圧−出力電流
特性を点検することを特徴とする太陽電池出力点検機能
を有する連系インバータを提供する。
【０００５】また、本発明は、太陽電池モジュールを複
数台直列接続した太陽電池ストリングを複数並列接続し
てアレイを構成し、直列分毎にインバータ入力端子に接
続する連系太陽光発電システムの連系インバータにおい
て、インバータ内部で各ストリングを並列接続する並列
接続個所と、各ストリング正極側のインバータ入力端子
と並列接続個所との間に設けた逆流防止ダイオードと、
上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイオードとの
間と負極との間に接続され、ストリングを短絡・開放す
る半導体スイッチと、該半導体スイッチによりストリン
グを短絡した際に生じる閉ループ内に設けた電流検出セ
ンサと、上記半導体スイッチにより短絡されたストリン
グの短絡電流を上記電流検出センサにより計測する手段
と、上記半導体スイッチと上記逆流防止ダイオードの間
と負極の間に接続され、短絡・開放する開閉器とを備
え、上記複数のストリングのうち点検するストリングに
対応する上記半導体スイッチをＯＮ、上記開閉器をＯＦ
Ｆして該ストリングを短絡する一方、その他のストリン
グの上記半導体スイッチをＯＦＦ，上記開閉器をＯＮし
て該ストリングを開放することにより、各ストリング毎
の短絡電流を上記電流検出センサにより計測することを
特徴とする太陽電池出力点検機能を有する連系インバー
タを提供する。
数台直列接続した太陽電池ストリングを複数並列接続し
てアレイを構成し、直列分毎にインバータ入力端子に接
続する連系太陽光発電システムの連系インバータにおい
て、インバータ内部で各ストリングを並列接続する並列
接続個所と、各ストリング正極側のインバータ入力端子
と並列接続個所との間に設けた逆流防止ダイオードと、
上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイオードとの
間と負極との間に接続され、ストリングを短絡・開放す
る半導体スイッチと、該半導体スイッチによりストリン
グを短絡した際に生じる閉ループ内に設けた電流検出セ
ンサと、上記半導体スイッチにより短絡されたストリン
グの短絡電流を上記電流検出センサにより計測する手段
と、上記半導体スイッチと上記逆流防止ダイオードの間
と負極の間に接続され、短絡・開放する開閉器とを備
え、上記複数のストリングのうち点検するストリングに
対応する上記半導体スイッチをＯＮ、上記開閉器をＯＦ
Ｆして該ストリングを短絡する一方、その他のストリン
グの上記半導体スイッチをＯＦＦ，上記開閉器をＯＮし
て該ストリングを開放することにより、各ストリング毎
の短絡電流を上記電流検出センサにより計測することを
特徴とする太陽電池出力点検機能を有する連系インバー
タを提供する。
【０００６】また、本発明は、上記逆流防止ダイオード
と各ストリング正極側のインバータ入力端子の間に複数
個のダイオードを直列接続したダイオードストリング
と、該ダイオードストリングと並列接続した抵抗と発電
状態表示用ＬＥＤと、上記逆流ダイオードと上記ＬＥＤ
との間と負極との間に接続した抵抗とをさらに備え、上
記ダイオードストリングの降下電圧によりＬＥＤを点灯
させて太陽電池出力の有無をチェックするために可視化
させることを特徴とする太陽電池出力点検機能を有する
連系インバータを提供する。を提供する。
と各ストリング正極側のインバータ入力端子の間に複数
個のダイオードを直列接続したダイオードストリング
と、該ダイオードストリングと並列接続した抵抗と発電
状態表示用ＬＥＤと、上記逆流ダイオードと上記ＬＥＤ
との間と負極との間に接続した抵抗とをさらに備え、上
記ダイオードストリングの降下電圧によりＬＥＤを点灯
させて太陽電池出力の有無をチェックするために可視化
させることを特徴とする太陽電池出力点検機能を有する
連系インバータを提供する。を提供する。
【０００７】
【０００８】本発明においては、太陽電池モジュールを
複数台直並列接続することによりアレイを構成し、直列
分（ストリング）毎にインバータの入力端子に接続する
とともに、インバータ内部で各ストリングを並列接続す
る配線構造により、連系インバータの制御回路を利用し
て、太陽電池の各ストリングの出力特性チェックを点検
時配線作業なしに、また連系インバータの制御回路を利
用して自動的に行うことを可能とするものである。
複数台直並列接続することによりアレイを構成し、直列
分（ストリング）毎にインバータの入力端子に接続する
とともに、インバータ内部で各ストリングを並列接続す
る配線構造により、連系インバータの制御回路を利用し
て、太陽電池の各ストリングの出力特性チェックを点検
時配線作業なしに、また連系インバータの制御回路を利
用して自動的に行うことを可能とするものである。
【０００９】まず、ストリング正極側のインバータ入力
端子と並列接続箇所の間に逆流防止ダイオードを設け、
上記逆流防止ダイオードは各ストリング間の電圧差によ
る高い出力電圧のストリングから低い出力電圧のストリ
ングへの電力の逆流を保護すると同時に、次に述べる発
電状態表示用ＬＥＤを保護する。
端子と並列接続箇所の間に逆流防止ダイオードを設け、
上記逆流防止ダイオードは各ストリング間の電圧差によ
る高い出力電圧のストリングから低い出力電圧のストリ
ングへの電力の逆流を保護すると同時に、次に述べる発
電状態表示用ＬＥＤを保護する。
【００１０】すなわち、逆流防止ダイオードとストリン
グ正極側の間に複数個のダイオードを直列に接続し、そ
の直列にしたダイオードストリングと並列にＬＥＤと抵
抗を、さらに逆流防止ダイオードと負極側に抵抗を挿入
し、太陽電池の出力がある状態にダイオードストリング
の降下電圧を利用してＬＥＤを点灯させる。このことに
より、連系インバータの運転状態とは独立して太陽電池
の出力の有無を可視化することができる。
グ正極側の間に複数個のダイオードを直列に接続し、そ
の直列にしたダイオードストリングと並列にＬＥＤと抵
抗を、さらに逆流防止ダイオードと負極側に抵抗を挿入
し、太陽電池の出力がある状態にダイオードストリング
の降下電圧を利用してＬＥＤを点灯させる。このことに
より、連系インバータの運転状態とは独立して太陽電池
の出力の有無を可視化することができる。
【００１１】さらに、各ストリングの正極、負極と並列
にストリングを短絡、開放する半導体スイッチを設け、
その半導体スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御によって、半導
体スイッチをＯＮにしてストリングを短絡した場合に、
そのループ内の電流を検出するセンサを設け、その電流
を検出して短絡電流を計測する。このことにより各太陽
電池ストリングの短絡電流を測定することができる。ま
た半導体スイッチがＯＦＦの状態の場合には、上記電流
センサによっては各ストリングの出力電流を計測するこ
とができる。
にストリングを短絡、開放する半導体スイッチを設け、
その半導体スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御によって、半導
体スイッチをＯＮにしてストリングを短絡した場合に、
そのループ内の電流を検出するセンサを設け、その電流
を検出して短絡電流を計測する。このことにより各太陽
電池ストリングの短絡電流を測定することができる。ま
た半導体スイッチがＯＦＦの状態の場合には、上記電流
センサによっては各ストリングの出力電流を計測するこ
とができる。
【００１２】そこでインバータの入力インピーダンスを
変化させると太陽電池の動作点も変化することを利用し
て、インバータの入力電圧範囲の上限電圧から下限電圧
まで入力インピーダンスを制御するとインバータ入力電
流が変化する。このときの電圧、電流をプロットすると
太陽電池ストリングの出力電流−電圧特性を知ることが
できる。なお、連系インバータの制御電源は一般に太陽
電池出力を電源とするため、すべてのストリングを同時
に短絡しないものとする。
変化させると太陽電池の動作点も変化することを利用し
て、インバータの入力電圧範囲の上限電圧から下限電圧
まで入力インピーダンスを制御するとインバータ入力電
流が変化する。このときの電圧、電流をプロットすると
太陽電池ストリングの出力電流−電圧特性を知ることが
できる。なお、連系インバータの制御電源は一般に太陽
電池出力を電源とするため、すべてのストリングを同時
に短絡しないものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。まず、図１は太陽電池な
らびに連系インバータの配線状態を概念的に説明するブ
ロック図であって、図１に示すように、連系インバータ
１の入力電圧に適合するように太陽電池モジュール２複
数枚を直列に接続した太陽電池ストリング３を連系イン
バータ１に入力する。同図では一例として太陽電池スト
リング３が３ａ，３ｂ，３ｃの３組の場合を示してい
る。なお、太陽電池モジュール２単体の出力電圧が連系
インバータ１の入力電圧に適合している場合は太陽電池
モジュール２を複数枚直列接続する必要はない。ここで
連系インバータ１は各太陽電池ストリング３ａ，３ｂ，
３ｃ毎に端子受けをし、インバータ１の入力端子で太陽
電池ストリング３ａの端子をＳｔａ（＋），Ｓｔａ
（−），ストリング３ｂの端子をＳｔｂ（＋），Ｓｔｂ
（−），ストリング３ｃの端子をＳｔｃ（＋），Ｓｔｃ
（−）とする。
図面を参照しながら説明する。まず、図１は太陽電池な
らびに連系インバータの配線状態を概念的に説明するブ
ロック図であって、図１に示すように、連系インバータ
１の入力電圧に適合するように太陽電池モジュール２複
数枚を直列に接続した太陽電池ストリング３を連系イン
バータ１に入力する。同図では一例として太陽電池スト
リング３が３ａ，３ｂ，３ｃの３組の場合を示してい
る。なお、太陽電池モジュール２単体の出力電圧が連系
インバータ１の入力電圧に適合している場合は太陽電池
モジュール２を複数枚直列接続する必要はない。ここで
連系インバータ１は各太陽電池ストリング３ａ，３ｂ，
３ｃ毎に端子受けをし、インバータ１の入力端子で太陽
電池ストリング３ａの端子をＳｔａ（＋），Ｓｔａ
（−），ストリング３ｂの端子をＳｔｂ（＋），Ｓｔｂ
（−），ストリング３ｃの端子をＳｔｃ（＋），Ｓｔｃ
（−）とする。
【００１４】各太陽電池ストリングはインバータ内部で
並列接続する。図２は、連系インバータ１の内部構成を
説明するブロック図であって、図２に示すように、Ｓｔ
ａ（＋），Ｓｔｂ（＋）およびＳｔｃ（＋）を接続、ま
たＳｔａ（−），Ｓｔｂ（−）およびＳｔｃ（−）とを
接続し、並列接続点での端子をＰＶ（＋），ＰＶ（−）
とする。各太陽電池ストリング３は、インバータ１の入
力端子から並列接続点の間に太陽電池出力点検ユニット
４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を設ける。
並列接続する。図２は、連系インバータ１の内部構成を
説明するブロック図であって、図２に示すように、Ｓｔ
ａ（＋），Ｓｔｂ（＋）およびＳｔｃ（＋）を接続、ま
たＳｔａ（−），Ｓｔｂ（−）およびＳｔｃ（−）とを
接続し、並列接続点での端子をＰＶ（＋），ＰＶ（−）
とする。各太陽電池ストリング３は、インバータ１の入
力端子から並列接続点の間に太陽電池出力点検ユニット
４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を設ける。
【００１５】太陽電池ストリング３の並列接続点の後、
連系インバータ１はＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／Ａ
Ｃインバータ６、連系リレー７が繋がって構成される。
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は太陽電池出力を直流
／直流変換するスイッチング回路であり、またＤＣ／Ａ
Ｃインバータ６もＤＣ／ＤＣコンバータ５と同様にスイ
ッチング回路であるが、この回路は直流を交流に変換す
る機能を持つとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の直流
出力を系統９と同じ交流電力に変換して、かつ系統と連
系運転して系統９に逆潮流する機能を有する。さらに、
連系リレー７は、連系インバータ１と系統９とを機械的
かつ電気的に解列するスイッチとして機能する。
連系インバータ１はＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／Ａ
Ｃインバータ６、連系リレー７が繋がって構成される。
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は太陽電池出力を直流
／直流変換するスイッチング回路であり、またＤＣ／Ａ
Ｃインバータ６もＤＣ／ＤＣコンバータ５と同様にスイ
ッチング回路であるが、この回路は直流を交流に変換す
る機能を持つとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の直流
出力を系統９と同じ交流電力に変換して、かつ系統と連
系運転して系統９に逆潮流する機能を有する。さらに、
連系リレー７は、連系インバータ１と系統９とを機械的
かつ電気的に解列するスイッチとして機能する。
【００１６】連系インバータの制御回路８は制御用計測
信号として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力電圧、入力
電流、出力電圧およびＤＣ／ＡＣインバータ６の出力電
圧、出力電流を測定する。上記計測信号を基に制御回路
８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／ＡＣインバータ
６のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制
御する。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のスイッチン
グ素子のスイッチング時間を制御することによって、連
系インバータの入力インピーダンスが制御可能となり、
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力電圧、入力電流（これは
太陽電池出力電圧、出力電流に等しい）が変化し、電圧
と電流の積が最大となるところで入力インピーダンスを
保持する。
信号として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力電圧、入力
電流、出力電圧およびＤＣ／ＡＣインバータ６の出力電
圧、出力電流を測定する。上記計測信号を基に制御回路
８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／ＡＣインバータ
６のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制
御する。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のスイッチン
グ素子のスイッチング時間を制御することによって、連
系インバータの入力インピーダンスが制御可能となり、
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力電圧、入力電流（これは
太陽電池出力電圧、出力電流に等しい）が変化し、電圧
と電流の積が最大となるところで入力インピーダンスを
保持する。
【００１７】この状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に負
荷がなければＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧は上昇
することになるが、ＤＣ／ＡＣインバータ６がＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５の負荷として機能し、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ６は、ＤＣ／ＡＣインバータ出力電圧を系統電圧に
同期させて連系運転を行いながら、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５出力電圧（＝ＤＣ／ＡＣインバータ入力電圧）がほ
ぼ一定となるようにＤＣ／ＡＣインバータ６のスイッチ
ング素子のスイッチング時間を制御して、ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ６の出力電流をコントロールする。
荷がなければＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧は上昇
することになるが、ＤＣ／ＡＣインバータ６がＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５の負荷として機能し、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ６は、ＤＣ／ＡＣインバータ出力電圧を系統電圧に
同期させて連系運転を行いながら、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５出力電圧（＝ＤＣ／ＡＣインバータ入力電圧）がほ
ぼ一定となるようにＤＣ／ＡＣインバータ６のスイッチ
ング素子のスイッチング時間を制御して、ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ６の出力電流をコントロールする。
【００１８】ここで上記太陽電池出力点検ユニット４
は、各太陽電池ストリング３にそれぞれ１ユニット備
え、その回路構成は図３の通りである。すなわち図３は
本発明における太陽電池出力点検ユニット４の回路図で
あって、同図において、太陽電池出力点検ユニット４
は、ストリング正極側のインバータ入力端子と並列接続
箇所の間に設けた逆流防止ダイオード１７、前記逆流防
止ダイオード１７とストリング正極側との間に複数個の
ダイオードを直列に接続したダイオードストリング１０
と、前記ダイオードストリング１０と並列に接続したＬ
ＥＤ１１と抵抗１２を備える。
は、各太陽電池ストリング３にそれぞれ１ユニット備
え、その回路構成は図３の通りである。すなわち図３は
本発明における太陽電池出力点検ユニット４の回路図で
あって、同図において、太陽電池出力点検ユニット４
は、ストリング正極側のインバータ入力端子と並列接続
箇所の間に設けた逆流防止ダイオード１７、前記逆流防
止ダイオード１７とストリング正極側との間に複数個の
ダイオードを直列に接続したダイオードストリング１０
と、前記ダイオードストリング１０と並列に接続したＬ
ＥＤ１１と抵抗１２を備える。
【００１９】また、逆流防止ダイオード１７とダイオー
ドストリング１０の間と負極との間にストリングを短
絡、開放する半導体スイッチ１４を、さらにストリング
を短絡した場合に、そのループ内に電流検出センサ１５
を設ける。また半導体スイッチ１４がＯＦＦ状態で、か
つインバータが停止状態の時、つまりインバータの入力
インピーダンスが無限大の時にも、太陽電池出力がある
場合にＬＥＤ１１を点灯するための抵抗１３を設ける。
なお開閉器１６は太陽電池ストリング３と連系インバー
タ１を手動で機械的かつ電気的に解列するためのスイッ
チである。
ドストリング１０の間と負極との間にストリングを短
絡、開放する半導体スイッチ１４を、さらにストリング
を短絡した場合に、そのループ内に電流検出センサ１５
を設ける。また半導体スイッチ１４がＯＦＦ状態で、か
つインバータが停止状態の時、つまりインバータの入力
インピーダンスが無限大の時にも、太陽電池出力がある
場合にＬＥＤ１１を点灯するための抵抗１３を設ける。
なお開閉器１６は太陽電池ストリング３と連系インバー
タ１を手動で機械的かつ電気的に解列するためのスイッ
チである。
【００２０】一方、インバータ制御回路８に半導体スイ
ッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、ストリン
グ３のインバータ入力端の電圧を検出する機能、及び電
流検出センサ１５により電流を検出する機能を備える。
さらに、太陽電池アレイの最大出力が得られるように連
系インバータ１の入力インピーダンスを制御する最大電
力点追尾機能とともに、太陽電池アレイの動作電圧を連
系インバータ１の入力電圧範囲の上限電圧から下限電圧
までをトレースする入力インピーダンス制御機能を付加
し、機能を切替えられるスイッチ等を設ける。
ッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、ストリン
グ３のインバータ入力端の電圧を検出する機能、及び電
流検出センサ１５により電流を検出する機能を備える。
さらに、太陽電池アレイの最大出力が得られるように連
系インバータ１の入力インピーダンスを制御する最大電
力点追尾機能とともに、太陽電池アレイの動作電圧を連
系インバータ１の入力電圧範囲の上限電圧から下限電圧
までをトレースする入力インピーダンス制御機能を付加
し、機能を切替えられるスイッチ等を設ける。
【００２１】なお、インバータ制御回路８は計測信号
（アナログ信号）をコンピュータ処理するためデジタル
変換するＡ／Ｄ変換器、計測データを基にスイッチング
素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを演算するＭＰＵ（マ
イクロ・プロセッサ・ユニット）、さらに演算結果（デ
ジタル信号）をスイッチング素子駆動信号（アナログ信
号）に変換するＤ／Ａ変換器、さらにＭＰＵのプログラ
ムを内蔵するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、演算
データを一時的に格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス
・メモリ）から構成する。これらは一般に使用されてい
る手段を任意に採用することが可能であり、特に図示は
行なわない。
（アナログ信号）をコンピュータ処理するためデジタル
変換するＡ／Ｄ変換器、計測データを基にスイッチング
素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを演算するＭＰＵ（マ
イクロ・プロセッサ・ユニット）、さらに演算結果（デ
ジタル信号）をスイッチング素子駆動信号（アナログ信
号）に変換するＤ／Ａ変換器、さらにＭＰＵのプログラ
ムを内蔵するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、演算
データを一時的に格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス
・メモリ）から構成する。これらは一般に使用されてい
る手段を任意に採用することが可能であり、特に図示は
行なわない。
【００２２】次に太陽電池出力の点検方法について説明
する。まず、定常運転時においては、連系インバータ１
が運転状態のとき、太陽電池出力制御は最大電力点追尾
を行い、すべてのストリングの半導体スイッチ１４はＯ
ＦＦ状態である。この場合、ＬＥＤ１１が点灯して太陽
電池の各ストリング３が発電状態にあることを表示す
る。一方、インバータ停止時においては、連系インバー
タ１が停止状態のとき、（例えば連系インバータを強制
的に停止したとき、インバータ故障あるいは系統停電で
インバータが停止したとき）、すべてのストリング３の
半導体スイッチ１４はＯＦＦであり、この場合でも太陽
電池が出力していれば、ＬＥＤ１１は点灯する。そこ
で、太陽電池の出力があることがこれによって検知され
る。
する。まず、定常運転時においては、連系インバータ１
が運転状態のとき、太陽電池出力制御は最大電力点追尾
を行い、すべてのストリングの半導体スイッチ１４はＯ
ＦＦ状態である。この場合、ＬＥＤ１１が点灯して太陽
電池の各ストリング３が発電状態にあることを表示す
る。一方、インバータ停止時においては、連系インバー
タ１が停止状態のとき、（例えば連系インバータを強制
的に停止したとき、インバータ故障あるいは系統停電で
インバータが停止したとき）、すべてのストリング３の
半導体スイッチ１４はＯＦＦであり、この場合でも太陽
電池が出力していれば、ＬＥＤ１１は点灯する。そこ
で、太陽電池の出力があることがこれによって検知され
る。
【００２３】次に太陽電池出力電圧−電流特性点検時に
ついて述べると、太陽電池の各ストリングの点検を行う
とき、例えば太陽電池ストリング３ａの出力特性を点検
する場合、太陽電池ストリング３ａの半導体スイッチ１
４をＯＦＦ、それ以外のストリングの半導体スイッチ１
４をＯＮとする。このとき、出力を点検するストリング
３ａだけで連系インバータを運転することになり、太陽
電池の動作電圧を連系インバータ１の入力電圧範囲の上
限電圧から下限電圧までをトレースする入力インピーダ
ンス制御機能により、太陽電池の出力電圧−出力電流特
性をデータとして制御回路８に含まれているＲＡＭに蓄
える。
ついて述べると、太陽電池の各ストリングの点検を行う
とき、例えば太陽電池ストリング３ａの出力特性を点検
する場合、太陽電池ストリング３ａの半導体スイッチ１
４をＯＦＦ、それ以外のストリングの半導体スイッチ１
４をＯＮとする。このとき、出力を点検するストリング
３ａだけで連系インバータを運転することになり、太陽
電池の動作電圧を連系インバータ１の入力電圧範囲の上
限電圧から下限電圧までをトレースする入力インピーダ
ンス制御機能により、太陽電池の出力電圧−出力電流特
性をデータとして制御回路８に含まれているＲＡＭに蓄
える。
【００２４】これらデータの表示は、例えば通信機能付
きのＭＰＵであれば通信ケーブルで、外部のコンピュー
タにデータを転送でき、グラフィック表示が可能であ
る。また、インバータの表示機能（例えば７セグメント
ＬＥＤや液晶表示パネル）で上記データを表示する場合
は、簡易的に太陽電池ストリングの開放電圧、最大電
力、最大電力点での動作電圧および動作電流の４データ
を表示する。
きのＭＰＵであれば通信ケーブルで、外部のコンピュー
タにデータを転送でき、グラフィック表示が可能であ
る。また、インバータの表示機能（例えば７セグメント
ＬＥＤや液晶表示パネル）で上記データを表示する場合
は、簡易的に太陽電池ストリングの開放電圧、最大電
力、最大電力点での動作電圧および動作電流の４データ
を表示する。
【００２５】一方、太陽電池短絡電流点検時において
は、各太陽電池ストリングの短絡電流の計測は、例えば
ストリング３ａの短絡電流を計測する場合、ストリング
３ａの半導体スイッチ１４をＯＮ、開閉器１６をＯＦ
Ｆ、その他のストリングの半導体スイッチ１４をＯＦ
Ｆ、開閉器１６はＯＮとして連系インバータ１を運転
し、ストリング３ａの閉ループ内の電流センサ１５の検
出短絡電流を計測する。この短絡電流値は温度依存性が
ほとんどないため、定格短絡電流値との比較により太陽
電池の受光日射強度が推定できる。この計測データも上
記の太陽電池出力電圧−電流特性と同様の処理を行うこ
とによって任意の表示を行なうことができる。
は、各太陽電池ストリングの短絡電流の計測は、例えば
ストリング３ａの短絡電流を計測する場合、ストリング
３ａの半導体スイッチ１４をＯＮ、開閉器１６をＯＦ
Ｆ、その他のストリングの半導体スイッチ１４をＯＦ
Ｆ、開閉器１６はＯＮとして連系インバータ１を運転
し、ストリング３ａの閉ループ内の電流センサ１５の検
出短絡電流を計測する。この短絡電流値は温度依存性が
ほとんどないため、定格短絡電流値との比較により太陽
電池の受光日射強度が推定できる。この計測データも上
記の太陽電池出力電圧−電流特性と同様の処理を行うこ
とによって任意の表示を行なうことができる。
【００２６】このように、太陽電池出力電圧−電流特性
および短絡電流の点検を行なうことによって、太陽電池
ストリングの出力特性を簡単に評価できる。また連系イ
ンバータ運転時に各ストリングの出力電流を検出して、
各ストリングの出力を比較することにより、太陽電池設
置方位の違い、受光障害等による出力電流のバラツキの
確認が可能である。さらに、各太陽電池ストリングの素
子温度を温度センサを用いて検出し、連系インバータ１
の制御回路で素子温度を測定すれば、太陽電池最大出力
電力および太陽電池出力電圧の温度補正により、定格出
力に対する実出力の推定ができる。
および短絡電流の点検を行なうことによって、太陽電池
ストリングの出力特性を簡単に評価できる。また連系イ
ンバータ運転時に各ストリングの出力電流を検出して、
各ストリングの出力を比較することにより、太陽電池設
置方位の違い、受光障害等による出力電流のバラツキの
確認が可能である。さらに、各太陽電池ストリングの素
子温度を温度センサを用いて検出し、連系インバータ１
の制御回路で素子温度を測定すれば、太陽電池最大出力
電力および太陽電池出力電圧の温度補正により、定格出
力に対する実出力の推定ができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の実施によって、太陽光発電シス
テムのユーザが太陽電池アレイの１ストリング毎の出力
の点検を連系インバータの制御機能を利用して簡単かつ
安全に行える。また各ストリング毎の出力特性のバラツ
キを踏まえたインバータ入力電力の適切な評価、長期の
データ比較による太陽電池出力の特性の経年変化の判断
が可能となる。さらに太陽電池のチェックをテスター等
で行う場合、太陽電池が発電状態にあれば、例え太陽電
池ストリングが短絡状態、開放状態であってもＬＥＤが
点灯しているため、作業時の注意喚起ができる。
テムのユーザが太陽電池アレイの１ストリング毎の出力
の点検を連系インバータの制御機能を利用して簡単かつ
安全に行える。また各ストリング毎の出力特性のバラツ
キを踏まえたインバータ入力電力の適切な評価、長期の
データ比較による太陽電池出力の特性の経年変化の判断
が可能となる。さらに太陽電池のチェックをテスター等
で行う場合、太陽電池が発電状態にあれば、例え太陽電
池ストリングが短絡状態、開放状態であってもＬＥＤが
点灯しているため、作業時の注意喚起ができる。
【図１】太陽電池ならびに連系インバータの配線状態を
概念的に説明するブロック図である。
概念的に説明するブロック図である。
【図２】連系インバータの内部構成を説明するブロック
図である。
図である。
【図３】本発明における太陽電池出力点検ユニットの回
路図である。
路図である。
１ 連系インバータ ２ 太陽電池モジュール ３ 太陽電池ストリング ４ 太陽電池出力点検ユニット ５ ＤＣ／ＤＣコンバータ ６ ＤＣ／ＡＣインバータ ７ 連系リレー ８ 制御回路 １０ ダイオードストリング １１ ＬＥＤ １２，１３ 抵抗 １４ 半導体スイッチ １５ 電流センサ １６ 開閉器 １７ 逆流防止ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻井 宏行 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 昭62−293936（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−246423（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−168639（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−162961（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 G05F 1/67 H01L 31/04 H02M 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 太陽電池モジュールを複数台直列接続し
た太陽電池ストリングを複数並列接続してアレイを構成
し、直列分毎にインバータ入力端子に接続する連系太陽
光発電システムの連系インバータにおいて、 インバータ内部で各ストリングを並列接続する並列接続
個所と、 各ストリング正極側のインバータ入力端子と並列接続個
所との間に設けた逆流防止ダイオードと、 上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイオードとの
間と負極との間に接続され、ストリングを短絡・開放す
る半導体スイッチと、 該半導体スイッチによりストリングを短絡した際に生じ
る閉ループ内に設けた電流検出センサと、 上記半導体スイッチにより短絡されたストリングの短絡
電流を上記電流検出センサにより計測する手段とを備
え、 上記複数のストリングのうち 点検するストリングに対応
する上記半導体スイッチをＯＦＦして該ストリングを開
放する一方、それ以外のストリングに対応する上記半導
体スイッチをＯＮして該ストリングを短絡すると共に、
上記太陽電池アレイの最大出力が得られるようにインバ
ータの入力インピーダンスを制御して、太陽電池アレイ
の動作電圧をインバータの入力電圧範囲の上限電圧から
下限電圧までトレースすることにより、各ストリング毎
の太陽電池の出力電圧−出力電流特性を点検することを
特徴とする太陽電池出力点検機能を有する連系インバー
タ。 - 【請求項２】 太陽電池モジュールを複数台直列接続し
た太陽電池ストリングを複数並列接続してアレイを構成
し、直列分毎にインバータ入力端子に接続する連系太陽
光発電システムの連系インバータにおいて、 インバータ内部で各ストリングを並列接続する並列接続
個所と、 各ストリング正極側のインバータ入力端子と並列接続個
所との間に設けた逆流防止ダイオードと、 上記インバータ入力端子と上記逆流防止ダイオードとの
間と負極との間に接続され、ストリングを短絡・開放す
る半導体スイッチと、 該半導体スイッチによりストリングを短絡した際に生じ
る閉ループ内に設けた電流検出センサと、 上記半導体スイッチにより短絡されたストリングの短絡
電流を上記電流検出センサにより計測する手段と、 上記半導体スイッチと上記逆流防止ダイオードの間と負
極の間に接続され、短絡・開放する開閉器とを備え、上記複数のストリングのうち 点検するストリングに対応
する上記半導体スイッチをＯＮかつ上記開閉器をＯＦＦ
して該ストリングを短絡する一方、その他のストリング
の上記半導体スイッチをＯＦＦかつ上記開閉器をＯＮし
て該ストリングを開放することにより、各ストリング毎
の短絡電流を上記電流検出センサにより計測することを
特徴とする太陽電池出力点検機能を有する連系インバー
タ。 - 【請求項３】 上記逆流防止ダイオードと各ストリング
正極側のインバータ入力端子の間に複数個のダイオード
を直列接続したダイオードストリングと、 該ダイオードストリングと並列接続した抵抗と発電状態
表示用ＬＥＤと、 上記逆流ダイオードと上記ＬＥＤとの間と負極との間に
接続した抵抗とをさらに備え、 上記ダイオードストリングの降下電圧によりＬＥＤを点
灯させて太陽電池出力の有無をチェックするために可視
化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の太陽電池出力点検機能を有する連系インバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17476695A JP3258862B2 (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 太陽電池出力点検機能を有する連系インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17476695A JP3258862B2 (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 太陽電池出力点検機能を有する連系インバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0928084A JPH0928084A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3258862B2 true JP3258862B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=15984307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17476695A Expired - Fee Related JP3258862B2 (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 太陽電池出力点検機能を有する連系インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258862B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001257376A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Omron Corp | 太陽光発電システム、太陽電池パネル |
| US7443052B2 (en) * | 2004-01-09 | 2008-10-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | DC/DC converter and decentralized power generation system comprising a DC/DC converter |
| JP4556677B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2010-10-06 | オムロン株式会社 | カーブトレーサを内蔵したパワーコンディショナ |
| JP4776348B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2011-09-21 | シャープ株式会社 | インバータ装置 |
| FR2951886B1 (fr) * | 2009-10-23 | 2016-02-05 | Commissariat Energie Atomique | Commande avec ralentissement de l'ouverture d'un interrupteur electronique |
| JP5330438B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | 異常診断装置およびその方法、コンピュータプログラム |
| JP5826131B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2015-12-02 | 三菱電機株式会社 | パワーコンディショナ |
| JP2014033587A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Mitsubishi Electric Corp | 筐体構造およびパワーコンディショナ |
| JP6081119B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2017-02-15 | 株式会社東芝 | Ｐｖパネル診断装置、診断方法、診断プログラム及びインピーダンス調節回路 |
| JP2014222201A (ja) * | 2013-05-14 | 2014-11-27 | シャープ株式会社 | 太陽電池の検査装置、検査プログラム及び検査方法 |
| JP6295724B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2018-03-20 | オムロン株式会社 | 太陽電池の評価装置、評価方法及び、太陽光発電システム |
| CN104092397B (zh) * | 2014-07-15 | 2016-06-15 | 安徽启光能源科技研究院有限公司 | 一种光伏储能系统孤岛模式下的全桥逆变器的三闭环控制方法 |
| JP6486115B2 (ja) * | 2015-01-20 | 2019-03-20 | 日東工業株式会社 | 太陽光発電システム |
| JP6865950B2 (ja) * | 2016-10-12 | 2021-04-28 | 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 |
| CN110719038B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-02-12 | 华为数字技术（苏州）有限公司 | 组串式逆变器的控制方法、装置、系统及存储介质 |
| CN110703836B (zh) * | 2019-10-17 | 2020-10-09 | 深圳市航天新源科技有限公司 | 电流输出型太阳阵模拟器开路电压控制电路及其控制方法 |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP17476695A patent/JP3258862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH0928084A (ja) | 1997-01-28 |
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