JP6895145B2 - 電力制御装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するMPPT(最大電力点追従:Maximum Power Point Tracking)制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、
前記太陽電池と、前記パワーコンディショナとの間に接続される蓄電池と、
前記蓄電池と、前記太陽電池との間に配置され、前記太陽電池の出力電力を、前記蓄電池に充電するコンバータと、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する制御部と、
を備える電力制御装置。
前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、項目1に記載の装置。
前記パワーコンディショナの電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、項目1又は2に記載の装置。
前記制御部は、前記MPPT制御におけるMPP(最大電力点:Maximum Power Point)から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、項目1〜3の何れか1項に記載の装置。
前記制御部は、前記パワーコンディショナのMPPの時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、項目1〜4の何れか1項に記載の装置。
前記パワーコンディショナの出力電力が、前記出力可能電力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、項目1〜5の何れか1項に記載の装置。
照度計をさらに備え、
前記制御部は、前記照度計から得られる入射量に応じた前記太陽電池の電流電圧特性データを保持し、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池の電力を算出し、
前記算出した電力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなる場合、前記算出電力から前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して、充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記充電電力を、前記蓄電池に充電する、項目1〜6の何れか1項に記載の装置。
前記制御部は、
前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のMPP(最大電力点:Maximum Power Point)を算出し、
前記太陽電池のMPPにおける電力から、前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して得られる充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記MPPにおける電圧を維持するようにして、前記算出した充電電力を前記蓄電池に充電する、項目1〜7の何れか1項に記載の装置。
前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、項目1〜8の何れか1項に記載の装置。
前記制御部は、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のMPPを算出し、
前記電力計で測定される電力が、前記算出した電力より低いと判断すると、前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記太陽電池の算出したMPPにおける電圧を維持するようにして、前記蓄電池から電力を放電する、項目1〜9の何れか1項に記載の装置。
太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置の制御方法において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するMPPT(最大電力点追従:Maximum Power Point Tracking)制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、前記太陽電池と、前記パワーコンディショナとの間に接続される蓄電池と、前記蓄電池と、前記太陽電池との間に配置され、前記太陽電池の出力電力を、前記蓄電池に充電するコンバータと、制御部を備え、
前記制御部は、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する、制御方法。
[項目12]
前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、項目11に記載の方法。
[項目13]
前記パワーコンディショナの電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、項目11又は12に記載の方法。
[項目14]
前記制御部は、前記MPPT制御におけるMPP(最大電力点:Maximum Power Point)から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、項目11〜13の何れか1項に記載の方法。
[項目15]
前記制御部は、前記パワーコンディショナのMPPの時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、項目11〜14の何れか1項に記載の方法。
[項目16]
前記パワーコンディショナの出力電力が、前記出力可能電力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、項目11〜15の何れか1項に記載の方法。
[項目17]
照度計をさらに備え、
前記制御部は、前記照度計から得られる入射量に応じた前記太陽電池の電流電圧特性データを保持し、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池の電力を算出し、
前記算出した電力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなる場合、前記算出電力から前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して、充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記充電電力を、前記蓄電池に充電する、項目11〜16の何れか1項に記載の方法。
[項目18]
前記制御部は、
前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のMPP(最大電力点:Maximum Power Point)を算出し、
前記太陽電池のMPPにおける電力から、前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して得られる充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記MPPにおける電圧を維持するようにして、前記算出した充電電力を前記蓄電池に充電する、項目11〜17の何れか1項に記載の方法。
[項目19]
前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、項目11〜18の何れか1項に記載の方法。
[項目20]
前記制御部は、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のMPPを算出し、
前記電力計で測定される電力が、前記算出した電力より低いと判断すると、前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記太陽電池の算出したMPPにおける電圧を維持するようにして、前記蓄電池から電力を放電する、項目11〜19の何れか1項に記載の方法。
図1は、電力制御装置の一例を示す図である。
電力制御装置100は、太陽光発電装置10に接続し、太陽光発電装置10が発電する電力を制御する。太陽光発電装置10は、複数の太陽電池から構成される太陽電池(PV:photovoltaic)200と、パワーコンディショナ(PCS)300から構成される。なお、太陽電池200は、多数の太陽電池からなる太陽電池アレイであってもよい。PCS300は、太陽電池200に対するMPPT(最大電力点追従:Maximum Power Point Tracking)制御を行い、太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換する。太陽電池の定格出力は、前記パワーコンディショナの定格出力より大きい。
2.1 過剰積載時の蓄電池への充電処理
図2は、過剰積載時の蓄電池への充電処理を示すフローチャートである。過剰積載とは、太陽電池200の出力が、PCS300より出力が大きい状態を示す。なお、過剰積載には、出力抑制によって、PCS定格より抑制された電力より、太陽電池出力が大きくなった場合も含む。制御部30は、PCS300の出力電力と、蓄電池20への充電電力の総和を計算し、電力計97が最大電力を維持しつつ、太陽電池200の出力電力がピークになるように充電電力を調整する。
(充電電力)=(PVの計算MPP)−(PCSの出力可能電力)
図4は、太陽電池出力がPCS出力可能電力より低いケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。
放電する場合、PCS300が出力可能電力に至っていない場合(S102 No)、蓄電池からの放電を行う。蓄電池の稼働率の向上を考えると、蓄電池は可能な限り、SOCを低めの状態にして、いつでも充電可能な状態にすることが好ましい。そのため、S201では、可能な限り放電量を最大にするため、PCSの出力可能電力から、計算された太陽電池200のMPPの電力を減算して得られる電力を、蓄電池から放電する。この時、放電電力は、以下の式で示される。
(放電電力)=(PCSの出力可能電力)−(PVの計算MPP)
図6は、太陽電池出力がないケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。
曇り・雨・夜間など、PV発電がない場合、蓄電池からの出力電力を、PV発電と同じような電圧および電流に設定することでPCS300からの出力を行う。
電力制御装置100
PCS300
太陽電池200
蓄電池20
制御部30
DC/DC50
パネル照度計91
パネル温度計92
電流電圧計94、96
電力計97
Claims (12)
- 太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するMPPT(最大電力点追従:Maximum Power Point Tracking)制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、
前記太陽電池から前記パワーコンディショナへの電力母線に、1次側で接続されるコンバータと、
前記コンバータの2次側に接続される蓄電池と、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記パワーコンディショナのMPPT制御の時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する電力制御装置。 - 前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、請求項1に記載の装置。
- 前記パワーコンディショナの出力電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、請求項1又は2に記載の装置。 - 前記制御部は、前記MPPT制御におけるMPP(最大電力点:Maximum Power Point)から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、請求項1〜3の何れか1項に記載の装置。
- 前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、請求項1〜4の何れか1項に記載の装置。
- 前記制御部は、前記コンバータが充電を行っておらず、且つ、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、請求項1〜5の何れか1項に記載の電力制御装置。
- 太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置の制御方法において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するMPPT(最大電力点追従:Maximum Power Point Tracking)制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、前記太陽電池から前記パワーコンディショナへの電力母線に、1次側で接続されるコンバータと、前記コンバータの2次側に接続される蓄電池と、前記コンバータを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御し、
前記制御部は、前記パワーコンディショナのMPPT制御の時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、制御方法。 - 前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、請求項7に記載の方法。
- 前記パワーコンディショナの出力電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、請求項7又は8に記載の方法。 - 前記制御部は、前記MPPT制御におけるMPP(最大電力点:Maximum Power Point)から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、請求項7〜9の何れか1項に記載の方法。
- 前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、請求項7〜10の何れか1項に記載の方法。
- 前記制御部は、前記コンバータが充電を行っておらず、且つ、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、請求項7〜11の何れか1項に記載の方法。
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