JP6273888B2 - 制御装置、電力変換装置、発電システム、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、電力変換装置、発電システム、およびプログラムに関する。

特許文献１には、太陽電池アレイのリップル電流を低減し、最大電力追従制御が可能な電源装置が開示されている。

特許文献１ 特開２００２−５５７２３

太陽電池などの直流電源からの直流電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換し、電力系統に連系するインバータとを備える電力変換装置において、昇圧回路に入力される直流電源からの直流電圧は、一定に保たれていることが望ましい。しかしながら、インバータがスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換することに起因して、昇圧回路から出力され、インバータに入力される直流電圧は変動することがある。昇圧回路から出力される直流電圧が変動することに伴って、直流電源から昇圧回路に入力される直流電圧も変動してしまう可能性がある。

本発明の一態様に係る制御装置は、直流電圧を交流電圧に変換して電力系統に連系するインバータに、直流電源からの直流電圧を昇圧して入力する昇圧回路を制御する制御装置であって、直流電源の要求動作電圧値と、直流電源の動作電圧値とに基づいて、直流電源の動作電圧が一定に保たれる昇圧回路のデューティ比を導出するデューティ比導出部と、デューティ比導出部により導出されたデューティ比に基づいて、昇圧回路の昇圧動作を制御する昇圧動作制御部とを備える。

上記制御装置において、デューティ比導出部は、直流電源の要求動作電圧値と直流電源の動作電圧値との差分値に基づいて、デューティ比を導出してよい。

上記制御装置において、デューティ比導出部は、インバータに入力すべき電圧を示す要求電圧値とインバータに入力されている電圧を示す入力電圧値との差分値、インバータに入力すべき電圧を示す要求電圧値、および昇圧回路の現在のデューティ比に基づいて、デューティ比を導出してよい。

上記制御装置は、インバータに入力されている電圧のうち電力系統の系統周波数に基づく基準周波数で変動する電圧成分の電圧値を入力電圧値として取得する入力電圧値取得部をさらに備えてよい。

上記制御装置において、直流電源は、太陽電池であり、デューティ比導出部は、昇圧回路に入力される電圧が太陽電池から最大電力が得られる電圧で一定に保たれるデューティ比を導出してよい。

本発明の一態様に係る電力変換装置は、上記制御装置と、昇圧回路と、インバータとを備える。

本発明の一態様に係る発電システムは、上記電力変換装置と、直流電源である太陽電池とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る発電システム全体のシステム構成の一例を示す図である。 太陽電池アレイおよび昇圧回路の等価回路モデルの一例を示す図である。 図２に示す等価回路モデルを基に制御系を伝達関数モデルで示した図である。 電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因して生じる出力電圧ｖ_ｉの変動を抑制することが可能な伝達関数モデルを示した図である。 電流連続モードにおいて、リアクトルＬ１に流れる電流Ｉ_Ｌの時間変化の様子を示す図である。 電流不連続モードにおいて、リアクトルＬ１に流れる電流Ｉ_Ｌの時間変化の様子を示す図である。 電流連続モードにおいて、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因して生じる電圧ｖ_ｉの変動を抑制することが可能な伝達関数モデルの一例を示す図である。 制御装置の昇圧動作に関連する機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る発電システム全体のシステム構成の一例を示す図である。発電システムは、太陽電池アレイ２００、およびパワーコンディショナ１０を備える。パワーコンディショナ１０は、電力変換装置の一例である。太陽電池アレイ２００は、直列または並列に接続された複数の太陽電池モジュールを有する。太陽電池アレイ２００は、直流電源の一例である。直流電源として、太陽電池アレイ２００以外の分散型電源を用いてもよい。分散型電源は、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムでもよい。

パワーコンディショナ１０は、太陽電池アレイ２００からの直流電圧を交流電圧に変換して系統電源３００と連系する。系統電源３００は、例えば、単相３線式電源でよい。

パワーコンディショナ１０は、コンデンサＣ１、昇圧回路２０、コンデンサＣ２、インバータ３０、フィルタ回路４０、および制御装置１００をさらに備える。

コンデンサＣ１の一端は、太陽電池アレイ２００の正極に電気的に接続される。コンデンサＣ１の他端は、太陽電池アレイ２００の負極に電気的に接続される。コンデンサＣ１は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧に含まれるノイズを低減するノイズ低減回路の一例である。言い換えれば、コンデンサＣ１は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を平滑化する平滑化フィルタの一例である。

昇圧回路２０は、コンデンサＣ１によりノイズが低減された直流電圧を昇圧して出力する。昇圧回路２０は、非絶縁型の昇圧回路の一例である。昇圧回路２０は、いわゆるチョッパ方式スイッチングレギュレータでよい。昇圧回路２０は、リアクトルＬ１、スイッチＴｒおよびダイオードＤ１を有する。

リアクトルＬ１の一端は、コンデンサＣ１の一端に接続され、リアクトルＬ１の他端は、スイッチＳＷのコレクタに接続される。スイッチＳＷは、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）でよい。スイッチＳＷのコレクタは、ダイオードＤ１のアノードに接続され、スイッチＳＷのエミッタは、コンデンサＣ１の他端に接続される。

リアクトルＬ１は、スイッチＳＷがオン期間中に太陽電池アレイ２００からの電力に基づくエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーをスイッチＳＷがオフ期間中に放出する。これにより、昇圧回路２０は、太陽電池アレイ２００からの直流電圧を昇圧する。ダイオードＤ１は、リアクトルＬ１からの出力を整流する。また、ダイオードＤ１は、電流が昇圧回路２０の出力側から入力側に流れることを防止する。

コンデンサＣ２は、昇圧回路２０から出力される直流電圧を平滑化する。言い換えれば、コンデンサＣ２は、昇圧回路２０から出力される直流電圧に含まれるノイズを低減する。

インバータ３０は、スイッチを含み、スイッチがオンオフすることで昇圧回路２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、系統電源３００側に出力する。インバータ３０は、太陽電池アレイ２００からの電力を系統電源３００からの電力と連系させる。

インバータ３０は、例えば、ブリッジ接続された４つの半導体スイッチを含む単相フルブリッジＰＷＭインバータにより構成してもよい。４つの半導体スイッチのうち、一方の一対の半導体スイッチは直列に接続される。４つの半導体スイッチのうち、他方の一対の半導体スイッチは、直列に接続され、かつ一方の一対の半導体スイッチと並列に接続される。

フィルタ回路４０は、インバータ３０から出力された交流電圧に含まれるノイズを低減する。フィルタ回路４０は、一対のコイルＬ２およびコンデンサＣ３を含む。一対のコイルＬ２のそれぞれの一端は、インバータ３０の出力端に接続される。一対のコイルＬ２のそれぞれの他端は、コンデンサＣ３の一端および他端に接続される。

パワーコンディショナ１０は、電圧センサ５０、電圧センサ５２、および電圧センサ５４をさらに備える。電圧センサ５０は、太陽電池アレイ２００の両端の電位差に対応する電圧ｖ_ｉを検知する。電圧センサ５２は、昇圧回路２０の出力側の両端の電位差に対応する電圧Ｖ_ｏを検知する。電圧センサ５４は、系統電源３００の電圧Ｖｆを検知する。

制御装置１００は、電圧ｖ_ｉ、電圧Ｖ_ｏ、電圧Ｖｆなどに基づいて昇圧回路２０の昇圧動作およびインバータ３０の直流交流変換動作を制御する。

制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるような入力電圧を昇圧回路２０から受けて、かつ系統電源３００の交流電圧に同期させた交流電圧を出力させるべくインバータ３０を制御している。また、制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるような入力電圧を太陽電池アレイ２００から受け、かつインバータ３０に入力すべき直流電圧を出力すべく、昇圧回路２０を制御している。

制御装置１００は、インバータ３０に入力すべき直流電圧に応じて、いわゆる最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）により太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるように、昇圧回路２０のデューティ比を調整して、昇圧回路２０の昇圧動作を制御している。ところが、インバータ３０がスイッチング動作により昇圧回路２０から入力される直流電圧を交流電圧に変換することに伴い、インバータ３０に入力される直流電圧が変動してしまう。すなわち、昇圧回路２０から出力される直流電圧が変動してしまう。

インバータ３０に入力される直流電圧は、系統電源３００の系統電圧の周波数に応じて変動する。例えば、系統電源３００が単相交流電源の場合、インバータ３０に入力される直流電圧は、系統電圧の周波数ｆの２倍の周波数２×ｆで変動する。その結果、制御装置１００は、最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）による昇圧回路２０のデューティ比の調整が追い付かず、昇圧回路２０から出力される直流電圧の変動に伴い、昇圧回路２０に入力される直流電圧も変動してしまう。昇圧回路２０に入力される直流電圧が変動することにより、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られない場合がある。

そこで、本実施形態では、昇圧回路２０から出力される直流電圧が変動することに伴って、太陽電池アレイ２００から昇圧回路２０に入力される直流電圧が変動することを抑制する。

図２は、太陽電池アレイ２００および昇圧回路２０の等価回路モデルの一例を示す図である。Ｉ_Ｐは、太陽電池アレイ２００の光電流を示す。ｒ_ａは、太陽電池アレイ２００の等価回路におけるダイオードの順方向の等価抵抗および並列成分抵抗との合計の抵抗を示す。ｉ_ａは、抵抗ｒ_ａに流れる電流を示す。ｒ_ｓは、太陽電池アレイ２００の等価回路における直列成分抵抗を示す。ｖ_ｉは、太陽電池アレイ２００の等価回路における出力電圧を示す。Ｃは、コンデンサＣ１を示す。ｒ_ｃは、コンデンサＣ１の直列成分抵抗を示す。ｖ_ｃは、コンデンサＣ１の両端に印加される電圧を示す。Ｌは、リアクトルＬ１を示す。ｒ_Ｌは、リアクトルＬ１の巻線抵抗を示す。Ｓは、スイッチＳＷを示す。Ｄ１は、ダイオードＤ１を示す。Ｖ_ｏは、昇圧回路２０の出力電圧、つまりコンデンサＣ２の両端に印加される電圧を示す。

図３は、図２に示す等価回路モデルを基に制御系を伝達関数モデルで示した図である。ΔＶ_ｏは、電圧Ｖ_ｏの変動量を示す。Ｇ_ｖｖは、電圧Ｖ_ｏの微小変動に対する電圧ｖ_ｉの応答特性を表す伝達関数を示す。Ｖ_ｉｒｅｆは、太陽電池アレイ２００の要求動作電圧値を示す。αは、デューティ比Ｄを算出するコントローラ、つまり制御装置１００の応答特性を表す伝達関数を示す。Ｇ_ｖｄは、デューティ比Ｄの微小変動に対する電圧ｖ_ｉの応答特性を表す伝達関数を示す。ｖ_ｉは、太陽電池アレイ２００から出力される出力電圧の変動量を示す。

伝達関数αは、昇圧回路２０が出力すべき電圧に対して、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるような電圧を太陽電池アレイ２００から出力できるように、例えばＭＰＰＴにより最適なデューティ比Ｄを導出するための伝達関数である。しかし、伝達関数αにより導出されるデューティ比Ｄは、昇圧回路２０が出力すべき電圧の変動を考慮していない。したがって、制御装置１００が、デューティ比Ｄにより、昇圧回路２０の昇圧動作を制御すると、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因する変動が、太陽電池アレイ２００の動作電圧ｖ_ｉにも生じてしまう。つまり、太陽電池アレイ２００から出力される出力電圧の変動量ΔＶ_ｉは、ゼロにならない。太陽電池アレイ２００から出力される出力電圧を最大電力が得られるような電圧で一定に保つためには、変動量ΔＶ_ｉをゼロにすることが望ましい。そこで、本実施形態では、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因して生じる電圧ｖ_ｉの変動量ΔＶ_ｉを抑制する。

図４は、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因して生じる電圧ｖ_ｉの変動量ΔＶ_ｉを抑制することが可能な伝達関数モデルの一例を示した図である。図４に示す伝達関数モデルにおいて、太陽電池アレイ２００の要求動作電圧Ｖ_ｉｒｅｆと太陽電池アレイ２００の動作電圧ｖ_ｉとの差分から伝達関数αを介してデューティ比Ｄが導出される。さらに、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに対して伝達関数Ｇ_ｖｖ／Ｇ_ｖｄを介して導出された値を、デューティ比Ｄから減算することで、デューティ比Ｄ'が導出される。制御装置１００は、デューティ比Ｄ'により昇圧回路２０の昇圧動作を制御する。

図４に示す伝達関数モデルにおいて、ΔＶ_ｉ／ΔＶ_ｏは、式（１）で表される。

式（１）に示すように、ΔＶ_ｉ／ΔＶ_ｏはゼロになる。したがって、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに対して伝達関数Ｇ_ｖｖ／Ｇ_ｖｄにより導出された値を、伝達関数αを介して導出されたデューティ比Ｄから減算することにより、太陽電池アレイ２００から出力される出力電圧の変動量ΔＶ_ｉをゼロにすることができる。

ここで、伝達関数Ｇ_ｖｄおよび伝達関数Ｇ_ｖｖは、昇圧回路２０のスイッチング動作に伴いリアクトルＬ１に流れる電流の時間変化の条件によって異なる。ここでは、リアクトルＬ１に常に電流が流れる場合を、電流連続モードと呼び、リアクトルＬ１に電流が流れない期間がある場合を、電流不連続モードと呼ぶ。

図５は、電流連続モードにおいて、リアクトルＬ１に流れる電流Ｉ_Ｌの時間変化の様子を示す。Ｄはデューティ比、Ｔ_Ｓはスイッチング周期を示す。電流Ｉ_Ｌは、スイッチＳＷがオンであるＤＴ_Ｓに対応する期間、徐々に増加し、スイッチＳＷがオフである（１−Ｄ）Ｔ_Ｓに対応する期間、徐々に減少する。そして、電流Ｉ_Ｌがゼロになる前に、再びスイッチＳＷがオンして、電流Ｉ_Ｌが再び徐々に増加していく。

電流連続モードにおいて、伝達関数Ｇ_ｖｄおよび伝達関数Ｇ_ｖｖは、式（２）および式（３）で表される。式中、ｓは、ラプラス演算子を示す。Ｐ（ｓ）は、モデルの固有周波数、減衰係数を含む２次伝達関数の標準形の逆伝達関数を示す。

図６は、電流不連続モードにおいて、リアクトルＬ１に流れる電流Ｉ_Ｌの時間変化の様子を示す。電流Ｉ_Ｌは、スイッチＳＷがオンであるＤＴ_Ｓに対応する期間、徐々に増加し、スイッチＳＷがオフである（１−Ｄ）Ｔ_Ｓに対応する期間、徐々に減少する。そして、スイッチＳＷがオフである（１−Ｄ）Ｔ_Ｓに対応する期間中に、電流Ｉ_Ｌは、ゼロになる。その後、電流Ｉ_Ｌがゼロから再び徐々に増加していく。ここで、スイッチＳＷがオフの期間中で、リアクトルＬ１に電流が流れている期間をＤ_２Ｔ_Ｓとする。Ｄ_２は、スイッチＳＷがオンオフする１期間において、スイッチＳＷがオフしている間に、リアクトルＬ１に電流が流れている割合を示す。

電流不連続モードにおいて、伝達関数Ｇ_ｖｄおよび伝達関数Ｇ_ｖｖは、電流連続モードの場合と同様に導出される。

電流連続モードおよび電流不連続モードについて、伝達関数Ｇ_ｖｖ／Ｇ_ｖｄは、式（４）および式（５）で表される。

よって、例えば、電流連続モードにおいて、電圧Ｖ_ｏの変動量ΔＶ_ｏに起因して生じる電圧ｖ_ｉの変動量ΔＶ_ｉを抑制することが可能な伝達関数モデルは、図７のように表すことができる。

図８は、制御装置１００の昇圧動作に関連する機能ブロックの一例を示す図である。制御装置１００は、要求電圧値取得部１０２、入力電圧値取得部１０４、デューティ比導出部１０６、および昇圧動作制御部１０８を備える。

要求電圧値取得部１０２は、太陽電池アレイ２００の要求動作電圧値を取得する。制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるような入力電圧を昇圧回路２０から受けて、かつ系統電源３００の交流電圧に同期させた交流電圧を出力させるべくインバータ３０を制御している。制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるような入力電圧を示すＶ_ｉ指令値を生成して、インバータ３０を制御している。よって、要求電圧値取得部１０２は、Ｖ_ｉ指令値を要求電圧値として取得してよい。

入力電圧値取得部１０４は、電圧センサ５０を介して太陽電池の動作電圧を示す入力電圧値を取得する。

デューティ比導出部１０６は、太陽電池アレイ２００の要求動作電圧値と、太陽電池アレイ２００の動作電圧値とに基づいて、太陽電池アレイ２００の動作電圧が一定に保たれる昇圧回路２０のデューティ比Ｄ'を導出する。デューティ比導出部１０６は、要求電圧値と入力電圧値との差分値に基づいて、デューティ比Ｄ'を導出してよい。

デューティ比導出部１０６は、インバータ３０に入力すべき電圧を示す要求電圧値とインバータ３０に入力されている電圧を示す入力電圧値との差分値、インバータ３０に入力すべき電圧を示す要求電圧値、および昇圧回路２０の現在のデューティ比Ｄに基づいて、デューティ比Ｄ'を導出してよい。本実施形態では、インバータ３０に入力されている電圧の変動に起因する太陽電池アレイ２００の動作電圧の変動を抑制する。インバータ３０に入力されている電圧の変動は、系統電源３００の系統周波数に応じて変動する。上記の通り、例えば、系統電源３００が、単相交流電源の場合には、系統周波数の２倍の周波数で変動する。一方、電圧センサ５２により検知されるインバータ３０に入力されている電圧には、ノイズも含まれるので、系統電源３００の系統周波数に起因した変動以外の電圧成分も含まれる。そこで、ノイズを除去すべく、インバータ３０に入力されている電圧のうち系統電源３００の系統周波数に基づく基準周波数で変動する電圧成分の電圧値を入力電圧値として取得してよい。電圧センサ５２により検知される電圧を示す電圧信号を、系統電源３００の系統周波数に基づく基準周波数、例えば、系統周波数の２倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタを通過させることで、電圧センサ５２からの電圧信号から基準周波数で変動する電圧成分のみを取り出して、入力電圧値として取得してよい。

電流連続モードにおいて、インバータ３０に入力すべき電圧を示す要求電圧値をＶ_ｏ'、インバータ３０に入力すべき電圧を示す要求電圧値Ｖ_ｏ'とインバータ３０に入力されている入力電圧値との差分値をΔＶ_ｏ'、現在のデューティ比をＤとした場合、デューティ比導出部１０６は、Ｄ＋（１−Ｄ）／Ｖ_ｏ'×ΔＶ_ｏ'によりデューティ比Ｄ'を導出してよい。

デューティ比導出部１０６は、電流不連続モードにおいて、差分値ΔＶ_ｏ'、要求電圧値Ｖ_ｏ'、スイッチＳＷがオンオフする１期間において、スイッチＳＷがオフしている間にリアクトルＬ１に電流が流れている割合Ｄ_２、および昇圧回路の現在のデューティ比Ｄに基づいて、Ｄ＋Ｄ_２／２Ｖ_ｏ'×ΔＶ_ｏ'によりデューティ比Ｄ'を導出してよい。

昇圧動作制御部１０８は、デューティ比導出部１０６により導出されたデューティ比Ｄ'に基づいて昇圧回路２０の昇圧動作を制御する。昇圧動作制御部１０８は、デューティ比Ｄ'に基づいて昇圧回路２０に含まれるスイッチＳＷのオンオフを制御する。

上記のように、デューティ比導出部１０６が、インバータ３０の入力電圧の変動を考慮して、太陽電池アレイ２００の動作電圧が一定に保たれる昇圧回路２０のデューティ比Ｄ'を導出する。よって、昇圧回路２０から出力される直流電圧が変動することに伴って、太陽電池アレイ２００から昇圧回路２０に入力される直流電圧が変動することを抑制できる。これにより、太陽電池アレイ２００の発電効率をより向上させることができる。

なお、本実施形態に係る制御装置１００が備える各部は、パワーコンディショナ１０の昇圧動作および直流交流変換動作に関する各種処理を行う、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータにパワーコンディショナ１０の昇圧動作および直流交流変換動作に関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、制御装置１００が備える各部としてコンピュータを機能させることで、制御装置１００を構成してもよい。

図９は、本実施形態に係る制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係る制御装置１００は、ホストコントローラ９０２により相互に接続されるＣＰＵ９０４、ＲＡＭ９０６を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ９０８によりホストコントローラ９０２に接続されるＲＯＭ９１０、および通信インターフェイス９１２を備える。

ホストコントローラ９０２は、ＲＡＭ９０６と、高い転送レートでＲＡＭ９０６をアクセスするＣＰＵ９０４とを接続する。ＣＰＵ９０４は、ＲＯＭ９１０およびＲＡＭ９０６に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。入出力コントローラ９０８は、ホストコントローラ９０２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス９１２と、ＲＯＭ９１０とを接続する。

通信インターフェイス９１２は、電圧センサ５０、電圧センサ５２、および電圧センサ５４などと通信する。ＲＯＭ９１０は、制御装置１００内のＣＰＵ９０４が使用するプログラムおよびデータを格納する。また、ＲＯＭ９１０は、制御装置１００が起動時に実行するブート・プログラム、制御装置１００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

ＲＡＭ９０６を介してＲＯＭ９１０に提供されるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、またはＵＳＢメモリ等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ９０６を介して制御装置１００内のＲＯＭ９１０にインストールされ、ＣＰＵ９０４において実行される。

制御装置１００にインストールされて実行されるプログラムは、ＣＰＵ９０４等に働きかけて、制御装置１００を、図１から図８にかけて説明した要求電圧値取得部１０２、入力電圧値取得部１０４、デューティ比導出部１０６、および昇圧動作制御部１０８として機能させる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ パワーコンディショナ
２０ 昇圧回路
３０ インバータ
４０ フィルタ回路
５０ 電圧センサ
５２ 電圧センサ
５４ 電圧センサ
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｌ１ リアクトル
Ｌ２ コイル
１００ 制御装置
１０２ 要求電圧値取得部
１０４ 入力電圧値取得部
１０６ デューティ比導出部
１０８ 昇圧動作制御部
２００ 太陽電池アレイ
３００ 系統電源
９０２ ホストコントローラ
９０４ ＣＰＵ
９０６ ＲＡＭ
９０８ 入出力コントローラ
９１０ ＲＯＭ
９１２ 通信インターフェイス

Claims (5)

1. 直流電圧を交流電圧に変換して電力系統に連系するインバータに、直流電源からの直流電圧を昇圧して入力する昇圧回路を制御する制御装置であって、
   前記インバータに入力されている電圧のうち前記電力系統の系統周波数に基づく基準周波数で変動する電圧成分の電圧値を、前記インバータに入力されている電圧を示す入力電圧値として取得する入力電圧値取得部と、
   前記直流電源の要求動作電圧値と前記直流電源の動作電圧値との差分値、前記インバータに入力すべき電圧を示す要求電圧値と前記入力電圧値との差分値、前記インバータに入力すべき電圧を示す要求電圧値、および前記昇圧回路の現在のデューティ比に基づいて、直流電源の動作電圧が一定に保たれる前記昇圧回路のデューティ比を導出するデューティ比導出部と、
   前記デューティ比導出部により導出された前記デューティ比に基づいて、前記昇圧回路の昇圧動作を制御する昇圧動作制御部と
   を備える制御装置。
2. 前記直流電源は、太陽電池であり、
   前記デューティ比導出部は、前記昇圧回路に入力される電圧が前記太陽電池から最大電力が得られる電圧で一定に保たれる前記デューティ比を導出する、請求項１に記載の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の制御装置と、
   前記昇圧回路と、
   前記インバータと
   を備える電力変換装置。
4. 請求項３に記載の電力変換装置と、
   前記直流電源である太陽電池と
   を備える発電システム。
5. 請求項１または請求項２に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

Images