JP6515006B2

JP6515006B2 - Solar power system

Info

Publication number: JP6515006B2
Application number: JP2015192531A
Authority: JP
Inventors: 敏一大久保; 尊衛嶋田; 亨仁木; 奨一加藤; 叶田　玲彦; 玲彦叶田
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017068531A

Description

本発明は、発電効率の良い太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to a solar power generation system with high power generation efficiency.

太陽光発電システムの発電効率の向上に関する技術として、特許文献１と２に記載のものがある。 As a technique regarding the improvement of the power generation efficiency of a solar power generation system, there exist a thing of patent document 1 and 2.

特許文献１には、「複数の太陽電池モジュール８ａ、８ｂ、８ｃを電力源とする太陽光発電用電力変換装置において、各太陽電池モジュール８ａ、８ｂ、８ｃ毎に各太陽電池モジュール８ａ、８ｂ、８ｃの最大電力追従を行う昇圧チョッパ部２６ａ、２６ｂ、２６ｃや波形成形部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなどのＤＣ／ＤＣコンバータを設け、各太陽電池モジュール８ａ、８ｂ、８ｃより最大電力を導出し、その後まとめてインバータ２３、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６等で交流出力に変換する。」と記載されている。 Patent Document 1 describes “In a photovoltaic power conversion device using a plurality of solar cell modules 8a, 8b, 8c as power sources, each solar cell module 8a, 8b, 8c, 8c, 8c, DC / DC converters such as step-up choppers 26a, 26b, 26c and waveform shaping units 34a, 34b, 34c, 34d for following the maximum power of 8c are provided, and the maximum power is derived from the respective solar cell modules 8a, 8b, 8c After that, they are collectively converted to an AC output by the inverter 23, the DC / AC converter 36, and the like.

また、特許文献２には、「接続箱１１に、太陽電池モジュール２ごとの昇圧回路部１３を設け、日射量が多く、パワーコンディショナ１２への入力電力が十分あるときは、出力電圧が最も高い太陽電池モジュール２に対応する昇圧回路部１３の出力電圧をパワーコンディショナ１２のコンバータ回路部１６が動作を停止する電圧まで昇圧してコンバータ回路部１６の動作を停止させた状態で系統連系を行い、パワーコンディショナ１２への入力電力が十分でないときは、出力電圧が最も高い太陽電池モジュール２に対応する昇圧回路部１３を停止させ、他の昇圧回路部１３とコンバータ回路部１６の双方で昇圧動作を行いながら系統連系を行うように構成する。」と記載されている。 Moreover, in patent document 2, "If the booster circuit part 13 for every solar cell module 2 is provided in the connection box 11, and there is much solar radiation amount and there is sufficient input electric power to the power conditioner 12, an output voltage is the most. System interconnection in a state where the output voltage of the booster circuit unit 13 corresponding to the high solar cell module 2 is boosted to a voltage at which the converter circuit unit 16 of the power conditioner 12 stops its operation and the converter circuit unit 16 is stopped. If the input power to the power conditioner 12 is not sufficient, the booster circuit unit 13 corresponding to the solar cell module 2 with the highest output voltage is stopped, and both the other booster circuit unit 13 and the converter circuit unit 16 are The system is configured to perform grid connection while performing the boosting operation.

特開平１１−３１８０４２JP-A-11-318042 特開２０１４−１３０４１６JP 2014-130416

特許文献１の技術は、複数の太陽電池モジュールに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータによって、それぞれの太陽電池モジュールを最大電力点で動作させ、太陽光発電システムの発電効率（以下、効率と記す）の向上に寄与する。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動によって発生する電力損失（以下、損失と記す）については考慮されていない。 According to the technology of Patent Document 1, each solar cell module is operated at the maximum power point by a DC / DC converter connected to a plurality of solar cell modules, and power generation efficiency (hereinafter referred to as efficiency) of the solar power generation system. Contribute to improvement. However, the power loss (hereinafter referred to as loss) generated by driving the DC / DC converter is not considered.

一方、前記特許文献２の技術は、接続箱の後段に接続されたパワーコンディショナのコンバータ回路部を停止させる動作によって、効率の向上に寄与する。しかし、前記特許文献２の構成は、太陽電モジュールの後段に、接続箱の昇圧回路、パワーコンディショナのコンバータ回路、インバータ回路があり、前記特許文献１の構成と比較して電力変換の段数が多いことから効率向上の効果が得られない場合も考えられる。 On the other hand, the technology of Patent Document 2 contributes to the improvement of efficiency by the operation of stopping the converter circuit portion of the power conditioner connected to the rear stage of the junction box. However, the configuration of Patent Document 2 includes the booster circuit of the junction box, the converter circuit of the power conditioner, and the inverter circuit at the subsequent stage of the solar power module, and the number of stages of power conversion compared to the configuration of Patent Document 1 is There are also cases where the effect of improving the efficiency can not be obtained because there are many.

本発明の目的は、ＤＣ−ＤＣコンバータの損失を低減した高効率な太陽光発電システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly efficient solar power generation system with reduced loss of a DC-DC converter.

太陽電池列と前記太陽電池列用のＤＣ−ＤＣコンバータからなる系統を複数系統具備し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を入力する系統連系インバータを備えた太陽光発電システムにおいて、最も電圧の高い太陽電池列用のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動を停止する制御手段を備えており、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との電圧差の最小値が所定の電圧差以内となるＤＣ−ＤＣコンバータの駆動を停止する制御手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 The system consisting of the DC-DC converter for the solar cells string and the solar cell string and a plurality of systems comprising, in photovoltaic power generation system provided with a system interconnection inverter for receiving the output of the DC-DC converter, the most voltage The control means is provided to stop the driving of the DC-DC converter for high solar cell array, and the minimum value of the voltage difference between the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter is within a predetermined voltage difference. A solar power generation system comprising control means for stopping driving of a DC converter .

本発明の構成により、ＤＣ−ＤＣコンバータの損失を低減し太陽光発電システムの効率を向上する。 The configuration of the present invention reduces the loss of the DC-DC converter and improves the efficiency of the photovoltaic system.

実施例１の太陽光発電システムの構成図Configuration diagram of the solar power generation system of Example 1 実施例１の入力フィルタの一例を示す図The figure which shows an example of the input filter of Example 1. 実施例１の太陽光発電システムの動作を説明する図Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the first embodiment 実施例２の太陽光発電システムの動作を説明する図（所定の動作を行う前の状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the embodiment 2 (state before performing a predetermined operation) 実施例２の太陽光発電システムの動作を説明する図（所定の動作を行った後の状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the embodiment 2 (state after performing a predetermined operation) 実施例２の太陽光発電システムの動作を説明する図（所定の動作を行わなかった状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the embodiment 2 (state in which the predetermined operation is not performed) 実施例３の太陽光発電システムの動作を説明する図（日射変動の前で所定の動作を行った状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system according to the third embodiment (state in which predetermined operation is performed before solar radiation fluctuation) 実施例３の太陽光発電システムの動作を説明する図（日射変動後で所定の動作を行う前の状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the embodiment 3 (the state after the solar radiation fluctuation and before the predetermined operation) 実施例３の太陽光発電システムの動作を説明する図（日射変動後で所定の動作を行った後の状態）Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the third embodiment (state after performing predetermined operation after solar radiation fluctuation) 実施例４の太陽発電システムの動作を説明する図Diagram for explaining the operation of the solar power generation system of the fourth embodiment 実施例１の比較対象となる太陽光発電システムの説明図Explanatory drawing of the solar power generation system used as the comparison object of Example 1 山登り法の説明図Explanation of hill climbing method

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜太陽光発電システムの構成＞
実施例１について、図１〜３、１１を用いて説明する。図１は本実施例における太陽光発電システムの構成図である。図１において、１はパワーコンディショナ、１０、１１は一つないし複数の太陽電池モジュールから成る太陽電池列、７０、７１はＤＣ−ＤＣコンバータ、８０は系統連系インバータ、８１は商用系統、１００は制御手段である。ここでは、太陽電池列とＤＣ−ＤＣコンバータはそれぞれ２系統を図示しているが、それに限定するものではなく、１系統ないし複数系統に拡張可能である。 <Configuration of photovoltaic system>
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a solar power generation system in the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a power conditioner, 10 and 11 are solar cell arrays comprising one or more solar cell modules, 70 and 71 are DC-DC converters, 80 is a grid-connected inverter, 81 is a commercial grid, 100 Is a control means. Here, the solar cell array and the DC-DC converter are illustrated as two systems each, but the present invention is not limited thereto, and can be extended to one system or a plurality of systems.

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０において、２０はスイッチング素子、２１はダイオード、３０は平滑コンデンサ、４０はインダクタ、５０は入力フィルタ、６０は電流センサである。なお本実施例では、スイッチング素子２０にＭＯＳＦＥＴを用いているが、それに限定するものではない。 In the DC-DC converter 70, 20 is a switching element, 21 is a diode, 30 is a smoothing capacitor, 40 is an inductor, 50 is an input filter, and 60 is a current sensor. Although a MOSFET is used as the switching element 20 in this embodiment, the present invention is not limited to this.

このＤＣ−ＤＣコンバータ７０の入力は太陽電池列１０と接続される側であり、出力は平滑コンデンサ３０の両端である。太陽電池列１０の電圧Ｖ_ＰＶ１０は入力フィルタ５０を介して、太陽電池列１０の電流量の情報は電流センサ６０によって制御手段１００に伝達される。またスイッチング素子２０のゲート端子とソース端子には制御手段１００からそれをオンまたはオフすなわちスイッチングさせるための信号が伝達される。 The input of the DC-DC converter 70 is connected to the solar cell array 10, and the output is across the smoothing capacitor 30. Information on the current amount of the solar cell array 10 is transmitted to the control means 100 by the current sensor 60 through the input filter 50 and the voltage V _PV10 of the solar cell array 10. Further, the control means 100 transmits a signal for turning it on or off, that is, switching it, to the gate terminal and the source terminal of the switching element 20.

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１の出力側に系統連系インバータ８０の入力が接続される。ここでＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１の出力電圧すなわち系統連系インバータ８０の入力電圧をＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮと定義する。このＶ_ＰＮは制御回路１００に伝達される。系統連系インバータ８０の出力には、商用系統８１が接続される。なお図表は省略するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の内部もコンバータ７０と同様の構成であり、太陽電池列１１の電圧Ｖ_ＰＶ１１や内部にある電流センサの情報は制御手段１００に伝達される。また、系統連系インバータ８０は内部にセンサやスイッチング素子を持ち、それらの各端子は制御手段１００に接続されている。 The input of the grid interconnection inverter 80 is connected to the output side of the DC-DC converters 70 and 71. Here the input voltage of the output voltage or system interconnection inverter 80 of the DC-DC converter 70, 71 is defined as a DC link voltage _{V PN.} The _VPN is transmitted to the control circuit 100. A commercial grid 81 is connected to the output of the grid interconnection inverter 80. Although the diagram is omitted, the inside of the DC-DC converter 71 also has the same configuration as that of the converter 70, and the voltage V _PV11 of the solar cell array ₁₁ and the information of the current sensor inside are transmitted to the control means 100. Further, the grid interconnection inverter 80 internally has a sensor and a switching element, and their respective terminals are connected to the control means 100.

図２は、入力フィルタ５０の構成例である。５２、５６はコモンモードチョーク、５１、５３、５４、５５、５８はフィルタコンデンサ、５７はノーマルモードチョークである。図２において、フィルタコンデンサ５１の両端が太陽電列側の端子であり、フィルタコンデンサ５８の両端がコンバータ側の端子である。
＜パワーコンディショナの動作について＞
先ず、制御手段１００が系統連系インバータ８０、コンバータ７０（７１も同様）を駆動して得られる基本的な機能を説明してから、両者の機能および動作を協調させたパワーコンディショナ１の動作を説明する。 FIG. 2 is a configuration example of the input filter 50. As shown in FIG. 52 and 56 are common mode chokes, 51, 53, 54, 55 and 58 are filter capacitors, and 57 is a normal mode choke. In FIG. 2, both ends of the filter capacitor 51 are terminals on the solar array side, and both ends of the filter capacitor 58 are terminals on the converter side.
<About the operation of the power conditioner>
First, the basic functions obtained by the control means 100 driving the grid interconnection inverter 80 and the converter 70 (as well as the converter 70) will be described, and then the operation of the power conditioner 1 in which both functions and operations are coordinated. Explain.

制御手段１００は、系統連系インバータ８０を駆動し、太陽電池列１０、１１で発電してＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１を介して伝達された直流電力を交流電力に変換する。そして制御手段１００は、その交流電力を商用系統８１に逆潮流させるとともに、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮを所定の電圧になるように、逆潮流させる電力量を調整する。 The control means 100 drives the grid-connected inverter 80, generates electric power by the solar cell arrays 10 and 11, and converts the DC power transmitted via the DC-DC converters 70 and 71 into AC power. The control unit 100 causes reverse power flow to the AC power to the grid 81, so that the DC link voltage V _PN to a predetermined voltage, adjusts the amount of power to backward flow.

ところで、系統連系インバータ８０が直流から交流に変換する動作を行うために必要な入力の電圧がある。ここではその電圧値を最低入力動作電圧Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}と定義する。一般的な系統連系インバータの場合は、Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}は商用系統８１のピーク電圧よりも高い電圧となる。例えば、商用系統８１の電圧が２０２Ｖｒｍｓのときのピーク電圧は２８６Ｖであるから、それよりも高い３００Ｖかそれ以上の電圧がＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}となる。系統連系インバータ８０の入力側のＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮがＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}を下回る状態で系統連系インバータ８０を動作させると、電圧不足で商用系統８１に電力を逆潮流できなかったり、交流電力の電流に高調波歪みを生じたりするなどの問題が発生する場合がある。なお、制御手段１００は、商用系統１１の電圧を監視して系統連系インバータ８０の正常動作可能な最低入力動作電圧Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}を逐次決定している。 By the way, there is a voltage of an input necessary for the grid interconnection inverter 80 to perform an operation of converting direct current into alternating current. Here, the voltage value is defined as the minimum input operating voltage V _INVLOW . In the case of a general grid-connected inverter, V _INVLOW is a voltage higher than the peak voltage of the commercial grid 81. For example, since the peak voltage when the voltage of the commercial power system 81 is 202 Vrms is 286 V, a voltage of 300 V or more higher than that is V _INVLOW . When the DC link voltage V _PN of the input side of the system interconnection inverter 80 operates the system interconnection inverter 80 in a state below the V _INVLOW, it may not be backward flow power to the grid 81 by a voltage shortage, AC power current Problems such as harmonic distortion may occur. The control means 100 monitors the voltage of the commercial grid 11 to sequentially determine the minimum input operating voltage V _INVLOW at which the grid interconnection inverter 80 can operate normally.

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の機能を説明する。制御手段１００はＤＣ−ＤＣコンバータ７０を制御して、太陽電池列１０の電圧を変換するとともに、太陽電池例の電圧Ｖ_ＰＶ１０を所定の電圧に設定する。本実施例のコンバータ７０は昇圧コンバータを構成しており、コンバータ７０のスイッチング素子２０をスイッチング動作させることにより、太陽電池列１０の直流電力の電圧を昇圧することが可能である。この機能により、朝や夕方などの日射量の低い条件において、太陽電池列１０の電圧Ｖ_ＰＶ１０がインバータ８０の最低入力動作電圧Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}を下回った場合に、Ｖ_ＰＶ１０をＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}以上に昇圧できる。そして、太陽電池列１０の直流電力をインバータ８０を介して逆潮流させることが可能となり、太陽光発電システムの出力電力すなわち効率を向上した効果を奏する。 The function of the DC-DC converter 70 will be described. The control means 100 controls the DC-DC converter 70 to convert the voltage of the solar cell array 10 and set the voltage V _PV10 of the example solar cell to a predetermined voltage. The converter 70 of the present embodiment constitutes a step-up converter, and by switching the switching element 20 of the converter 70, it is possible to boost the voltage of the DC power of the solar cell array 10. This feature at low conditions of solar radiation, such as morning or evening, when the voltage _{V PV10} of the solar cell string 10 is below the minimum input operating voltage _{V INVLOW} inverter _80, can boost the _{V PV10} than _{V INVLOW.} Then, the DC power of the solar cell array 10 can be reversely flowed through the inverter 80, and the output power of the solar power generation system, that is, the efficiency can be improved.

さらに、系統連系インバータ８０、コンバータ７０、７１において、それぞれが個別に最大電力追従制御を行うことが可能である。ここで最大電力追従制御の一例である山登り法について簡単に触れる。図１２は、パワーコンディショナ１が山登り法を行った場合の動作例である。本図において、太陽電池列１０の電圧をＶ、電流をＩ、電力をＰ、Ｖ−Ｉ特性とＶ−Ｐ特性をそれぞれ図中の破線と上の凸の実線になっていると仮定する。なお一般に太陽電池列は電流がゼロの点で最も高い電圧となり、この電圧を開放電圧という。この状況下で、例えば制御手段１００がＤＣ−ＤＣコンバータ７０を制御して、太陽電池列１０の動作点を微小電圧分あるいは微小電流分移動させ、その移動前後における電力値同士を比較して電力値が最大化する方向に動作点を移動させるのが山登り法である。この動作により、太陽電池列の動作点を最大電力点Ｇ１の付近に留めることができる。なお、コンバータ７０を介した直流電力に対しても、系統連系インバータ８０を駆動してＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮを変化させて同様の動作が可能である。 Furthermore, each of the grid interconnection inverter 80 and the converters 70 and 71 can individually perform maximum power tracking control. Here, the hill climbing method, which is an example of maximum power tracking control, will be briefly described. FIG. 12 is an operation example when the power conditioner 1 performs the hill climbing method. In this figure, it is assumed that the voltage of the solar cell array 10 is V, the current is I, the power is P, and the V-I and V-P characteristics are a broken line and a convex solid line in the figure, respectively. In general, the solar cell array has the highest voltage at a point where the current is zero, and this voltage is called an open circuit voltage. Under this condition, for example, the control means 100 controls the DC-DC converter 70 to move the operating point of the solar cell array 10 by the minute voltage or minute current, and compare the power values before and after the movement. It is the hill climbing method to move the operating point in the direction in which the value is maximized. By this operation, the operating point of the solar cell array can be kept near the maximum power point G1. Incidentally, even for the DC power through the converter 70, it is possible the same operation by changing the DC link voltage V _PN drives the system interconnection inverter 80.

次に、本実施例において、太陽光発電システムの効率向上に寄与するパワーコンディショナ１の動作を説明していく。その作用をわかりやすく説明するため、比較対象となるパワーコンディショナ２０１を用いる。 Next, in the present embodiment, the operation of the power conditioner 1 contributing to the improvement of the efficiency of the solar power generation system will be described. In order to explain the operation in an easy-to-understand manner, a power conditioner 201 to be compared is used.

パワーコンディショナ２０１の構成は、図１と同様であり、図表は省略するが制御手段１００の代わりに制御手段１０１を所持している。他の構成要素であるＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１、系統連系インバータ８０の基本的な機能は前述の通りである。パワーコンディショナ２０１の動作を図１１を使って説明する。 The configuration of the power conditioner 201 is the same as that of FIG. 1, and the control means 101 is carried instead of the control means 100 although the diagram is omitted. The basic functions of the other components, the DC-DC converters 70 and 71 and the grid interconnection inverter 80, are as described above. The operation of the power conditioner 201 will be described with reference to FIG.

図１１は、パワーコンディショナ２０１の動作を説明する図であり、太陽電池列１０、１１の最大電力点の近傍を拡大した図である。なお説明の便宜上、本図の縦軸を電圧、横軸を電力とする。本図には、太陽電池列１１よりも太陽電池列１０の電圧の高い条件における太陽電池列１０、１１の電力特性、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１の出力状態が示されている。なお、このような条件は、太陽電池列を構成する太陽電池モジュールの数が太陽電池列１１よりも太陽電池列１０の方が多かったり、あるいは両者の太陽電池モジュールは同数だがそれぞれの日射量が異なったり、あるいは両者間で異なる種類の太陽電池モジュールが使用されていた場合に起こり得る。本図において、太陽電池列１０の最大電力点をＭＰ１０ａ、動作点をＯＰ１０ａ、太陽電池列１１の最大電力点をＭＰ１１ａ、動作点をＯＰ１１ａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の出力動作点をＣＯＰ１、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の出力動作点をＣＯＰ２とする。 FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the power conditioner 201, and is an enlarged view of the vicinity of the maximum power point of the solar cell arrays 10 and 11. In FIG. For convenience of explanation, the vertical axis in the figure is voltage, and the horizontal axis is power. The power characteristics of the solar cell arrays 10 and 11 and the output state of the DC-DC converters 70 and 71 under the condition that the voltage of the solar cell array 10 is higher than that of the solar cell array 11 are shown in this figure. In addition, such a condition is that the number of solar cell modules constituting the solar cell array is larger in the solar cell array 10 than in the solar cell array 11, or both solar cell modules have the same number but the amount of solar radiation This may occur when different types of solar cell modules are used or different between the two. In the figure, the maximum power point of the solar cell array 10 is MP10a, the operating point is OP10a, the maximum power point of the solar cell array 11 is MP11a, the operating point is OP11a, the output operating point of the DC-DC converter 70 is COP1, DC- The output operating point of the DC converter 71 is taken as COP2.

制御手段１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１を駆動し、太陽電池列１０、１１の直流電力を昇圧して系統連系インバータ８０に出力するとともに前述の山登り法による最大電力追従制御を行っている。これにより、太陽電池列１０、１１の動作点はそれぞれの最大電力点と一致する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、７１は駆動されることによって、それぞれに駆動による損失Ｗ７０ａ、Ｗ７１ａが発生する。一方、制御手段１０１は系統連系インバータ８０を駆動し、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮを太陽電池列１０、１１の開放電圧よりも高い電圧としている。 The control means 101 drives the DC-DC converters 70, 71, boosts the DC power of the solar cell arrays 10, 11 and outputs it to the grid interconnection inverter 80 and performs maximum power tracking control by the above-mentioned hill climbing method. There is. Thereby, the operating points of the solar cell arrays 10 and 11 coincide with the respective maximum power points. When the DC-DC converters 70 and 71 are driven, driving losses W70a and W71a are generated. On the other hand, the control unit 101 drives the system interconnection inverter 80, and a voltage higher than the open circuit voltage of the solar cell strings 10, 11 the DC link voltage _{V PN.}

次に、図１と３を用いて本実施によるパワーコンディショナ１の動作を説明する。図３は、太陽電池列１０、１１の電圧−電力特性が図１１と同条件のときのパワーコンディショナ１の動作を示している。なお、前述の比較対象となるパワーコンディショナ２０１の説明と重複する部分については、説明を省略する。 Next, the operation of the power conditioner 1 according to the present embodiment will be described using FIGS. 1 and 3. FIG. 3 shows the operation of the power conditioner 1 when the voltage-power characteristics of the solar cell arrays 10 and 11 have the same conditions as in FIG. In addition, about the part which overlaps with description of the power conditioner 201 used as the above-mentioned comparison object, description is abbreviate | omitted.

図３において、パワーコンディショナ１の制御手段１００は、太陽電池列１１よりも電圧の高い太陽電池列１０に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止している。これにより、太陽電池列１０の直流電力はＤＣ−ＤＣコンバータ７０を通過し、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の出力動作点ＣＯＰ１は、太陽電池列１０の動作点ＯＰ１０ａと同一となる。なおコンバータ７０を通過する際にダイオード２１にはその順方向電圧によってわずかな損失が発生するが、説明の便宜上、その損失を無視する。一方、制御手段１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１を駆動し、太陽電池列１１の直流電力を昇圧して系統連系インバータ８０に出力するとともに山登り法による最大電力追従制御を行っている。その結果、系統連系インバータ８０には、コンバータ７０を通過した太陽電池列１０の直流電力とＤＣ−ＤＣコンバータ７１で昇圧された太陽電池列１１の直流電力の加算電力が入力される。また一方で、制御手段１００は、系統連系インバータ８０を駆動しかつ山登り法の最大電力追従制御を行っている。ここで、図表は省略するが、前述の加算された電力における最大電力点の電圧値は、太陽電池列１０の最大電力点ＭＰ１０ａと同様となる。このため、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮは、最大電力点電圧ＭＰ１０ａに収束する。つまり、パワーコンディショナ１では、電圧の高い太陽電池列側に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止して、系統連系インバータ８０で最大電力追従制御を行うことで、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動による損失を低減している。この動作により、太陽光発電システムの効率を向上する効果を奏する。 In FIG. 3, the control means 100 of the power conditioner 1 stops driving of the DC-DC converter 70 connected to the solar cell array 10 having a voltage higher than that of the solar cell array 11. Thereby, the DC power of the solar cell array 10 passes through the DC-DC converter 70, and the output operating point COP1 of the DC-DC converter 70 becomes the same as the operating point OP10a of the solar cell array 10. Although a slight loss occurs in the diode 21 due to the forward voltage when passing through the converter 70, the loss is ignored for the convenience of description. On the other hand, the control means 100 drives the DC-DC converter 71, boosts the DC power of the solar cell array 11 and outputs it to the grid interconnection inverter 80, and performs maximum power tracking control by the hill climbing method. As a result, addition power of the DC power of the solar cell array 10 which has passed the converter 70 and the DC power of the solar cell array 11 boosted by the DC-DC converter 71 is input to the grid-connected inverter 80. On the other hand, the control means 100 drives the grid interconnection inverter 80 and performs maximum power tracking control of the hill climbing method. Here, although the table is omitted, the voltage value of the maximum power point in the above-mentioned added power is the same as the maximum power point MP10 a of the solar cell row 10. Accordingly, DC link voltage _{V PN} is converged to the maximum power point voltage MP10a. That is, in the power conditioner 1, the DC-DC converter is stopped by stopping the driving of the DC-DC converter 70 connected to the high voltage solar cell array side and performing maximum power tracking control by the grid interconnection inverter 80. The loss due to 70 drive is reduced. This operation produces an effect of improving the efficiency of the solar power generation system.

ここで、系統連系インバータ８０における最大電力追従制御の実施方法について触れる。図３の状況下では、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１で最大電力追従制御を行っているため、太陽電池列１１の動作点電圧ＭＰ１１ａは周期的に微小な電圧幅で変動し、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の出力電力が周期的に微小に変動している。これを受け、系統連系インバータ８０に入力される直流電力もＤＣ−ＤＣコンバータ７１の最大電力追従制御にともなう微小な電圧幅で周期的に変動している。これより、制御手段１００が系統連系インバータ８０で最大電力追従制御して太陽電池列１０の最大電力点と動作点を一致させるには、直流電力の変動に影響されずに最大電力追従制御を行う必要がある。そこで、制御手段１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の最大電力追従制御の微小電圧変動の周期が無視できるように、例えば、系統連系インバータ８０の最大電力追従制御における微小電圧幅の変動周期をＤＣ−ＤＣコンバータ７１の数倍〜１０倍程度に設定している。また制御手段１００は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の最大電力追従制御と系統連系インバータ８０の最大電力追従制御のそれぞれを同時にではなく、時系列的に交互に行うなどして、お互いの最大電力追従制御が干渉しないように動作させている。この作用により、パワーコンディショナ１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止して、系統連系インバータ８０で最大電力追従制御を行えるようになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動による損失を低減し、太陽光発電システムの効率を向上する効果を奏する。 Here, an implementation method of the maximum power tracking control in the grid interconnection inverter 80 will be described. Under the condition of FIG. 3, the maximum power tracking control is performed by the DC-DC converter 71, so the operating point voltage MP11a of the solar cell array 11 periodically fluctuates with a minute voltage width. The output power fluctuates periodically and minutely. In response to this, the DC power input to the grid interconnection inverter 80 also periodically fluctuates with a minute voltage width associated with the maximum power tracking control of the DC-DC converter 71. From this, in order for control means 100 to perform maximum power follow-up control by grid interconnection inverter 80 to make the maximum power point and the operating point of solar cell row 10 coincide with each other, maximum power follow-up control There is a need to do. Therefore, the control unit 100 can, for example, change the fluctuation period of the minute voltage width in the maximum power tracking control of the grid interconnection inverter 80 so that the period of the minute voltage fluctuation of the maximum power tracking control of the DC-DC converter 71 can be ignored. It is set to several times to ten times the DC converter 71. Further, the control means 100 performs the maximum power tracking control of the DC-DC converter 71 and the maximum power tracking control of the grid interconnection inverter 80 not simultaneously at the same time but alternately in time series, etc. It operates so that power following control does not interfere. By this action, in the power conditioner 1, the driving of the DC-DC converter 70 is stopped, and the maximum power tracking control can be performed by the grid interconnection inverter 80, and the loss due to the driving of the DC-DC converter 70 is reduced. The effect is to improve the efficiency of the photovoltaic system.

なお本実施例では、ＤＣ−ＤＣコンバータを２系統搭載した状態にある太陽光発電システムについて説明を行ったが、それに限定するものではない。ＤＣ−ＤＣコンバータが３系統以上あるシステムの場合は、最も電圧の高い太陽電池列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータの駆動を停止することで、同様の効果を得ることが可能である。 In the present embodiment, the solar power generation system in which two DC-DC converters are mounted is described, but the present invention is not limited to this. In the case of a system having three or more DC-DC converters, the same effect can be obtained by stopping driving of the DC-DC converter connected to the highest voltage solar cell column.

次に、効率をさらに向上させた実施例２の太陽光発電システムを、図１、４〜６を使って説明する。なお、実施例１の説明と重複する部分については説明を省略する。 Next, a photovoltaic power generation system of Example 2 in which the efficiency is further improved will be described using FIGS. Description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted.

図４は、太陽電池列への日射が図３の条件から変動して、太陽電池列１１の電圧対電力特性が変化した直後の状態の一例である。本図において、日射変動直後の太陽電池列１１の最大電力点と動作点をそれぞれＭＰ１１ｂ、ＯＰ１１ｂとする。 FIG. 4: is an example of the state immediately after the solar radiation to a solar cell row changes from the conditions of FIG. 3, and the voltage versus electric power characteristic of the solar cell row 11 changes. In this figure, the maximum power point and the operating point of the solar cell array 11 immediately after the solar radiation fluctuation are taken as MP11 b and OP11 b, respectively.

日射変動の直後は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１は実施例１の図３で説明した状況と同様であり、制御手段１００が、ＤＣーＤＣコンバータ７０、７１の駆動をそれぞれ停止、継続しているので、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１で損失Ｗ７１ｃが発生している。 Immediately after the solar radiation fluctuation, the DC-DC converter 71 is similar to the situation described in FIG. 3 of the first embodiment, and the control means 100 stops and continues the driving of the DC-DC converters 70 and 71, respectively. In the DC-DC converter 71, a loss W71c is generated.

一方、制御手段１００は、駆動されているＤＣ−ＤＣコンバータ７１の入力と出力との間の電圧差Ｖ_Ｃを計測している。これは、すなわち太陽電池列１１の最大電力点ＭＰ１１ｂとＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮとの間の電圧差を計測することと等価である。そして制御手段１００は、Ｖ_Ｃと所定の電圧差Ｖ_Ｔとを比較し、Ｖ_ＣがＶ_Ｔ以内である場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の駆動を停止する。なお、電圧差Ｖ_Ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の入力と出力の電圧を計測する方法以外に、入力または出力の電圧のどちらか一方とコンバータ７１内のスイッチング素子におけるオンとオフの時比率からも算出することが可能である。また、所定の電圧差Ｖ_Ｔの詳細については後述する。 On the other hand, the control unit 100 measures the voltage difference V _C between the input and the output of the DC-DC converter 71 that is driven. This, that is equivalent to measuring the voltage difference between the maximum power point MP11b and DC link voltage V _PN of the solar battery array 11. Then, the control means 100 compares V _C with a predetermined voltage difference V _T, and stops the driving of the DC-DC converter 71 when V _C is within V _T. It should be noted that voltage difference V _C may be determined from the on / off ratio of the input or output voltage and the switching element in converter 71 other than the method of measuring the input and output voltage of DC-DC converter 71. Can also be calculated. Also, it will be described in detail later predetermined voltage difference V _T.

ＤＣ−ＤＣコンバータ７１の駆動を停止した後のパワーコーコンディショナ１の動作状態を図５に示す。コンバータ７０、７１の駆動は停止しているので、太陽電池列１０、１１の直流電力はコンバータ７０、７１内のダイオードを介して合成され、コンバータ７０、７１の出力電圧はそれぞれ太陽電池列１０、１１の電圧とほぼ同じ電圧となる。そして、その合成された直流電力の最大電力点の電圧は、図５に表記する電圧Ｖ_ＭＰ１となった。 The operation state of the power conditioner 1 after stopping the drive of the DC-DC converter 71 is shown in FIG. Since the driving of converters 70 and 71 is stopped, the DC power of solar cell array 10 and 11 is synthesized through the diodes in converters 70 and 71, and the output voltage of converters 70 and 71 is solar cell array 10, respectively. The voltage is almost the same as the voltage of 11. Then, the voltage of the maximum power point of the synthesized DC power is the voltage V _MP1 shown in FIG.

一方、制御手段１００は系統連系インバータ８０を駆動して最大電力追従制御を行っているため、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮは前述の太陽電池列１０、太陽電池列１１を合成した直流電力の最大電力点の電圧Ｖ_ＭＰ１と等しくなる。これより、太陽電池列１０、太陽電池列１１の動作点の電圧がＶ_ＭＰ１に変化し、それぞれの最大電力点との間に差分の電力が生じる。この差分の電力値を一般にＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）ミスマッチ損失と呼び、図５にＷ１０ａ、Ｗ１１ａとして記す。ここで、ＭＰＰＴミスマッチ損失Ｗ１０ａとＷ１１ａとの損失和と、図４で説明したＤＣ−ＤＣコンバータ損失Ｗ７１を比較すると、Ｗ１０ａとＷ１１ａとの損失和の方が小さいことがわかる。これは、太陽光発電システムの発電量を増加する効果が得られたことに等しい。 On the other hand, the control means 100 for doing the maximum power follow-up control to drive the system interconnection inverter 80, DC link voltage V _PN is the aforementioned solar battery array 10, the maximum power of the DC power obtained by combining a solar cell string 11 It becomes equal to the point voltage V _MP1 . As a result, the voltages at the operating points of the solar cell array 10 and the solar cell array 11 change to V _MP1 , and a difference in power is generated between them and the respective maximum power points. The power value of this difference is generally referred to as MPPT (Maximum Power Point Tracking) mismatch loss, and is described as W10a and W11a in FIG. Here, comparing the loss sum of the MPPT mismatch losses W10a and W11a with the DC-DC converter loss W71 described in FIG. 4, it can be seen that the sum of the losses W10a and W11a is smaller. This is equivalent to the effect of increasing the power generation of the photovoltaic system.

上記の効果を確認するために、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力と出力の電圧差が前述の所定の電圧差以内ではない場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータを停止したときのパワーコンディショナ１の動作状態を説明する。先に説明した図４の日射変動前の太陽電池列１１とＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮとの間の電圧差はＶ_Ｃ２であり、所定の電圧差Ｖ_Ｔよりも大きな電圧差である。この条件でＤＣ−ＤＣコンバータ７１の駆動を停止した状態を表しているのが図６である。本図において、太陽電池列１０と日射変動前の太陽電池列１１とを合成した直流電力の最大電力点の電圧はＶ_ＭＰ１'となった。その結果、太陽電池列１０、太陽電池列１１にそれぞれＷ１０ｂ、Ｗ１１ｂのＭＰＰＴミスマッチ損失が発生した。このＭＰＰＴミスマッチ損失の和は図４のＤＣ−ＤＣコンバータ７１の損失Ｗ７１ｃを上回る結果となり、すなわち太陽光発電システムの効率が低下してしまった。 In order to confirm the above effect, when the voltage difference between the input and output of the DC-DC converter is not within the above-mentioned predetermined voltage difference, the operating condition of the power conditioner 1 when the DC-DC converter is stopped is explain. The voltage difference between the solar cell array 11 and the DC link voltage V _PN before the solar radiation fluctuation of FIG. 4 described above is V _C2, which is a voltage difference larger than the predetermined voltage difference V _T. FIG. 6 shows a state in which the driving of the DC-DC converter 71 is stopped under this condition. In this figure, the voltage of the maximum power point of the DC power obtained by combining the solar cell array 10 and the solar cell array 11 before the solar radiation fluctuation is V _MP1 '. As a result, MPPT mismatch losses of W10b and W11b occurred in the solar cell array 10 and the solar cell array 11, respectively. The sum of the MPPT mismatch loss results in exceeding the loss W71c of the DC-DC converter 71 of FIG. 4, that is, the efficiency of the solar power generation system is lowered.

以上に説明した通り、駆動されているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、その入力と出力との間の電圧差が所定の電圧差以内の場合に駆動を停止することで、太陽光発電システムの発電量を増加すなわち効率を向上する効果を奏する。 As described above, in the driven DC-DC converter, when the voltage difference between the input and the output is within the predetermined voltage difference, the driving is stopped, whereby the amount of power generation of the solar power generation system is increased. The effect is to increase the efficiency, that is, to increase the efficiency.

ここで前述の所定の電圧差について補足する。前述の所定の電圧差とは、該当するＤＣ−ＤＣコンバータの駆動の停止によって、太陽光発電システムにおける太陽電池列およびＤＣ−ＤＣコンバータの部位で発生する損失の総和を低減可能な電圧差である。この電圧差は、太陽電池列の電圧対電力の特性、ＤＣ−ＤＣコンバータの電力対損失の特性などの要因によって決まるため、例えば、制御手段１００が前述の決定要因の情報を基に演算などして設定することが望ましい。しかし、小規模なシステムでは演算に使用するマイクロコンピュータや電子メモリなどにコストをかけられない場合もある。そのような場合は、前述の所定の電圧差を固定の値としてもよい。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータの最大入力電圧を基準にして、その電圧に固定の割合をかけたものでもよい。具体例をあげると、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧が４５０Ｖの場合、その１％〜５％にあたる４．５Ｖ〜２２．５Ｖの電圧値を、前述の所定の電圧差としても十分に太陽光発電システムの効率を向上する効果が得られる。 Here, it supplements about the above-mentioned predetermined | prescribed voltage difference. The above-mentioned predetermined voltage difference is a voltage difference that can reduce the sum of losses generated at the solar cell array and the DC-DC converter in the solar power generation system by stopping driving of the corresponding DC-DC converter. . This voltage difference is determined by factors such as the voltage-to-power characteristics of the solar cell array and the power-to-loss characteristics of the DC-DC converter. Setting is desirable. However, small systems may not be able to afford the cost of microcomputers and electronic memories used for computing. In such a case, the above-mentioned predetermined voltage difference may be a fixed value. For example, the voltage may be multiplied by a fixed ratio based on the maximum input voltage of the DC-DC converter. As a specific example, for example, when the input voltage of the DC-DC converter is 450 V, a voltage value of 4.5 V to 22.5 V corresponding to 1% to 5% of the input voltage is sufficient as the predetermined voltage difference described above. The effect of improving the efficiency of the photovoltaic system can be obtained.

なお、本実施例では２系統の太陽電池列およびＤＣ−ＤＣコンバータを搭載する太陽光発電システムについて説明したが、それに限定するものではない。駆動されているＤＣ−ＤＣコンバータの入力と出力との電圧差が前述の所定の電圧差以内か否かを判断されればよく、複数の太陽電池列およびＤＣ−ＤＣコンバータを搭載するシステムにおいても有効である。 In addition, although the solar power generation system which mounts a solar cell row | line of 2 systems, and a DC-DC converter was demonstrated in the present Example, it does not limit to it. It may be determined whether or not the voltage difference between the input and the output of the DC-DC converter being driven is within the above-mentioned predetermined voltage difference, even in a system equipped with a plurality of solar cell strings and the DC-DC converter. It is valid.

１系統の太陽電池列とＤＣ−ＤＣコンバータとの構成を持つ太陽光発電システムにおける作用と効果を本実施例で説明する。なお、先の実施例の説明と重複する部分については説明を省略する。 The operation and effects of a photovoltaic power generation system having a configuration of one solar cell array and a DC-DC converter will be described in the present embodiment. The description of the same parts as those of the previous embodiment will be omitted.

本実施例では、図１のパワーコンディショナ１が、太陽電池列１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、系統連系インバータ８０、制御手段１００で構成され、太陽電池例１０の電圧対電力特性が図７の破線に示した条件下における動作を説明する。図７において、太陽電池列１０の最大電力点と動作点はそれぞれＭＰ１０ｂとＯＰ１０ｂであり、最大電力点ＭＰ１０ｂの電圧は系統連系インバータ８０の最低入力動作電圧Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}を下回った状態である。 In the present embodiment, the power conditioner 1 of FIG. 1 includes the solar cell array 10, the DC-DC converter 70, the grid interconnection inverter 80, and the control means 100, and the voltage vs. power characteristic of the solar cell example 10 is shown in FIG. The operation under the conditions indicated by the broken line of FIG. In FIG. 7, the maximum power point and operating point of the solar cell array 10 are MP10b and OP10b, respectively, and the voltage of the maximum power point _MP10b is lower than the minimum input operating voltage V _INVLOW of the grid interconnection inverter 80.

この場合に制御手段１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０を駆動し、太陽電池列１１の直流電力を昇圧して系統連系インバータ８０に出力するとともに山登り法による最大電力追従を行う。また制御手段１００は系統連系インバータ８０を駆動して、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮがＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}になるように、逆潮流させる電力を調整する。図７の条件では、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力と出力との電圧差Ｖ_Ｃ３は、実施例２で説明した所定の電圧差Ｖ_Ｔ２よりも大きい状態にある。 In this case, the control means 100 drives the DC-DC converter 70, boosts the DC power of the solar cell array 11 and outputs it to the grid interconnection inverter 80, and performs maximum power tracking by the hill climbing method. The control unit 100 drives the system interconnection inverter 80, DC link voltage _{V PN} is such that the _{V INVLOW,} adjusts the power to reverse power flow. Under the conditions of FIG. 7, the voltage difference V _C3 between the input and output of the DC-DC converter is larger than the predetermined voltage difference V _T2 described in the second embodiment.

次に、太陽電池列１０への日射が変動して電圧対電力特性が変化した直後の状態を図８に示す。本図において、日射変動直後の太陽電池列１０の最大電力点と動作点をそれぞれＭＰ１０ｃ、ＯＰ１０ｃとする。ＭＰ１０ｃはＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}よりも低い状態にある。 Next, the state immediately after the solar radiation to the solar cell row 10 fluctuates and the voltage-power characteristic changes is shown in FIG. In this figure, the maximum power point and the operating point of the solar cell array 10 immediately after the solar radiation fluctuation are taken as MP10 c and OP10 c, respectively. MP10 c is lower than V _INVLOW .

日射変動の直後は、コンバータ７０は図７で説明した状況と同様に、制御手段１００が、ＤＣーＤＣコンバータ７０を駆動しており、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０で損失Ｗ７０ｃが発生している。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の入力と出力との間の電圧差Ｖ_Ｃ４は前述の電圧差Ｖ_Ｔ２以内となった。この状態を検知して制御手段１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止した。 Immediately after the solar radiation fluctuation, the control means 100 drives the DC-DC converter 70 in the same manner as the situation described in FIG. 7 in the converter 70, and the DC-DC converter 70 generates a loss W70c. On the other hand, the voltage difference V _C4 between the input and the output of the DC-DC converter 70 is within the aforementioned voltage difference V _T2 . By detecting this state, the control means 100 stops the driving of the DC-DC converter 70.

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止した後のパワーコンディショナ１の動作状態を図９に示す。ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動を停止すると、太陽電池列１１の直流電力はコンバータ７０内のダイオードを介して系統連系インバータ８０に出力される。一方、制御手段１００は、系統連系インバータ８０を駆動してＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮをＶ_{ＩＮＶＬＯＷ}になるように制御しているため、太陽電池列１０の動作点ＯＰ１０ｃの電圧は、Ｖ_{ＩＮＶＬＯＷ}と等しくなる。このため、太陽電池列１０の動作点ＯＰ１０ｃは最大電力点ＭＰ１０ｃから外れてＭＰＰＴミスマッチ損失Ｗ１０cが発生する。しかし、損失Ｗ１０ｃと図８で説明したＤＣ−ＤＣコンバータの損失Ｗ７０ｃを比較すると、Ｗ１０ｃの方が小さいことがわかる。これは、太陽光発電システムの発電量を増加する効果が得られたことに等しい。 The operation state of the power conditioner 1 after stopping the drive of the DC-DC converter 70 is shown in FIG. When driving of the DC-DC converter 70 is stopped, the DC power of the solar cell array 11 is output to the grid-connected inverter 80 via the diode in the converter 70. On the other hand, the control unit 100, because it controls the DC link voltage _{V PN} drives the system interconnection inverter 80 so that the _{V INVLOW,} the voltage of the operating point OP10c of the solar battery array 10 _is equal to _{V INVLOW} Become. Therefore, the operating point OP10c of the solar cell array 10 deviates from the maximum power point MP10c, and the MPPT mismatch loss W10c occurs. However, when the loss W10c and the loss W70c of the DC-DC converter described in FIG. 8 are compared, it can be seen that W10c is smaller. This is equivalent to the effect of increasing the power generation of the photovoltaic system.

本実施例では、１系統の太陽電池列とＤＣ−ＤＣコンバータとの構成を持つ太陽光発電システムの動作を説明した。本実施例に関しても、駆動されているＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、その入力と出力との間の電圧差が所定の電圧差以内の場合に駆動を停止することで、太陽光発電システムの発電量を増加すなわち効率を向上する効果を得た。 In the present embodiment, the operation of the solar power generation system having the configuration of one solar cell array and the DC-DC converter has been described. Also in the present embodiment, in the DC-DC converter being driven, when the voltage difference between the input and the output is within the predetermined voltage difference, the power generation amount of the solar power generation system is reduced by stopping the driving. An increase, ie, an effect of improving the efficiency was obtained.

これまで述べた太陽光発電システムの効果をさらに高めた実施例について，図１と１０を使って説明する。本実施例は，前述の図１と同様の構成であり，制御手段１００におけるＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動条件に改良を施したものである。なお、先の実施例の説明と重複する部分については説明を省略する。 An embodiment further enhancing the effect of the solar power generation system described above will be described with reference to FIGS. This embodiment has the same configuration as that of FIG. 1 described above, and is an improvement in the driving condition of the DC-DC converter 70 in the control means 100. The description of the same parts as those of the previous embodiment will be omitted.

図１において，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０からは直流電力が出力される。一方，系統連系インバータ８０は商用系統８１に交流電力を逆潮流するため，系統連系インバータ８０の入力電力は商用系統８１の電圧に同期して脈動する。ここで平滑コンデンサ３０は，ＤＣ−ＤＣコンバータと系統連系インバータとの間の差分の電力を充放電し，ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮを安定化する役割を果たす。この平滑コンデンサ３０の静電容量が充放電する電力に対して小容量であるとき，ＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮの変動が大きくなり，本発明による制御に悪影響を与える場合がある。 In FIG. 1, DC power is output from the DC-DC converter 70. On the other hand, since the grid interconnection inverter 80 reversely flows AC power to the commercial grid 81, the input power of the grid interconnection inverter 80 pulsates in synchronization with the voltage of the commercial grid 81. Here smoothing capacitor 30 serves to power the differential charge and discharge, stabilizes the DC link voltage V _PN between the DC-DC converter and the system interconnection inverter. When the capacitance of the smoothing capacitor 30 is a small capacity for electric power to be charged and discharged, variations in the DC link voltage V _PN is increased, which may adversely affect the control according to the present invention.

図１０の上部の波形は，ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧すなわちＤＣリンク電圧Ｖ_ＰＮとの関係を示した一例である。Ｖ_ＰＮには前段落で述べた電圧変動が生じている。一方，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の入力電圧は一定であるため，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の入力と出力との電圧差Ｖ_Ｃにも，同図の下部の波形に示すような電圧変動が生じている。ここで，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０における駆動と停止の判定に用いる所定の電圧差Ｖ_ＴがＶ_Ｃの最大値と最小値との間に位置した場合の動作を考える。実施例１〜３ではＶ_Ｔ＞Ｖ_Ｃとなる区間でＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動が停止されることから，同図の条件下において，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動と停止が周期的に繰り返されて太陽発電システムの動作が不安定になるおそれがあった。 The top waveform in FIG. 10 is an example showing the relationship between the DC-DC converter input voltage and the output voltage, that the DC link voltage V _PN. The voltage fluctuation described in the previous paragraph occurs in V _PN . Meanwhile, since the input voltage of the DC-DC converter 70 is constant, even the voltage difference V _C between the input and the output of the DC-DC converter 70, voltage variation as shown in the lower waveform in FIG occurs . Now consider the operation when the predetermined voltage difference V _T used for the determination of the driving and stopping of the DC-DC converter 70 is located between the maximum value and the minimum value of V _C. In the first to third embodiments, since the drive of the DC-DC converter 70 is stopped in the section where V _T > V _C , the drive and stop of the DC-DC converter 70 are periodically repeated under the conditions of FIG. As a result, the operation of the solar power generation system may become unstable.

そこで本実施例の制御手段１００は，図１０に示すように変動している電圧差Ｖ_Ｃの最小値を記憶する手段を備え，Ｖ_Ｃの最小値が所定の電圧差Ｖ_Ｔ以内となった場合にＤＣ−ＤＣコンバータの駆動を停止する。なお，前述の電圧差Ｖ_Ｃの最小値は，平滑コンデンサ３０の静電容量値と，ＤＣ−ＤＣコンバータと系統連系インバータとの間の差分の電力値を基にマイクロコンピュータ等で演算してもよい。この作用により，ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の駆動と停止が周期的に繰り返されることを防止し，太陽光発電システムを安定に動作させ，発電量を増加すなわち効率を向上する効果を奏する。 Therefore, the control means 100 of the present embodiment is provided with means for storing the minimum value of the varying voltage difference V _C as shown in FIG. 10, and the minimum value of V _C is within the predetermined voltage difference V _T In this case, the driving of the DC-DC converter is stopped. Note that the minimum value of the voltage difference V _C of the above, the capacitance value of the smoothing capacitor 30, and calculates a microcomputer or the like based on the power value of the difference between the DC-DC converter and the system interconnection inverter It is also good. By this action, it is possible to prevent the drive and stop of the DC-DC converter 70 from being repeated periodically, operate the solar power generation system stably, and increase the amount of power generation, that is, improve the efficiency.

１…パワーコンディショナ、１０、１１…太陽電池列、２０…スイッチング素子、２１…ダイオード、３０…平滑コンデンサ、４０…インダクタ、５０…入力フィルタ、５１、５３、５４、５５、５８…フィルタコンデンサ、５２、５６…コモンモードチョーク、５７…ノーマルモードチョーク、６０…電流センサ、７０、７１…ＤＣ−ＤＣコンバータ、８０…系統連系インバータ、８１…商用系統、１００…制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power conditioner, 10, 11 ... Solar cell row, 20 ... Switching element, 21 ... Diode, 30 ... Smoothing capacitor, 40 ... Inductor, 50 ... Input filter, 51, 53, 54, 55, 58 ... Filter capacitor, 52, 56 ... common mode choke, 57 ... normal mode choke, 60 ... current sensor, 70, 71 ... DC-DC converter, 80 ... grid interconnection inverter, 81 ... commercial system, 100 ... control means

Claims

The system consisting of the DC-DC converter for the solar cells string and the solar cell string and a plurality of systems including,
In a solar power generation system provided with a grid-connected inverter for inputting the output of the DC-DC converter,
It has control means to stop the drive of the DC-DC converter for the highest voltage solar cell line,
A solar power generation system comprising: control means for stopping driving of the DC-DC converter in which the minimum value of the voltage difference between the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter falls within a predetermined voltage difference .

In claim 1,
A solar power generation system comprising control means for stopping driving of a DC-DC converter in which a voltage difference between an input voltage and an output voltage is within a predetermined voltage difference.

The system comprising the solar cell string from the DC-DC converter for the solar cells column 1 comprises line or plural lines,
In a solar power generation system provided with a grid-connected inverter for inputting the output of the DC-DC converter,
A control means for stopping driving of the DC-DC converter in which a voltage difference between the input voltage and the output voltage is within a predetermined voltage difference,
It is characterized by comprising control means for stopping driving of the DC-DC converter in which the minimum value of the voltage difference between the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter is within a predetermined voltage difference .

In any one of claims 1 to 3,
A photovoltaic power generation system comprising a boost converter as the DC-DC converter.