JP6785633B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts DC power into AC power.

従来、複数個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が利用されている。複数個の太陽電池モジュールの各々から最大限の電力を取り出すために、電力変換装置ではＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking）制御が行われる（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。 Conventionally, a power conversion device that converts DC power generated by each of a plurality of solar cell modules into AC power has been used. In order to extract the maximum power from each of the plurality of solar cell modules, MPPT (Maximum Power Point Tracking) control is performed in the power converter (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2).

特開平１０−７４１１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-74113 特開２０１３−２１８５０３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-218503

ＭＰＰＴ制御を行うためには、複数個の太陽電池モジュールの各々から得られる電力を把握する必要があり、従来の電力変換装置では、複数個の太陽電池モジュールの各々について、電力を把握するための電圧検出手段と電流検出手段とが必要である。すなわち、複数個の太陽電池モジュールが接続される従来の電力変換装置は複数個の太陽電池モジュールの各々について電圧検出手段と電流検出手段とが必要なので、従来の電力変換装置はサイズ及び重量が大きいという課題を有する。加えて、従来の電力変換装置はコストも大きい。 In order to perform MPPT control, it is necessary to grasp the electric power obtained from each of the plurality of solar cell modules, and in the conventional power conversion device, it is necessary to grasp the electric power for each of the plurality of solar cell modules. A voltage detecting means and a current detecting means are required. That is, since the conventional power conversion device to which a plurality of solar cell modules are connected requires a voltage detecting means and a current detecting means for each of the plurality of solar cell modules, the conventional power conversion device is large in size and weight. Has the problem. In addition, conventional power converters are costly.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サイズ、重量及びコストが小さくて、複数個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and obtains a power conversion device having a small size, weight, and cost, and converting DC power generated by each of a plurality of solar cell modules into AC power. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ｎ個の太陽電池モジュールが接続される電力変換装置において、前記ｎは２以上の整数であり、前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々からの入力電圧を個別に検出するｎ個の電圧検出手段と、前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちの（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々からの入力電流を個別に検出する（ｎ−１）個の電流検出手段と、前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々から得られる直流電圧の値を個別に変更することができるｎ個のコンバータと、前記ｎ個のコンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記ｎ個の電圧検出手段及び前記（ｎ−１）個の電流検出手段の各々によって検出された値と、前記インバータの出力電力と、電力変換効率とをもとに、前記ｎ個のコンバータの各々の出力電圧を制御する制御手段とを有する。前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個の電圧検出手段のうちのいずれか１個の電圧検出手段に対応していると共に、前記ｎ個の電圧検出手段の各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電圧を検出する。前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々は前記（ｎ−１）個の電流検出手段のうちのいずれか１個の電流検出手段に対応していると共に、前記（ｎ−１）個の電流検出手段の各々は前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電流を検出する。前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個のコンバータのうちのいずれか１個のコンバータに対応していると共に、前記ｎ個のコンバータの各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールから得られる直流電圧の値を変更する。前記電力変換効率は、前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々の出力電圧に応じて変化する値である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention relates to a power conversion device to which n solar cell modules are connected, in which n is an integer of 2 or more and the n solar cell modules. The input currents from each of the n voltage detecting means for individually detecting the input voltage from each of the above n solar cell modules and the (n-1) solar cell modules of the n solar cell modules are individually detected. Output from (n-1) current detecting means, n converters capable of individually changing the value of the DC voltage obtained from each of the n solar cell modules, and n converters. The values detected by the inverter that converts the DC voltage into the AC voltage, the n voltage detecting means, and the (n-1) current detecting means, the output power of the inverter, and the power conversion efficiency. Based on the above, the control means for controlling the output voltage of each of the n converters is provided. Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n voltage detecting means, and each of the n voltage detecting means corresponds to the n suns. It corresponds to any one of the battery modules and detects the input voltage from the corresponding solar cell module. Each of the (n-1) solar cell modules corresponds to any one of the (n-1) current detecting means, and the (n-1) number of the current detecting means. Each of the current detecting means corresponds to any one of the (n-1) solar cell modules and detects the input current from the corresponding solar cell module. Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n converters, and each of the n converters corresponds to any one of the n solar cell modules. Or change the value of the DC voltage obtained from the corresponding solar cell module that corresponds to one solar cell module. The power conversion efficiency is a value that changes according to the output voltage of each of the n solar cell modules.

本発明は、サイズ、重量及びコストが小さくて、複数個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を得ることができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the size, weight, and cost are small, and it is possible to obtain a power conversion device that converts DC power generated by each of a plurality of solar cell modules into AC power.

実施の形態１にかかる電力変換装置を示す図The figure which shows the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1. ＭＰＰＴ制御の方法の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of MPPT control method 太陽電池モジュールのＰＶ(Power Voltage）特性の一例を示す図The figure which shows an example of PV (Power Voltage) characteristic of a solar cell module 実施の形態１の第１の変形例にかかる電力変換装置を示す図The figure which shows the power conversion apparatus which concerns on the 1st modification of Embodiment 1. 実施の形態１の第２の変形例にかかる電力変換装置を示す図The figure which shows the power conversion apparatus which concerns on the 2nd modification of Embodiment 1. 実施の形態２にかかる電力変換装置を示す図The figure which shows the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 2. 実施の形態１又は２にかかる電力変換装置が有する制御手段を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図The figure which shows the processing circuit in the case where at least a part component constituting the control means which the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1 or 2 has is realized by a processing circuit 実施の形態１又は２にかかる電力変換装置が有する制御手段の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図The figure which shows the processor when at least a part function of the control means which the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1 or 2 has is realized by a processor.

以下に、本発明の実施の形態にかかる電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the power conversion device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電力変換装置１を示す図である。電力変換装置１は、ｎ個の太陽電池モジュールが接続される装置であって、ｎ個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換する。実施の形態１では、ｎは４以上の整数である。図１には、電力変換装置１と共に、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎが示されている。第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎは、ｎ個の太陽電池モジュールの一例である。太陽電池モジュールの個数は、例えば太陽電池モジュールの特性及び太陽電池モジュールが設置される場所によって決定される。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a power conversion device 1 according to the first embodiment. The power conversion device 1 is a device to which n solar cell modules are connected, and converts the DC power generated by each of the n solar cell modules into AC power. In the first embodiment, n is an integer of 4 or more. FIG. 1 shows the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n together with the power conversion device 1. The first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n are examples of n solar cell modules. The number of solar cell modules is determined, for example, by the characteristics of the solar cell modules and the location where the solar cell modules are installed.

第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎの各々は、例えばシリコン系又は化合物半導体系の材料が用いられて形成される。シリコン系は、例えば結晶シリコン系、薄膜シリコン系、又はハイブリッド系である。結晶シリコン系には、単結晶タイプと多結晶タイプとが存在する。化合物半導体系は、例えばテルル化カドミウム系又はＣＩＧＳ(Copper Indium Gallium DiSelenide）系である。つまり、ＣＩＧＳ系は、銅、インジウム、ガリウム及びセレンを含む材料によって形成されるものである。 Each of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13 and the nth solar cell module 1n is formed by using, for example, a silicon-based or compound semiconductor-based material. The silicon system is, for example, a crystalline silicon system, a thin film silicon system, or a hybrid system. There are a single crystal type and a polycrystalline type in the crystalline silicon system. The compound semiconductor system is, for example, a cadmium telluride system or a CIGS (Copper Indium Gallium DiSelenide) system. That is, the CIGS system is formed of a material containing copper, indium, gallium and selenium.

電力変換装置１は、太陽電池モジュールから得られる直流電圧の値を変更することができる第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎを有する。すなわち、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々は、昇圧又は降圧を行う。 The power conversion device 1 includes a first converter unit 21, a second converter unit 22, a third converter unit 23, and an nth converter unit 2n that can change the value of the DC voltage obtained from the solar cell module. That is, each of the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter unit 2n performs step-up or step-down.

第１太陽電池モジュール１１は第１コンバータ部２１に接続されており、第２太陽電池モジュール１２は第２コンバータ部２２に接続されており、第３太陽電池モジュール１３は第３コンバータ部２３に接続されており、第ｎ太陽電池モジュール１ｎは第ｎコンバータ部２ｎに接続されている。 The first solar cell module 11 is connected to the first converter unit 21, the second solar cell module 12 is connected to the second converter unit 22, and the third solar cell module 13 is connected to the third converter unit 23. The nth solar cell module 1n is connected to the nth converter unit 2n.

すなわち、第１コンバータ部２１は第１太陽電池モジュール１１に対応しており、第２コンバータ部２２は第２太陽電池モジュール１２に対応しており、第３コンバータ部２３は第３太陽電池モジュール１３に対応しており、第ｎコンバータ部２ｎは第ｎ太陽電池モジュール１ｎに対応している。言い換えると、第１太陽電池モジュール１１は第１コンバータ部２１に対応しており、第２太陽電池モジュール１２は第２コンバータ部２２に対応しており、第３太陽電池モジュール１３は第３コンバータ部２３に対応しており、第ｎ太陽電池モジュール１ｎは第ｎコンバータ部２ｎに対応している。 That is, the first converter unit 21 corresponds to the first solar cell module 11, the second converter unit 22 corresponds to the second solar cell module 12, and the third converter unit 23 corresponds to the third solar cell module 13. The nth converter unit 2n corresponds to the nth solar cell module 1n. In other words, the first solar cell module 11 corresponds to the first converter unit 21, the second solar cell module 12 corresponds to the second converter unit 22, and the third solar cell module 13 corresponds to the third converter unit. It corresponds to 23, and the nth solar cell module 1n corresponds to the nth converter part 2n.

第１コンバータ部２１は、第１太陽電池モジュール１１からの入力電圧を検出する第１電圧検出手段４１と、第１太陽電池モジュール１１からの入力電流を検出する第１電流検出手段５１と、第１太陽電池モジュール１１からの入力電圧である直流電圧の値を変更することができる第１コンバータ６１とを有する。第２コンバータ部２２は、第２太陽電池モジュール１２からの入力電圧を検出する第２電圧検出手段４２と、第２太陽電池モジュール１２からの入力電流を検出する第２電流検出手段５２と、第２太陽電池モジュール１２からの入力電圧である直流電圧の値を変更することができる第２コンバータ６２とを有する。 The first converter unit 21 includes a first voltage detecting means 41 for detecting an input voltage from the first solar cell module 11, a first current detecting means 51 for detecting an input current from the first solar cell module 11, and a first. 1 It has a first converter 61 capable of changing the value of a DC voltage which is an input voltage from the solar cell module 11. The second converter unit 22 includes a second voltage detecting means 42 that detects an input voltage from the second solar cell module 12, a second current detecting means 52 that detects an input current from the second solar cell module 12, and a second. 2 It has a second converter 62 capable of changing the value of the DC voltage which is the input voltage from the solar cell module 12.

第３コンバータ部２３は、第３太陽電池モジュール１３からの入力電圧を検出する第３電圧検出手段４３と、第３太陽電池モジュール１３からの入力電流を検出する第３電流検出手段５３と、第３太陽電池モジュール１３からの入力電圧である直流電圧の値を変更することができる第３コンバータ６３とを有する。第ｎコンバータ部２ｎは、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電圧を検出する第ｎ電圧検出手段４ｎと、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電圧である直流電圧の値を変更することができる第ｎコンバータ６ｎとを有する。第ｎコンバータ部２ｎは、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電流を検出する電流検出手段を有しない。 The third converter unit 23 includes a third voltage detecting means 43 that detects an input voltage from the third solar cell module 13, a third current detecting means 53 that detects an input current from the third solar cell module 13, and a third. 3 It has a third converter 63 capable of changing the value of the DC voltage which is the input voltage from the solar cell module 13. The nth converter unit 2n can change the value of the DC voltage which is the input voltage from the nth solar cell module 1n and the nth voltage detecting means 4n which detects the input voltage from the nth solar cell module 1n. It has an nth converter 6n. The nth converter unit 2n does not have a current detecting means for detecting an input current from the nth solar cell module 1n.

すなわち、電力変換装置１は、ｎ個の太陽電池モジュールの各々からの入力電圧を個別に検出するｎ個の電圧検出手段と、ｎ個の太陽電池モジュールのうちの（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々からの入力電流を個別に検出する（ｎ−１）個の電流検出手段と、ｎ個の太陽電池モジュールの各々から得られる直流電圧の値を個別に変更することができるｎ個のコンバータとを有する。 That is, the power conversion device 1 has n voltage detecting means for individually detecting the input voltage from each of the n solar cell modules, and (n-1) suns out of the n solar cell modules. (N-1) current detecting means that individually detect the input current from each of the battery modules, and n that can individually change the value of the DC voltage obtained from each of the n solar cell modules. Has a converter and.

更に言うと、ｎ個の太陽電池モジュールの各々はｎ個の電圧検出手段のうちのいずれか１個の電圧検出手段に対応していると共に、ｎ個の電圧検出手段の各々はｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電圧を検出する。（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々は（ｎ−１）個の電流検出手段のうちのいずれか１個の電流検出手段に対応していると共に、（ｎ−１）個の電流検出手段の各々は（ｎ−１）個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電流を検出する。ｎ個の太陽電池モジュールの各々はｎ個のコンバータのうちのいずれか１個のコンバータに対応していると共に、ｎ個のコンバータの各々はｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールから得られる直流電圧の値を変更する。 Furthermore, each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n voltage detecting means, and each of the n voltage detecting means has n suns. It corresponds to any one of the battery modules and detects the input voltage from the corresponding solar cell module. Each of the (n-1) solar cell modules corresponds to any one of the (n-1) current detecting means, and the (n-1) current detecting means. Each of the means corresponds to any one of the (n-1) solar cell modules and detects the input current from the corresponding solar cell module. Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n converters, and each of the n converters corresponds to any one of the n solar cell modules. Change the value of the DC voltage obtained from the compatible solar cell module that is compatible with the solar cell module.

なお、第１コンバータ６１、第２コンバータ６２、第３コンバータ６３及び第ｎコンバータ６ｎの各々は、後述する制御手段９０の制御によって電圧の値を変更する。 Each of the first converter 61, the second converter 62, the third converter 63, and the nth converter 6n changes the voltage value under the control of the control means 90 described later.

電力変換装置１は、第１コンバータ６１、第２コンバータ６２、第３コンバータ６３及び第ｎコンバータ６ｎから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ７１を含むインバータ部７０を更に有する。インバータ７１は、例えば正弦波を出力することができる正弦波インバータである。具体的には、インバータ７１は、例えば出力する電圧と周波数とを変更することができるインバータである。インバータ７１に含まれる回路の構成は、単相か三相かによって異なる。インバータ７１は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ、又はシリコン系もしくは炭化ケイ素系の半導体が用いられて形成される。 The power conversion device 1 further includes an inverter unit 70 including an inverter 71 that converts the DC voltage output from the first converter 61, the second converter 62, the third converter 63, and the nth converter 6n into an AC voltage. The inverter 71 is, for example, a sine wave inverter capable of outputting a sine wave. Specifically, the inverter 71 is, for example, an inverter capable of changing the output voltage and frequency. The configuration of the circuit included in the inverter 71 differs depending on whether it is single-phase or three-phase. The inverter 71 is formed by using, for example, an insulated gate bipolar transistor, a metal oxide semiconductor field effect transistor, or a silicon-based or silicon carbide-based semiconductor.

インバータ部７０は、インバータ７１の出力電力を検出する出力電力検出手段８０を更に含む。インバータ部７０は、インバータ７１によって得られた交流電圧を負荷３０に出力する。負荷３０は、例えば電力系統、一般家庭用もしくは産業用の電気機器、蓄電池又は電気自動車である。インバータ７１は、第１コンバータ６１、第２コンバータ６２、第３コンバータ６３及び第ｎコンバータ６ｎの出力と、負荷３０とに応じて直流電圧を交流電圧に変換する。 The inverter unit 70 further includes an output power detecting means 80 for detecting the output power of the inverter 71. The inverter unit 70 outputs the AC voltage obtained by the inverter 71 to the load 30. The load 30 is, for example, an electric power system, general household or industrial electric equipment, a storage battery, or an electric vehicle. The inverter 71 converts a DC voltage into an AC voltage according to the outputs of the first converter 61, the second converter 62, the third converter 63, and the nth converter 6n, and the load 30.

電力変換装置１は、第１電圧検出手段４１、第２電圧検出手段４２、第３電圧検出手段４３、第ｎ電圧検出手段４ｎ、第１電流検出手段５１、第２電流検出手段５２、第３電流検出手段５３の各々によって検出された値と、インバータ７１の出力電力と、電力変換効率とをもとに、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々の出力電力を制御する制御手段９０を更に有する。 The power conversion device 1 includes a first voltage detecting means 41, a second voltage detecting means 42, a third voltage detecting means 43, an nth voltage detecting means 4n, a first current detecting means 51, a second current detecting means 52, and a third. Based on the values detected by each of the current detecting means 53, the output power of the inverter 71, and the power conversion efficiency, the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter Further, the control means 90 for controlling the output power of each of the units 2n is provided.

制御手段９０は、電力変換効率を示す情報を記憶している。電力変換効率は、例えば設計又は実験によってあらかじめ定められた値である。制御手段９０は、電力変換効率を用いて、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々の出力電圧又は出力電流を制御する。より具体的には、制御手段９０は、電力変換効率を用いて、第１コンバータ６１、第２コンバータ６２、第３コンバータ６３及び第ｎコンバータ６ｎの各々の出力電圧又は出力電流を制御する。 The control means 90 stores information indicating the power conversion efficiency. The power conversion efficiency is, for example, a value predetermined by design or experiment. The control means 90 controls the output voltage or output current of each of the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter unit 2n by using the power conversion efficiency. More specifically, the control means 90 uses the power conversion efficiency to control the output voltage or output current of each of the first converter 61, the second converter 62, the third converter 63, and the nth converter 6n.

すなわち、制御手段９０は、ｎ個の電圧検出手段及び（ｎ−１）個の電流検出手段の各々によって検出された値と、インバータ７１の出力電力と、電力変換効率とをもとに、ｎ個のコンバータの各々の出力電圧を制御する。更に言うと、制御手段９０は、ｎ個のコンバータの各々の出力電圧又は出力電流を制御する。実施の形態１では、インバータ７１の出力電力は出力電力検出手段８０によって検出される。 That is, the control means 90 is n based on the values detected by each of the n voltage detecting means and the (n-1) current detecting means, the output power of the inverter 71, and the power conversion efficiency. Controls the output voltage of each of the converters. Furthermore, the control means 90 controls the output voltage or output current of each of the n converters. In the first embodiment, the output power of the inverter 71 is detected by the output power detecting means 80.

上述の通り、インバータ７１は、第１コンバータ６１、第２コンバータ６２、第３コンバータ６３及び第ｎコンバータ６ｎの出力と、負荷３０とに応じて直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ７１による変換は、例えばパルス幅変調方式によって行われる。パルス幅変調方式による変換は、図示されないスイッチング半導体のオンとオフとを制御手段９０からの出力信号により制御することによって行われる。 As described above, the inverter 71 converts the DC voltage into an AC voltage according to the outputs of the first converter 61, the second converter 62, the third converter 63, and the nth converter 6n, and the load 30. The conversion by the inverter 71 is performed by, for example, a pulse width modulation method. The conversion by the pulse width modulation method is performed by controlling the on / off of a switching semiconductor (not shown) by an output signal from the control means 90.

制御手段９０は、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの電力を最大限に取り出すＭＰＰＴ制御を行う。ＭＰＰＴ制御の方法の一例は、山登り法である。 The control means 90 performs MPPT control for maximizing the electric power from the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n. An example of the MPPT control method is the hill climbing method.

図２及び図３を用いてＭＰＰＴ制御を説明する。図２は、ＭＰＰＴ制御の方法の手順を示すフローチャートである。図３は、太陽電池モジュールのＰＶ特性の一例を示す図である。ＰＶ特性の「Ｐ」は電力を意味し、ＰＶ特性の「Ｖ」は電圧を意味する。ある時刻の動作点の電力を「Ｐ０」と定義した場合、ＭＰＰＴ制御では、まず、当該動作点の電力Ｐ０を計測する（図２のＳ１）。図３において、上記のある時刻の動作点が点Ａである場合、ＭＰＰＴ制御のステップＳ１において、点Ａの電力Ｐ０を計測する。次に、動作電圧を減少方向に微小に変化させ、変化後の電力Ｐ１を計測する（図２のＳ２）。 MPPT control will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the MPPT control method. FIG. 3 is a diagram showing an example of PV characteristics of the solar cell module. The PV characteristic "P" means electric power, and the PV characteristic "V" means voltage. When the power of the operating point at a certain time is defined as "P0", the MPPT control first measures the power P0 of the operating point (S1 in FIG. 2). In FIG. 3, when the operating point at a certain time is the point A, the power P0 at the point A is measured in step S1 of the MPPT control. Next, the operating voltage is slightly changed in the decreasing direction, and the changed power P1 is measured (S2 in FIG. 2).

次に、電力Ｐ０が電力Ｐ１より小さいか否かを判断する（図２のＳ３）。電力Ｐ０が電力Ｐ１より小さい場合（図２のＳ３でＹｅｓ）、ＭＰＰＴ制御はステップＳ１に移行する。その際、「Ｐ１」は「Ｐ０」に置き換えられる。電力Ｐ０が電力Ｐ１以上である場合（図２のＳ３でＮｏ）、動作電圧を増加方向に微小に変化させ、変化後の電力Ｐ２を計測する（図２のＳ４）。次に、電力Ｐ０が電力Ｐ２より小さいか否かを判断する（図２のＳ５）。電力Ｐ０が電力Ｐ２より小さい場合（図２のＳ５でＹｅｓ）、ＭＰＰＴ制御はステップＳ４に移行する。その際、「Ｐ２」は「Ｐ０」に置き換えられる。電力Ｐ０が電力Ｐ２以上である場合（図２のＳ５でＮｏ）、ＭＰＰＴ制御はステップＳ１に移行する。 Next, it is determined whether or not the electric power P0 is smaller than the electric power P1 (S3 in FIG. 2). When the power P0 is smaller than the power P1 (Yes in S3 of FIG. 2), the MPPT control shifts to step S1. At that time, "P1" is replaced with "P0". When the electric power P0 is equal to or greater than the electric power P1 (No in S3 of FIG. 2), the operating voltage is slightly changed in the increasing direction, and the changed electric power P2 is measured (S4 of FIG. 2). Next, it is determined whether or not the electric power P0 is smaller than the electric power P2 (S5 in FIG. 2). When the power P0 is smaller than the power P2 (Yes in S5 of FIG. 2), the MPPT control shifts to step S4. At that time, "P2" is replaced with "P0". When the power P0 is the power P2 or more (No in S5 of FIG. 2), the MPPT control shifts to step S1.

ＭＰＰＴ制御は、太陽電池モジュールのＰＶ特性における動作点を図３の点Ｂに到達させる制御である。点Ｂは、ＰＶ特性を示す曲線の極大点である。動作点を図３の点Ｂに到達させることができれば、太陽電池モジュールから最大の電力を得ることができる。つまり、ＭＰＰＴ制御が用いられれば、太陽電池モジュールは最大動作点で動作することができる。図２を用いて説明した通り、ＭＰＰＴ制御は電力を測定するステップを含む。すなわち、ＭＰＰＴ制御では、太陽電池モジュールから得られる電力を把握する必要がある。言い換えると、太陽電池モジュールから得られる電力を把握することができれば、ＭＰＰＴ制御を行うことができる。 The MPPT control is a control that causes the operating point in the PV characteristics of the solar cell module to reach the point B in FIG. Point B is the maximum point of the curve showing the PV characteristics. If the operating point can reach the point B in FIG. 3, the maximum power can be obtained from the solar cell module. That is, if MPPT control is used, the solar cell module can operate at the maximum operating point. As described with reference to FIG. 2, MPPT control includes the step of measuring power. That is, in MPPT control, it is necessary to grasp the electric power obtained from the solar cell module. In other words, MPPT control can be performed if the power obtained from the solar cell module can be grasped.

１個の太陽電池モジュールだけが電力変換装置１に接続されている状況を仮定する。電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ」と定義し、電力変換装置１からの出力電力を「Ｐｏｕｔ」と定義し、電力変換効率を「η」と定義する。入力電力Ｐｉｎ、出力電力Ｐｏｕｔ及び電力変換効率ηについて、下記の式（１）が成り立つ。
電力変換効率η＝出力電力Ｐｏｕｔ／入力電力Ｐｉｎ ・・（１）
電力変換効率ηは、例えば設計又は実験によってあらかじめ定められた値である。出力電力Ｐｏｕｔを把握することができれば、入力電力Ｐｉｎを把握することができる。 It is assumed that only one solar cell module is connected to the power converter 1. The input power to the power conversion device 1 is defined as "Pin", the output power from the power conversion device 1 is defined as "Pout", and the power conversion efficiency is defined as "η". The following equation (1) holds for the input power Pin, the output power Pout, and the power conversion efficiency η.
Power conversion efficiency η = Output power Pout / Input power Pin ... (1)
The power conversion efficiency η is, for example, a value predetermined by design or experiment. If the output power Pout can be grasped, the input power Pin can be grasped.

次に、図１に示す実施の形態１の状況における出力電力及び入力電力について説明する。実施の形態１では、図１に示す通り、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎが電力変換装置１に接続されている。第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎのすべてから電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ＿Ａｌｌ」と定義する。電力変換装置１から負荷３０への出力電力を「Ｐｏｕｔ＿Ａｌｌ」と定義する。 Next, the output power and the input power in the situation of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n are connected to the power conversion device 1. The input power from all of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13 and the nth solar cell module 1n to the power conversion device 1 is defined as "Pin_All". The output power from the power converter 1 to the load 30 is defined as "Pout_All".

電力変換装置１において、出力電力検出手段８０は出力電力Ｐｏｕｔ＿Ａｌｌを検出する。制御手段９０は、出力電力検出手段８０によって検出された値と、電力変換効率と、上記の式（１）の関係とをもとに、入力電力Ｐｉｎ＿Ａｌｌを把握することができる。 In the power conversion device 1, the output power detecting means 80 detects the output power Pout_All. The control means 90 can grasp the input power Pin_All based on the value detected by the output power detecting means 80, the power conversion efficiency, and the relationship of the above equation (1).

第１太陽電池モジュール１１から電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ＿１」と定義し、第２太陽電池モジュール１２から電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ＿２」と定義し、第３太陽電池モジュール１３から電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ＿３」と定義し、第ｎ太陽電池モジュール１ｎから電力変換装置１への入力電力を「Ｐｉｎ＿ｎ」と定義する。入力電力Ｐｉｎ＿Ａｌｌと、入力電力Ｐｉｎ＿１、入力電力Ｐｉｎ＿２、入力電力Ｐｉｎ＿３及び入力電力Ｐｉｎ＿ｎとの関係は、下記の式（２）により表現される。
入力電力Ｐｉｎ＿Ａｌｌ＝ 入力電力Ｐｉｎ＿１＋入力電力Ｐｉｎ＿２
＋入力電力Ｐｉｎ＿３＋入力電力Ｐｉｎ＿ｎ ・・（２） The input power from the first solar cell module 11 to the power conversion device 1 is defined as "Pin_1", the input power from the second solar cell module 12 to the power conversion device 1 is defined as "Pin_1", and the third solar cell The input power from the module 13 to the power conversion device 1 is defined as "Pin_3", and the input power from the nth solar cell module 1n to the power conversion device 1 is defined as "Pin_n". The relationship between the input power Pin_All and the input power Pin_1, the input power Pin_2, the input power Pin_3, and the input power Pin_n is expressed by the following equation (2).
Input power Pin_All = Input power Pin_1 + Input power Pin_2
+ Input power Pin_3 + Input power Pin_n ... (2)

一般に、太陽電池モジュールから電力変換装置への入力電圧を「Ｖ」と定義し、太陽電池モジュールから電力変換装置への入力電流を「Ｉ」と定義し、太陽電池モジュールから電力変換装置への入力電力を「Ｐ」と定義する場合、下記の式（３）が成り立つ。
入力電力Ｐ＝入力電圧Ｖ×入力電流Ｉ ・・（３） Generally, the input voltage from the solar cell module to the power converter is defined as "V", the input current from the solar cell module to the power converter is defined as "I", and the input from the solar cell module to the power converter is defined as "I". When the electric power is defined as "P", the following equation (3) holds.
Input power P = Input voltage V x Input current I ... (3)

第１コンバータ部２１は第１電圧検出手段４１及び第１電流検出手段５１を有するので、制御手段９０は上記の式（３）を用いることにより入力電力Ｐｉｎ＿１を把握することができる。同様に、第２コンバータ部２２は第２電圧検出手段４２及び第２電流検出手段５２を有するので、制御手段９０は入力電力Ｐｉｎ＿２を把握することができる。第３コンバータ部２３は第３電圧検出手段４３及び第３電流検出手段５３を有するので、制御手段９０は入力電力Ｐｉｎ＿３を把握することができる。 Since the first converter unit 21 has the first voltage detecting means 41 and the first current detecting means 51, the control means 90 can grasp the input power Pin_1 by using the above equation (3). Similarly, since the second converter unit 22 has the second voltage detecting means 42 and the second current detecting means 52, the control means 90 can grasp the input power Pin_2. Since the third converter unit 23 has the third voltage detecting means 43 and the third current detecting means 53, the control means 90 can grasp the input power Pin_3.

第ｎコンバータ部２ｎは、第ｎ電圧検出手段４ｎを有するが、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電流を検出する電流検出手段を有しない。そのため、制御手段９０は第ｎコンバータ部２ｎから得られる情報だけでは入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することはできない。しかしながら、制御手段９０は上記の式（１）の関係をもとに入力電力Ｐｉｎ＿Ａｌｌを把握することができるので、制御手段９０は上記の式（２）を利用することにより入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することができる。 The nth converter unit 2n has the nth voltage detecting means 4n, but does not have the current detecting means for detecting the input current from the nth solar cell module 1n. Therefore, the control means 90 cannot grasp the input power Pin_n only from the information obtained from the nth converter unit 2n. However, since the control means 90 can grasp the input power Pin_All based on the relationship of the above equation (1), the control means 90 grasps the input power Pin_n by using the above equation (2). be able to.

ＭＰＰＴ制御では、太陽電池モジュールから得られる電力を把握する必要がある。上述の通り、制御手段９０は、入力電力Ｐｉｎ＿１、入力電力Ｐｉｎ＿２、入力電力Ｐｉｎ＿３及び入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することができる。加えて、制御手段９０は、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎの各々から電力変換装置１への入力電圧を把握することができる。そのため、制御手段９０はＭＰＰＴ制御を行うことができる。その結果、電力変換装置１は、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎの各々から最大の電力を得ることができる。 In MPPT control, it is necessary to grasp the power obtained from the solar cell module. As described above, the control means 90 can grasp the input power Pin_1, the input power Pin_2, the input power Pin_3, and the input power Pin_n. In addition, the control means 90 grasps the input voltage from each of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13 and the nth solar cell module 1n to the power conversion device 1. Can be done. Therefore, the control means 90 can perform MPPT control. As a result, the power conversion device 1 can obtain the maximum power from each of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n.

すなわち、制御手段９０は、ＭＰＰＴ制御により、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々の出力電圧を制御することができる。なお、制御手段９０はインバータ７１も制御する。 That is, the control means 90 can control the output voltages of the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter unit 2n by MPPT control. The control means 90 also controls the inverter 71.

従来の電力変換装置は、ｎ個の太陽電池モジュールが接続される場合、ＭＰＰＴ制御を行うとき、ｎ個の太陽電池モジュールの各々について電圧検出手段と電流検出手段とを必要とする。しかしながら、実施の形態１にかかる電力変換装置１は、接続されるｎ個の太陽電池モジュールの各々について電圧検出手段を必要とするが、電流検出手段については（ｎ−１）個の電流検出手段しか必要としない。つまり、実施の形態１にかかる電力変換装置１は、必要としない１個の電流検出手段の分だけ、従来の電力変換装置よりサイズ、重量及びコストが小さくて、ｎ個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換することができるという効果を奏する。 When n solar cell modules are connected, the conventional power conversion device requires a voltage detecting means and a current detecting means for each of the n solar cell modules when performing MPPT control. However, the power conversion device 1 according to the first embodiment requires voltage detecting means for each of the n solar cell modules to be connected, but (n-1) current detecting means for the current detecting means. I only need it. That is, the power conversion device 1 according to the first embodiment is smaller in size, weight, and cost than the conventional power conversion device by the amount of one current detecting means that is not required, and each of the n solar cell modules. It has the effect of being able to convert the DC power generated in the above to AC power.

なお、上述した実施の形態１では、インバータ部７０はインバータ７１の出力電力を検出する出力電力検出手段８０を含む。しかしながら、インバータ部７０は、インバータ７１の出力電力を検出するための出力電力検出手段８０を有さなくてもよい。図４は、実施の形態１の第１の変形例にかかる電力変換装置１Ａを示す図である。図４に示す通り、インバータ７１は、インバータ７１の出力電力を検出するための出力電圧検出手段８１と出力電流検出手段８２とを有してもよい。出力電圧検出手段８１は、インバータ７１からの出力電圧を検出するものである。出力電流検出手段８２は、インバータ７１からの出力電流を検出するものである。上記の式（３）から理解できる通り、電力は電圧に電流を掛けたものであるので、制御手段９０は、出力電圧検出手段８１によって得られるインバータ７１からの出力電圧と出力電流検出手段８２によって得られるインバータ７１からの出力電流とをもとにインバータ７１からの出力電力を算出して把握することができる。 In the first embodiment described above, the inverter unit 70 includes an output power detecting means 80 for detecting the output power of the inverter 71. However, the inverter unit 70 does not have to have the output power detecting means 80 for detecting the output power of the inverter 71. FIG. 4 is a diagram showing a power conversion device 1A according to the first modification of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the inverter 71 may have an output voltage detecting means 81 and an output current detecting means 82 for detecting the output power of the inverter 71. The output voltage detecting means 81 detects the output voltage from the inverter 71. The output current detecting means 82 detects the output current from the inverter 71. As can be understood from the above equation (3), since electric power is a voltage multiplied by a current, the control means 90 is provided by the output voltage from the inverter 71 obtained by the output voltage detecting means 81 and the output current detecting means 82. The output power from the inverter 71 can be calculated and grasped based on the output current from the obtained inverter 71.

上述した実施の形態１では、制御手段９０は電力変換効率を示す情報を記憶する。しかしながら、制御手段９０は電力変換効率を示す情報を記憶しなくてもよい。図５は、実施の形態１の第２の変形例にかかる電力変換装置１Ｂを示す図である。電力変換装置１Ｂの外部の通信機器９５は電力変換効率を送信することができる機器であって、制御手段９０は通信機器９５と通信することにより電力変換効率を示す情報を通信機器９５から取得してもよい。通信機器９５の一例は、パーソナルコンピュータである。 In the first embodiment described above, the control means 90 stores information indicating the power conversion efficiency. However, the control means 90 does not have to store information indicating the power conversion efficiency. FIG. 5 is a diagram showing a power conversion device 1B according to a second modification of the first embodiment. The external communication device 95 of the power conversion device 1B is a device capable of transmitting the power conversion efficiency, and the control means 90 acquires information indicating the power conversion efficiency from the communication device 95 by communicating with the communication device 95. You may. An example of the communication device 95 is a personal computer.

上記の説明では、電力変換効率は、例えば設計又は実験によってあらかじめ定められた値である。電力変換効率は、ｎ個の太陽電池モジュールの各々の出力電圧に応じて変化する値であってもよい。具体的には、複数個の電力変換効率が用意されていて、制御手段９０によって用いられる電力変換効率はｎ個の太陽電池モジュールの各々から電力変換装置１、電力変換装置１Ａ又は電力変換装置１Ｂへの入力電圧に応じて変化してもよい。 In the above description, the power conversion efficiency is, for example, a value predetermined by design or experiment. The power conversion efficiency may be a value that changes according to the output voltage of each of the n solar cell modules. Specifically, a plurality of power conversion efficiencies are prepared, and the power conversion efficiency used by the control means 90 is from each of the n solar cell modules to the power conversion device 1, the power conversion device 1A, or the power conversion device 1B. It may change according to the input voltage to.

例えば、入力電圧が２０ボルトから３００ボルトまでの２０ボルト間隔で決定される１５個の電圧のいずれか１個の電圧であると仮定される場合、各入力電圧に対応可能な１５個の電力変換効率が用意されてもよい。制御手段９０は、ｎ個の太陽電池モジュールの各々から電力変換装置１、電力変換装置１Ａ又は電力変換装置１Ｂへの入力電圧の大きさに応じて、複数個の電力変換効率のうちのいずれか１個の電力変換効率を選択し、選択された電力変換効率を用いて、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々の出力電力を制御してもよい。 For example, if the input voltage is assumed to be any one of the 15 voltages determined at 20 volt intervals from 20 volt to 300 volt, then 15 power conversions corresponding to each input voltage. Efficiency may be provided. The control means 90 is one of a plurality of power conversion efficiencies depending on the magnitude of the input voltage from each of the n solar cell modules to the power conversion device 1, the power conversion device 1A, or the power conversion device 1B. One power conversion efficiency is selected, and the output power of each of the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter unit 2n is controlled by using the selected power conversion efficiency. You may.

上記の説明では、ｎは４以上の整数である。しかしながら、ｎは２以上の整数であればよい。 In the above description, n is an integer of 4 or more. However, n may be an integer of 2 or more.

実施の形態２．
図６は、実施の形態２にかかる電力変換装置２を示す図である。電力変換装置２は、実施の形態１にかかる電力変換装置１と類似する装置であるが、以下に示す点が電力変換装置１と相違する。すなわち、電力変換装置１は、第ｎコンバータ部２ｎにおいて第ｎ電圧検出手段４ｎと第ｎコンバータ６ｎとを有するものの、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電流を検出する電流検出手段を有しない。他方、電力変換装置２は第ｎ電圧検出手段４ｎを有さず、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電流を検出する第ｎ電流検出手段５ｎと第ｎコンバータ６ｎとを有する。実施の形態２では、実施の形態１との相違点を主に説明する。 Embodiment 2.
FIG. 6 is a diagram showing a power conversion device 2 according to the second embodiment. The power conversion device 2 is a device similar to the power conversion device 1 according to the first embodiment, but differs from the power conversion device 1 in the following points. That is, although the power conversion device 1 has the nth voltage detecting means 4n and the nth converter 6n in the nth converter unit 2n, it does not have the current detecting means for detecting the input current from the nth solar cell module 1n. On the other hand, the power conversion device 2 does not have the nth voltage detecting means 4n, but has the nth current detecting means 5n for detecting the input current from the nth solar cell module 1n and the nth converter 6n. In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.

実施の形態１において式（３）を用いて説明した通り、第１コンバータ部２１は第１電圧検出手段４１及び第１電流検出手段５１を有するので、制御手段９０は入力電力Ｐｉｎ＿１を把握することができる。第２コンバータ部２２は第２電圧検出手段４２及び第２電流検出手段５２を有するので、制御手段９０は入力電力Ｐｉｎ＿２を把握することができる。第３コンバータ部２３は第３電圧検出手段４３及び第３電流検出手段５３を有するので、制御手段９０は入力電力Ｐｉｎ＿３を把握することができる。 As described using the equation (3) in the first embodiment, since the first converter unit 21 has the first voltage detecting means 41 and the first current detecting means 51, the control means 90 grasps the input power Pin_1. Can be done. Since the second converter unit 22 has the second voltage detecting means 42 and the second current detecting means 52, the control means 90 can grasp the input power Pin_2. Since the third converter unit 23 has the third voltage detecting means 43 and the third current detecting means 53, the control means 90 can grasp the input power Pin_3.

第ｎコンバータ部２ｎは、第ｎ電流検出手段５ｎを有するが、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電圧を検出する電圧検出手段を有しない。そのため、制御手段９０は第ｎコンバータ部２ｎから得られる情報だけでは入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することはできない。しかしながら、制御手段９０は上記の式（１）の関係をもとに入力電力Ｐｉｎ＿Ａｌｌを把握することができるので、制御手段９０は上記の式（２）を利用することにより入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することができる。更に言うと、制御手段９０は上記の式（３）を用いることにより、第ｎ太陽電池モジュール１ｎからの入力電圧を把握することができる。 The nth converter unit 2n has the nth current detecting means 5n, but does not have the voltage detecting means for detecting the input voltage from the nth solar cell module 1n. Therefore, the control means 90 cannot grasp the input power Pin_n only from the information obtained from the nth converter unit 2n. However, since the control means 90 can grasp the input power Pin_All based on the relationship of the above equation (1), the control means 90 grasps the input power Pin_n by using the above equation (2). be able to. Furthermore, the control means 90 can grasp the input voltage from the nth solar cell module 1n by using the above equation (3).

ＭＰＰＴ制御では太陽電池モジュールから得られる電力を把握する必要があるが、上述の通り、制御手段９０は、入力電力Ｐｉｎ＿１、入力電力Ｐｉｎ＿２、入力電力Ｐｉｎ＿３及び入力電力Ｐｉｎ＿ｎを把握することができる。加えて、制御手段９０は、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎの各々からの入力電圧を把握することができる。そのため、制御手段９０はＭＰＰＴ制御を行うことができる。 In MPPT control, it is necessary to grasp the electric power obtained from the solar cell module, but as described above, the control means 90 can grasp the input power Pin_1, the input power Pin_2, the input power Pin_3, and the input power Pin_n. In addition, the control means 90 can grasp the input voltage from each of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n. Therefore, the control means 90 can perform MPPT control.

その結果、電力変換装置２は、第１太陽電池モジュール１１、第２太陽電池モジュール１２、第３太陽電池モジュール１３及び第ｎ太陽電池モジュール１ｎの各々から最大の電力を得ることができる。すなわち、制御手段９０は、ＭＰＰＴ制御により、第１コンバータ部２１、第２コンバータ部２２、第３コンバータ部２３及び第ｎコンバータ部２ｎの各々の出力電圧を制御することができる。 As a result, the power conversion device 2 can obtain the maximum power from each of the first solar cell module 11, the second solar cell module 12, the third solar cell module 13, and the nth solar cell module 1n. That is, the control means 90 can control the output voltages of the first converter unit 21, the second converter unit 22, the third converter unit 23, and the nth converter unit 2n by MPPT control.

実施の形態２にかかる電力変換装置２は、接続されるｎ個の太陽電池モジュールの各々について電流検出手段を必要とするが、電圧検出手段については（ｎ−１）個の電圧検出手段しか必要としない。つまり、実施の形態２にかかる電力変換装置２は、必要としない１個の電圧検出手段の分だけ、従来の電力変換装置よりサイズ、重量及びコストが小さくて、ｎ個の太陽電池モジュールの各々で発電された直流電力を交流電力に変換することができるという効果を奏する。 The power conversion device 2 according to the second embodiment requires current detecting means for each of the n solar cell modules to be connected, but only (n-1) voltage detecting means are required for the voltage detecting means. Do not. That is, the power conversion device 2 according to the second embodiment is smaller in size, weight, and cost than the conventional power conversion device by the amount of one voltage detecting means that is not required, and each of the n solar cell modules. It has the effect of being able to convert the DC power generated in the above to AC power.

なお、実施の形態２においても、ｎは２以上の整数であればよい。また、電力変換装置２は図４に示すように出力電力検出手段８０を有さず出力電圧検出手段８１と出力電流検出手段８２とを有してもよい。その場合、制御手段９０は、出力電圧検出手段８１によって得られるインバータ７１からの出力電圧と出力電流検出手段８２によって得られるインバータ７１からの出力電流とをもとにインバータ７１からの出力電力を算出して把握することができる。さらにまた、制御手段９０は電力変換効率を示す情報を記憶せず、図５を用いて説明したように電力変換装置２の外部の通信機器９５と通信することにより電力変換効率を示す情報を通信機器９５から取得してもよい。 Also in the second embodiment, n may be an integer of 2 or more. Further, as shown in FIG. 4, the power conversion device 2 may have an output voltage detecting means 81 and an output current detecting means 82 without having the output power detecting means 80. In that case, the control means 90 calculates the output power from the inverter 71 based on the output voltage from the inverter 71 obtained by the output voltage detecting means 81 and the output current from the inverter 71 obtained by the output current detecting means 82. Can be grasped. Furthermore, the control means 90 does not store the information indicating the power conversion efficiency, and communicates the information indicating the power conversion efficiency by communicating with the external communication device 95 of the power conversion device 2 as described with reference to FIG. It may be obtained from the device 95.

図７は、実施の形態１又は２にかかる電力変換装置１、電力変換装置１Ａ、電力変換装置１Ｂ又は電力変換装置２が有する制御手段９０を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路９７によって実現される場合の処理回路９７を示す図である。つまり、制御手段９０の機能の少なくとも一部は、処理回路９７によって実現されてもよい。 In FIG. 7, at least a part of the components constituting the power conversion device 1, the power conversion device 1A, the power conversion device 1B, or the control means 90 included in the power conversion device 2 according to the first or second embodiment is formed by the processing circuit 97. It is a figure which shows the processing circuit 97 when it is realized. That is, at least a part of the function of the control means 90 may be realized by the processing circuit 97.

処理回路９７は、専用のハードウェアである。すなわち、処理回路９７は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものである。制御手段９０の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。 The processing circuit 97 is dedicated hardware. That is, the processing circuit 97 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. It is a thing. A part of the control means 90 may be dedicated hardware separate from the rest.

図８は、実施の形態１又は２にかかる電力変換装置１、電力変換装置１Ａ、電力変換装置１Ｂ又は電力変換装置２が有する制御手段９０の少なくとも一部の機能がプロセッサ９９によって実現される場合のプロセッサ９９を示す図である。つまり、制御手段９０の少なくとも一部の機能は、メモリ９８に格納されるプログラムを実行するプロセッサ９９によって実現されてもよい。プロセッサ９９は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)である。図８には、メモリ９８も示されている。 FIG. 8 shows a case where at least a part of the functions of the control means 90 included in the power conversion device 1, the power conversion device 1A, the power conversion device 1B, or the power conversion device 2 according to the first or second embodiment is realized by the processor 99. It is a figure which shows the processor 99 of. That is, at least a part of the functions of the control means 90 may be realized by the processor 99 that executes the program stored in the memory 98. The processor 99 is a CPU (Central Processing Unit), a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 98 is also shown in FIG.

制御手段９０の少なくとも一部の機能がプロセッサ９９によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ９９と、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９８に格納される。プロセッサ９９は、メモリ９８に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御手段９０の少なくとも一部の機能を実現する。 When at least a part of the functions of the control means 90 are realized by the processor 99, the part of the functions is realized by the processor 99 and software, firmware, or a combination of software and firmware. The software or firmware is written as a program and stored in memory 98. The processor 99 realizes at least a part of the functions of the control means 90 by reading and executing the program stored in the memory 98.

すなわち、制御手段９０の少なくとも一部の機能がプロセッサ９９によって実現される場合、実施の形態１又は２にかかる電力変換装置１、電力変換装置１Ａ、電力変換装置１Ｂ又は電力変換装置２は、制御手段９０の一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９８を有する。メモリ９８に格納されるプログラムは、制御手段９０の一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。 That is, when at least a part of the functions of the control means 90 is realized by the processor 99, the power conversion device 1, the power conversion device 1A, the power conversion device 1B, or the power conversion device 2 according to the first or second embodiment is controlled. It has a memory 98 for storing a program for which a step performed by a portion of means 90 will eventually be performed. It can be said that the program stored in the memory 98 causes the computer to execute the procedure or method executed by a part of the control means 90.

メモリ９８は、例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等である。 The memory 98 is, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disk), etc.

制御手段９０の機能について、当該機能の一部を専用のハードウェアで実現し、当該機能の残部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。このように、制御手段９０の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。 Regarding the functions of the control means 90, a part of the functions may be realized by dedicated hardware, and the rest of the functions may be realized by software or firmware. As described above, the function of the control means 90 can be realized by hardware, software, firmware, or a combination thereof.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

１，１Ａ，１Ｂ，２ 電力変換装置、１１ 第１太陽電池モジュール、１２ 第２太陽電池モジュール、１３ 第３太陽電池モジュール、１ｎ 第ｎ太陽電池モジュール、２１ 第１コンバータ部、２２ 第２コンバータ部、２３ 第３コンバータ部、２ｎ 第ｎコンバータ部、３０ 負荷、４１ 第１電圧検出手段、４２ 第２電圧検出手段、４３ 第３電圧検出手段、４ｎ 第ｎ電圧検出手段、５１ 第１電流検出手段、５２ 第２電流検出手段、５３ 第３電流検出手段、５ｎ 第ｎ電流検出手段、６１ 第１コンバータ、６２ 第２コンバータ、６３ 第３コンバータ、６ｎ 第ｎコンバータ、７０ インバータ部、７１ インバータ、８０ 出力電力検出手段、８１ 出力電圧検出手段、８２ 出力電流検出手段、９０ 制御手段、９５ 通信機器、９７ 処理回路、９８ メモリ、９９プロセッサ。 1,1A, 1B, 2 Power converter, 11 1st solar cell module, 12 2nd solar cell module, 13 3rd solar cell module, 1n nth solar cell module, 21 1st converter section, 22 2nd converter section , 23 3rd converter unit, 2n nth converter unit, 30 load, 41 1st voltage detecting means, 42 2nd voltage detecting means, 43 3rd voltage detecting means, 4n nth voltage detecting means, 51 1st current detecting means , 52 2nd current detecting means, 53 3rd current detecting means, 5n nth current detecting means, 61 1st converter, 62 2nd converter, 63 3rd converter, 6n nth converter, 70 inverter section, 71 inverter, 80 Output power detection means, 81 output voltage detection means, 82 output current detection means, 90 control means, 95 communication equipment, 97 processing circuit, 98 memory, 99 processor.

Claims (3)

ｎ個の太陽電池モジュールが接続される電力変換装置において、前記ｎは２以上の整数であり、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々からの入力電圧を個別に検出するｎ個の電圧検出手段と、
前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちの（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々からの入力電流を個別に検出する（ｎ−１）個の電流検出手段と、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々から得られる直流電圧の値を個別に変更することができるｎ個のコンバータと、
前記ｎ個のコンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記ｎ個の電圧検出手段及び前記（ｎ−１）個の電流検出手段の各々によって検出された値と、前記インバータの出力電力と、電力変換効率とをもとに、前記ｎ個のコンバータの各々の出力電圧を制御する制御手段とを備え、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個の電圧検出手段のうちのいずれか１個の電圧検出手段に対応していると共に、前記ｎ個の電圧検出手段の各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電圧を検出し、
前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々は前記（ｎ−１）個の電流検出手段のうちのいずれか１個の電流検出手段に対応していると共に、前記（ｎ−１）個の電流検出手段の各々は前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電流を検出し、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個のコンバータのうちのいずれか１個のコンバータに対応していると共に、前記ｎ個のコンバータの各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールから得られる直流電圧の値を変更し、
前記電力変換効率は、前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々の出力電圧に応じて変化する値である
ことを特徴とする電力変換装置。 In a power converter to which n solar cell modules are connected, the n is an integer of 2 or more.
N voltage detecting means for individually detecting input voltages from each of the n solar cell modules, and n voltage detecting means.
The (n-1) current detecting means for individually detecting the input currents from each of the (n-1) solar cell modules among the n solar cell modules, and
N converters capable of individually changing the value of the DC voltage obtained from each of the n solar cell modules, and n converters.
An inverter that converts the DC voltage output from the n converters into an AC voltage,
Based on the values detected by each of the n voltage detecting means and the (n-1) current detecting means, the output power of the inverter, and the power conversion efficiency, the n converters It is equipped with a control means for controlling each output voltage.
Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n voltage detecting means, and each of the n voltage detecting means corresponds to the n suns. It corresponds to any one of the battery modules and detects the input voltage from the corresponding solar cell module.
Each of the (n-1) solar cell modules corresponds to any one of the (n-1) current detecting means, and the (n-1) number of the current detecting means. Each of the current detecting means corresponds to any one of the (n-1) solar cell modules and detects the input current from the corresponding solar cell module.
Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n converters, and each of the n converters corresponds to any one of the n solar cell modules. Or change the value of the DC voltage obtained from the corresponding solar cell module that is compatible with one solar cell module ,
The power conversion device is characterized in that the power conversion efficiency is a value that changes according to the output voltage of each of the n solar cell modules . ｎ個の太陽電池モジュールが接続される電力変換装置において、前記ｎは２以上の整数であり、
前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちの（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々からの入力電圧を個別に検出する（ｎ−１）個の電圧検出手段と、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々からの入力電流を個別に検出するｎ個の電流検出手段と、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々から得られる直流電圧の値を個別に変更することができるｎ個のコンバータと、
前記ｎ個のコンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記（ｎ−１）個の電圧検出手段及び前記ｎ個の電流検出手段の各々によって検出された値と、前記インバータの出力電力と、電力変換効率とをもとに、前記ｎ個のコンバータの各々の出力電圧を制御する制御手段とを備え、
前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールの各々は前記（ｎ−１）個の電圧検出手段のうちのいずれか１個の電圧検出手段に対応していると共に、前記（ｎ−１）個の電圧検出手段の各々は前記（ｎ−１）個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電圧を検出し、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個の電流検出手段のうちのいずれか１個の電流検出手段に対応していると共に、前記ｎ個の電流検出手段の各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールからの入力電流を検出し、
前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々は前記ｎ個のコンバータのうちのいずれか１個のコンバータに対応していると共に、前記ｎ個のコンバータの各々は前記ｎ個の太陽電池モジュールのうちのいずれか１個の太陽電池モジュールに対応していて対応している太陽電池モジュールから得られる直流電圧の値を変更し、
前記電力変換効率は、前記ｎ個の太陽電池モジュールの各々の出力電圧に応じて変化する値である
ことを特徴とする電力変換装置。 In a power converter to which n solar cell modules are connected, the n is an integer of 2 or more.
The (n-1) voltage detecting means for individually detecting the input voltage from each of the (n-1) solar cell modules among the n solar cell modules, and
The n current detecting means for individually detecting the input currents from each of the n solar cell modules, and the n current detecting means.
N converters capable of individually changing the value of the DC voltage obtained from each of the n solar cell modules, and n converters.
An inverter that converts the DC voltage output from the n converters into an AC voltage,
Based on the values detected by each of the (n-1) voltage detecting means and the n current detecting means, the output power of the inverter, and the power conversion efficiency, the n converters It is equipped with a control means for controlling each output voltage.
Each of the (n-1) solar cell modules corresponds to any one of the (n-1) voltage detecting means, and the (n-1) number of the solar cell modules. Each of the voltage detecting means of the above corresponds to any one of the above-mentioned (n-1) solar cell modules, and detects the input voltage from the corresponding solar cell module.
Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n current detecting means, and each of the n current detecting means corresponds to the n suns. It corresponds to any one of the battery modules and detects the input current from the corresponding solar cell module.
Each of the n solar cell modules corresponds to any one of the n converters, and each of the n converters corresponds to any one of the n solar cell modules. Or change the value of the DC voltage obtained from the corresponding solar cell module that is compatible with one solar cell module ,
The power conversion device is characterized in that the power conversion efficiency is a value that changes according to the output voltage of each of the n solar cell modules . 前記制御手段は、前記インバータからの出力電圧と前記インバータからの出力電流とをもとに前記インバータの出力電力を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the control means calculates the output power of the inverter based on the output voltage from the inverter and the output current from the inverter.
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