JP5260387B2 - Converter control device and grid-connected inverter system using the converter control device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電源装置にそれぞれ接続された各DC/DCコンバータを制御するコンバータ制御装置、およびこのコンバータ制御装置を用いた系統連系インバータシステムに関する。 The present invention relates to a converter control device that controls each DC / DC converter connected to each of a plurality of power supply devices, and a grid-connected inverter system using the converter control device.
従来、太陽電池などの直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給する系統連系インバータシステムが開発されている。複数の太陽電池を直列接続した太陽電池モジュールを直流電源とした系統連系インバータシステムにおいて、太陽電池モジュールとインバータとの間にDC/DCコンバータを設けて、太陽電池モジュールの出力電力が最大となるように太陽電池モジュールの出力電圧を制御するものが開発されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a grid-connected inverter system has been developed that converts DC power output from a DC power source such as a solar battery into AC power and supplies it to a commercial power system. In a grid-connected inverter system using a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected in series as a DC power supply, a DC / DC converter is provided between the solar cell module and the inverter, so that the output power of the solar cell module is maximized. As described above, those that control the output voltage of the solar cell module have been developed.
図8は、太陽電池モジュールを3つ設けた系統連系インバータシステムを示す図である。同図においては、系統連系インバータシステム10が商用電力系統60に連系している状態を示している。この場合、インバータ50は、出力電圧が商用電力系統60の系統電圧と一致するように、DC/DCコンバータ410,420,430とインバータ50との間の電圧Vd(以下、必要に応じて「バス電圧Vd」という。)を一定とする制御を行っている。系統連系インバータシステム10は、3つの太陽電池モジュール210,220,230と、これらにそれぞれ接続されているDC/DCコンバータ410,420,430を有している。バス電圧Vdが一定とされているので、DC/DCコンバータ410,420,430は、それぞれ太陽電池モジュール210,220,230の出力電圧V1,V2,V3を任意の電圧に制御することができる。
FIG. 8 is a diagram showing a grid-connected inverter system provided with three solar cell modules. In the figure, a state where the grid-connected
制御装置90は、電流センサ710が検出する太陽電池モジュール210の出力電流I1と電圧センサ810が検出する太陽電池モジュール210の出力電圧V1とから、太陽電池モジュール210の出力電力PW1(=V1×I1)を算出し、この出力電力PW1が最大となるようにDC/DCコンバータ410に制御を行わせる。これにより、太陽電池モジュール210は、出力電力PW1が最大となるように制御される。同様に、太陽電池モジュール220,230も、それぞれDC/DCコンバータ420,430により、出力電力PW2(=V2×I2)、PW3(=V3×I3)が最大となるように制御される。このように、太陽電池モジュール210,220,230の出力電力PW1,PW2,PW3がそれぞれ独立に最大電力に制御されるので、系統連系インバータシステム10は効率よく電力供給を行うことができる。
The
しかしながら、太陽電池モジュール210,220,230を設置した後、日射状況の変化などにより、いずれかの太陽電池モジュール210,220,230の出力電力PW1,PW2,PW3が極端に減少した場合などに問題が生じる。例えば、家の屋根に太陽電池モジュール210,220,230を設置した後、近くにマンションが建設されたことにより、太陽電池モジュール210および220への日射が減少して出力電力PW1,PW2が極端に減少した場合には、太陽電池モジュール210および220の出力電圧V1,V2がインバータ50の入力電圧仕様に満たない状態となる場合がある。また、太陽電池設置後に一部のモジュールのみを他社製のものや同社製でも性能の異なるものに変えたいという要望があった場合、性能面の相違から同じメーカーあるいは性能のもので一括にする必要がある。
However, there is a problem when the output power PW1, PW2, PW3 of any of the
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、太陽電池モジュール設置後に一部の太陽電池モジュールへの日射状況が変化した場合や、一部を性能の異なる太陽電池モジュールで構成したモジュール群に変更する場合にも対応できる、複数の太陽電池モジュールとDC/DCコンバータとを備えた系統連系インバータシステム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 when the solar radiation status of some solar cell modules changes after the solar cell module is installed, or some of the solar cell modules have different performance. An object of the present invention is to provide a grid-connected inverter system including a plurality of solar cell modules and a DC / DC converter that can cope with a change to a configured module group.
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コンバータ制御装置は、複数の電源装置と、前記複数の電源装置の各出力端にそれぞれ接続された複数のDC/DCコンバータと、前記複数の電源装置と前記複数のDC/DCコンバータとの間に設けられ、前記複数の出力端が互いに接続されていない接続状態と前記複数の出力端のうち、少なくとも2つの出力端を接続する接続状態のいずれかの接続状態にする接続手段と、前記複数のDC/DCコンバータの全ての出力端に接続され、これらのDC/DCコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換して系統に出力するインバータとを備えた系統連系インバータシステムに適用され、前記複数のDC/DCコンバータの駆動を制御するコンバータ制御装置であって、いずれか2つの前記DC/DCコンバータの入力電圧を比較することにより、これらに接続されている前記電源装置の出力端が互いに接続されているか否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記出力端が互いに接続されていると判別された電源装置に接続された複数のDC/DCコンバータには、前記出力端が互いに接続された複数の電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力し、前記判別手段により前記出力端が他の出力端のいずれにも接続されていないと判別された電源装置に接続されたDC/DCコンバータには、当該判別された電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力するPWM信号出力手段と、を備えることを特徴とする。 First converter control device provided by aspects of the present invention includes a plurality of power supplies, a plurality of DC / DC converter connected respectively to the output terminals of said plurality of power supply devices, and the plurality of power supply devices One of a connection state provided between the plurality of DC / DC converters, wherein the plurality of output ends are not connected to each other, and a connection state where at least two output ends are connected among the plurality of output ends. Connection means for setting the connection state, and an inverter connected to all the output terminals of the plurality of DC / DC converters, converting DC power output from these DC / DC converters into AC power and outputting the AC power to the system. was applied to the system interconnection inverter system, a converter control device for controlling driving of the plurality of DC / DC converter, any two of said DC / By comparing the C converter input voltage, and a determination means for output of the power supply devices connected thereto, it is determined whether or not it is connected to each other, said output end by said discriminating means being connected to each other The plurality of DC / DC converters connected to the power supply device determined to be output a PWM signal generated based on the output efficiency of the power supply device group including the plurality of power supply devices whose output ends are connected to each other. For the DC / DC converter connected to the power supply device that is determined by the determining means that the output end is not connected to any of the other output ends, the output efficiency of the determined power supply device is determined. PWM signal output means for outputting a PWM signal generated in this manner.
この構成によると、出力端が互いに接続された複数の電源装置からなる電源装置群に対応するPWM信号が、これらの電源装置に接続されているDC/DCコンバータに入力され、出力端が他の出力端のいずれにも接続されていない電源装置に対応するPWM信号が当該電源装置に接続されているDC/DCコンバータに入力される。したがって、各電源装置の出力端の接続の状態に合わせて、PWM信号の生成方法の切り替えを行なう必要が無い。出力端が互いに接続されているか否かの判別に、もともとPWM信号を生成するために入力されているDC/DCコンバータの入力電圧を利用するので、従来のコンバータ制御装置のハード構成を変更することなく用いることができる。 According to this configuration, a PWM signal corresponding to a power supply device group composed of a plurality of power supply devices whose output ends are connected to each other is input to the DC / DC converter connected to these power supply devices, and the output end is connected to the other end. A PWM signal corresponding to a power supply device that is not connected to any of the output terminals is input to a DC / DC converter connected to the power supply device. Therefore, it is not necessary to switch the PWM signal generation method in accordance with the connection state of the output terminals of the respective power supply devices. Since the input voltage of the DC / DC converter that is originally input to generate the PWM signal is used to determine whether the output terminals are connected to each other, the hardware configuration of the conventional converter control device is changed. Can be used.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記判別手段により前記複数の電源装置の全ての出力端が相互に接続されていると判別された場合に前記複数の電源装置は並列状態であると判定し、前記複数の電源装置の各出力端がいずれも他の出力端と接続されていないと判別された場合に前記複数の電源装置は独立状態であると判定する判定手段をさらに備え、前記PWM信号出力手段は、前記判定手段により前記並列状態と判定された場合には、並列接続された全ての電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を全ての前記DC/DCコンバータに出力し、前記判定手段により前記独立状態と判定された場合には、前記各電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を当該電源装置に接続されたDC/DCコンバータにそれぞれ出力する。 In a preferred embodiment of the present invention, when the determining means determines that all the output terminals of the plurality of power supply devices are connected to each other, the plurality of power supply devices are determined to be in a parallel state. And determining means for determining that the plurality of power supply devices are in an independent state when it is determined that none of the output ends of the plurality of power supply devices is connected to another output end, and the PWM signal When the determination unit determines that the parallel state is established, the output unit outputs all the DC / DC PWM signals generated based on the output efficiency of the power supply unit group including all the power supply units connected in parallel. and outputs to the converter, when it is determined that the independent state by the judging means, a PWM signal generated based on the output efficiency of each power supply connected to the power supply DC / Respectively output to C converter.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記PWM信号出力手段は、前記複数のDC/DCコンバータのうち、前記複数の電源装置のいずれか1つが接続されているDC/DCコンバータには、その電源装置から出力される電力が最大となるように制御するためのPWM信号を出力し、前記複数のDC/DCコンバータのうち、前記出力端が相互に接続されている複数の電源装置が接続されている複数の前記DC/DCコンバータには、それらの電源装置から出力される前記電源装置群としての電力が最大となるように制御するためのPWM信号を出力する。 In a preferred embodiment of the present invention, the PWM signal output means includes a power supply for a DC / DC converter connected to any one of the plurality of power supply devices among the plurality of DC / DC converters. A PWM signal for controlling the power output from the device to be maximized is output, and among the plurality of DC / DC converters, a plurality of power supply devices having the output terminals connected to each other are connected. The plurality of DC / DC converters output PWM signals for control so that the power of the power supply device group output from the power supply devices is maximized.
この構成によると、各電源装置または各電源装置群の出力電力がそれぞれ最大となるように制御されるので、系統連系インバータシステムは効率よく電力を供給することができる。 According to this configuration, since the output power of each power supply device or each power supply device group is controlled to be maximized, the grid-connected inverter system can supply power efficiently.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記判別手段は、一方のDC/DCコンバータの入力電圧と他方のDC/DCコンバータの入力電圧との差が所定値以下の場合、当該一方のDC/DCコンバータに接続されている電源装置の出力端と他方のDC/DCコンバータに接続されている電源装置の出力端とは相互に接続されていると判別し、前記一方のDC/DCコンバータの入力電圧と他方のDC/DCコンバータの入力電圧との差が前記所定値より大きい場合、当該一方のDC/DCコンバータに接続されている電源装置の出力端と他方のDC/DCコンバータに接続されている電源装置の出力端とは相互に接続されていないと判別する。 In a preferred embodiment of the present invention, when the difference between the input voltage of one DC / DC converter and the input voltage of the other DC / DC converter is equal to or less than a predetermined value, the discrimination means It is determined that the output terminal of the power supply device connected to the converter and the output terminal of the power supply device connected to the other DC / DC converter are connected to each other, and the input voltage of the one DC / DC converter is determined. When the difference between the input voltage of the other DC / DC converter is larger than the predetermined value, the output terminal of the power supply device connected to the one DC / DC converter and the other DC / DC converter are connected. It is determined that the output terminals of the power supply device are not connected to each other .
本発明の第2の側面によって提供される系統連系インバータシステムは、複数の電源装置と、前記複数の電源装置の各出力端にそれぞれ接続された複数のDC/DCコンバータと、前記複数の電源装置と前記複数のDC/DCコンバータとの間に設けられ、前記複数の出力端が互いに接続されていない接続状態と前記複数の出力端のうち、少なくとも2つの出力端を接続する接続状態のいずれかの接続状態にする接続手段と、前記複数のDC/DCコンバータの駆動を制御するコンバータ制御手段と、前記複数のDC/DCコンバータの全ての出力端に接続され、これらのDC/DCコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換して系統に出力するインバータとを備えた系統連系インバータシステムであって、前記コンバータ制御手段は、いずれか2つの前記DC/DCコンバータの入力電圧を比較することにより、これらに接続されている前記電源装置の出力端が互いに接続されているか否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記出力端が互いに接続されていると判別された電源装置に接続された複数のDC/DCコンバータには、前記出力端が互いに接続された複数の電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力し、前記判別手段により前記出力端が他の出力端のいずれにも接続されていないと判別された電源装置に接続されたDC/DCコンバータには、当該判別された電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力するPWM信号出力手段とを備えることを特徴とする。 The grid-connected inverter system provided by the second aspect of the present invention includes a plurality of power supply devices , a plurality of DC / DC converters respectively connected to output terminals of the plurality of power supply devices, and the plurality of power supplies. Any of a connection state in which the plurality of output ends are not connected to each other and a connection state in which at least two of the plurality of output ends are connected is provided between the device and the plurality of DC / DC converters Connecting means for setting the connection state, converter control means for controlling the driving of the plurality of DC / DC converters , and all output terminals of the plurality of DC / DC converters. a system interconnection inverter system including an inverter for outputting to the system converts DC power to be output to the AC power, the converter control unit By comparing input voltages of any two of the DC / DC converters, it is possible to determine whether the output terminals of the power supply devices connected to the DC / DC converters are connected to each other; The plurality of DC / DC converters connected to the power supply devices that are determined to have the output terminals connected to each other are based on the output efficiency of the power supply device group that includes the plurality of power supply devices that have the output terminals connected to each other. For the DC / DC converter connected to the power supply device that outputs the generated PWM signal and is determined that the output terminal is not connected to any of the other output terminals by the determining means, the determined And a PWM signal output means for outputting a PWM signal generated based on the output efficiency of the power supply device .
この構成によると、前記接続手段により、前記各電源装置の出力端の接続の状態を切り替えることができる。したがって、前記各電源装置を設置した後に一部の電源装置への日射状況が変化した場合や、一部を性能の異なる電源装置で構成した電源装置群に変更する場合でも、出力端の接続の状態を切り替えることにより対応することができる。また、前記接続手段の切り替えに合わせて、PWM信号の生成方法を切り替える必要が無い。 According to this configuration, the connection state of the output terminals of the respective power supply devices can be switched by the connection means . Therefore, the If you sunlight status changes to some of the power supply after installing each power supply, even when changing the part to a power unit group constituted by different power supplies in performance, the output end of the connection This can be handled by switching the state. Further, it is not necessary to switch the PWM signal generation method in accordance with the switching of the connection means .
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、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るコンバータ制御装置の第1実施形態を備えた系統連系インバータシステムを示すブロック図である。系統連系インバータシステム1は、太陽電池モジュール21,22,23が出力する直流電力をインバータ5で交流電力に変換して商用電力系統6に出力するものである。同図に示すように、系統連系インバータシステム1は、太陽電池モジュール21,22,23、接続装置3、DC/DCコンバータ41,42,43、インバータ5、商用電力系統6、電流センサ71,72,73、電圧センサ81,82,83、および制御装置9を備えている。太陽電池モジュール21,22,23はそれぞれDC/DCコンバータ41,42,43に接続され、DC/DCコンバータ41,42,43はインバータ5に接続され、インバータ5は商用電力系統6に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a grid-connected inverter system provided with a first embodiment of a converter control device according to the present invention. The grid
太陽電池モジュール21,22,23は、それぞれ複数の太陽電池を直列接続したものであり、太陽電池が太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して生成した直流電力を出力する。一般的に、太陽電池モジュールは、直列接続された太陽電池の数と、当該太陽電池が受ける日射強度により異なる電力を出力する。したがって、面積の広い場所に設置される場合は、太陽電池の直列数を多くすることができるので、大きな電力を出力することができる。また、日射条件のいい場所に設置された場合も、大きな電力を出力することができる。太陽電池モジュール21,22,23は、それぞれ設置される場所によって太陽電池の直列数が異なり、日射条件も異なるので、出力する電力は異なるものとなる。
Each of the
接続装置3は、太陽電池モジュール21,22,23とDC/DCコンバータ41,42,43とをそれぞれ接続する3つの接続線にまたがって設けられており、3つの接続線が互いに接続された状態と、接続されない独立した状態とに切り替えるものである。3つの接続線が互いに接続された状態のとき、太陽電池モジュール21,22,23は並列接続された状態となる。以下では、この状態を「並列状態」という。また、3つの接続線が独立した状態を「独立状態」という。
The
接続装置3は、太陽電池モジュール21,22,23を設置するときに、並列状態にするか独立状態にするかが決定されて設定される。各太陽電池モジュール21,22,23がそれぞれ適切な電力を出力することができ、それぞれ独立して制御することにより効率よく電力供給を行うことができる場合には、接続装置3は独立状態となるように設定される。一方、各太陽電池モジュール21,22,23のいずれかが単独では十分な電力を出力することができない場合には、接続装置3は並列状態となるように設定される。接続装置3を独立状態に設定して太陽電池モジュール21,22,23を設置した後に、日射状況が悪くなって各太陽電池モジュール21,22,23が単独では十分な電力を出力することができなくなった場合には、使用者は接続装置3を並列状態に切り替えることができる。逆に、接続装置3を並列状態に設定して太陽電池モジュール21,22,23を設置した後に、日射状況が良くなって各太陽電池モジュール21,22,23が適切な電力を出力することができるようになった場合には、使用者は接続装置3を独立状態に切り替えることができる。また、一部を性能の異なる太陽電池モジュールで構成したモジュール群に変更する場合も独立状態に切り替えることができる。
When the
図2は、接続装置3の構成の一例であり、2つのスイッチ31,32で構成されたものである。スイッチ31および32は連動してオンとオフが切り替えられる機械式のスイッチであるが、オンのときには3つの接続線が接続された並列状態となり、オフのときには3つの接続線が独立した独立状態となる。なお、接続装置3の構成はこれに限られない。例えば、機械式のスイッチ31,32に代えて電子スイッチ、例えばトランジスタを設け、当該トランジスタのベース電圧を切り替えることにより、並列状態と独立状態とを切り替えるようにしてもよい。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
DC/DCコンバータ41,42,43は、それぞれ太陽電池モジュール21,22,23に接続されており、各太陽電池モジュール21,22,23から入力される直流電圧の電圧値V1,V2,V3をそれぞれ他の電圧値に変換するものである。DC/DCコンバータ41,42,43は、制御装置9から入力されるPWM信号に応じて、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により、入力される直流電圧を昇圧または降圧する。DC/DCコンバータ41,42,43は、昇圧または降圧されたバス電圧Vdをインバータ5に供給する。系統連系インバータシステム1が商用電力系統6に連系している状態では、バス電圧Vdが一定となるようにインバータ5により制御されているので、DC/DCコンバータ41,42,43は、それぞれ入力電圧、すなわち、太陽電池モジュール21,22,23からそれぞれ出力される電圧を制御することができる。
The DC /
インバータ5は、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、DC/DCコンバータ41,42,43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5は、図示しないローパスフィルタによりスイッチングノイズが除去された交流電力を商用電力系統6に出力する。なお、図1においては、インバータ5の電力変換動作を制御する制御装置を省略している。系統連系インバータシステム1が商用電力系統6に連系している状態では、インバータ5は、バス電圧Vdを一定とする制御を行っている。
The
電流センサ71,72,73は、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43の入力側に直列に接続されており、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43に入力される電流を検出するものである。独立状態においては、各太陽電池モジュール21,22,23はそれぞれDC/DCコンバータ41,42,43とのみ接続されているので、電流センサ71,72,73が検出する電流は、それぞれ太陽電池モジュール21,22,23の出力電流となる。並列状態においては、電流センサ71,72,73が検出する電流は、太陽電池モジュール21,22,23が並列接続された太陽電池モジュール群の出力電流のうち、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43に入力される電流となる。電流センサ71,72,73は、それぞれ検出した電流の電流値I1,I2,I3を制御装置9に出力する。
The
電圧センサ81,82,83は、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43の入力側に接続されており、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43の入力側の電圧を検出するものである。独立状態においては、各太陽電池モジュール21,22,23はそれぞれDC/DCコンバータ41,42,43とのみ接続されているので、電圧センサ81,82,83が検出する電圧は、それぞれ太陽電池モジュール21,22,23の出力電圧となる。並列状態においては、電圧センサ81,82,83が検出する電圧は、太陽電池モジュール21,22,23が並列接続された太陽電池モジュール群の出力電圧となる。電圧センサ81,82,83は、それぞれ検出した電圧の電圧値V1,V2,V3を制御装置9に出力する。
The
制御装置9は、DC/DCコンバータ41,42,43を制御するものである。制御装置9は、電流センサ71,72,73からそれぞれ入力される電流値I1,I2,I3と電圧センサ81,82,83からそれぞれ入力される電圧値V1,V2,V3とからPWM信号を生成し、当該PWM信号をDC/DCコンバータ41,42,43に出力することにより制御する。
The control device 9 controls the DC /
図3は、制御装置9の構成を示すブロック図である。制御装置9は、電圧比較部91およびPWM信号生成部92を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 9. The control device 9 includes a
電圧比較部91は、電圧センサ81,82,83からそれぞれ入力される電圧値V1,V2,V3を互いに比較して、接続装置3が並列状態であるか独立状態であるかを判定するものである。電圧比較部91は、判定結果を信号としてPWM信号生成部92に出力する。本実施形態では、接続装置3が並列状態である場合にはDC/DCコンバータ41,42,43の入力側の電圧が等しくなり、接続装置3が独立状態である場合にはDC/DCコンバータ41,42,43の入力側の電圧が異なることを利用して、接続装置3の状態を判定している。
The
図4は、電圧比較部91で行なわれる、接続装置3が並列状態であるか独立状態であるかの判定方法を説明するためのフローチャートである。当該判定は、電圧値V1,V2,V3が入力されるたびに行うようにしてもよいし、毎日所定の時間に行うようにしてもよい。接続状態の変更にすぐに対応できるようにするためには、判定の間隔を短くすればよい。判定のための処理による負担を軽減するためには、判定の間隔を長くすればよい。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method for determining whether the
まず、電圧値V1,V2,V3が入力される(S1)。電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S2)。所定の電圧値ΔVは、電圧センサ81,82,83の測定誤差を排除するために予め設定された値であり、2つの電圧値の差がこの値以下であれば、両者が同電圧であると判断できるように設定されたものである。所定の電圧値ΔVを過小な値に設定すると、同電圧であっても電圧センサの測定
誤差により同電圧でないと判別され、過大な値に設定すると、同電圧でない場合であっても同電圧であると判別されるので、実験により適切な値を設定すべきである。
First, voltage values V1, V2, and V3 are input (S1). It is determined whether or not the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is equal to or less than a predetermined voltage value ΔV (S2). The predetermined voltage value ΔV is a value set in advance to eliminate measurement errors of the
電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S2:YES)、すなわち、電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であると判断される場合、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S3)。並列状態であっても、電圧値V1と電圧値V2とが偶然同電圧となる可能性もある。したがって、電圧値V2と電圧値V3の比較を行っている。 When the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S2: YES), that is, when it is determined that the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage, the voltage value V2 Whether or not the difference between the voltage value V3 and the voltage value V3 is equal to or smaller than a predetermined voltage value ΔV is determined (S3). Even in the parallel state, the voltage value V1 and the voltage value V2 may accidentally become the same voltage. Therefore, the voltage value V2 and the voltage value V3 are compared.
電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S3:YES)、すなわち、電圧値V2と電圧値V3とが同電圧であると判断される場合、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S4)。電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であり、電圧値V2と電圧値V3とが同電圧である場合、通常は電圧値V1、V2、V3とも同電圧であると考えられる。しかし、例えば、V2=V1+
ΔV、V3=V2+ΔVの場合、V3=V1+2ΔVとなり、電圧値V3と電圧値V1と
が同電圧でない可能性もある。したがって、念のために、電圧値V3と電圧値V1の比較も行っている。
When the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S3: YES), that is, when it is determined that the voltage value V2 and the voltage value V3 are the same voltage, the voltage value V3 It is determined whether or not the difference between the voltage value V1 and the voltage value V1 is equal to or less than a predetermined voltage value ΔV (S4). When the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage, and the voltage value V2 and the voltage value V3 are the same voltage, it is normally considered that the voltage values V1, V2, and V3 are also the same voltage. However, for example, V2 = V1 +
When ΔV and V3 = V2 + ΔV, V3 = V1 + 2ΔV, and the voltage value V3 and the voltage value V1 may not be the same voltage. Therefore, as a precaution, the voltage value V3 and the voltage value V1 are also compared.
電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S4:YES)、すなわち、電圧値V3と電圧値V1とが同電圧であると判断される場合、並列状態であると判定され、並列状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S5)。 When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S4: YES), that is, when it is determined that the voltage value V3 and the voltage value V1 are the same voltage, It is determined that there is a signal, and a signal indicating the parallel state is output to the PWM signal generator 92 (S5).
電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S2:NO)、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S3:NO)、または、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S4:NO)、独立状態であると判定され、独立状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S6)。
When the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV (S2: NO), when the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV (S3: NO), Alternatively, when the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is not equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S4: NO), it is determined that the state is independent and a signal indicating that the state is independent is output to the PWM
なお、ステップS3で電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合に並列状態であると判定して、ステップS4を省略してステップS5に進むようにしてもよい。また、ステップS2で電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下である場合に並列状態であると判定して、ステップS3およびS4を省略してステップS5に進むようにしてもよい。 Note that if the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV in step S3, it may be determined that the parallel state is established, and step S4 may be omitted and the process may proceed to step S5. Further, when the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV in step S2, it is determined that the state is in parallel , and steps S3 and S4 are omitted and the process proceeds to step S5. .
なお、電圧値V1,V2,V3の比較方法はこれに限られず、他の方法で比較して並列状態であるか独立状態であるかを判定してもよい。例えば、電圧値V1,V2,V3の平均値V’を算出して、各電圧値V1,V2,V3とV’との差がすべて所定の値以下の場
合に並列状態であると判定するようにしてもよい。
Note that the comparison method of the voltage values V1, V2, and V3 is not limited to this, and it may be determined by another method whether the state is a parallel state or an independent state. For example, an average value V ′ of the voltage values V1, V2, and V3 is calculated, and when the differences between the voltage values V1, V2, V3, and V ′ are all equal to or less than a predetermined value, the parallel state is determined. It may be.
図3に戻って、PWM信号生成部92は、電圧センサ81,82,83からそれぞれ入力される電圧値V1,V2,V3、電流センサ71,72,73からそれぞれ入力される電流値I1,I2,I3、および、電圧比較部91から入力される判定信号に基づいて、PWM信号P1,P2,P3を生成する。
Returning to FIG. 3, the PWM
判定信号が独立状態を示す信号である場合、PWM信号生成部92は、DC/DCコンバータ41,42,43に入力するPWM信号をそれぞれ別に生成する。すなわち、電圧センサ81より入力される電圧値V1および電流センサ71より入力される電流値I1から太陽電池モジュール21の出力電力値PW1(=V1×I1)を算出し、当該出力電力値PW1を最大とするように制御するためのPWM信号P1を生成する。出力電力値を最大とするための制御は、いわゆる最大電力追従制御として公知であるので、説明を省略する。同様に、電圧センサ82より入力される電圧値V2および電流センサ72より入力される電流値I2から算出された太陽電池モジュール22の出力電力値PW2(=V2×I2)を最大とするように制御するためのPWM信号P2を生成し、電圧センサ83より入力される電圧値V3および電流センサ73より入力される電流値I3からから算出された太陽電池モジュール23の出力電力値PW3(=V3×I3)を最大とするように制御するためのPWM信号P3を生成する。
When the determination signal is a signal indicating an independent state, the PWM
判定信号が並列状態を示す信号である場合、PWM信号生成部92は、DC/DCコンバータ41,42,43に出力する共通のPWM信号を生成する。すなわち、太陽電池モジュール21,22,23が並列接続された太陽電池モジュール群の出力電力値PWsを最大とするように制御するためのPWM信号Pを生成する。当該太陽電池モジュール群の出力電力値PWsは、電圧センサ81より入力される電圧値V1および電流センサ71,72,73より入力される電流値I1,I2,I3の合計電流値I(=I1+I2+I3)から算出される。PWM信号生成部92は、PWM信号PをPWM信号P1,P2,P3として、それぞれDC/DCコンバータ41,42,43に出力する。
When the determination signal is a signal indicating a parallel state, the PWM
次に、系統連系インバータシステム1の作用について説明する。
Next, the operation of the grid
本実施形態においては、接続装置3によって、太陽電池モジュール21,22,23を並列状態と独立状態との間で容易に切り替えることができる。したがって、太陽電池モジュール21,22,23を設置した後に一部の太陽電池モジュールへの日射状況が変化した場合や、一部を性能の異なる太陽電池モジュールで構成したモジュール群に変更する場合でも、並列状態と独立状態を切り替えることにより対応することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、制御装置9が電圧センサ81,82,83から入力される電圧値V1,V2,V3に基づいて太陽電池モジュール21,22,23の接続状態を判定し、対応したPWM信号を生成して出力する。したがって、接続装置3を切り替えたときにPWM信号の生成方法を切り替える必要が無い。もともとPWM信号を生成するために入力されている各DC/DCコンバータ41,42,43の入力電圧を利用して、演算処理のみで接続状態を判定するので、従来の制御装置のハード構成を変更することなく用いることができる。
Further, in the present embodiment, the control device 9 determines the connection state of the
上記第1実施形態では、接続装置3が、太陽電池モジュール21,22,23が全て並列接続された並列状態と、太陽電池モジュール21,22,23のいずれも並列接続されていない独立状態とを切り替える場合について説明した。接続装置3が、太陽電池モジュール21,22,23のうちのいずれか2つのみを並列接続させることができる場合の第2実施形態について、以下に説明する。
In the first embodiment, the
本発明に係るコンバータ制御装置の第2実施形態を備えた系統連系インバータシステムのブロック図は、図1と同様となる。本実施形態においては、接続装置3の構成と制御装置9が行う制御が第1実施形態と異なる。
The block diagram of the grid connection inverter system provided with 2nd Embodiment of the converter control apparatus which concerns on this invention becomes the same as that of FIG. In the present embodiment, the configuration of the
図5は、本実施形態における接続装置3’の構成の一例であり、3つのスイッチ31’,32’,33’で構成されたものである。スイッチ31’,32’,33’はそれぞれ個別にオンとオフを切り替えることができる。スイッチ31’のみがオンの場合、太陽電池モジュール21と太陽電池モジュール22とが並列接続され、太陽電池モジュール23が単独状態となる。スイッチ32’のみがオンの場合、太陽電池モジュール22と太陽電池モジュール23とが並列接続され、太陽電池モジュール21が単独状態となる。スイッチ33’のみがオンの場合、太陽電池モジュール21と太陽電池モジュール23とが並列接続され、太陽電池モジュール22が単独状態となる。スイッチ31’,32’,33’のうちいずれか2つ以上がオンの場合、太陽電池モジュール21,22,23は並列状態となり、スイッチ31’,32’,33’のすべてがオフの場合、独立状態となる。なお、接続装置3の構成はこれに限られない。例えば、スイッチ31’,32’,33’に代えてトランジスタを設け、当該トランジスタのベース電圧を切り替えることにより、それぞれオンとオフとを切り替えるようにしてもよい。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the
本実施形態における制御装置9のブロック図は、図3と同様となるので省略する。しかし、制御装置9が行う制御は、第1実施形態のものと異なる。電圧比較部91は、電圧センサ81,82,83からそれぞれ入力される電圧値V1,V2,V3を互いに比較して、接続装置3’の接続状態を判定する。
The block diagram of the control device 9 in the present embodiment is the same as FIG. However, the control performed by the control device 9 is different from that of the first embodiment. The
図6は、電圧比較部91で行なわれる、接続装置3’の接続状態の判定方法を説明するためのフローチャートである。当該判定のタイミングも、適宜設定すればよい。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a method for determining the connection state of the
まず、電圧値V1,V2,V3が入力される(S11)。電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S12)。所定の電圧値ΔVは、電圧センサ81,82,83の測定誤差より予め設定された値であり、実験により適切な値が設定される。
First, voltage values V1, V2, and V3 are input (S11). It is determined whether or not the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is equal to or less than a predetermined voltage value ΔV (S12). The predetermined voltage value ΔV is a value set in advance based on measurement errors of the
電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S12:YES)、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S13)。電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S13:YES)、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S14)。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S14:YES)、全ての電圧値が同一なので、並列状態であると判定され、並列状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S15)。 When the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV (S12: YES), it is determined whether or not the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV. (S13). When the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV (S13: YES), it is determined whether or not the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV. (S14). When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S14: YES), since all the voltage values are the same, it is determined that they are in the parallel state, and a signal indicating that they are in the parallel state It is output to the PWM signal generator 92 (S15).
ステップS14において、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S14:NO)、ステップS11に戻る。すなわち、電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であり、電圧値V2と電圧値V3とが同電圧であるが、電圧値V3と電圧値V1とが異なる場合、検出された電圧値が疑わしいので、再度電圧値V1,V2,V3を入力して判定処理を行う。 In step S14, when the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV (S14: NO), the process returns to step S11. That is, when the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage, and the voltage value V2 and the voltage value V3 are the same voltage, but the voltage value V3 and the voltage value V1 are different, the detected voltage value is suspicious. Therefore, the voltage values V1, V2, and V3 are input again to perform the determination process.
ステップS13において、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S13:NO)、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S16)。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S16:YES)、ステップS11に戻る。すなわち、電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であり、電圧値V3と電圧値V1とが同電圧であるが、電圧値V2と電圧値V3とが異なる場合、検出された電圧値が疑わしいので、再度電圧値V1,V2,V3を入力して判定処理を行う。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S16:NO)、スイッチ31’のみがオンとなり、太陽電池モジュール21と太陽電池モジュール22とが並列接続された状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S17)。
In step S13, if the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is not equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S13: NO), whether or not the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV. Is determined (S16). When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S16: YES), the process returns to step S11. That is, if the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage, and the voltage value V3 and the voltage value V1 are the same voltage, but the voltage value V2 and the voltage value V3 are different, the detected voltage value is suspicious. Therefore, the voltage values V1, V2, and V3 are input again to perform the determination process. When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV (S16: NO), only the
ステップS12において、電圧値V1と電圧値V2との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S12:NO)、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S18)。電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S18:YES)、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S19)。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S19:YES)、ステップS11に戻る。すなわち、電圧値V2と電圧値V3とが同電圧であり、電圧値V3と電圧値V1とが同電圧であるが、電圧値V1と電圧値V2とが異なる場合、検出された電圧値が疑わしいので、再度電圧値V1,V2,V3を入力して判定処理を行う。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S19:NO)、スイッチ32’のみがオンとなり、太陽電池モジュール22と太陽電池モジュール23とが並列接続された状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S20)。
In step S12, if the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2 is not equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S12: NO), whether or not the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV. Is determined (S18). When the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV (S18: YES), it is determined whether or not the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV. (S19). When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S19: YES), the process returns to step S11. That is, when the voltage value V2 and the voltage value V3 are the same voltage, and the voltage value V3 and the voltage value V1 are the same voltage, but the voltage value V1 and the voltage value V2 are different, the detected voltage value is suspicious. Therefore, the voltage values V1, V2, and V3 are input again to perform the determination process. When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV (S19: NO), only the
ステップS18において、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S18:NO)、電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下であるか否かが判別される(S21)。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S21:YES)、スイッチ33’のみがオンとなり、太陽電池モジュール23と太陽電池モジュール21とが並列接続された状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S22)。電圧値V3と電圧値V1との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S21:NO)、全ての電圧値が異なるので、独立状態であると判定され、独立状態である旨の信号がPWM信号生成部92に出力される(S23)。
In step S18, if the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is not equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S18: NO), whether or not the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV. Is determined (S21). When the difference between the voltage value V3 and the voltage value V1 is equal to or less than the predetermined voltage value ΔV (S21: YES), only the
なお、電圧値V1,V2,V3の比較方法はこれに限られず、他の方法で比較して判定してもよい。 Note that the method of comparing the voltage values V1, V2, and V3 is not limited to this, and other methods may be used for comparison and determination.
図7は、他の判定方法を説明するためのフローチャートである。当該判定方法は、図6のフローチャートに示す判定方法を簡略化したものである。同図に示すフローチャートは、図6に示すフローチャートから、ステップS14、S16、S19を除いたものである。 FIG. 7 is a flowchart for explaining another determination method. This determination method is a simplification of the determination method shown in the flowchart of FIG. The flowchart shown in the figure is obtained by removing steps S14, S16, and S19 from the flowchart shown in FIG.
同図に示すフローチャートにおいては、ステップS13で、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S13:YES)、ステップS15に進んでいる。これは、電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であり電圧値V2と電圧値V3とが同電圧であれば、電圧値V3と電圧値V1とを比較するまでもなく、並列状態であると推定できるからである。また、ステップS13で、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下でない場合(S13:NO)、ステップS17に進んでいる。これは、電圧値V1と電圧値V2とが同電圧であり電圧値V2と電圧値V3とが異なれば、電圧値V3と電圧値V1とは、比較するまでもなく、異なると推定できるからである。同様に、ステップS18で、電圧値V2と電圧値V3との差が所定の電圧値ΔV以下である場合(S18:YES)、電圧値V3と電圧値V1とは異なると推定できるので、ステップS20に進んでいる。 In the flowchart shown in the figure, if the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV in step S13 (S13: YES), the process proceeds to step S15. If the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage and the voltage value V2 and the voltage value V3 are the same voltage, the voltage value V3 and the voltage value V1 need not be compared and are in a parallel state. This is because it can be estimated. If the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is not less than or equal to the predetermined voltage value ΔV in step S13 (S13: NO), the process proceeds to step S17. This is because if the voltage value V1 and the voltage value V2 are the same voltage and the voltage value V2 and the voltage value V3 are different, it can be estimated that the voltage value V3 and the voltage value V1 are different without being compared. is there. Similarly, if the difference between the voltage value V2 and the voltage value V3 is equal to or smaller than the predetermined voltage value ΔV in step S18 (S18: YES), it can be estimated that the voltage value V3 and the voltage value V1 are different. Proceed to 20 .
本実施形態における制御装置9のPWM信号生成部92は、電圧比較部91から入力される判定信号に基づくPWM信号P1,P2,P3の生成において、第1実施形態と異なる。なお、判定信号が並列状態を示す信号(図6におけるステップS15参照)である場合、および、独立状態を示す信号(図6におけるステップS23参照)である場合は、第1実施形態と同様となるので省略する。
The PWM
判定信号が、太陽電池モジュール21と太陽電池モジュール22とが並列接続された状態である旨の信号(図6におけるステップS17参照)である場合、PWM信号生成部92は、DC/DCコンバータ41,42に出力する共通のPWM信号Pと、DC/DCコンバータ43に出力するPWM信号P3とを生成する。PWM信号Pは、太陽電池モジュール21と22とが並列接続された太陽電池モジュール群の出力電力値PW12を最大とするように制御するためのPWM信号である。当該太陽電池モジュール群の出力電力値PW12は、電圧センサ81より入力される電圧値V1および電流センサ71,72より入力される電流値I1,I2の合計電流値I(=I1+I2)から算出され、PW12=V1×(I1+I2)である。PWM信号生成部92は、PWM信号PをPWM信号P1,P2として、それぞれDC/DCコンバータ41,42に出力する。また、PWM信号P3は、電圧センサ83より入力される電圧値V3および電流センサ73より入力される電流値I3から算出された太陽電池モジュール23の出力電力値PW3(=V3×I3)を最大とするように制御するためのPWM信号である。PWM信号生成部92は、PWM信号P3をDC/DCコンバータ43に出力する。
When the determination signal is a signal indicating that the
判定信号が、太陽電池モジュール22と太陽電池モジュール23とが並列接続された状態である旨の信号(図6におけるステップS20参照)である場合、PWM信号生成部92は、DC/DCコンバータ42,43に出力する共通のPWM信号Pと、DC/DCコンバータ41に出力するPWM信号P1とを生成する。PWM信号Pは、太陽電池モジュール22と23とが並列接続された太陽電池モジュール群の出力電力値PW23を最大とするように制御するためのPWM信号である。当該太陽電池モジュール群の出力電力値PW23は、電圧値V2および電流値I2,I3の合計電流値I(=I2+I3)から算出され、PW23=V2×(I2+I3)である。PWM信号生成部92は、PWM信号PをPWM信号P2,P3として、それぞれDC/DCコンバータ42,43に出力する。また、PWM信号P1は、電圧値V1および電流値I1から算出された太陽電池モジュール21の出力電力値PW1(=V1×I1)を最大とするように制御するためのPWM信号である。PWM信号生成部92は、PWM信号P1をDC/DCコンバータ41に出力する。
When the determination signal is a signal indicating that the
判定信号が、太陽電池モジュール23と太陽電池モジュール21とが並列接続された状態である旨の信号(図6におけるステップS22参照)である場合、PWM信号生成部92は、DC/DCコンバータ43,41に出力する共通のPWM信号Pと、DC/DCコンバータ42に出力するPWM信号P2とを生成する。PWM信号Pは、太陽電池モジュール23と21とが並列接続された太陽電池モジュール群の出力電力値PW31を最大とするように制御するためのPWM信号である。当該太陽電池モジュール群の出力電力値PW31は、電圧値V3および電流値I3,I1の合計電流値I(=I3+I1)から算出され、PW31=V3×(I3+I1)である。PWM信号生成部92は、PWM信号PをPWM信号P3,P1として、それぞれDC/DCコンバータ43,41に出力する。また、PWM信号P2は、電圧値V2および電流値I2から算出された太陽電池モジュール22の出力電力値PW2(=V2×I2)を最大とするように制御するためのPWM信号である。PWM信号生成部92は、PWM信号P2をDC/DCコンバータ42に出力する。
When the determination signal is a signal indicating that the
本実施形態においては、接続装置3’によって、太陽電池モジュール21,22,23の接続状態を様々な状態に容易に切り替えることができる。したがって、太陽電池モジュール21,22,23を設置した後に一部の太陽電池モジュールへの日射状況が変化した場合や、一部を性能の異なる太陽電池モジュールで構成したモジュール群に変更する場合でも、並列接続状態を切り替えることにより対応することができる。
In the present embodiment, the connection state of the
また、本実施形態においては、制御装置9が電圧センサ81,82,83から入力される電圧値V1,V2,V3に基づいて太陽電池モジュール21,22,23の接続状態を判定し、対応したPWM信号を生成して出力する。したがって、接続装置3’を切り替えたときにPWM信号の生成方法を切り替える必要が無い。もともとPWM信号を生成するために入力されている各DC/DCコンバータ41,42,43の入力電圧を利用して、演算処理のみで接続状態を判定するので、従来の制御装置のハード構成を変更することなく用いることができる。
In the present embodiment, the control device 9 determines the connection state of the
なお、上記実施形態においては、並列接続された太陽電池モジュールの出力電力を制御するためのPWM信号を、各DC/DCコンバータに入力される電流値を合算した電流値に基づいて生成していたが、いずれかのDC/DCコンバータに入力される電流値に基づいて生成するようにしてもよい。各DC/DCコンバータは共通のPWM信号で制御されるので、各DC/DCコンバータに入力される電流値は太陽電池モジュール群の出力電流値に比例するからである。 In the above embodiment, the PWM signal for controlling the output power of the solar cell modules connected in parallel is generated based on the current value obtained by adding the current values input to the DC / DC converters. However, you may make it produce | generate based on the electric current value input into one of DC / DC converters. This is because each DC / DC converter is controlled by a common PWM signal, so that the current value input to each DC / DC converter is proportional to the output current value of the solar cell module group.
また、上記実施形態においては、並列接続された各太陽電池モジュールに接続されたDC/DCコンバータに同一のPWM信号Pを出力しているが、これに限られない。例えば、各DC/DCコンバータに入力される電流に偏りが無いようにバランス制御するために、入力される電流の差に基づいて、PWM信号Pに変更を加えたPWM信号を出力するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the same PWM signal P is output to the DC / DC converter connected to each solar cell module connected in parallel, it is not restricted to this. For example, in order to balance control so that there is no bias in the current input to each DC / DC converter, a PWM signal obtained by changing the PWM signal P based on the difference in input current is output. Also good.
また、上記実施形態においては、太陽電池モジュールが3つの場合について説明したが、これに限られない。本発明は、太陽電池モジュールが2つの場合でも、4つ以上の場合でも適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the case where there were three solar cell modules was demonstrated, it is not restricted to this. The present invention can be applied to the case where there are two solar cell modules or four or more solar cell modules.
また、上記実施形態においては、太陽電池モジュールを設置した後に日射状況の変化が生じた場合に、人為的に接続装置を切り替える場合について説明したがこれに限られない。例えば、時刻に伴う日射強度の変化に応じて太陽電池モジュールの接続状態を変更する場合は、日射強度計の検出値やタイマーに基づいて接続状態を切り替えるようにしてもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a connection apparatus was switched artificially when the change of a solar radiation situation arose after installing a solar cell module, it is not restricted to this. For example, when the connection state of the solar cell module is changed according to the change in solar radiation intensity with time, the connection state may be switched based on a detection value of a solar radiation intensity meter or a timer.
また、上記実施形態においては、電源装置が太陽電池モジュールの場合について説明したが、これに限られない。例えば、電源装置が燃料電池であってもよいし、風力発電装置、水車などの水力発電装置、地熱発電装置、波力発電装置などにより発電された交流電力を直流電力に変換して出力する装置であってもよい。自然条件などの人為的に変更することができない条件により発電量が変動する電源装置において、本発明は特に有効である。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a power supply device was a solar cell module, it is not restricted to this. For example, the power supply device may be a fuel cell, or a device that converts AC power generated by a wind power generator, a hydroelectric generator such as a water turbine, a geothermal power generator, a wave power generator, etc. into DC power and outputs it. It may be. The present invention is particularly effective in a power supply apparatus in which the amount of power generation varies depending on conditions that cannot be artificially changed, such as natural conditions.
本発明に係るコンバータ制御装置および系統連系インバータシステムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るコンバータ制御装置および系統連系インバータシステムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The converter control device and the grid-connected inverter system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the converter control device and the grid-connected inverter system according to the present invention can be varied in design in various ways.
1 系統連系インバータシステム
21,22,23 太陽電池モジュール(電源装置)
3 接続装置
41,42,43 DC/DCコンバータ
5 インバータ
6 商用電力系統
71,72,73 電流センサ
81,82,83 電圧センサ
9 制御装置(コンバータ制御装置)
91 電圧比較部(判別手段、判定手段)
92 PWM信号生成部(PWM信号出力手段)
1 Grid-connected
3
91 Voltage comparison unit (discriminating means, judging means)
92 PWM signal generator (PWM signal output means)
Claims (5)
いずれか2つの前記DC/DCコンバータの入力電圧を比較することにより、これらに接続されている前記電源装置の出力端が互いに接続されているか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記出力端が互いに接続されていると判別された電源装置に接続された複数のDC/DCコンバータには、前記出力端が互いに接続された複数の電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力し、前記判別手段により前記出力端が他の出力端のいずれにも接続されていないと判別された電源装置に接続されたDC/DCコンバータには、当該判別された電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力するPWM信号出力手段と、
を備えることを特徴とするコンバータ制御装置。 A plurality of power supply devices; a plurality of DC / DC converters respectively connected to output terminals of the plurality of power supply devices; and the plurality of power supply devices and the plurality of DC / DC converters. Connecting means for setting one of a connection state in which the output ends of the plurality of output ends are not connected to each other and a connection state in which at least two output ends are connected among the plurality of output ends; and a plurality of DC / DC converters The plurality of DC / DC are connected to all output terminals and applied to a grid-connected inverter system including an inverter that converts DC power output from these DC / DC converters into AC power and outputs the AC power to the grid. A converter control device for controlling drive of a converter,
A determination means for determining whether or not output terminals of the power supply devices connected to the two DC / DC converters are connected to each other by comparing input voltages of any two of the DC / DC converters;
The plurality of DC / DC converters connected to the power supply devices that are determined to be connected to each other by the determining means include a plurality of power supply devices that are connected to each other. For a DC / DC converter that outputs a PWM signal generated based on output efficiency and is connected to a power supply device that is determined by the determining means that the output terminal is not connected to any of the other output terminals. PWM signal output means for outputting a PWM signal generated based on the determined output efficiency of the power supply device;
A converter control device comprising:
前記PWM信号出力手段は、前記判定手段により前記並列状態と判定された場合には、並列接続された全ての電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を全ての前記DC/DCコンバータに出力し、前記判定手段により前記独立状態と判定された場合には、前記各電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を当該電源装置に接続されたDC/DCコンバータにそれぞれ出力する、
請求項1に記載のコンバータ制御装置。 When the determination means determines that all the output terminals of the plurality of power supply devices are connected to each other, the plurality of power supply devices are determined to be in a parallel state, and each output terminal of the plurality of power supply devices is determined. Is further provided with determination means for determining that the plurality of power supply devices are in an independent state when it is determined that none of them is connected to another output terminal,
When the determination means determines that the parallel state is present, the PWM signal output means outputs all the PWM signals generated based on the output efficiency of a power supply group consisting of all power supply apparatuses connected in parallel. A DC / DC converter connected to the power supply device that outputs to the DC / DC converter and generates a PWM signal based on the output efficiency of each power supply device when the determination means determines the independent state. Output to
The converter control device according to claim 1.
前記コンバータ制御手段は、
いずれか2つの前記DC/DCコンバータの入力電圧を比較することにより、これらに接続されている前記電源装置の出力端が互いに接続されているか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記出力端が互いに接続されていると判別された電源装置に接続された複数のDC/DCコンバータには、前記出力端が互いに接続された複数の電源装置からなる電源装置群の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力し、前記判別手段により前記出力端が他の出力端のいずれにも接続されていないと判別された電源装置に接続されたDC/DCコンバータには、当該判別された電源装置の出力効率に基づいて生成されるPWM信号を出力するPWM信号出力手段と、
を備えることを特徴とする系統連系インバータシステム。 A plurality of power supply devices; a plurality of DC / DC converters respectively connected to output terminals of the plurality of power supply devices; and the plurality of power supply devices and the plurality of DC / DC converters. Connecting means for setting one of a connection state in which the output ends of the plurality of output ends are not connected to each other and a connection state in which at least two output ends are connected among the plurality of output ends; and a plurality of DC / DC converters Converter control means for controlling drive, inverters connected to all output terminals of the plurality of DC / DC converters, converting DC power output from these DC / DC converters into AC power and outputting the AC power to the system, A grid interconnection inverter system comprising:
The converter control means includes
A determination means for determining whether or not output terminals of the power supply devices connected to the two DC / DC converters are connected to each other by comparing input voltages of any two of the DC / DC converters;
The plurality of DC / DC converters connected to the power supply devices that are determined to be connected to each other by the determining means include a plurality of power supply devices that are connected to each other. For a DC / DC converter that outputs a PWM signal generated based on output efficiency and is connected to a power supply device that is determined by the determining means that the output terminal is not connected to any of the other output terminals. PWM signal output means for outputting a PWM signal generated based on the determined output efficiency of the power supply device;
A grid-connected inverter system comprising:
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