JP5601912B2 - 電力変換装置の制御装置、および、この制御装置を用いた系統連系インバータシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の電源装置にそれぞれ接続された各電力変換装置の運転を制御する制御装置、およびこの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。

従来、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。また、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ＤＣ／ＤＣコンバータの運転を制御（以下では、「最大電力点追従制御」という。）するものが開発されている。

また、複数の太陽電池モジュールと複数のＤＣ／ＤＣコンバータとを設けて、太陽電池モジュールの出力電力に応じて、これらの太陽電池モジュールとＤＣ／ＤＣコンバータの接続方法を変更するものも開発されている。

図７は、太陽電池モジュールおよびＤＣ／ＤＣコンバータを３台ずつ設けた系統連系インバータシステムを示す図である。同図に示すように、系統連系インバータシステム１００は、３台の太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０と３台のＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０とをそれぞれ接続する接続線にまたがって設けられている接続装置３００を備えている。接続装置３００は、内蔵する電磁接触器が閉じられて３つの接続線が互いに接続された状態（以下では、「並列状態」とする。）と、内蔵する電磁接触器が開かれて３つの接続線が互いに接続されない状態（以下では、「独立状態」とする。）のいずれかの状態となるものである。

制御装置９００は、図示しないセンサの検出値から太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の出力電力の合計値を算出し、算出された合計値に基づいて接続装置３００の切り替えとＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０の運転を制御する。すなわち、合計値が所定値以上の場合は、接続装置３００を独立状態とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０の運転をそれぞれ制御する。これにより、各太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の出力電力がそれぞれ最大電力点追従制御される。なお、以下では、当該制御状態を「個別制御状態」とする。一方、合計値が所定値未満の場合は、変換効率を高くするために、接続装置３００を並列状態とし、１台のＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０）のみの運転を制御する（他の２台のＤＣ／ＤＣコンバータの運転を行わない。）。これにより、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０から出力される電力が一括され、この一括された出力電力が最大電力点追従制御される。なお、以下では、当該制御状態を「一括制御状態」とする。

特開２００１−２６８８００号公報

しかしながら、系統連系インバータシステム１００においては、個別制御状態と一括制御状態とが切り替えられるときに、各ＤＣ／ＤＣコンバータによる制御が互いに干渉する状態が生じるという問題がある。

制御装置９００は、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の出力電力の合計値（以下では、「合計電力値」とする。）が所定値Ｗ₀以上になった場合に一括制御状態から個別制御状態に切り替えを行い、合計電力値が所定値Ｗ₀未満になった場合に個別制御状態から一括制御状態に切り替えを行う。一括制御状態から個別制御状態への切り替えは、まずＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０を起動し、その後接続装置３００を並列状態から独立状態に切り替ることで行う。また、個別制御状態から一括制御状態への切り替えは、まず接続装置３００を独立状態から並列状態に切り替えて、その後ＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０を停止することで行う。

図８は、系統連系インバータシステム１００における個別制御状態と一括制御状態の切り替えを説明するためのタイムチャートである。

同図（ａ）は、日出（時刻ｔ＝ｔ０）から日没（ｔ＝ｔ７）までの太陽電池モジュールの出力電力を示す図であり、破線が合計電力値を示し、実線がＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に入力される電力を示している。ｔ＝ｔ１〜ｔ２およびｔ＝ｔ５〜ｔ６においては一括制御状態であり、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の出力電力が一括されてＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に入力されている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０は運転を停止しているので、電力が入力されない。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に入力される電力値（実線）と合計電力値（破線）とが一致している。ｔ＝ｔ３〜ｔ４においては個別制御状態であり、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の出力電力はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０に入力されている。また、ｔ＝ｔ２〜ｔ３およびｔ４〜ｔ５においては一括制御状態と個別制御状態の過渡状態であり、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０の一括された出力電力が分割されてＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０に入力されている。したがって、ｔ＝ｔ２〜ｔ５では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に入力される電力値（実線）が合計電力値（破線）の約１／３になっている。

同図（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０の運転状態を示しており、運転中は「ＯＮ」、停止中は「ＯＦＦ」で示している。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０は、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０で生成される電力で系統連系インバータシステム１００が運転可能になったとき（ｔ＝ｔ１）に起動し、運転不可能になったとき（ｔ＝ｔ６）に停止している。

同図（ｃ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０の運転状態を示しており、運転中は「ＯＮ」、停止中は「ＯＦＦ」で示している。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０は、合計電力値が所定値Ｗ₀以上になったとき（ｔ＝ｔ２）に起動し、合計電力値が所定値Ｗ₀未満になった後（ｔ＝ｔ５）に停止している。

同図（ｄ）は、接続装置３００の状態を示している。接続装置３００は、合計電力値が所定値Ｗ₀以上になってＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０が起動された後（ｔ＝ｔ３）、並列状態から独立状態に切り替えられ、合計電力値が所定値Ｗ₀未満になったとき（ｔ＝ｔ４）に、独立状態から並列状態に切り替えられている。

同図に示すように、個別制御状態と一括制御状態とが切り替えられるときに、接続装置３００が並列状態であり、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０が運転中である状態（同図において、ｔ＝ｔ２からｔ３までの期間、および、ｔ＝ｔ４からｔ５までの期間）が生じる。この場合、太陽電池モジュール２１０，２２０，２３０から出力される電力が一括された出力電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０がそれぞれ最大電力点追従制御する状態となり、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０，４３０による制御が互いに干渉する状態となる。

また、制御の干渉中にｔ＝ｔ５でＤＣ／ＤＣコンバータ４２０，４３０の運転を停止した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０に入力される電力が急増することになり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０による最大電力点追従制御において追従していた最大電力点が急変するという問題点もある。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ毎にそれぞれ別のインバータを接続して、各ＤＣ／ＤＣコンバータの運転を制御すると同時に接続された各インバータの運転も制御する場合や、ＤＣ／ＤＣコンバータを設ける代わりに複数台のインバータを設けて、これらのインバータの運転を制御する場合にも、個別制御状態と一括制御状態とが切り替えられるときに同様の問題が生じる。

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、個別制御状態と一括制御状態とを切り替えるときの各電力変換装置による制御の干渉を防止することができる制御装置を提供することをその目的としている。

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。

本発明の第１の側面によって提供される電力変換装置の制御装置は、第１の電源装置と、前記第１の電源装置の出力端に接続された第１の電力変換装置と、第２の電源装置と、前記第２の電源装置の出力端に接続された第２の電力変換装置と、前記第１の電源装置の出力端と前記第２の電源装置の出力端とを互いに接続しない独立状態と前記第１の電源装置の出力端と前記第２の電源装置の出力端とを互いに接続する並列状態のいずれかの状態となる接続装置とを備える系統連系インバータシステムに適用され、前記第１の電源装置および第２の電源装置によって出力される電力が最大になるように前記各電力変換装置の運転を制御する制御装置であって、前記接続装置が前記並列状態となっており、かつ、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置の両方を運転する場合には、前記第２の電力変換装置による制御を行わないか、前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定することを特徴とする。

なお、「電力変換装置」とは、入力電力から必要とされる出力電力を生成するものであり、例えば、直流電力を交流電力に変換するインバータ、および、直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の電力変換装置のみが運転され、前記接続装置が前記並列状態となっている一括制御状態から、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置が運転され、前記接続装置が前記独立状態となっている個別制御状態に切り替える場合に、前記第２の電力変換装置による制御を行わずに前記第２の電力変換装置の運転を開始し、並列接続されている前記第１の電源装置および前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になった以後に前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定して前記第２の電力変換装置による制御を開始し、前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定して前記第２の電力変換装置による制御を行い、前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になった以後に前記第２の電力変換装置による制御を中止する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記一括制御状態から前記個別制御状態に切り替える場合に、前記並列接続されている第１の電源装置および第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になったときに前記接続装置を前記独立状態に切り替える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になったときに前記接続装置を前記並列状態に切り替える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第２の電力変換装置による制御を行わないようにしてから前記第２の電力変換装置に流れる電流がゼロになったときに、前記第２の電力変換装置の運転を停止する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の電源装置および第２の電源装置の出力電力の合計値を算出する算出手段と、前記合計値が所定値以上であるか否かを判別する判別手段とをさらに備え、前記一括制御状態のときに前記判別手段によって前記合計値が前記所定値以上であると判別された場合は、前記一括制御状態から前記個別制御状態に切り替え、前記個別制御状態のときに前記判別手段によって前記合計値が前記所定値未満であると判別された場合は、前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置はＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置はインバータを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の電源装置および第２の電源装置は太陽電池を備えている。

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、前記第１の電源装置と、前記第１の電力変換装置と、前記第２の電源装置と、前記第２の電力変換装置と、前記接続装置と、本発明の第１の側面によって提供される制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、接続装置が並列状態となっているときに第１の電力変換装置および第２の電力変換装置が運転される場合、第２の電力変換装置による制御が行われないか、第１の電力変換装置の制御目標電圧が第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定される。したがって、並列接続された第１の電源装置と第２の電源装置に対して、第１の電力変換装置と第２の電力変換装置とが異なる制御を行うことがない。これにより、第１の電力変換装置と第２の電力変換装置による制御の干渉を防止することができる。

また、個別制御状態から一括制御状態に切り替えられる際、第２の電力変換装置による制御を行わないようにしてから第２の電力変換装置に流れる電流がゼロになったときに第２の電力変換装置の運転を停止する場合、第２の電力変換装置の運転停止によって第１の電力変換装置に入力される電力は変化しない。したがって、第１の電力変換装置による最大電力点追従制御において、追従していた最大電力点が急変するという問題は生じない。

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。

本発明に係る制御装置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。 本発明に係る制御装置の内部構成の一例を説明するためのブロック図である。 本発明に係る制御装置が行う制御状態切替処理（個別制御状態と一括制御状態の切り替え処理）を説明するためのフローチャートである。 制御状態切替処理を説明するためのタイムチャートである。 本発明に係る制御装置を備えた他の系統連系インバータシステムを示すブロック図である。 本発明に係る制御装置を備えた他の系統連系インバータシステムを示すブロック図である。 従来の系統連系インバータシステムを示すブロック図である。 従来の系統連系インバータシステムにおける制御状態切替処理を説明するためのタイムチャートである。

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。

図１は、本発明に係る制御装置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、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は電力系統６に接続されている。

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。

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、制御装置９から入力される切替信号に基づいて、３つの接続線が互いに接続された並列状態と、３つの接続線が互いに接続されない独立状態のいずれかの状態となるものである。並列状態のとき、太陽電池モジュール２１，２２，２３は並列接続された状態となり、太陽電池モジュール２１，２２，２３が生成した電力が一括される。また、独立状態のとき、各太陽電池モジュール２１，２２，２３が生成した電力は、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３に入力される。本実施形態においては、接続装置３を、太陽電池モジュール２１の接続線と太陽電池モジュール２２の接続線との間に設けられた電磁接触器３１と、太陽電池モジュール２３の接続線と太陽電池モジュール２２の接続線との間に設けられた電磁接触器３２とを備えた構成としているが、これに限られない。並列状態と独立状態とを切り替えられる構成であればよい。

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を、制御装置９から入力されるＰＷＭ信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に応じて、それぞれ変換するものである（個別制御状態の場合）。ＤＣ/ＤＣコンバータ４１，４２，４３は、出力電圧が所定の電圧Ｖｄ（以下、必要に応じて「バス電圧Ｖｄ」という。）に固定されているので、入力電圧を目標とする電圧に制御することができる。入力電圧を目標とする電圧に制御して、入力電力が最大となるように目標とする電圧を変化させることで、最大電力点追従制御が行われる。

一括制御状態の場合、ＤＣ/ＤＣコンバータ４１は、並列接続された太陽電池モジュール２１，２２，２３（以下では、「太陽電池モジュール群」とする。）から入力される電圧を、制御装置９から入力されるＰＷＭ信号Ｐ１に応じて変換する。これにより、ＤＣ/ＤＣコンバータ４１は、太陽電池モジュール群から入力される電力の最大電力点追従制御を行う。なお、一括制御状態の場合、ＤＣ/ＤＣコンバータ４２，４３の運転は停止されている。

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ってスイッチング周波数成分を除去された交流電圧を電力系統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。

電流センサ７１，７２，７３は、それぞれＤＣ/ＤＣコンバータ４１，４２，４３の入力側に配置されており、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群から入力される電流のうち、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。

電圧センサ８１，８２，８３は、それぞれＤＣ/ＤＣコンバータ４１，４２，４３の入力側に配置されており、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群から入力される電圧となる。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。

制御装置９は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４１，４２，４３および接続装置３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とに基づいて、ＰＷＭ信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および切替信号を生成する。制御装置９は、ＰＷＭ信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を入力することでＤＣ/ＤＣコンバータ４１，４２，４３を制御し、切替信号を入力することで接続装置３を制御する。

制御装置９は、電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３および電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に基づいて算出された合計電力値（太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力の合計値）Ｗに基づいて、接続装置３の切り替えとＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３の運転を制御する。すなわち、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀以上の場合は、接続装置３を独立状態とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３の運転をそれぞれ制御する（個別制御状態）。このとき、各太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力をそれぞれ最大電力点追従制御するための目標電圧値Ｖ１^*，Ｖ２^*，Ｖ３^*が設定され、制御装置９は、電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がそれぞれ制御目標電圧である目標電圧値Ｖ１^*，Ｖ２^*，Ｖ３^*に一致するようにＰＷＭ信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を生成して、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３に出力する。一方、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀未満の場合は、接続装置３を並列状態とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のみの運転を制御する（一括制御状態）。このとき、太陽電池モジュール群の出力電力を最大電力点追従制御するための目標電圧値Ｖ１^*が設定され、制御装置９は、電圧値Ｖ１が目標電圧値Ｖ１^*に一致するようにＰＷＭ信号Ｐ１を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１に出力する。

また、制御装置９は、個別制御状態と一括制御状態とを切り替えるときに各ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３による制御が互いに干渉することを防ぐために、過渡時に制御目標電圧の切り替えを行う。

一括制御状態から個別制御状態に切り替える場合、制御装置９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧をそれぞれ電圧センサ８２，８３から入力される電圧値Ｖ２，Ｖ３として、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３を起動する。制御目標電圧と制御量とが同じ（偏差がゼロ）なので、制御装置９はＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３を運転しているが制御を行っていない状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３には今までＤＣ／ＤＣコンバータ４１にのみ流れていた電流の一部が流れるようになる。電圧値Ｖ２，Ｖ３は電圧値Ｖ１に一致しており、電圧値Ｖ１の制御目標電圧は目標電圧値Ｖ１^*なので、電圧値Ｖ２，Ｖ３は目標電圧値Ｖ１^*に近づいてゆく。制御装置９は、電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*に切り替えて、接続装置３を独立状態に切り替える。その後、制御装置９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧をそれぞれ目標電圧値Ｖ２^*，Ｖ３^*に切り替えて、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３がそれぞれ太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力の最大電力点追従制御を行うように制御を行う（個別制御状態）。

個別制御状態から一括制御状態に切り替える場合、制御装置９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*に切り替える。電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致したときに、接続装置３を並列状態に切り替える。その後、制御装置９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧をそれぞれ電圧値Ｖ２，Ｖ３に切り替える。制御目標電圧と制御量とが同じ（偏差がゼロ）なので、制御装置９はＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３を運転しているが制御を行っていない状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３に流れる電流が減少する。制御装置９は、電流値Ｉ２および電流値Ｉ３がゼロになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３を停止する。その後、制御装置９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のみで、太陽電池モジュール群の出力電力の最大電力点追従制御を行うように制御を行う（一括制御状態）。

図２は、制御装置９の内部構成を示すブロック図である。制御装置９は、合計電力算出部９１、合計電力比較部９２、切替判断部９３、切替部９４，９５、電流判断部９６、ＰＩ制御部９７ａ，９７ｂ，９７ｃ、および、ＰＷＭ信号生成部９８ａ，９８ｂ，９８ｃを備えている。

合計電力算出部９１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、太陽電池モジュール２１，２２，２３が出力する電力の合計値（合計電力値）Ｗを算出して、合計電力比較部９２に出力するものである。合計電力算出部９１は、電流値Ｉ１と電圧値Ｖ１とを乗算して電力値Ｗ１を算出し、電流値Ｉ２と電圧値Ｖ２とを乗算して電力値Ｗ２を算出し、電流値Ｉ３と電圧値Ｖ３とを乗算して電力値Ｗ３を算出し、電力値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を加算することで合計電力値Ｗ（＝Ｉ１＊Ｖ１＋Ｉ２＊Ｖ２＋Ｉ３＊Ｖ３）を算出する。個別制御状態の場合、電力値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はそれぞれ太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力値を示す。一方、一括制御状態の場合、電力値Ｗ１は太陽電池モジュール群の出力電力値を示し、電流値Ｉ２，Ｉ３がゼロとなるので、電力値Ｗ２，Ｗ３もゼロとなる。

合計電力比較部９２は、合計電力算出部９１から入力される合計電力値Ｗとあらかじめ設定されている所定値Ｗ₀とを比較して、比較結果を切替判断部９３、切替部９４，９５、およびＰＷＭ信号生成回路９８ｂ，９８ｃに出力するものである。本実施形態では、合計電力比較部９２は、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀以上の場合にハイレベルとなり、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀未満の場合にローレベルとなる信号を出力する。なお、合計電力比較部９２による比較結果の出力方法は、これに限られない。

切替判断部９３は、合計電力比較部９２からの入力信号、電圧センサ８２，８３からそれぞれ入力される電圧値Ｖ２，Ｖ３、および、目標電圧値Ｖ１^*に基づいて、接続装置３の切り替えを判断するものである。すなわち、切替判断部９３は、合計電力比較部９２からの入力信号がハイレベル（合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀以上）であり、電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致した場合に、接続装置３を並列状態から独立状態に切り替える切替信号を接続装置３に出力する。当該切替信号は切替部９４，９５にも出力される。また、切替判断部９３は、合計電力比較部９２からの入力信号がローレベル（合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀未満）であり、電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致した場合に、接続装置３を独立状態から並列状態に切り替える切替信号を接続装置３に出力する。当該切替信号は切替部９４，９５にも出力される。本実施形態では、切替判断部９３は、合計電力比較部９２からの入力信号がハイレベルのときに電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致した場合にローレベルからハイレベルに変わり、合計電力比較部９２からの入力信号がローレベルのときに電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致した場合にハイレベルからローレベルに変わる信号を切替信号として出力する。なお、切替判断部９３が出力する切替信号はこれに限られない。

切替部９４は、合計電力比較部９２から入力される信号、切替判断部９３から入力される切替信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を電圧センサ８２から入力される電圧値Ｖ２、目標電圧値Ｖ１^*、目標電圧値Ｖ２^*の間で切り替えるものである。切替部９４は、切替判断部９３から入力される切替信号がローレベルからハイレベルに変わったときに（すなわち、接続装置３を並列状態から独立状態に切り替えたときに）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を電圧値Ｖ２から目標電圧値Ｖ１^*に切り替え、その後所定時間経過後に目標電圧値Ｖ１^*から目標電圧値Ｖ２^*に切り替える。また、切替部９４は、合計電力比較部９２から入力される信号がハイレベルからローレベルに変わったときに（すなわち、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀未満になったときに）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ２^*から目標電圧値Ｖ１^*に切り替え、切替判断部９３から入力される切替信号がハイレベルからローレベルに変わったとき（すなわち、接続装置３を独立状態から並列状態に切り替えたとき）から所定時間経過後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*から電圧値Ｖ２に切り替える。

切替部９５は、合計電力比較部９２から入力される信号、切替判断部９３から入力される切替信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧を電圧センサ８３から入力される電圧値Ｖ３、目標電圧値Ｖ１^*、目標電圧値Ｖ３^*の間で切り替えるものである。切替部９５は、切替判断部９３から入力される切替信号がローレベルからハイレベルに変わったときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧を電圧値Ｖ３から目標電圧値Ｖ１^*に切り替え、その後所定時間経過後に目標電圧値Ｖ１^*から目標電圧値Ｖ３^*に切り替える。また、切替部９５は、合計電力比較部９２から入力される信号がハイレベルからローレベルに変わったときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ３^*から目標電圧値Ｖ１^*に切り替え、切替判断部９３から入力される切替信号がハイレベルからローレベルに変わったときから所定時間経過後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*から電圧値Ｖ３に切り替える。

電流判断部９６は、電流センサ７２，７３からそれぞれ入力される電流値Ｉ２，Ｉ３が、ともにゼロになったか否かを判断し、判断結果をＰＷＭ信号生成部９８ｂ，９８ｃに出力するものである。本実施形態では、電流判断部９６は、電流値Ｉ２，Ｉ３がともにゼロの場合にハイレベルとなり、それ以外の場合にローレベルとなる信号を出力する。なお、電流判断部９６が出力する信号はこれに限られない。また、電流判断部９６が、電流値Ｉ２がゼロの場合にハイレベルとなる信号をＰＷＭ信号生成部９８ｂに出力し、電流値Ｉ３がゼロの場合にハイレベルとなる信号をＰＷＭ信号生成部９８ｃに出力するようにしてもよい。

ＰＩ制御部９７ａは、電圧センサ８１から入力される電圧値Ｖ１と目標電圧値Ｖ１^*との偏差に基づいてＰＩ制御を行い、補正値をＰＷＭ信号生成部９８aに出力するものである。ＰＩ制御部９７ｂは、電圧センサ８２から入力される電圧値Ｖ２と切替部９４から入力される制御目標電圧との偏差に基づいてＰＩ制御を行い、補正値をＰＷＭ信号生成部９８ｂに出力するものである。ＰＩ制御部９７ｃは、電圧センサ８３から入力される電圧値Ｖ３と切替部９５から入力される制御目標電圧との偏差に基づいてＰＩ制御を行い、補正値をＰＷＭ信号生成部９８ｃに出力するものである。

ＰＷＭ信号生成部９８ａは、ＰＩ制御部９７ａから入力される補正値に基づいてＰＷＭ信号Ｐ１を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１に出力するものである。ＰＷＭ信号生成部９８ａは、ＰＩ制御部９７ａから入力される補正値に基づく指令値信号と、内部で生成される所定の周波数（例えば、４ｋＨｚ）のキャリア信号（例えば、三角波信号）とを比較することでＰＷＭ信号Ｐ１を生成する。なお、ＰＷＭ信号の生成方法はこれに限られない。なお、図示していないが、ＰＷＭ信号生成部９８ａは、太陽電池モジュール２１，２２，２３で生成される電力で系統連系インバータシステム１が運転可能になったときにＰＷＭ信号Ｐ1の生成を開始して、運転不可能になったときにＰＷＭ信号Ｐ１の生成を停止する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、ＰＷＭ信号Ｐ１を入力されている間のみ運転される。

ＰＷＭ信号生成部９８ｂは、ＰＩ制御部９７ｂから入力される補正値に基づいてＰＷＭ信号Ｐ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に出力するものである。ＰＷＭ信号の生成方法はＰＷＭ信号生成部９８ａと同様である。また、ＰＷＭ信号生成部９８ｂは、合計電力比較部９２から入力される信号がローレベルからハイレベルに変わったときに（すなわち、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀以上になったときに）ＰＷＭ信号Ｐ２の生成を開始し、電流判断部９６から入力される信号がローレベルからハイレベルに変わったときに（すなわち、電流値Ｉ２，Ｉ３がともにゼロになったときに）ＰＷＭ信号Ｐ２の生成を停止する。

ＰＷＭ信号生成部９８ｃは、ＰＩ制御部９７ｃから入力される補正値に基づいてＰＷＭ信号Ｐ３を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３に出力するものである。ＰＷＭ信号の生成方法はＰＷＭ信号生成部９８ａと同様である。また、ＰＷＭ信号生成部９８ｃは、合計電力比較部９２から入力される信号がローレベルからハイレベルに変わったときにＰＷＭ信号Ｐ３の生成を開始し、電流判断部９６から入力される信号がローレベルからハイレベルに変わったときにＰＷＭ信号Ｐ３の生成を停止する。

なお、制御装置９は、アナログ回路として実現してもよいし、デジタル回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを制御装置９として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。

次に、図３および図４を参照して、制御装置９による個別制御状態と一括制御状態の切り替え処理（以下では、「制御状態切替処理」とする。）について説明する。

図３は、制御装置９が行う制御状態切替処理を説明するためのフローチャートである。当該処理は、所定のタイミングで実施される。

まず、合計電力値Ｗが所定値Ｗ₀以上であるか否かが判別される（Ｓ１）。Ｗ≧Ｗ₀の場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、個別制御状態であるか否かが判別される（Ｓ２）。個別制御状態の場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御状態を切り替える必要がないので、制御状態切替処理が終了される。一方、一括制御状態の場合（Ｓ２：ＮＯ）、個別制御状態に切り替えるために、ステップＳ３〜Ｓ８の処理が行われる。

ステップＳ３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転が開始される（Ｓ３）。具体的には、ＰＷＭ信号生成部９８ｂ，９８ｃがＰＷＭ信号Ｐ２，Ｐ３の生成を開始し、生成したＰＷＭ信号Ｐ２，Ｐ３をそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３はＰＷＭ信号Ｐ２，Ｐ３の入力が開始されたことにより運転を開始する。なお、このときのＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧は、それぞれ電圧センサ８２，８３から入力される電圧値Ｖ２，Ｖ３になっているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３は制御を行うことなく運転される。

次に、電圧センサ８２，８３からそれぞれ入力される電圧値Ｖ２，Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致したか否かが判別される（Ｓ４）。一致しない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ４に戻って再度判別される。すなわち、一致するまで判別が継続される。一致した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧が電圧値Ｖ２，Ｖ３から目標電圧値Ｖ１^*に切り替えられる（Ｓ５）。また、接続装置３が並列状態から独立状態に切り替えられる（Ｓ６）。具体的には、接続装置３を並列状態から独立状態に切り替える切替信号を出力する。

次に、所定時間が経過したか否かが判別される（Ｓ７）。未経過の場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ７に戻って、所定時間が経過するまで判別が継続される。経過した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ１^*からそれぞれ目標電圧値Ｖ２^*，Ｖ３^*に切り替えられ（Ｓ８）、制御状態切替処理が終了される。

ステップＳ１においてＷ＜Ｗ₀の場合（Ｓ１：ＮＯ）、一括制御状態であるか否かが判別される（Ｓ９）。一括制御状態の場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御状態を切り替える必要がないので、制御状態切替処理が終了される。一方、個別制御状態の場合（Ｓ９：ＮＯ）、一括制御状態に切り替えるために、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理が行われる。

ステップＳ１０では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ２^*，Ｖ３^*から目標電圧値Ｖ１^*に切り替えられる（Ｓ１０）。次に、電圧センサ８２，８３からそれぞれ入力される電圧値Ｖ２，Ｖ３が目標電圧値Ｖ１^*に一致したか否かが判別される（Ｓ１１）。一致しない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って再度判別される。すなわち、一致するまで判別が継続される。一致した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、接続装置３が独立状態から並列状態に切り替えられる（Ｓ１２）。具体的には、接続装置３を独立状態から並列状態に切り替える切替信号を出力する。

次に、所定時間が経過したか否かが判別される（Ｓ１３）。未経過の場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１３に戻って、所定時間が経過するまで判別が継続される。経過した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ１^*からそれぞれ電圧値Ｖ２，Ｖ３に切り替えられる（Ｓ１４）。

次に、電流センサ７２，７３からそれぞれ入力される電流値Ｉ２，Ｉ３がともにゼロになったか否かが判別される（Ｓ１５）。少なくとも一方がゼロになっていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１５に戻って再度判別される。すなわち、ともにゼロになるまで判別が継続される。ともにゼロになった場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転が停止され（Ｓ１６）、制御状態切替処理が終了される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転の停止は、具体的には、ＰＷＭ信号生成部９８ｂ，９８ｃがＰＷＭ信号Ｐ２，Ｐ３の生成を停止することで行われる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３は、ＰＷＭ信号Ｐ２，Ｐ３の入力が停止されたことにより運転を停止する。

図４は、制御状態切替処理を説明するためのタイムチャートである。同図（ａ）は、日出（時刻ｔ＝ｔ０）から日没（ｔ＝ｔ１１）までの太陽電池モジュールの出力電力を示す図であり、破線が合計電力値Ｗを示し、実線がＤＣ／ＤＣコンバータ４１に入力される電力を示している。同図（ｂ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４１の運転状態を示し、同図（ｃ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転状態を示している。ともに、運転中は「ＯＮ」、停止中は「ＯＦＦ」で示している。同図（ｄ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧の切り替えを示し、同図（ｅ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力電圧の電圧値（すなわち、電圧センサ８２が検出した電圧値）Ｖ２（以下では、「入力電圧値Ｖ２」とする。）を示している。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧の切り替えおよび入力電圧値も同様となる。同図（ｆ）は、接続装置３の状態を示している。

日出（時刻ｔ＝ｔ０）後、太陽電池モジュール２１，２２，２３で生成される電力で系統連系インバータシステム１が運転可能になったとき（ｔ＝ｔ１）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１が起動されている（同図（ｂ）参照）。なお、前回の個別制御状態から一括制御状態への切り替え（例えば、前日の日没前の切り替え）により、接続装置３は並列状態になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の起動後、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３が起動されるまで（ｔ＝ｔ１〜ｔ２）は、太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力が一括されてＤＣ／ＤＣコンバータ４１で制御される一括制御状態である。

合計電力値（ＤＣ／ＤＣコンバータ４１に入力される電力）Ｗが増加して所定値Ｗ₀以上になったとき（ｔ＝ｔ２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３が起動されている（同図（ｃ）参照）。このときのＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧は、電圧センサ８２から入力される電圧値Ｖ２になっている（同図（ｄ）参照）。その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したとき（同図（ｅ）ｔ＝ｔ３参照）に、接続装置３が並列状態から独立状態に切り替えられ（同図（ｆ）参照）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧が電圧値Ｖ２から目標電圧値Ｖ１^*に切り替えられている（同図（ｄ）参照）。その後所定時間経過後（ｔ＝ｔ４）にＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ１^*から目標電圧値Ｖ２^*に切り替えられている（同図（ｄ）参照）。これにより、各太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力がそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３で制御される個別制御状態となる。

日没近くになって合計電力値Ｗが減少して所定値Ｗ₀未満になったとき（ｔ＝ｔ６）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ２^*から目標電圧値Ｖ１^*に切り替えられている（同図（ｄ）参照）。その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したとき（同図（ｅ）ｔ＝ｔ７参照）に、接続装置３が独立状態から並列状態に切り替えられている（同図（ｆ）参照）。その後所定時間経過後（ｔ＝ｔ８）にＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧が目標電圧値Ｖ１^*から電圧値Ｖ２に切り替えられている（同図（ｄ）参照）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の入力電流値Ｉ２，Ｉ３が減少するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３に入力される電力が減少している（同図（ａ）ｔ＝ｔ８〜ｔ９参照）。入力電流値Ｉ２，Ｉ３がともにゼロになったとき（ｔ＝ｔ９）に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３が停止されている（同図（ｃ）参照）。

その後、太陽電池モジュール２１，２２，２３で生成される電力では系統連系インバータシステム１が運転不能になったとき（ｔ＝ｔ１０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１が停止されている（同図（ｂ）参照）。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３が停止されてからＤＣ／ＤＣコンバータ４１が停止されるまで（ｔ＝ｔ９〜ｔ１０）は、太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力が一括されてＤＣ／ＤＣコンバータ４１で制御される一括制御状態である。

本実施形態においては、一括制御状態から個別制御状態に切り替えるときの過渡状態（図４におけるｔ＝ｔ２〜ｔ４）、および、個別制御状態から一括制御状態に切り替えるときの過渡状態（図４におけるｔ＝ｔ６〜ｔ９）におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を、電圧センサ８２から入力される電圧値Ｖ２または目標電圧値Ｖ１^*としている（同図（ｄ）参照）。制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*としている間、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２はＤＣ／ＤＣコンバータ４１と同じ制御を行う。また、制御目標電圧を電圧値Ｖ２としている間、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は制御を行っていない。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４２による制御の干渉が生じない。また、過渡時のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御目標電圧は、電圧センサ８３から入力される電圧値Ｖ３または目標電圧値Ｖ１^*とされるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３とＤＣ／ＤＣコンバータ４１およびＤＣ／ＤＣコンバータ４２による制御の干渉も生じない。これにより、個別制御状態と一括制御状態とを切り替えるときの、各ＤＣ／ＤＣコンバータによる制御の干渉を防止することができる。

また、本実施形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の制御目標電圧を目標電圧値Ｖ１^*から電圧値Ｖ２，Ｖ３に切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の入力電流値Ｉ２，Ｉ３がともにゼロになってからＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転を停止している。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転停止によってＤＣ／ＤＣコンバータ４１に入力される電力は変化しない。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１による最大電力点追従制御において追従していた最大電力点が急変するという問題は生じない。

なお、上記実施形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したとき（図４（ｅ）ｔ＝ｔ３参照）に、接続装置３が並列状態から独立状態に切り替えられ（同図（ｆ）参照）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧が電圧値Ｖ２から目標電圧値Ｖ１^*に切り替えられる（同図（ｄ）参照）場合について説明したが、これに限られない。接続装置３の独立状態への切り替えのタイミング、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧の目標電圧値Ｖ１^*への切り替えのタイミングは、それぞれ、入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したときから制御目標電圧を目標電圧値Ｖ２^*に切り替えるまでの間（ｔ＝ｔ３〜ｔ４）とすればよい。また、接続装置３の独立状態への切り替えのタイミング以後であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御目標電圧を電圧値Ｖ２から目標電圧値Ｖ２^*に直接（目標電圧値Ｖ１^*に切り替えることなく）切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したとき（図４（ｅ）ｔ＝ｔ７参照）に、接続装置３が独立状態から並列状態に切り替えられる場合（同図（ｆ）参照）について説明したが、これに限られない。接続装置３の並列状態への切り替えのタイミングは、入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したときから制御目標電圧を電圧値Ｖ２に切り替えるまでの間（ｔ＝ｔ７〜ｔ８）とすればよい。また、制御目標電圧の目標電圧値Ｖ１^*から電圧値Ｖ２への切り替えのタイミングは、入力電圧値Ｖ２が目標電圧値Ｖ１^*に一致したとき（ｔ＝ｔ７）以降であればよい。

また、上記実施形態においては、入力電流値Ｉ２がゼロになったとき（ｔ＝ｔ９）に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の運転を停止する場合（同図（ｃ）参照）について説明したが、これに限られない。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止するタイミングは、入力電流値Ｉ２がゼロになったとき（ｔ＝ｔ９）以降であればよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止するタイミングを入力電流値Ｉ２がゼロになる前とした場合でも、個別制御状態から一括制御状態に切り替えるときの制御の干渉を防止できるという効果を奏することができる。

上記実施形態においては、個別制御状態と一括制御状態とを切り替えるためのしきい値を１つの所定値Ｗ₀としたが、これに限られない。例えば、一括制御状態から個別制御状態に切り替えるためのしきい値Ｗ₁と、個別制御状態から一括制御状態に切り替えるためのしきい値Ｗ₂（Ｗ₁＞Ｗ₂）とを設定し、ヒステリシスを設けることでチャタリングを抑制するようにしてもよい。また、合計電力値をしきい値と比較する場合に限られず、１つの太陽電池モジュール（例えば、太陽電池モジュール２１）の出力電力をしきい値と比較するようにしてもよい。

上記実施形態においては、太陽電池モジュールおよびＤＣ／ＤＣコンバータが３台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およびＤＣ／ＤＣコンバータが２台の場合でも、４台以上の場合でも適用することができる。また、個別制御状態と一括制御状態とを段階的に切り替える場合でも、本発明を適用することができる。例えば、図１に示す系統連系インバータシステム１において、合計電力値が第１の所定値以上になったときにＤＣ／ＤＣコンバータ４３を起動して電磁接触器３２を開いて、その後、太陽電池モジュール２１の出力電力と太陽電池モジュール２２の出力電力の合計値が第２の所定値以上になったときにＤＣ／ＤＣコンバータ４２を起動して電磁接触器３１を開く場合（太陽電池モジュール２１の出力電力と太陽電池モジュール２２の出力電力の合計値が第２の所定値未満になったときに電磁接触器３１を閉じてＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止し、その後、合計電力値が第１の所定値未満になったときに電磁接触器３２を閉じてＤＣ／ＤＣコンバータ４３を停止）でも、本発明を適用することができる。

上記実施形態においては、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３が出力する電力を１台のインバータ５に入力する場合について説明したが、これに限られない。例えば、図５に示すように、３台のインバータ５１，５２，５３を設けて、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３が出力する電力をそれぞれインバータ５１，５２，５３に入力する場合にも、本発明を適用することができる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３を起動するときにインバータ５２，５３も起動するようにし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２，４３の運転を停止するときにインバータ５２，５３の運転も停止するようにすればよい。なお、図５に示す系統連系インバータシステム１’においては、制御装置９がインバータ５１，５２，５３の制御装置も兼ねている。また、図５においては、電流センサ７１，７２，７３および電圧センサ８１，８２，８３の記載を省略している。

また、図６に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３を設けずに３台のインバータ５１，５２，５３を設けて、各インバータ５１，５２，５３で太陽電池モジュール２１，２２，２３の出力電力を最大電力点追従制御するような場合にも、本発明を適用することができる。この場合、制御装置９が生成するＰＷＭ信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をそれぞれインバータ５１，５２，５３に入力して制御するようにすればよい。なお、図６に示す系統連系インバータシステム１”においては、ＤＣ／ＤＣコンバータの代わりに電圧変換するための変圧器１０が設けられている。また、図６においては、電流センサ７１，７２，７３および電圧センサ８１，８２，８３の記載を省略している。

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。

本発明に係る電力変換装置の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。本発明に係る電力変換装置の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。

１ 系統連系インバータシステム
２１ 太陽電池モジュール（第１の電源装置）
２２，２３ 太陽電池モジュール（第２の電源装置）
３ 接続装置
４１ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１の電力変換装置）
４２，４３ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２の電力変換装置）
５ インバータ
６ 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
９１ 合計電力算出部（算出手段）
９２ 合計電力比較部（判別手段）
９３ 切替判断部
９４,９５ 切替部
９６ 電流判断部
９７ａ，９７ｂ，９７ｃ ＰＩ制御部
９８ａ，９８ｂ，９８ｃ ＰＷＭ信号生成部

Claims (10)

1. 第１の電源装置と、前記第１の電源装置の出力端に接続された第１の電力変換装置と、第２の電源装置と、前記第２の電源装置の出力端に接続された第２の電力変換装置と、前記第１の電源装置の出力端と前記第２の電源装置の出力端とを互いに接続しない独立状態と前記第１の電源装置の出力端と前記第２の電源装置の出力端とを互いに接続する並列状態のいずれかの状態となる接続装置とを備える系統連系インバータシステムに適用され、前記第１の電源装置および第２の電源装置によって出力される電力が最大になるように前記各電力変換装置の運転を制御する制御装置であって、
   前記接続装置が前記並列状態となっており、かつ、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置の両方を運転する場合には、前記第２の電力変換装置による制御を行わないか、前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記第１の電力変換装置のみが運転され、前記接続装置が前記並列状態となっている一括制御状態から、前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置が運転され、前記接続装置が前記独立状態となっている個別制御状態に切り替える場合に、前記第２の電力変換装置による制御を行わずに前記第２の電力変換装置の運転を開始し、並列接続されている前記第１の電源装置および前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になった以後に前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定して前記第２の電力変換装置による制御を開始し、
   前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第１の電力変換装置の制御目標電圧を前記第２の電力変換装置の制御目標電圧として設定して前記第２の電力変換装置による制御を行い、前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になった以後に前記第２の電力変換装置による制御を中止する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記一括制御状態から前記個別制御状態に切り替える場合に、前記並列接続されている第１の電源装置および第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になったときに前記接続装置を前記独立状態に切り替える、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第２の電源装置の出力電圧が前記第１の電力変換装置の制御目標電圧になったときに前記接続装置を前記並列状態に切り替える、請求項２または３に記載の制御装置。
5. 前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える場合に、前記第２の電力変換装置による制御を行わないようにしてから前記第２の電力変換装置に流れる電流がゼロになったときに、前記第２の電力変換装置の運転を停止する、請求項２ないし４のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記第１の電源装置および第２の電源装置の出力電力の合計値を算出する算出手段と、
   前記合計値が所定値以上であるか否かを判別する判別手段と、
   をさらに備え、
   前記一括制御状態のときに前記判別手段によって前記合計値が前記所定値以上であると判別された場合は、前記一括制御状態から前記個別制御状態に切り替え、前記個別制御状態のときに前記判別手段によって前記合計値が前記所定値未満であると判別された場合は、前記個別制御状態から前記一括制御状態に切り替える、
   請求項２ないし５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置はＤＣ／ＤＣコンバータを備えている、請求項１ないし６のいずれかに記載の制御装置。
8. 前記第１の電力変換装置および第２の電力変換装置はインバータを備えている、請求項１ないし６のいずれかに記載の制御装置。
9. 前記第１の電源装置および第２の電源装置は太陽電池を備えている、請求項１ないし８のいずれかに記載の制御装置。
10. 前記第１の電源装置と、前記第１の電力変換装置と、前記第２の電源装置と、前記第２の電力変換装置と、前記接続装置と、前記請求項１ないし９のいずれかに記載の制御装置とを備える系統連系インバータシステム。

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