JP3632322B2 - 太陽電池用インバータの始動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池の直流発電電力を交流に変換して、連系した商用電源に電力を供給する太陽電池用インバータの始動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１に太陽電池用インバータの構成を示す。図中、１は太陽電池、２はインバータ、２０はインバータの制御部、Ｓはインバータと連系する系統側（商用電源）、ＡＣＬはインバータに接続された交流リアクトル、ＴＲはインバータの出力電圧を系統側電圧と一致させるトランス、Ｌは負荷である。
【０００３】
インバータの制御部２０は、直流電圧指令値ＶＤＣ＊と直流電圧（検出値）ＶＤＣＤＥＴとの偏差をＰＩ演算する電圧制御アンプ（電圧制御部）２１と、このアンプの出力信号に計器用変圧器ＰＴ１で検出した出力電圧Ｖｏｕｔを掛けて電流指令値ＩＰ＊を出力する乗算器２３と、この電流指令値ＩＰ＊と変流器ＣＴ１で検出した出力電流Ｉｄｅｔとの偏差を検出する減算器２５と、この偏差信号と出力電圧Ｖｏｕｔを受けてゲート基準信号を出力する力率制御部２６と、このゲート基準信号と三角波発生器２７からの三角波からＰＷＭ制御信号を出力するコンパレータ２８と、このＰＷＭ制御信号を受けてインバータのゲートを制御するゲートロジック回路２９で構成されている。
【０００４】
制御部２０は電圧制御部２１により直流電圧ＶＤＣＤＥＴが直流電圧指令値ＶＤＣ＊と一致するようにインバータ２を制御する。太陽電池１の直流発電電力ＰＤＣはインバータ２で交流電力ＰＡＣに変換され、系統側Ｓに供給される。
【０００５】
太陽電池は、図２に示すような電圧−電力特性を持っている。よって太陽電池の発電電力ＰＤＣは直流電圧ＶＤＣＤＥＴによって決定される。図２の特性よりインバータは直流電圧ＶＤＣＤＥＴを太陽電池の最大発電電力ＰＭＡＸとなる最適点電圧ＶＤＣＯＰＴに制御し、交流電力ＰＡＣ＝ＰＭＡＸとなるように運転することが望ましい。そのため、従来、太陽電池用インバータは一般に、直流電圧指令値ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴとして運転している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のように、常時直流電圧を最適点電圧に制御する方式では、インバータ始動時、日射量が多く太陽電池がほぼ定格値を発電する場合、インバータ始動後、太陽電池はすぐ最大電力を発電するので、インバータの出力が急上昇し、それが原因で、インバータの停止または故障が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インバータ始動時の出力電流の急上昇がなくなり、安定した始動運転ができる太陽電池用インバータの始動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インバータの始動前に、インバータの直流電圧指令値を太陽電池の無負荷状態の直流電圧とほぼ等しく設定してインバータを始動し、インバータの始動後は、前記直流電圧指令値を徐々に減少させ、この指令値が太陽電池の最大発電電力を出力する最適点電圧とほぼ等しくなった時に、この指令値の減少を停止して直流電圧指令値一定で運転する。これにより始動時に発電電力を無負荷状態から徐々に最大発電電力まで上昇させることが可能となり、始動時の出力電流の急上昇がなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
従来図１の太陽電池用インバータにおいて、インバータを以下のように制御する。
【００１０】
まず、インバータ始動前に、インバータの直流電圧指令値ＶＤＣ＊を図２の太陽電池特性の直流電圧ＶＤＣＯとほぼ等しく設定する。
【００１１】
次に、この直流電圧指令値ＶＤＣ＊≒ＶＤＣＯの設定でインバータを始動する。インバータの直流電圧ＶＤＣＤＥＴは指令値ＶＤＣ＊と等しくなるように制御されるので、直流電圧ＶＤＣＤＥＴは、ＶＤＣＤＥＴ＝ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯに制御される。
【００１２】
この直流電圧ＶＤＣＯはインバータ運転前の無負荷状態の太陽電池の直流電圧値と等しいので、図２の太陽電池の電圧−電力特性より、この時の太陽電池の発電電力ＰＤＣはＰ０≒０となる。よって、インバータの運転後も、太陽電池は殆ど発電電力を出力しないので、インバータへ入力する直流電力ＰＤＣ≒０となり、インバータから出力される交流電力ＰＡＣ≒０となる。
【００１３】
この始動後、直流電圧指令値ＶＤＣ＊をＶＤＣＯから徐々に減少させる。直流電圧指令値ＶＤＣ＊が徐々に減少すると直流電圧ＶＤＣＤＥＴは太陽電池の無負荷状態の電圧ＶＤＣＯから徐々に減少し、図２に矢印で示すように、太陽電池の発電電力ＰＤＣは徐々に増加し、インバータの出力する交流電力ＰＡＣも増加する。
【００１４】
直流電圧ＶＤＣＤＥＴが図２の太陽電池の最適点電圧ＶＤＣＯＰＴと等しくなった時、直流電圧指令値ＶＤＣ＊の減少を停止して一定の直流電圧指令値ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴでインバータを運転する。直流電圧ＶＤＣＤＥＴはＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴに制御されるので、太陽電池は最適点電圧ＶＤＣＯＰＴで最大電力ＰＭＡＸを発電する。
【００１５】
上記インバータの始動により発電電力ＰＤＣは図３のようにＰ０からＰＭＡＸに徐々に変化するので、始動時にインバータの電流値が急上昇することはない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータ始動時に太陽電池の発電電力の急上昇がなくなり、安定したインバータの始動運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池用インバータのシステム構成図。
【図２】太陽電池特性を示す線図。
【図３】本発明方法によるインバータ始動時の発電電力の変化を示す線図。
【符号の説明】
１…太陽電池
２…インバータ
２０…インバータの制御部
２１…直流電圧制御アンプ（直流電圧制御部）
２６…力率制御部
２８…ＰＷＭ制御用コンパレータ
２９…ゲートロジック回路
ＴＲ…トランス
Ｌ…負荷
Ｓ…系統側（商用電源）
ＶＤＣ＊…インバータの直流電圧指令値
ＶＤＣＤＥＴ…インバータの直流電圧（検出値）
ＶＤＣＯ…太陽電池の無負荷状態の電圧
ＶＤＣＯＰＴ…太陽電池の発電電力が最大となる最適点電圧
ＰＤＣ…太陽電池の発電電力
ＰＡＣ…インバータの出力する交流電力
ＰＭＡＸ…太陽電池の最大発電電力
Ｐ０…太陽電池の電圧ＶＤＣＯ時の発電電力
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池の直流発電電力を交流に変換して、連系した商用電源に電力を供給する太陽電池用インバータの始動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１に太陽電池用インバータの構成を示す。図中、１は太陽電池、２はインバータ、２０はインバータの制御部、Ｓはインバータと連系する系統側（商用電源）、ＡＣＬはインバータに接続された交流リアクトル、ＴＲはインバータの出力電圧を系統側電圧と一致させるトランス、Ｌは負荷である。
【０００３】
インバータの制御部２０は、直流電圧指令値ＶＤＣ＊と直流電圧（検出値）ＶＤＣＤＥＴとの偏差をＰＩ演算する電圧制御アンプ（電圧制御部）２１と、このアンプの出力信号に計器用変圧器ＰＴ１で検出した出力電圧Ｖｏｕｔを掛けて電流指令値ＩＰ＊を出力する乗算器２３と、この電流指令値ＩＰ＊と変流器ＣＴ１で検出した出力電流Ｉｄｅｔとの偏差を検出する減算器２５と、この偏差信号と出力電圧Ｖｏｕｔを受けてゲート基準信号を出力する力率制御部２６と、このゲート基準信号と三角波発生器２７からの三角波からＰＷＭ制御信号を出力するコンパレータ２８と、このＰＷＭ制御信号を受けてインバータのゲートを制御するゲートロジック回路２９で構成されている。
【０００４】
制御部２０は電圧制御部２１により直流電圧ＶＤＣＤＥＴが直流電圧指令値ＶＤＣ＊と一致するようにインバータ２を制御する。太陽電池１の直流発電電力ＰＤＣはインバータ２で交流電力ＰＡＣに変換され、系統側Ｓに供給される。
【０００５】
太陽電池は、図２に示すような電圧−電力特性を持っている。よって太陽電池の発電電力ＰＤＣは直流電圧ＶＤＣＤＥＴによって決定される。図２の特性よりインバータは直流電圧ＶＤＣＤＥＴを太陽電池の最大発電電力ＰＭＡＸとなる最適点電圧ＶＤＣＯＰＴに制御し、交流電力ＰＡＣ＝ＰＭＡＸとなるように運転することが望ましい。そのため、従来、太陽電池用インバータは一般に、直流電圧指令値ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴとして運転している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のように、常時直流電圧を最適点電圧に制御する方式では、インバータ始動時、日射量が多く太陽電池がほぼ定格値を発電する場合、インバータ始動後、太陽電池はすぐ最大電力を発電するので、インバータの出力が急上昇し、それが原因で、インバータの停止または故障が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インバータ始動時の出力電流の急上昇がなくなり、安定した始動運転ができる太陽電池用インバータの始動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インバータの始動前に、インバータの直流電圧指令値を太陽電池の無負荷状態の直流電圧とほぼ等しく設定してインバータを始動し、インバータの始動後は、前記直流電圧指令値を徐々に減少させ、この指令値が太陽電池の最大発電電力を出力する最適点電圧とほぼ等しくなった時に、この指令値の減少を停止して直流電圧指令値一定で運転する。これにより始動時に発電電力を無負荷状態から徐々に最大発電電力まで上昇させることが可能となり、始動時の出力電流の急上昇がなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
従来図１の太陽電池用インバータにおいて、インバータを以下のように制御する。
【００１０】
まず、インバータ始動前に、インバータの直流電圧指令値ＶＤＣ＊を図２の太陽電池特性の直流電圧ＶＤＣＯとほぼ等しく設定する。
【００１１】
次に、この直流電圧指令値ＶＤＣ＊≒ＶＤＣＯの設定でインバータを始動する。インバータの直流電圧ＶＤＣＤＥＴは指令値ＶＤＣ＊と等しくなるように制御されるので、直流電圧ＶＤＣＤＥＴは、ＶＤＣＤＥＴ＝ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯに制御される。
【００１２】
この直流電圧ＶＤＣＯはインバータ運転前の無負荷状態の太陽電池の直流電圧値と等しいので、図２の太陽電池の電圧−電力特性より、この時の太陽電池の発電電力ＰＤＣはＰ０≒０となる。よって、インバータの運転後も、太陽電池は殆ど発電電力を出力しないので、インバータへ入力する直流電力ＰＤＣ≒０となり、インバータから出力される交流電力ＰＡＣ≒０となる。
【００１３】
この始動後、直流電圧指令値ＶＤＣ＊をＶＤＣＯから徐々に減少させる。直流電圧指令値ＶＤＣ＊が徐々に減少すると直流電圧ＶＤＣＤＥＴは太陽電池の無負荷状態の電圧ＶＤＣＯから徐々に減少し、図２に矢印で示すように、太陽電池の発電電力ＰＤＣは徐々に増加し、インバータの出力する交流電力ＰＡＣも増加する。
【００１４】
直流電圧ＶＤＣＤＥＴが図２の太陽電池の最適点電圧ＶＤＣＯＰＴと等しくなった時、直流電圧指令値ＶＤＣ＊の減少を停止して一定の直流電圧指令値ＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴでインバータを運転する。直流電圧ＶＤＣＤＥＴはＶＤＣ＊＝ＶＤＣＯＰＴに制御されるので、太陽電池は最適点電圧ＶＤＣＯＰＴで最大電力ＰＭＡＸを発電する。
【００１５】
上記インバータの始動により発電電力ＰＤＣは図３のようにＰ０からＰＭＡＸに徐々に変化するので、始動時にインバータの電流値が急上昇することはない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータ始動時に太陽電池の発電電力の急上昇がなくなり、安定したインバータの始動運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池用インバータのシステム構成図。
【図２】太陽電池特性を示す線図。
【図３】本発明方法によるインバータ始動時の発電電力の変化を示す線図。
【符号の説明】
１…太陽電池
２…インバータ
２０…インバータの制御部
２１…直流電圧制御アンプ（直流電圧制御部）
２６…力率制御部
２８…ＰＷＭ制御用コンパレータ
２９…ゲートロジック回路
ＴＲ…トランス
Ｌ…負荷
Ｓ…系統側（商用電源）
ＶＤＣ＊…インバータの直流電圧指令値
ＶＤＣＤＥＴ…インバータの直流電圧（検出値）
ＶＤＣＯ…太陽電池の無負荷状態の電圧
ＶＤＣＯＰＴ…太陽電池の発電電力が最大となる最適点電圧
ＰＤＣ…太陽電池の発電電力
ＰＡＣ…インバータの出力する交流電力
ＰＭＡＸ…太陽電池の最大発電電力
Ｐ０…太陽電池の電圧ＶＤＣＯ時の発電電力
Claims (1)
- 制御部に直流電圧制御部を備えた太陽電池用インバータの始動方法であって、
前記インバータの始動前に、インバータの直流電圧指令値を太陽電池の無負荷状態の直流電圧とほぼ等しく設定してインバータを始動し、
インバータの始動後は、前記直流電圧指令値を徐々に減少させ、この指令値が太陽電池の最大発電電力を出力する最適点電圧とほぼ等しくなった時に、この指令値の減少を停止して直流電圧指令値一定で運転することを特徴とした太陽電池用インバータの始動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26108196A JP3632322B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 太陽電池用インバータの始動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26108196A JP3632322B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 太陽電池用インバータの始動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10112989A JPH10112989A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3632322B2 true JP3632322B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=17356826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26108196A Expired - Fee Related JP3632322B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 太陽電池用インバータの始動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3632322B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010060633B3 (de) | 2010-11-17 | 2012-04-26 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren zum Verbinden einer Photovoltaikanlage mit einem Stromversorgungsnetz und Photovoltaikanlage zur Durchführung des Verfahrens |
| JP7097673B2 (ja) * | 2017-02-23 | 2022-07-08 | 東洋電機製造株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
-
1996
- 1996-10-02 JP JP26108196A patent/JP3632322B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10112989A (ja) | 1998-04-28 |
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