JP4855361B2 - Inverter starting device for starting inverter device of solar power generation system, method for starting inverter device, program for realizing inverter starting device, and recording medium recording this program - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池により生成される直流電力をインバータ装置により交流電力に変換し商用電力系統に連系させる太陽光発電システムにおけるインバータ装置を起動させるインバータ起動装置、インバータ装置の起動方法、インバータ起動装置を実現するためのプログラム、及びこのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、太陽電池の開放電圧に基づいてインバータ装置を起動させるものに関する。 The present invention relates to an inverter starting device for starting an inverter device in a photovoltaic power generation system that converts DC power generated by a solar cell into AC power by an inverter device and is linked to a commercial power system, an inverter device starting method, and inverter starting. The present invention relates to a program for realizing the device and a recording medium on which the program is recorded, and particularly relates to a program for starting an inverter device based on an open voltage of a solar cell.
従来、太陽電池によって生成される直流電力をインバータ装置により交流電力に変換し、商用電力系統に連系させて電力を供給する太陽光発電システムが開発されている。太陽電池の発電電力は、日射強度や気温などの気象条件に影響を受ける。したがって、インバータ装置は、夜間など太陽電池が発電を行わない期間には自動で停止し、昼間の太陽電池が発電を行う期間は自動で起動するように設定されている。日射強度が減少し太陽電池から供給される電力がインバータ装置の無負荷損失より小さくなると、インバータ装置を停止させ、日射強度が増加し太陽電池から供給される電力がインバータ装置を動作させられる場合に、インバータ装置を起動させる必要がある。太陽電池から供給される電力を太陽電池の開放電圧や短絡電流から推測して、インバータ装置を起動させる方法が開発されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a photovoltaic power generation system has been developed that converts DC power generated by a solar cell into AC power using an inverter device, and supplies power by connecting to a commercial power system. The power generated by solar cells is affected by weather conditions such as solar radiation intensity and temperature. Therefore, the inverter device is set to automatically stop during a period in which the solar cell does not generate power, such as at night, and to automatically start during a period in which the daytime solar cell generates power. When the solar radiation intensity decreases and the power supplied from the solar cell becomes smaller than the no-load loss of the inverter device, the inverter device is stopped and the solar radiation intensity increases and the power supplied from the solar cell operates the inverter device. It is necessary to start the inverter device. A method has been developed in which the power supplied from the solar cell is estimated from the open voltage or short-circuit current of the solar cell and the inverter device is started.
例えば、所定の電圧を基準電圧として設定し、開放電圧がこの基準電圧より高くなった場合にインバータ装置を起動させる方法がある。しかしながら、この場合、開放電圧は太陽電池の経時的な劣化や外気温度などの変化により大きく変動するにもかかわらず、基準電圧は一定値である。したがって、太陽電池の供給電力が十分であるにもかかわらず、開放電圧が基準電圧に達しないためにインバータ装置が起動されない場合や、太陽電池の供給電力が不十分であるにもかかわらず、開放電圧が基準電圧に達したためにインバータ装置が起動されて停止するハンチングを繰り返す場合がある。なお、ハンチングを繰り返すとインバータ装置内のリレー等の部品の寿命に影響を及ぼすので、避けることが望ましい。 For example, there is a method in which a predetermined voltage is set as a reference voltage, and the inverter device is started when the open circuit voltage becomes higher than the reference voltage. However, in this case, the reference voltage is a constant value even though the open-circuit voltage largely fluctuates due to the deterioration of the solar cell over time or the outside air temperature. Therefore, even if the supply power of the solar cell is sufficient, the open circuit voltage does not reach the reference voltage, so that the inverter device is not started, or the supply power of the solar cell is insufficient. Since the voltage reaches the reference voltage, there is a case where the hunting in which the inverter device is started and stopped is repeated. It should be avoided that repeated hunting affects the life of components such as relays in the inverter device.
特開平08‐126208号公報には、太陽電池の開放電圧が、直前のシステム停止時の開放電圧に判定基準マージンを付加した値に達し、その状態が所定時間継続した時点でインバータ装置を起動する方法が記載されている。この方法によると、インバータ装置が動作中に何らかの原因で停止したとしても、その停止時の開放電圧から基準電圧を設定することができる。したがって、太陽電池の経時的な劣化や外気温度などに応じた基準電圧を設定することができ、基準電圧を一定値とした場合の不都合を回避することができる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 08-126208, the open circuit voltage of a solar cell reaches a value obtained by adding a criterion margin to the open circuit voltage at the time of the previous system stop, and the inverter device is activated when the state continues for a predetermined time. A method is described. According to this method, even if the inverter device stops for some reason during operation, the reference voltage can be set from the open voltage at the time of the stop. Therefore, the reference voltage can be set according to the deterioration of the solar cell over time, the outside air temperature, and the like, and the inconvenience when the reference voltage is set to a constant value can be avoided.
しかしながら、この方法によると、直前のシステム停止が前日の日没によるものである場合、インバータ装置を起動させる基準電圧として前日の日没時の開放電圧を基準とした値が用いられる。このとき、前日とは気温などの気象条件が異なるので、同じ日射強度であっても太陽電池の開放電圧が異なる場合がある。 However, according to this method, when the previous system stop is due to the sunset of the previous day, a value based on the open voltage at the sunset of the previous day is used as the reference voltage for starting the inverter device. At this time, since weather conditions such as temperature are different from the previous day, the open voltage of the solar cell may be different even with the same solar radiation intensity.
図4は、気温の違いによる日射強度と太陽電池の開放電圧との関係を示す図である。曲線Aは、曲線Bより低い気温における日射強度と開放電圧との関係を示している。図から明らかなように、同じ日射強度であっても気温が高い場合に太陽電池の開放電圧は低くなっている。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the solar radiation intensity due to the difference in temperature and the open voltage of the solar cell. Curve A shows the relationship between solar radiation intensity and open-circuit voltage at temperatures lower than curve B. As is clear from the figure, the open voltage of the solar cell is low when the temperature is high even with the same solar radiation intensity.
例えば、図4における曲線Aが前日の日没によるシステム停止時の気温に対する開放電圧を示し、システム停止時の日射強度がXだとすると、そのときの開放電圧はVとなる。曲線Bが、翌日のインバータ装置の起動を試みるときの気温に対する開放電圧を示している場合、開放電圧がV+α(αは判定基準マージン)となる日射強度はYとなる。すなわち、日射強度がXに達してもインバータ装置は起動されず、Xよりかなり高い日射強度であるYに達してようやく起動されることになる。この間、太陽電池から十分な直流電力を供給されているにもかかわらず、インバータ装置は起動されないために、交流電力に変換することができない。すなわち、発電量を損失してしまうという問題がある。 For example, if the curve A in FIG. 4 shows the open circuit voltage with respect to the temperature when the system is stopped due to the sunset of the previous day, and the solar radiation intensity when the system is stopped is X, the open circuit voltage at that time is V. When the curve B indicates the open circuit voltage with respect to the air temperature when attempting to start the inverter device on the next day, the solar radiation intensity at which the open circuit voltage is V + α (α is a judgment reference margin) is Y. In other words, even if the solar radiation intensity reaches X, the inverter device is not activated, and is finally activated when it reaches Y, which is a solar radiation intensity considerably higher than X. During this time, although sufficient direct current power is supplied from the solar cell, the inverter device is not activated and cannot be converted into alternating current power. That is, there is a problem that the amount of power generation is lost.
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、気象条件が異なっている場合でもインバータ装置が起動できる条件のときに起動させ、インバータ装置の不要な起動と停止の繰り返しを避けることができるインバータ装置の起動装置を提供することをその目的としている。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is activated when the inverter device can be activated even if the weather conditions are different, and the inverter device is repeatedly activated and stopped repeatedly. An object of the present invention is to provide a starter for an inverter device that can be avoided.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面によって提供されるインバータ起動装置は、太陽電池と前記太陽電池により生成される直流電力を交流電力に変換するインバータ装置とを備え、前記インバータ装置により変換された交流電力を商用電力系統に連系させて供給する太陽光発電システムのインバータ装置を起動させるインバータ起動装置であって、前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された前記開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動させる起動制御手段と、前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録手段と、前記起動制御手段が前記インバータ装置を起動させたときからの時間を計時する計時手段と、前記計時手段が所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別手段と、前記連系判別手段により連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定手段と、前記連系判別手段により連系しなかったと判別された場合、前記記録手段に記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定手段と、を備えたことを特徴とする。 The inverter starting device provided by the first aspect of the present invention includes a solar cell and an inverter device that converts DC power generated by the solar cell into AC power, and the AC power converted by the inverter device is converted into AC power. An inverter starting device for starting an inverter device of a photovoltaic power generation system that is supplied in connection with a commercial power system, wherein the open voltage measured by a measuring means for measuring the open voltage of the solar cell is set. Determining means for determining whether the reference voltage is higher than the reference voltage, and when the determination means determines that the open circuit voltage is higher than the reference voltage, the start control means for starting the inverter device, and the determination means When it is determined that the open circuit voltage is higher than the reference voltage, the recording means for recording the open circuit voltage, and the start control means Clocking means for timing the time from when the inverter device was started, and linkage determining means for determining whether or not the clocking means is linked to the commercial power system before timing a predetermined time; When it is determined that the connection is determined by the connection determination unit, the initial reference voltage setting unit that sets a predetermined initial reference voltage as the reference voltage, and when it is determined that the connection determination unit is not connected, Reference voltage setting means for setting the open-circuit voltage recorded in the recording means as the reference voltage.
この構成によると、前記商用電力系統に連系した場合に、前記初期基準電圧が前記基準電圧として設定される。したがって、連系が解除されて前記インバータ装置が停止した後、前記インバータ装置を起動するか否かは、前記太陽電池の開放電圧が前記初期基準電圧より高いか否かで判断される。よって、前記インバータ装置の停止時の気象条件との違いに関係なく、前記インバータ装置の起動の判断をすることができる。また、この構成によると、前記インバータ装置が起動されたにもかかわらず前記商用電力系統に連系しなかった場合には、最後に前記インバータ装置が起動されたときの開放電圧を前記基準電圧として、前記インバータ装置を起動するか否かを判断する。したがって、固定値である前記初期基準電圧を前記基準電圧として設定することによる不都合を回避することができる。 According to this configuration, the initial reference voltage is set as the reference voltage when connected to the commercial power system. Therefore, whether or not to start the inverter device after the interconnection is released and the inverter device is stopped is determined by whether or not the open voltage of the solar cell is higher than the initial reference voltage. Therefore, it is possible to determine whether to start the inverter device regardless of the difference in weather conditions when the inverter device is stopped. Further, according to this configuration, when the inverter device is activated but not connected to the commercial power system, the open voltage when the inverter device is last activated is used as the reference voltage. Then, it is determined whether to start the inverter device. Therefore, inconvenience due to setting the initial reference voltage, which is a fixed value, as the reference voltage can be avoided.
「開放電圧」とは、太陽電池の出力端子を開放したときの出力電圧である。「基準電圧」とは、インバータ装置を起動させる判定基準となる電圧である。太陽電池の開放電圧がこの基準電圧を超えた場合、太陽電池がインバータ装置に十分な電力を供給できると判断されるので、インバータ起動装置はインバータ装置を起動させる。 The “open voltage” is an output voltage when the output terminal of the solar cell is opened. The “reference voltage” is a voltage serving as a determination reference for starting the inverter device. When the open voltage of the solar cell exceeds the reference voltage, it is determined that the solar cell can supply sufficient power to the inverter device, and thus the inverter activation device activates the inverter device.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基準電圧設定手段は、前記連系判別手段により連系しなかったと判別された場合であり、かつ、前記基準電圧が設定されてから連系しなかったと判別された回数が2回以上の所定回数となった場合のみ、前記記録手段に記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the reference voltage setting means is a case where it is determined by the connection determination means that the connection has not been established, and has not been connected after the reference voltage is set. Only when the determined number becomes a predetermined number of times of 2 or more, the open circuit voltage recorded in the recording means is set as the reference voltage.
この構成によると、連系を失敗した回数が前記所定回数となるまでは前記基準電圧は変更されず、連系を失敗した回数が前記所定回数となったときにのみ前記基準電圧が変更される。したがって、すぐに前記基準電圧が変更されることがなく、前記太陽電池の開放電圧の上昇が緩やかな場合になかなか前記インバータ装置が起動されないという不都合を抑制することができる。 According to this configuration, the reference voltage is not changed until the number of failed interconnections reaches the predetermined number, and the reference voltage is changed only when the number of failed interconnections reaches the predetermined number. . Therefore, the reference voltage is not immediately changed, and it is possible to suppress the inconvenience that the inverter device is not activated when the increase in the open circuit voltage of the solar cell is moderate.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基準電圧設定手段は、前記記録手段に記録された前記開放電圧に0より大きい所定値を加えて前記基準電圧として設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the reference voltage setting means sets the reference voltage by adding a predetermined value larger than 0 to the open-circuit voltage recorded in the recording means.
この構成によると、連系に失敗した場合、最後に前記インバータ装置が起動されたときの開放電圧に前記所定値を加えたものが前記基準電圧として設定される。したがって、前記基準電圧がより高く設定されるので、ハンチングをより減少させることができる。 According to this configuration, when the interconnection fails, a value obtained by adding the predetermined value to the open-circuit voltage when the inverter device is last activated is set as the reference voltage. Therefore, since the reference voltage is set higher, hunting can be further reduced.
本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置の起動方法は、太陽電池と前記太陽電池により生成される直流電力を交流電力に変換するインバータ装置とを備え、前記インバータ装置により変換された交流電力を商用電力系統に連系させて供給する太陽光発電システムのインバータ装置の起動方法であって、前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動する起動工程と、前記判定工程で前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録工程と、前記起動工程で前記インバータ装置が起動されたときからの時間を計時する計時工程と、前記計時工程で所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別工程と、前記連系判別工程で連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定工程と、前記連系判別工程で連系しなかったと判別された場合、前記記録工程で記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定工程と、を備えたことを特徴とする。 The start method of the inverter apparatus provided by the 2nd side surface of this invention is equipped with a solar cell and the inverter apparatus which converts the direct-current power produced | generated by the said solar cell into alternating current power, and the alternating current converted by the said inverter apparatus A startup method for an inverter device of a photovoltaic power generation system that supplies power by connecting it to a commercial power system, wherein an open voltage measured by a measuring means for measuring an open voltage of the solar cell is set as a reference A determination step for determining whether or not the voltage is higher than a voltage; and when the determination step determines that the open circuit voltage is higher than the reference voltage, a start step for starting the inverter device, and the open circuit voltage in the determination step. When it is determined that the voltage is higher than the reference voltage, whether the inverter device is activated in the recording process of recording the open circuit voltage and the activation process. A time measurement step for measuring the time of the connection, a connection determination step for determining whether or not the commercial power system is connected before the predetermined time is measured in the time measurement step, and the connection determination step If it is determined that the connection is not established in the initial reference voltage setting step for setting a predetermined initial reference voltage as the reference voltage and the linkage determination step, the release recorded in the recording step is determined. And a reference voltage setting step for setting a voltage as the reference voltage.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基準電圧設定工程は、前記連系判別工程で連系しなかったと判別された場合であり、かつ、前記基準電圧が設定されてから連系しなかったと判別された回数が2回以上の所定回数となった場合のみ、前記記録工程で記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the reference voltage setting step is a case where it is determined that the connection is not connected in the connection determination step, and the connection is not performed after the reference voltage is set. The open voltage recorded in the recording step is set as the reference voltage only when the determined number is a predetermined number of times of 2 or more.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基準電圧設定工程は、前記記録工程で記録された前記開放電圧に0より大きい所定値を加えて前記基準電圧として設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the reference voltage setting step sets the reference voltage by adding a predetermined value larger than 0 to the open-circuit voltage recorded in the recording step.
本発明の第3の側面によって提供されるプログラムは、コンピュータを、太陽電池により生成される直流電力をインバータ装置により交流電力に変換し商用電力系統に連系させて供給する太陽光発電システムのインバータ装置を起動させるインバータ起動装置として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動させる起動制御手段と、前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録手段と、前記起動制御手段が前記インバータ装置を起動させたときからの時間を計時する計時手段と、前記計時手段が所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別手段と、前記連系判別手段により連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定手段と、前記連系判別手段により連系しなかったと判別された場合、前記記録手段に記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定手段と、して機能させることを特徴とする。 The program provided by the third aspect of the present invention is an inverter of a photovoltaic power generation system that supplies a computer by converting DC power generated by a solar cell into AC power by an inverter device and supplying the AC power to a commercial power system. A program for causing a computer to function as an inverter activation device for activating the device, wherein whether the open voltage measured by the measuring means for measuring the open voltage of the solar cell is higher than a set reference voltage Determining means for determining whether or not the open circuit voltage is higher than the reference voltage by the determination means, and a start control means for starting the inverter device, and the open circuit voltage is determined to be higher than the reference voltage by the determination means. If it is determined that the voltage is high, the recording means for recording the open circuit voltage and the start control means Clocking means for timing the time from when the data device was started, and linkage determining means for determining whether or not the clocking means was linked to the commercial power system before timing a predetermined time; When it is determined that the connection is determined by the connection determination unit, the initial reference voltage setting unit that sets a predetermined initial reference voltage as the reference voltage, and when it is determined that the connection determination unit is not connected, It is made to function as a reference voltage setting means for setting the open circuit voltage recorded in the recording means as the reference voltage.
本発明の第4の側面によって提供される記録媒体は、第3の側面によって提供されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。 The recording medium provided by the fourth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium that records the program provided by the third aspect.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るインバータ起動装置を備えた太陽光発電システムの一例を説明するためのブロック図である。太陽光発電システム1は、太陽電池2、インバータ装置3、変圧装置4、連系接続装置5、商用電力系統6、インバータ制御装置7、インバータ起動装置8、連系制御装置9、電圧計10および系統電圧検出装置11を備えている。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of a photovoltaic power generation system including an inverter starting device according to the present invention. The solar
太陽電池2、インバータ装置3、変圧装置4、連系接続装置5、および商用電力系統6は、この順で直列に接続されている。インバータ制御装置7は、インバータ装置3に接続されている。インバータ起動装置8は、インバータ制御装置7に接続されている。連系制御装置9は、連系接続装置5およびインバータ起動装置8に接続されている。電圧計10は太陽電池2の出力電圧を計測し、系統電圧検出装置11は商用電力系統6の系統電圧信号を検出するように接続されている。太陽光発電システム1は、太陽電池2により生成された直流電力を、インバータ装置3で交流電力に変換し、商用電力系統6に連系させて電力を供給するものである。
太陽電池2は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して、直流電力を生成するものである。
The
インバータ装置3は、PWM制御型インバータ装置である。インバータ装置3は、インバータ制御装置7から入力されるPWM信号に基づいて図示しないスイッチング素子をオンオフ動作させることで、太陽電池2から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ装置3は、図示しないフィルタ回路によってスイッチングノイズを除去された交流電力を出力する。
The inverter device 3 is a PWM control type inverter device. The inverter device 3 converts the DC power input from the
インバータ装置3は、インバータ起動装置8からの起動信号を受信したインバータ制御装置7からPWM信号を入力されることで起動状態となる。また、インバータ起動装置8からの停止信号を受信したインバータ制御装置7がPWM信号の出力を停止すると、インバータ装置3は停止する。
The inverter device 3 is activated by receiving a PWM signal from the
変圧装置4は、インバータ装置3から出力される交流電力の電圧を所定の昇圧比で昇圧する。この所定の昇圧比は、所定の直流電圧最小値の直流電力が入力されたときにインバータ装置3より出力される交流電力の電圧値を商用電力系統6の系統電圧の電圧最大値と同一レベルに昇圧する昇圧比であり、予め設定されている。連系接続装置5は、連系制御装置9から連系接続信号が入力されたときに、変圧装置4の出力端を商用電力系統6に接続する。これにより、変圧装置4から出力される交流電力が商用電力系統6に供給される。一方、連系制御装置9から連系解除信号が入力されたときは、変圧装置4の出力端と商用電力系統6との接続を開放する。
The transformer device 4 boosts the voltage of the AC power output from the inverter device 3 at a predetermined boost ratio. This predetermined step-up ratio is such that the voltage value of the AC power output from the inverter device 3 when the DC power of the predetermined minimum DC voltage value is input is set to the same level as the voltage maximum value of the system voltage of the commercial power system 6. This is a boost ratio for boosting and is preset. The
インバータ制御装置7は、インバータ装置3のスイッチング素子のオンオフ動作を制御するPWM信号を出力するものである。インバータ制御装置7は、目標とする出力電圧信号と予め設定されている周波数の三角波信号とを系統電圧検出装置11から入力される商用電力系統6の系統電圧信号と同期させて、それぞれ指令値信号とキャリア信号として生成し、この指令値信号とキャリア信号との差分に基づいてパルス信号を生成し、PWM信号として出力する。インバータ制御装置7は、インバータ起動装置8から起動信号を入力されたときからPWM信号を生成し、停止信号を入力されたときにPWM信号の生成を停止する。なお、インバータ制御装置7は、他の方法でPWM信号を生成するものであってもよい。
The
連系制御装置9は、変圧装置4の出力電圧信号が系統電圧検出装置11から入力される商用電力系統6の系統電圧信号と一致すると連系接続装置5およびインバータ起動装置8に連系接続信号を出力し、一致しなくなると連系接続装置5およびインバータ起動装置8に連系解除信号を出力する。変圧装置4の出力電圧信号は、電圧計10から入力される太陽電池2の出力電圧と、インバータ制御装置7においてPWM信号生成のために設定されている制御パラメータと、変圧装置4に設定されている昇圧比とから演算される。なお、変圧装置4と連系接続装置5との間に電圧検出装置を接続し、変圧装置4の出力電圧信号を直接検出して系統電圧信号と比較する構成としてもよい。
When the output voltage signal of the transformer device 4 matches the system voltage signal of the commercial power system 6 input from the system voltage detection device 11, the
電圧計10は、太陽電池2の出力電圧を計測するものである。インバータ装置3は、起動されるまでは、その内部のスイッチング素子がすべて開放状態にある。したがって、太陽電池2の出力端子は開放状態となっており、電圧計10は太陽電池2の開放電圧を計測する。インバータ装置3が動作している間は、インバータ装置3に接続した太陽電池2の出力電圧を計測する。計測された電圧は、インバータ起動装置8および連系制御装置9に入力される。系統電圧検出装置11は、商用電力系統6の系統電圧信号を検出し、インバータ制御装置7および連系制御装置9に入力する。
The
インバータ起動装置8は、インバータ装置3を起動するためのものである。インバータ起動装置8は、電圧計10から入力される太陽電池2の開放電圧と設定されている基準電圧とを比較し、開放電圧の方が大きい場合、インバータ制御装置7に起動信号を出力する。また、インバータ起動装置8は、インバータ装置3の動作中に、電圧計10から入力される太陽電池2の出力電圧または太陽電池2の出力電力が所定の値以下となった場合、インバータ制御装置7に停止信号を出力する。この所定の値は、インバータ装置3を動作させるために必要な電圧であり、予め設定されている。
The
また、インバータ起動装置8は、インバータ装置3の動作中に、商用電力系統6に連系していない状態が所定の時間継続すると、インバータ制御装置7に停止信号を出力する。これにより、連系していないにもかかわらずインバータ装置3だけが動作を継続し続ける状態を避け、太陽電池2が商用電力系統6に連系できるだけの電力を供給できるようになるまでインバータ装置3を停止させることができる。この所定の時間は、予め設定されている。
Moreover, the
図2は、インバータ起動装置8の内部構成を説明するためのブロック図である。インバータ起動装置8は、比較部81、記録部82、基準電圧設定部83、タイマ部84、カウンタ部85、および、連系判別部86を備えている。図2においては、簡略化のため、インバータ装置3を停止させる構成を省略し、インバータ装置3を起動させる構成のみを記載している。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the internal configuration of the
比較部81は、タイマ部84から連系時間経過信号が入力されたとき、電圧計10から入力される太陽電池2の開放電圧と基準電圧設定部83から入力される基準電圧とを比較する。比較部81は、開放電圧の方が大きい場合、インバータ制御装置7、記録部82、およびタイマ部84に起動信号を出力する。
The
記録部82は、電圧計10から太陽電池2の開放電圧を入力されており、比較部81から起動信号が入力されると当該開放電圧を記録する。
The
基準電圧設定部83は、基準電圧を設定するものである。基準電圧設定部83は、連系判別部86から連系完了信号が入力されると、初期基準電圧を基準電圧として設定する。初期基準電圧は、太陽電池2の特性に応じて、例えば数百Vに予め設定されている。基準電圧設定部83は、カウンタ部85から基準電圧変更信号が入力されると、記録部82に記録されている開放電圧に所定値を加算したものを基準電圧として設定する。
The reference
本実施形態では所定値が10Vに設定されているが、自由に設定可能である。例えば0V、すなわち所定値を加算しない構成としてもよい。しかし、所定値を小さすぎる値に設
定すると、太陽電池2の供給電力が不十分であるにもかかわらずインバータ装置3を起動することが増加し、ハンチングを繰り返す可能性が高くなる。一方、所定値を大きすぎる値に設定すると、太陽電池2の供給電力が十分であるにもかかわらず、インバータ装置3が起動しないという不都合が生じる。
In this embodiment, the predetermined value is set to 10 V, but can be set freely. For example, 0V, that is, a configuration in which a predetermined value is not added may be employed. However, if the predetermined value is set to a value that is too small, the number of times that the inverter device 3 is activated increases even though the power supplied to the
タイマ部84は、インバータ装置3の起動から連系完了までの時間を計時するものである。タイマ部84は、比較部81から起動信号を入力されたときに計時を開始し、連系判別部86から連系完了信号が入力されると計時を中止する。タイマ部84は、所定時間が計時された場合、計時を中止して比較部81およびカウンタ部85に連系時間経過信号を出力する。この所定時間は、予め設定されている連系完了のタイムリミットを示す時間であり、本実施形態では数十秒が設定されている。インバータ起動装置8は、連系が完了する前にこの所定時間が経過した場合、連系が失敗したと判断して、インバータ制御装置7に停止信号を出力して、再度インバータ装置3の起動を試みる。
The
なお、所定時間は、自由に設定できる。しかし、所定時間を長すぎる時間に設定すると、連系完了のタイムリミットが長くなり、太陽電池2の開放電圧の上昇が緩やかな場合、連系されずにインバータ装置3だけが動作している状態が長く継続することになる。一方、所定時間を短かすぎる値に設定すると、連系完了のタイムリミットが短くなり、ハンチングの回数が増加することになる。
The predetermined time can be set freely. However, if the predetermined time is set too long, the time limit for completion of interconnection becomes long, and when the increase in the open-circuit voltage of the
カウンタ部85は、連系の失敗回数をカウントするものである。カウンタ部85は、タイマ部84から連系時間経過信号を入力されたときに、カウンタを‘1’増加させる。カウンタ部85は、カウンタが所定回数となった場合、基準電圧設定部83に基準電圧変更信号を出力し、カウンタを‘0’に戻す。この所定回数は予め設定されており、本実施形態では3回が設定されている。インバータ起動装置8は、連系の失敗回数がこの所定回数となった場合、基準電圧を変更した上で、再度インバータ装置3の起動を試みる。
The
なお、所定回数は3回に限られず、自由に設定できる。例えば1回、すなわち連系を失敗するたびに記録部82に記録されている開放電圧に所定値を加算したものを基準電圧として設定する構成としてもよい。しかし、所定回数を少なすぎる回数に設定すると、すぐに基準電圧を変更することになり、太陽電池2の開放電圧の上昇が緩やかな場合に、なかなかインバータ装置3を起動することができなくなる。一方、所定回数を多すぎる回数に設定すると、なかなか基準電圧を変更しないことになり、太陽電池2の供給電力が不十分であるにもかかわらずインバータ装置3を起動することが増加し、ハンチングを繰り返す可能性が高くなる。
The predetermined number of times is not limited to three and can be set freely. For example, a configuration in which a predetermined value is added to the open-circuit voltage recorded in the
連系判別部86は、商用電力系統6に連系しているか否かを判別するものである。連系判別部86は、連系している場合にオンとなるフラグを有しており、連系制御装置9から連系接続信号を入力されるとフラグをオンにし、連系制御装置9から連系解除信号を入力されるとフラグをオフにする。連系判別部86は、フラグがオンとなった場合に、タイマ部84および基準電圧設定部83に連系完了信号を出力する。
The
次に、インバータ起動装置8の起動動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。図3は、インバータ起動装置8がインバータ装置3を起動させる処理を示すフローチャートである。この起動処理は、太陽電池2が太陽光を受け始める時間、例えば日の出時刻に開始される。また、太陽電池2が太陽光を受けられる時間帯でありインバータ装置3が動作していない場合、例えば一時的に太陽光が遮られて太陽電池2の出力電力が低下したためにインバータ装置3の動作が停止した場合にも、当該起動処理は開始される。
Next, the starting operation of the
まず、電圧計10で計測された太陽電池2の開放電圧が入力される(S1)。次に、入力された開放電圧と設定されている基準電圧とが比較され、開放電圧が基準電圧より高いか否かが判定される(S2)。開放電圧が基準電圧以下の場合(S2:NO)、太陽電池2はインバータ装置3を動作させるだけの電力を供給できないので、インバータ装置3は起動されずに、ステップS1に戻る。すなわち、開放電圧が基準電圧より高くなるまで、待機状態を継続する。
First, the open circuit voltage of the
開放電圧が基準電圧より高い場合(S2:YES)、インバータ装置3を動作させるだけの電力を供給できると判断されるので、当該開放電圧が記録され(S3)、インバータ装置3が起動される(S4)。 If the open circuit voltage is higher than the reference voltage (S2: YES), it is determined that power sufficient to operate the inverter device 3 can be supplied, so the open circuit voltage is recorded (S3), and the inverter device 3 is activated ( S4).
次に、連系が完了したか否か(連系制御装置9から連系接続信号が入力されたか否か)が判別される(S5)。連系が完了した場合(S5:YES)、初期基準電圧が基準電圧に設定され(S6)、起動処理は終了される。連系が完了していない場合(S5:NO)、インバータ装置3の起動から所定時間が経過したか否かが判別される(S7)。経過した場合(S7:YES)は、連系が失敗したと判断され、インバータ装置3が停止されて、ステップS8に進む。経過していない場合(S7:NO)は、ステップS5に戻る。すなわち、連系が完了するか、所定時間が経過するまで、ステップS5とステップS7を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the interconnection is completed (whether or not an interconnection connection signal is input from the interconnection control device 9) (S5). When the interconnection is completed (S5: YES), the initial reference voltage is set to the reference voltage (S6), and the startup process is terminated. When the interconnection is not completed (S5: NO), it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the inverter device 3 (S7). If it has elapsed (S7: YES), it is determined that the interconnection has failed, the inverter device 3 is stopped, and the process proceeds to step S8. If it has not elapsed (S7: NO), the process returns to step S5. That is, step S5 and step S7 are repeated until interconnection is completed or a predetermined time has elapsed.
ステップS8において、基準電圧が設定されてからの連系の失敗回数が3回目であるか否かが判別される(S8)。3回目の場合(S8:YES)、記録されている開放電圧に10Vを加算したものが基準電圧として設定される(S9)。3回目でない場合(S8:NO)、すなわち、1回目または2回目の場合(3回目で基準電圧が変更されるので、4回目以上になることはない)、基準電圧を変更せずにステップS1に戻る。 In step S8, it is determined whether or not the number of interconnection failures since the reference voltage is set is the third time (S8). In the third case (S8: YES), a value obtained by adding 10 V to the recorded open voltage is set as the reference voltage (S9). If it is not the third time (S8: NO), that is, if it is the first time or the second time (the reference voltage is changed at the third time, it will not be more than the fourth time), step S1 without changing the reference voltage Return to.
上記のように、連系が完了するまでステップS1〜S5、S7〜S8が繰り返され、連系の失敗回数が3回目の場合はステップS9で基準電圧が変更される。 As described above, steps S1 to S5 and S7 to S8 are repeated until the interconnection is completed. If the number of interconnection failures is the third, the reference voltage is changed in step S9.
次に、インバータ起動装置8の作用について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態によると、商用電力系統6に連系した場合は初期基準電圧が基準電圧として設定される。したがって、連系が解除されてインバータ装置3が停止した後、インバータ装置3を起動するか否かは、太陽電池2の開放電圧が初期基準電圧より高いか否かで判断される。よって、インバータ装置3の停止時の気象条件との違いに関係なく、インバータ装置3の起動の判断をすることができる。
According to this embodiment, when connected to the commercial power system 6, the initial reference voltage is set as the reference voltage. Therefore, whether or not the inverter device 3 is started after the connection is released and the inverter device 3 is stopped is determined by whether or not the open voltage of the
また、本実施形態によると、インバータ装置3が起動されたにもかかわらず商用電力系統6に連系しなかった場合には、最後にインバータ装置3が起動されたときの開放電圧を基にした電圧が基準電圧とされ、インバータ装置3を起動するか否かが判断される。したがって、固定値である初期基準電圧を基準電圧として設定することによる不都合を回避することができる。更に、最後にインバータ装置3が起動されたときの開放電圧に10Vを加算した電圧が基準電圧とされ、基準電圧がより高く設定されるので、ハンチングをより減少させることができる。 Further, according to the present embodiment, when the inverter device 3 is activated but not connected to the commercial power system 6, it is based on the open circuit voltage when the inverter device 3 is last activated. The voltage is set as a reference voltage, and it is determined whether or not to start the inverter device 3. Therefore, the inconvenience caused by setting the initial reference voltage, which is a fixed value, as the reference voltage can be avoided. Furthermore, the voltage obtained by adding 10 V to the open circuit voltage when the inverter device 3 is last activated is set as the reference voltage, and the reference voltage is set higher, so that hunting can be further reduced.
また、本実施形態によると、連系の失敗回数が3回目の場合にのみ、最後にインバータ装置3が起動されたときの開放電圧に10Vを加算した電圧が基準電圧として設定される。したがって、すぐに基準電圧を変更しないので、太陽電池の開放電圧の上昇が緩やかな場合になかなかインバータ装置3を起動することができなくなることを防ぐことができる。 Further, according to the present embodiment, only when the number of failures in the interconnection is the third time, a voltage obtained by adding 10 V to the open circuit voltage when the inverter device 3 is last activated is set as the reference voltage. Therefore, since the reference voltage is not changed immediately, it is possible to prevent the inverter device 3 from being easily started when the increase in the open voltage of the solar cell is moderate.
なお、上記実施形態では、太陽電池の開放電圧と基準電圧との比較を行って開放電圧が基準電圧より高い場合にインバータ装置を起動しているが、開放電圧が基準電圧より高い状態が所定の時間継続した場合にのみインバータ装置を起動するように構成してもよい。この構成によれば、太陽電池の開放電圧が瞬間的に上昇したために生じるハンチングを抑制することができる。この構成において、所定の時間を、開放電圧と基準電圧との差の大きさに基づいて設定するようにしてもよい。すなわち、開放電圧と基準電圧との差が小さい場合は、その後すぐに開放電圧が基準電圧を下回る可能性が高いので、所定の時間を長くする。一方、開放電圧と基準電圧との差が大きい場合は、開放電圧が基準電圧を下回る可能性が低いので、所定の時間を短くする。 In the above embodiment, the inverter device is activated when the open-circuit voltage is higher than the reference voltage by comparing the open-circuit voltage of the solar cell with the reference voltage, but the state where the open-circuit voltage is higher than the reference voltage is predetermined. You may comprise so that an inverter apparatus may be started only when it continues for time. According to this structure, the hunting which arises because the open circuit voltage of a solar cell rose instantaneously can be suppressed. In this configuration, the predetermined time may be set based on the magnitude of the difference between the open circuit voltage and the reference voltage. That is, when the difference between the open circuit voltage and the reference voltage is small, there is a high possibility that the open circuit voltage will fall below the reference voltage immediately thereafter, so the predetermined time is lengthened. On the other hand, when the difference between the open circuit voltage and the reference voltage is large, the possibility that the open circuit voltage is lower than the reference voltage is low, and therefore the predetermined time is shortened.
本発明に係るインバータ起動装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るインバータ起動装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The inverter starting device according to the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the inverter starting device according to the present invention can be varied in design in various ways.
また、上述したインバータ起動装置を、ROM、CD−ROM、DVD−ROM、フラッシュメモリなどの記録媒体に記録したプログラムを用いて、コンピュータに実現させてもよい。 Further, the inverter starting device described above may be realized by a computer using a program recorded in a recording medium such as a ROM, CD-ROM, DVD-ROM, flash memory or the like.
1 太陽光発電システム
2 太陽電池
3 インバータ装置
4 変圧装置
5 連系接続装置
6 商用電力系統
7 インバータ制御装置
8 インバータ起動装置
9 連系制御装置
10 電圧計
11 系統電圧検出装置
81 比較部(判定手段、起動制御手段)
82 記録部(記録手段)
83 基準電圧設定部(初期基準電圧設定手段、基準電圧設定手段)
84 タイマ部(計時手段、連系判別手段)
85 カウンタ部
86 連系判別部(連系判別手段)
DESCRIPTION OF
82 Recording section (recording means)
83 Reference voltage setting unit (initial reference voltage setting means, reference voltage setting means)
84 Timer part (time measuring means, connection discrimination means)
85
Claims (8)
前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された前記開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動させる起動制御手段と、
前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録手段と、
前記起動制御手段が前記インバータ装置を起動させたときからの時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別手段と、
前記連系判別手段により連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定手段と、
前記連系判別手段により連系しなかったと判別された場合、前記記録手段に記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ起動装置。 An inverter of a photovoltaic power generation system comprising a solar battery and an inverter device that converts direct current power generated by the solar battery into alternating current power, and supplying the alternating current power converted by the inverter device to a commercial power system An inverter starting device for starting the device,
Determining means for determining whether or not the open voltage measured by the measuring means for measuring the open voltage of the solar cell is higher than a set reference voltage;
When the determination means determines that the open circuit voltage is higher than the reference voltage, start control means for starting the inverter device;
A recording unit that records the open-circuit voltage when the determination unit determines that the open-circuit voltage is higher than the reference voltage;
Clocking means for timing the time from when the startup control means starts the inverter device;
Interconnection determination means for determining whether or not the commercial power system is interconnected before the timekeeping means counts a predetermined time;
An initial reference voltage setting means for setting a predetermined initial reference voltage as the reference voltage when it is determined that the connection is determined by the connection determination means;
A reference voltage setting means for setting the open voltage recorded in the recording means as the reference voltage when it is determined by the connection determination means that the connection is not established;
An inverter starting device comprising:
前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動する起動工程と、
前記判定工程で前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録工程と、
前記起動工程で前記インバータ装置が起動されたときからの時間を計時する計時工程と、
前記計時工程で所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別工程と、
前記連系判別工程で連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定工程と、
前記連系判別工程で連系しなかったと判別された場合、前記記録工程で記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定工程と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置の起動方法。 An inverter of a photovoltaic power generation system comprising a solar battery and an inverter device that converts direct current power generated by the solar battery into alternating current power, and supplying the alternating current power converted by the inverter device to a commercial power system A method of starting the device,
A determination step of determining whether or not the open circuit voltage measured by the measuring means for measuring the open circuit voltage of the solar cell is higher than a set reference voltage;
When it is determined in the determination step that the open voltage is higher than the reference voltage, a startup step of starting the inverter device;
A recording step of recording the open-circuit voltage when the open-circuit voltage is determined to be higher than the reference voltage in the determination step;
A time measuring step for measuring time from when the inverter device is started in the starting step;
An interconnection determination step for determining whether or not the commercial power system is linked before timing a predetermined time in the timing step;
An initial reference voltage setting step of setting a predetermined initial reference voltage as the reference voltage when determined to be linked in the linkage determination step;
A reference voltage setting step for setting the open-circuit voltage recorded in the recording step as the reference voltage when it is determined that the connection is not established in the interconnection discrimination step;
A method for starting an inverter device, comprising:
太陽電池により生成される直流電力をインバータ装置により交流電力に変換し商用電力系統に連系させて供給する太陽光発電システムのインバータ装置を起動させるインバータ起動装置として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記太陽電池の開放電圧を計測する計測手段により計測された開放電圧が、設定されている基準電圧より高いか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記インバータ装置を起動させる起動制御手段と、
前記判定手段により前記開放電圧が前記基準電圧より高いと判定された場合、前記開放電圧を記録する記録手段と、
前記起動制御手段が前記インバータ装置を起動させたときからの時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が所定時間を計時するまでに、前記商用電力系統に連系したか否かを判別する連系判別手段と、
前記連系判別手段により連系したと判別された場合、所定の初期基準電圧を前記基準電圧として設定する初期基準電圧設定手段と、
前記連系判別手段により連系しなかったと判別された場合、前記記録手段に記録された前記開放電圧を前記基準電圧として設定する基準電圧設定手段と、
して機能させることを特徴とするプログラム。 Computer
It is a program for functioning as an inverter starting device for starting an inverter device of a photovoltaic power generation system that converts DC power generated by a solar cell into AC power by an inverter device and supplies it to a commercial power system,
The computer,
A determination unit that determines whether or not the open circuit voltage measured by the measurement unit that measures the open circuit voltage of the solar cell is higher than a set reference voltage;
When the determination means determines that the open circuit voltage is higher than the reference voltage, start control means for starting the inverter device;
A recording unit that records the open-circuit voltage when the determination unit determines that the open-circuit voltage is higher than the reference voltage;
Clocking means for timing the time from when the startup control means starts the inverter device;
Interconnection determination means for determining whether or not the commercial power system is interconnected before the timekeeping means counts a predetermined time;
An initial reference voltage setting means for setting a predetermined initial reference voltage as the reference voltage when it is determined that the connection is determined by the connection determination means;
A reference voltage setting means for setting the open voltage recorded in the recording means as the reference voltage when it is determined by the connection determination means that the connection is not established;
A program characterized by making it function.
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