JP6592590B2 - Photovoltaic power converter and solar power generation system - Google Patents
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Description
本発明は太陽光発電用電力変換装置及び太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to a power converter for photovoltaic power generation and a photovoltaic power generation system.
太陽光発電用電力変換装置は、太陽光パネルで発電された直流電力を交流電力へ変換して電力系統に電力を供給する電力変換装置である。 The solar power generation power conversion device is a power conversion device that converts DC power generated by a solar panel into AC power and supplies power to the power system.
太陽光発電用電力変換装置の一例としてチョッパとインバータから構成されるものがある。これは、太陽光パネルが出力する直流電力をチョッパで昇圧し、チョッパの出力する直流電力をインバータが商用周波数の交流電力に変換して、電力系統へ送電するというものである。また、他の一例として、インバータから構成されるものがある。これは、太陽光パネルが出力する直流電力をインバータが商用周波数の交流電力に変換して、電力系統へ送電するというものである。 One example of a photovoltaic power converter is a chopper and an inverter. In this method, the DC power output from the solar panel is boosted by a chopper, the inverter converts the DC power output from the chopper into AC power having a commercial frequency, and transmits the AC power to the power system. Another example is an inverter. In this case, the inverter converts the DC power output from the solar panel into AC power having a commercial frequency and transmits it to the power system.
このような太陽光発電用電力変換装置においては、一般的に、太陽光パネルの出力電力が最大となるように最大電力追従(MPPT: Maximum Power Point Tracking)制御を行う。最大電力追従制御とは、周囲環境によって変化する太陽光パネルの出力特性に追従して、太陽光パネルの出力電力が最大となるように太陽光パネルのパネル電圧を調整する制御である。このような最大電力追従制御はチョッパあるいはインバータが太陽光パネルのパネル電圧を調整することで行う。 In such a power conversion device for photovoltaic power generation, generally, maximum power tracking (MPPT) control is performed so that the output power of the solar panel is maximized. The maximum power follow-up control is control that adjusts the panel voltage of the solar panel so that the output power of the solar panel becomes maximum by following the output characteristics of the solar panel that change depending on the surrounding environment. Such maximum power tracking control is performed by the chopper or inverter adjusting the panel voltage of the solar panel.
一方で、電力は需要と供給のバランスを常に図る必要がある。電力の需要に対して供給が多すぎる場合には、停電が発生するなど電力の安定供給に支障をきたすおそれがある。このような状況を避けるために、太陽光発電用電力変換装置においては、電力会社からの出力指令に従って太陽光パネルの出力を制御することが求められる。特許文献1には、出力電力抑制が求められた場合、出力電力抑制指令に従って、最大電力追従制御を停止し、出力電力を抑制する太陽光発電用電力変換装置が記載されている。 On the other hand, electric power must always balance supply and demand. When there is too much supply for the demand for electric power, there is a risk that a stable supply of electric power may be hindered, such as a power outage. In order to avoid such a situation, the photovoltaic power conversion device is required to control the output of the solar panel in accordance with an output command from an electric power company. Patent Document 1 describes a photovoltaic power conversion apparatus that stops maximum power tracking control and suppresses output power according to an output power suppression command when output power suppression is required.
しかし、出力電力抑制指令に従って、最大電力追従制御を停止し、出力電力を抑制する場合、太陽光パネルの出力特性によっては出力電力抑制を達成できない場合がある。例えば、雲などの影響で太陽光パネルに影が掛かると、太陽光パネルの出力特性が大きく変化する場合がある。具体的には、一点の最大値を有するような凸形状の出力特性を取らず、複数の凸形状を有する出力特性を有する太陽光発電用電力変換装置において、特許文献1のように、最大電力追従制御を停止し、出力電力を減少させる制御を行うと、出力電力抑制指令が出されているにも関わらず、出力が上昇傾向に転じる状況が生じてしまう。 However, when the maximum power tracking control is stopped and the output power is suppressed according to the output power suppression command, the output power suppression may not be achieved depending on the output characteristics of the solar panel. For example, when the solar panel is shaded by the influence of clouds or the like, the output characteristics of the solar panel may change greatly. Specifically, in a photovoltaic power conversion device having an output characteristic having a plurality of convex shapes without taking a convex output characteristic having a maximum value at one point, the maximum power When the follow-up control is stopped and the control for reducing the output power is performed, a situation occurs in which the output tends to increase despite the output power suppression command being issued.
本発明は、出力電力抑制指令に従って、太陽光発電用電力変換装置が適切に出力抑制することができる制御装置等を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device or the like that can appropriately suppress the output of a photovoltaic power conversion device in accordance with an output power suppression command.
上記課題を解決するために、例えば、複数の太陽光パネルと、複数の太陽光パネルが出力する直流電力を複数のインバータにより交流電力に変換して系統に出力する太陽光発電用電力変換装置と、複数のインバータへのゲートパルス信号を出力する制御部と、を備え、制御部は、電力の需給バランスを図るために、出力抑制運転を行う場合、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制するための信号である出力上限指令に応じて、出力抑制運転を行う場合の複数の太陽光パネルに対する電圧指令である出力抑制用パネル電圧指令を出力する出力配分制御部と、出力抑制運転を行う場合、出力抑制用パネル電圧指令に基づいてゲートパルス信号を出力し、出力抑制運転を行わない場合、複数の太陽光パネルの出力電力が最大になるように最大電力追従制御を行う場合の電圧指令である最大電力追従運転用パネル電圧指令に基づいてゲートパルス信号を出力する複数のインバータ制御部と、を備え、出力配分制御部は、出力抑制運転を行う場合、系統への太陽光発電用電力変換装置の出力を上昇させる場合に、太陽光パネルのパネル電圧を変動させるとインバータの出力が減少傾向にある第1のインバータがある場合には、太陽光パネルのパネル電圧を変動させるとインバータの出力が上昇傾向にある第1のインバータとは異なる第2のインバータの出力を余分に上昇させて、太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に上昇させるように、または、系統への太陽光発電用電力変換装置の出力を下降させる場合に、太陽光パネルのパネル電圧を変動させると、インバータの出力が上昇傾向にある第3のインバータがある場合には、太陽光パネルのパネル電圧を変動させるとインバータの出力が減少傾向にある第3のインバータとは異なる第4のインバータの出力を余分に減少させて、太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に下降させるように、出力抑制用パネル電圧指令を求めて出力する。 In order to solve the above problems, for example, a plurality of the solar panels, a plurality of solar panels to output DC power multiple you output to the system is converted into AC power by the inverter solar power for the power converter And a control unit that outputs gate pulse signals to a plurality of inverters, and the control unit outputs the output of the power converter for photovoltaic power generation when performing an output suppression operation in order to balance power supply and demand. In response to an output upper limit command that is a signal for suppression, an output distribution control unit that outputs a panel voltage command for output suppression that is a voltage command for a plurality of solar panels when performing output suppression operation, and an output suppression operation When performing, output the gate pulse signal based on the output suppression panel voltage command, and when not performing the output suppression operation, the maximum power so that the output power of multiple solar panels is maximized And a plurality of inverter control unit for outputting a gate pulse signal based on the maximum power follow-up operation panel voltage command which is a voltage command for performing slave control, the output distribution control unit, when performing output suppression operation, when increasing the output of the photovoltaic power conversion apparatus to the system, when varying the panel voltage of the solar panel when the output of the inverter is the first inverter in the downward trend, the solar panels varying the panel voltage extra increase the output of a different second inverter from the first inverter output of the inverter tends to increase, so as to monotonously increase the output of the photovoltaic power converter or, in the case of lowering the output of the photovoltaic power conversion apparatus to the system, when varying the panel voltage of the solar panel, the output of the inverter is rising trend That when the third is of the inverter is extra reducing the output of a different fourth inverter Varying the panel voltage solar panel and a third inverter output of the inverter tends to decrease, the sun An output suppression panel voltage command is obtained and output so that the output of the photovoltaic power converter is monotonously lowered .
本発明によれば、出力電力抑制指令に従って、太陽光発電用電力変換装置が適切に出力抑制することができる制御装置等を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the control apparatus etc. which the power converter device for photovoltaic power generation can suppress output appropriately according to an output electric power suppression instruction | command.
以下、本発明に係る太陽光発電用電力変換装置及びその実施例について図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a photovoltaic power converter according to the present invention and embodiments thereof will be described with reference to the drawings.
図1は、太陽光発電システムの第一の実施例の構成を示す。 FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment of a photovoltaic power generation system.
本実施例の太陽光発電システムは、太陽光パネル1a〜1n、インバータ2a〜2nおよび制御部8を有している。太陽光パネル1a〜1nは、それぞれインバータ2a〜2nの直流部と接続し、インバータ2a〜2nの交流部は三相の電力系統3と接続されている。インバータ2a〜2nは、太陽光パネル1a〜1nから供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統3に供給する。電圧検出器4a〜4nは、太陽光パネル1a〜1nの出力側に設けられており、それぞれ太陽光パネル1a〜1nの出力電圧を検出する。なお、太陽光パネル1a〜1nの出力電圧は、それぞれインバータ2a〜2nの直流電圧と同じであるので、電圧検出器4a〜4nはインバータ2a〜2nの直流電圧を検出するということもできる。電流検出器5a〜5nは、太陽光パネル1a〜1nの出力側に設けられており、それぞれ太陽光パネル1a〜1nの出力電流を検出する。なお、太陽光パネル1a〜1nの出力電流は、それぞれインバータ2a〜2nの直流部への入力電流と同じであり、インバータ2a〜2nの直流部への入力電流を検出するということもできる。電圧検出器6a〜6nは、インバータ2a〜2nの出力側に設けられており、インバータ2a〜2nがそれぞれ連系する系統の系統電圧を検出する。電流検出器7a〜7nは、インバータ2a〜2nがそれぞれ連系する系統に出力する出力電流を検出する。電圧検出器4a〜4n、電流検出器5a〜5n、電圧検出器6a〜6n、電流検出器7a〜7nの検出する電圧検出値や電流検出値は制御部8に入力される。また、制御部8には、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制するための信号である出力上限指令が外部から入力される。制御部8は、入力された電圧検出値や電流検出値や出力上限指令に基づいて所定の演算を行い、インバータ2a〜2nを駆動するためのゲートパルス信号を出力する。
The solar power generation system of the present embodiment includes solar panels 1a to 1n,
図2は、制御部8の構成を示す。 FIG. 2 shows the configuration of the control unit 8.
インバータ制御部9a〜9nは、それぞれ太陽光パネル1a〜1nの出力電圧及び出力電流、系統電圧、インバータ2a〜2nの出力電流を入力として、インバータ2a〜2nを駆動するためのゲートパルス信号を出力する。また、インバータ2a〜2nがそれぞれ電力系統3に出力する電力を演算して出力する。出力配分制御部10は、インバータ制御部9a〜9nがそれぞれ出力するインバータ2a〜2nの出力電力、パネル1a〜1nの出力電圧、外部から入力される出力上限指令を入力する。太陽光発電システムが出力抑制運転を行う場合、出力配分制御部10は、インバータ制御部9a〜9nに出力抑制運転を行う場合のパネル1a〜1nのそれぞれに対する電圧指令を出力する。以下、それぞれの指令を出力抑制運転用パネル1a電圧指令、出力抑制運転用パネル1b電圧指令、・・・、出力抑制運転用パネル1n電圧指令と呼称する。一方、太陽光発電システムが出力抑制運転を行わない場合、出力配分制御部10は、出力抑制運転用パネル電圧指令の代わりにインバータ制御部9a〜9nにそれぞれ出力抑制運転を行わないことを伝える信号を出力する。
The
図3は、インバータ制御部9aの構成を示す。なお、インバータ制御部9b〜9nの構成も同様である。
FIG. 3 shows the configuration of the
インバータ制御部9aは、MPPT制御部11、出力制御部12、直流電圧制御部13、電流制御部14、PWM制御部15および出力演算部16からなる。MPPT制御部11は、太陽光パネル1aの出力電圧及び出力電流を入力として、太陽光パネル1aの出力電力が最大になるように最大電力追従制御を行う。すなわち、最大電力追従運転を行う場合のパネル1aに対する電圧指令を出力する。以下、この指令を最大電力追従運転用パネル1a電圧指令と呼称する。出力制御部12は、MPPT制御部11の出力する最大電力追従運転用パネル1a電圧指令と出力抑制運転用パネル1a電圧指令を入力し、パネル1aの電圧指令を出力する。太陽光発電システムが出力抑制運転を行う場合は、出力制御部12はパネル1aの電圧指令として出力抑制運転用パネル1a電圧指令を出力する。一方、出力抑制運転を行わない場合は、パネル1aの電圧指令として最大電力追従運転用パネル1a電圧指令を出力する。直流電圧制御部13は、出力制御部12の出力するパネル1a電圧指令と太陽光パネル1aの出力電圧を入力として、インバータ2aの出力する電流の指令を作成する。電流制御部14は、直流電圧制御部13の出力する電流指令と、電力系統3の系統電圧と、インバータ2aから電力系統3へ流れるインバータ2a出力電流を入力として、電流指令と出力電流が一致するように電流制御を行い、インバータ2aの出力電圧の指令を出力する。PWM制御部15は、電流制御部14が出力する電圧指令を入力として、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行い、インバータ2aを駆動するためのゲートパルス信号を出力する。出力演算部16は、電力系統3の系統電圧とインバータ2aから電力系統3へ流れるインバータ2a出力電流を入力として、インバータ2aが電力系統3へ出力する電力を演算して出力する。
The
図4は、出力配分制御部10の構成を示す。
FIG. 4 shows the configuration of the output
出力配分制御部10は、パネル状態判定部17a〜17nおよび出力抑制運転用パネル電圧指令演算部18を有する。パネル状態判定部17a〜17nは、インバータ2a〜2nの出力電力、パネル1a〜1nの出力電圧を入力として、パネル1a〜1nのそれぞれのパネル状態を判定し、その結果を出力する。ここでパネル状態とは、そのパネルが出力を低減できるか否かの状態をいう。出力抑制運転用パネル電圧指令演算部18は、パネル状態判定部17a〜17nの出力するパネル1a〜1nのパネル状態及び外部からの出力上限指令を入力として、どのパネルを大きく減少させるか決め、各パネルのパネル電圧指令を求め、出力抑制運転用パネル1a電圧指令、出力抑制運転用パネル1b電圧指令、・・・、出力抑制運転用パネル1n電圧指令を出力する。なお、どのパネルを大きく減少させるかについては、1つのパネルに限らず、複数のパネルであってもよい。
The output
図5は、太陽光パネル1a〜1nがそれぞれ最大電力追従制御を行っている時に、外部から出力上限指令を受けて、それぞれ出力を抑制する時の動作例を示す。ここでは、パネル1a、パネル1bおよびパネル1nにおける、パネル電圧に対するパネル出力の関係を記載している。
FIG. 5 shows an operation example when each of the solar panels 1a to 1n is performing maximum power tracking control, receiving an output upper limit command from the outside, and suppressing the output. Here, the relationship of the panel output with respect to the panel voltage in the panel 1a, the
最大電力追従制御を行っている時は、夫々のパネルにおいて、動作点は出力が最大になる点Sa、Sb、・・・、Snにある。外部から上限値をPとする出力上限指令を受けると、それぞれの動作点は出力配分制御部10が出力する出力抑制運転用パネル1a電圧指令、出力抑制運転用パネル1b電圧指令、・・・、出力抑制運転用パネル1n電圧指令に従って動作する。すなわち、パネル1aに関しては、動作点は点Saから点P1aの方向へ、パネル1bに関しては、動作点は点Sbから点P1bの方向へ、パネル1nに関しては、動作点は点Snから点P1nの方向へ移動することでそれぞれのパネルの出力を抑制する。この時、出力配分制御部10は、パネル状態判定部17a〜17nにおいて判定したパネル状態に基づいて、各パネルが出力を抑制できるか否かを判定する。例えば、図5において、パネル1aの出力特性は、複数の凸形状を有しているので、パネル1aは動作点が点Saから点P1aに近づくにつれてパネル1aの出力が下がりにくくなることから、パネル1aが出力を抑制できない状態にあることが分かる。一方、パネル1bは、動作点が点Sbから点P1bに近づいてもパネル1bの出力が下がりにくくなることはないので、パネル1bが出力を抑制できる状態にあることが分かる。同様にパネル1nは、動作点が点Snから点P1nに近づいてもパネル1nの出力が下がりにくくなることはないので、パネル1nも出力を抑制できる状態にあることが分かる。この場合、出力を抑制できないパネル1aの代わりに他の出力を抑制できるパネルが余分に出力を抑制すれば、全体の合計出力は抑制することができる。そこで、出力抑制運転用パネル電圧指令演算部18は、パネル状態判定部17a〜17nが判定したパネル1a〜1nのパネル状態を用いて、出力を抑制できないパネル1aの代わりに例えばパネル1bの出力を余分に低減する電圧指令を出力する。すなわち、パネル1aの動作点が点P1aから点P2aに移動する時は、パネル1bの動作点は点P1bから点P2bに移動させる。なお、パネル1nの動作点は点P1nから点P2nに移動させる。その後、パネル1aの動作点が点P2aから点Gaに移動する時は、パネル1bの動作点は点P2bから点Gbに移動させる。なお、パネル1nの動作点は点P2nから点Gnに移動させる。このようにすることで、全体の合計出力を抑制することが可能になる。
When maximum power follow-up control is performed, the operating point is at points Sa, Sb,. When an output upper limit command with an upper limit value P is received from the outside, the respective operation points are output suppression operation panel 1a voltage command output by the output
図6は、図5に示した動作例を時間波形として示したものである。 FIG. 6 shows the operation example shown in FIG. 5 as a time waveform.
図6に示すように、時刻0〜T1まではパネル1a〜1nは単調に出力が低減するが、時刻T1〜T2ではパネル1aの出力が上昇するので、その代わりにパネル1bが出力を低減することで、パネル1a〜1nの合計出力を低減させる。時刻T2〜T3ではパネル1aの出力が下降するので、その代わりにパネル1bの出力を上昇させて必要以上にパネル1bの出力が低減するのを防止している。時刻T3ではそれぞれのパネルの出力目標値に到達している。
As shown in FIG. 6, the output of the panels 1a to 1n monotonously decreases from
図7は、太陽光パネル1a〜1nがそれぞれ最大電力追従制御を行っている時に、外部から出力上限指令を受けて、それぞれ出力を抑制する時の別の動作例を示す。 FIG. 7 shows another example of operation when the solar panels 1a to 1n are each performing maximum power tracking control, receiving an output upper limit command from the outside, and suppressing the output.
図5と異なるのは、点P1aで出力を抑制できないパネル1aの代わりに、例えばパネル1b及びパネル1nのような複数のパネルが出力を余分に低減することで、全体の合計出力を抑制している点である。このように、複数のパネルが余分に出力を低減することで、全体の合計出力を抑制しても良い。図8は、図6と同様、図7に示した動作例を時間波形として示したものである。
The difference from FIG. 5 is that instead of the panel 1a that cannot suppress the output at the point P1a, a plurality of panels such as the
図9は、太陽光パネル1a〜1nがそれぞれ最大電力追従制御を行っている時に、外部から出力上限指令を受けて、それぞれ出力を抑制する時の別の動作例を示す。 FIG. 9 shows another example of operation when the solar panels 1a to 1n are each performing maximum power tracking control, receiving an output upper limit command from the outside, and suppressing the output.
図5と異なるのは例えば点P1a、点P1bで出力を抑制できないパネル1a、パネル1bのように複数のパネルで出力を抑制できない状態があることである。このように、複数のパネルで出力を抑制できない状態であっても、その他のパネルが余分に出力を低減することで、全体の合計出力を抑制しても良い。図10は、図6と同様、図9に示した動作例を時間波形として示したものである。
The difference from FIG. 5 is that, for example, there are states in which output cannot be suppressed by a plurality of panels, such as panel 1a and
なお、各パネル出力の動作は図5〜図10に示した例に限らず、各パネルの合計出力が出力上限指令に従って抑制されるのであれば各パネルの動作点は自由に選んで良く、抑制後の各パネル出力を揃える必要もない。 The operation of each panel output is not limited to the example shown in FIGS. 5 to 10, and the operation point of each panel may be freely selected as long as the total output of each panel is suppressed according to the output upper limit command. There is no need to align each panel output later.
以上のように、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制する場合に、一時的に出力が上昇するパネルがある場合はその他のパネルが余分に出力を低減することで、パネルの合計出力を抑制し、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制することができる。 As mentioned above, when suppressing the output of the power converter for photovoltaic power generation, if there is a panel whose output temporarily rises, the other panel will reduce the output excessively, so that the total output of the panel can be reduced. It can suppress and the output of the power converter device for photovoltaic power generation can be suppressed.
本実施例は、実施例1における太陽光発電システムにおいて、チョッパを更に設けた場合の構成を示す。 The present embodiment shows a configuration in the case where a chopper is further provided in the photovoltaic power generation system in the first embodiment.
図11は、太陽光発電システムの第二の実施例の構成を示す。 FIG. 11 shows a configuration of a second embodiment of the photovoltaic power generation system.
太陽光パネル1a〜1nは、それぞれチョッパ19a〜19nの入力部に接続され、チョッパ19a〜19nの出力部はそれぞれインバータ2a〜2nの直流部と接続され、インバータ2a〜2nの交流部はそれぞれ三相の電力系統3と接続される。チョッパ19a〜19nは、それぞれ太陽光パネル1a〜1nの発電する直流電力を昇圧し、インバータ2a〜2nの直流部に直流電力を供給する。インバータ2a〜2nは、それぞれチョッパ19a〜19nから供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統3に供給する。電圧検出器4a〜4nは、それぞれ太陽光パネル1a〜1nの出力電圧を検出する。なお、太陽光パネル1a〜1nの出力電圧はそれぞれチョッパ19a〜19nの入力電圧と同じなので、電圧検出器4a〜4nはそれぞれチョッパ19a〜19nの入力電圧を検出できる。電流検出器5a〜5nはそれぞれ太陽光パネル1a〜1nの出力電流を検出する。なお、太陽光パネル1a〜1nの出力電流は、それぞれチョッパ19a〜19nの入力電流と同じであるため、電流検出器5a〜5nはそれぞれチョッパ19a〜19nの入力電流を検出できる。電圧検出器20a〜20nは、それぞれインバータ2a〜2nの直流電圧を検出する。電圧検出器6a〜6nは、インバータ2a〜2nがそれぞれ連系する系統の系統電圧を検出する。電流検出器7a〜7nは、インバータ2a〜2nがそれぞれ連系する系統に出力する出力電流を検出する。電圧検出器4a〜4n、電流検出器5a〜5n、電圧検出器6a〜6n、電流検出器7a〜7n、電圧検出器20a〜20nの検出する電圧検出値や電流検出値は制御回路21に入力される。また、制御部21には太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制するための信号である出力上限指令が外部から入力される。制御回路21は入力された電圧検出値や電流検出値や出力上限指令に基づいて所定の演算を行い、インバータ2a〜2n、チョッパ19a〜19nを駆動するためのゲートパルス信号を出力する。
The solar panels 1a to 1n are connected to the input parts of the
このような構成でも同様に、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制する場合に、一時的に出力が上昇するパネルがある場合はその他のパネルが余分に出力を低減することで、パネルの合計出力を抑制し、太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制することができる。 Similarly, in such a configuration, when suppressing the output of the power conversion device for photovoltaic power generation, if there is a panel whose output temporarily rises, other panels will reduce the output excessively, The total output can be suppressed and the output of the photovoltaic power conversion device can be suppressed.
図12は、太陽光パネル1a〜1nが外部から出力上限指令を受けて出力抑制を行っている時に、出力上限指令がPからP’に上昇してそれぞれの出力を上昇させる場合の動作例を示す。図5および図7と同様、パネル1a、パネル1bおよびパネル1nにおける、パネル電圧に対するパネル出力の関係を記載している。
FIG. 12 shows an operation example when the output upper limit command increases from P to P ′ to increase the respective outputs when the solar panels 1a to 1n receive the output upper limit command from the outside and perform output suppression. Show. Similarly to FIGS. 5 and 7, the relationship of the panel output with respect to the panel voltage in the panel 1a, the
外部から出力上昇指令を受けると、それぞれの動作点は出力配分制御部10が出力する出力抑制運転用パネル1a電圧指令、出力抑制運転用パネル1b電圧指令、・・・、出力抑制運転用パネル1n電圧指令に従って動作する。すなわち、パネル1aに関しては、動作点は点Gaから点P1aの方向へ、パネル1bに関しては、動作点は点Gbから点P1bの方向へ、パネル1nに関しては、動作点は点Gnから点P1nの方向へ移動することでそれぞれのパネルの出力を上昇させる。この時、出力配分制御部10は、パネル状態判定部17a〜17nにおいて判定したパネル状態に基づいて、各パネルが出力を上昇させることができるか否かを判定する。出力抑制運転用パネル電圧指令演算部18は、パネル状態判定部17a〜17nが判定したパネル1a〜1nのパネル状態を用いて、出力が上昇できないパネル1aの代わりに例えばパネル1bの出力を余分に上昇させる電圧指令を出力する。すなわち、パネル1aの動作点が点P1aから点P2aに移動する時は、パネル状態出力が減少傾向にあるため、パネル1bの動作点は点P1bから点P2bに移動させる。なお、パネル1nの動作点は点P1nから点P2nに移動させる。このようにすることで、全体の合計出力を上昇させることが可能になる。
When an output increase command is received from the outside, the respective operating points are output suppression operation panel 1a voltage command output by output
図13は、図12に示した動作例を時間波形として示したものである。 FIG. 13 shows the operation example shown in FIG. 12 as a time waveform.
図13に示すように、時刻0〜T1まではパネル1a〜1nは単調に出力が上昇するが、時刻T1〜T2ではパネル1aの出力が減少するので、その代わりにパネル1bが出力を上昇させることで、パネル1a〜1nの合計出力を単調に増加させる。時刻T2〜T3ではいずれのパネルも上昇傾向にあるため、合計出力を増加傾向で推移させることが出来る。時刻T3ではそれぞれのパネルの出力目標値に到達している。
As shown in FIG. 13, the output of the panels 1a to 1n monotonously increases from
以上のように、本実施例によれば、複数のパネルのパネル出力の増減傾向が異なる場合であっても、系統に対する出力上昇指令を満たすように、各パネルの出力を制御することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the output of each panel so as to satisfy the output increase command for the system even when the increase / decrease tendency of the panel output of the plurality of panels is different. is there.
1a〜1n:太陽光パネル,2a〜2n:インバータ,3:電力系統,4a〜4n:電圧検出器,5a〜5n:電流検出器,6a〜6n:電圧検出器,7a〜7n:電流検出器,8:制御回路,9a〜9n:インバータ制御部,10:出力配分制御部,11:MPPT制御部,12:出力制御部,13:直流電圧制御部,14:電流制御部,15:PWM制御部,16:出力演算部,17a〜17n:パネル状態判定部,18:出力抑制運転用パネル電圧指令演算部,19a〜19n:チョッパ,20a〜20n:電圧検出器 1a-1n: Solar panel, 2a-2n: Inverter, 3: Power system, 4a-4n: Voltage detector, 5a-5n: Current detector, 6a-6n: Voltage detector, 7a-7n: Current detector , 8: Control circuit, 9a to 9n: Inverter control unit, 10: Output distribution control unit, 11: MPPT control unit, 12: Output control unit, 13: DC voltage control unit, 14: Current control unit, 15: PWM control , 16: Output calculation unit, 17a to 17n: Panel state determination unit, 18: Panel voltage command calculation unit for output suppression operation, 19a to 19n: Chopper, 20a to 20n: Voltage detector
Claims (4)
前記複数の太陽光パネルが出力する直流電力を複数のインバータにより交流電力に変換して系統に出力する太陽光発電用電力変換装置と、
前記複数のインバータへのゲートパルス信号を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
電力の需給バランスを図るために、出力抑制運転を行う場合、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制するための信号である出力上限指令に応じて、前記出力抑制運転を行う場合の前記複数の太陽光パネルに対する電圧指令である出力抑制用パネル電圧指令を出力する出力配分制御部と、
前記出力抑制運転を行う場合、前記出力抑制用パネル電圧指令に基づいて前記ゲートパルス信号を出力し、前記出力抑制運転を行わない場合、前記複数の太陽光パネルの出力電力が最大になるように最大電力追従制御を行う場合の電圧指令である最大電力追従運転用パネル電圧指令に基づいて前記ゲートパルス信号を出力する複数のインバータ制御部と、
を備え、
前記出力配分制御部は、前記出力抑制運転を行う場合、
前記系統への前記太陽光発電用電力変換装置の出力を上昇させる場合に、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると前記インバータの出力が減少傾向にある第1のインバータがある場合には、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると前記インバータの出力が上昇傾向にある前記第1のインバータとは異なる第2のインバータの出力を余分に上昇させて、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に上昇させるように、
または、
前記系統への前記太陽光発電用電力変換装置の出力を下降させる場合に、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると、前記インバータの出力が上昇傾向にある第3のインバータがある場合には、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させるとインバータの出力が減少傾向にある前記第3のインバータとは異なる第4のインバータの出力を余分に減少させて、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に下降させるように、
前記出力抑制用パネル電圧指令を求めて出力することを特徴とする太陽光発電システム。 Multiple solar panels,
Wherein a plurality of the DC power solar panel output is converted into AC power by a plurality of inverters you output to the grid solar power for the power converter,
A controller that outputs gate pulse signals to the plurality of inverters;
With
The controller is
When performing an output suppression operation in order to balance power supply and demand, the output suppression operation is performed according to an output upper limit command that is a signal for suppressing the output of the photovoltaic power conversion device. An output distribution control unit that outputs a panel voltage command for output suppression that is a voltage command for a plurality of solar panels;
When performing the output suppression operation, the gate pulse signal is output based on the output suppression panel voltage command, and when the output suppression operation is not performed, the output power of the plurality of solar panels is maximized. A plurality of inverter control units that output the gate pulse signal based on a panel voltage command for maximum power following operation, which is a voltage command for performing maximum power following control;
With
When the output distribution control unit performs the output suppression operation,
When increasing the output of the photovoltaic power converter to the grid, when the output of the inverter and to vary the panel voltage of the solar panel is the first inverter in the downward trend, said extra increase the output of a different second inverter with varying panel voltage solar panel and the first inverter output of the inverter tends to increase, the solar photovoltaic power converter To increase the output monotonically,
Or
When there is a third inverter in which the output of the inverter tends to increase when the panel voltage of the solar panel is varied when the output of the photovoltaic power conversion device to the system is decreased the varying the panel voltage of the solar panel excess reduces the output of the different fourth inverter and the third inverter output of the inverter tends to decrease, the solar photovoltaic power converter As the output decreases monotonously,
A photovoltaic power generation system characterized by obtaining and outputting the panel voltage command for output suppression .
前記制御部は、前記複数の太陽光パネルのパネル状態を判定するパネル状態判定部を備え、前記判定の結果に基づいて、前記第2のインバータまたは前記第4のインバータを決定することを特徴とする太陽光発電システム。 In the photovoltaic power generation system according to claim 1,
Wherein the control unit includes a wherein said plurality of comprises determining panel state determination unit panels state of solar panels, on the basis of the result of the determination, determines the second inverter and said fourth inverter Solar power generation system.
前記パネル状態判定部は、前記インバータの出力電力または前記太陽光パネルのパネル電圧、及び前記太陽光パネルの出力電圧の変化に基づいて前記太陽光パネルの状態を判定することを特徴とする太陽光発電システム。 The photovoltaic power generation system according to claim 2,
The said panel state determination part determines the state of the said solar panel based on the output electric power of the said inverter or the panel voltage of the said solar panel, and the change of the output voltage of the said solar panel, The sunlight characterized by the above-mentioned Power generation system.
前記複数のインバータへのゲートパルス信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電力の需給バランスを図るために、出力抑制運転を行う場合、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を抑制するための信号である出力上限指令に応じて、前記出力抑制運転を行う場合の前記複数の太陽光パネルに対する電圧指令である出力抑制用パネル電圧指令を出力する出力配分制御部と、
前記出力抑制運転を行う場合、前記出力抑制用パネル電圧指令に基づいて前記ゲートパルス信号を出力し、前記出力抑制運転を行わない場合、前記複数の太陽光パネルの出力電力が最大になるように最大電力追従制御を行う場合の電圧指令である最大電力追従運転用パネル電圧指令に基づいて前記ゲートパルス信号を出力する複数のインバータ制御部と、
を備え、
前記出力配分制御部は、前記出力抑制運転を行う場合、
前記系統への前記太陽光発電用電力変換装置の出力を上昇させる場合に、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると前記インバータの出力が減少傾向にある第1のインバータがある場合には、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると前記インバータの出力が上昇傾向にある前記第1のインバータとは異なる第2のインバータの出力を余分に上昇させて、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に上昇させるように、
または、
前記系統への出力を下降させる場合に、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると、前記インバータの出力が上昇傾向にある第3のインバータがある場合には、前記太陽光パネルのパネル電圧を変動させると前記インバータの出力が減少傾向にある前記第3のインバータとは異なる第4のインバータの出力を余分に減少させて、前記太陽光発電用電力変換装置の出力を単調に下降させるように、
前記出力抑制用パネル電圧指令を求めて出力することを特徴とする太陽光発電用電力変換装置。 A plurality of power conversion devices for photovoltaic power generation that convert DC power output by a plurality of solar panels into AC power by a plurality of inverters and output them to the system,
A controller that outputs gate pulse signals to the plurality of inverters;
The controller is
When performing an output suppression operation in order to balance power supply and demand, the output suppression operation is performed according to an output upper limit command that is a signal for suppressing the output of the photovoltaic power conversion device. An output distribution control unit that outputs a panel voltage command for output suppression that is a voltage command for a plurality of solar panels;
When performing the output suppression operation, the gate pulse signal is output based on the output suppression panel voltage command, and when the output suppression operation is not performed, the output power of the plurality of solar panels is maximized. A plurality of inverter control units that output the gate pulse signal based on a panel voltage command for maximum power following operation, which is a voltage command for performing maximum power following control;
With
When the output distribution control unit performs the output suppression operation,
When increasing the output of the photovoltaic power converter to the grid, when the output of the inverter and to vary the panel voltage of the solar panel is the first inverter in the downward trend, said extra increase the output of a different second inverter with varying panel voltage solar panel and the first inverter output of the inverter tends to increase, the solar photovoltaic power converter To increase the output monotonically,
Or
When lowering the output to the system, when varying the panel voltage of the solar panels, when the output of the inverter there is a third inverter in the upward trend, the panel voltage of the solar panel and extra reducing the output of a different fourth inverter and varying with said third inverter output of the inverter tends to decrease, so as to monotonously lowered output of the photovoltaic power converter ,
A photovoltaic power generation power conversion device characterized by obtaining and outputting the panel voltage command for output suppression .
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