JP6919417B2 - A power conditioner that has a function to measure the IV curve of a solar cell - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner having a function of measuring the IV curve of a solar cell.
太陽電池(太陽電池アレイ)の性能をチェックするためや太陽電池の故障箇所の特定するために、I−Vカーブトレーサを用いて太陽電池のI−Vカーブを測定することが行われている。また、I−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナも開発されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to check the performance of a solar cell (solar cell array) and to identify a faulty part of the solar cell, an IV curve tracer is used to measure the IV curve of the solar cell. Further, a power conditioner having an IV curve measurement function has also been developed (see, for example, Patent Document 1).
太陽電池のI−Vカーブは、様々な手法(手順)で計測できるものである。ただし、既存の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナは、太陽電池の出力を昇圧するための昇圧回路のデューティ比を変更しながら、昇圧回路の入力電圧及び入力電流を予め定められたタイミングで測定するものとなっている。そのため、既存の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナで太陽電池のI−Vカーブを測定すると、当該太陽電池の仕様(定格容量等)や状態(日照状態、パネル面の汚れの程度等)によっては、良好なI−Vカーブが得られない場合(詳細は後述)があった。 The IV curve of a solar cell can be measured by various methods (procedures). However, the existing power conditioner having a function of measuring the IV curve of the solar cell changes the duty ratio of the booster circuit for boosting the output of the solar cell while changing the input voltage and input current of the booster circuit. It is measured at a predetermined timing. Therefore, when the IV curve of a solar cell is measured with an existing power conditioner having a function of measuring the IV curve of the solar cell, the specifications (rated capacity, etc.) and state (sunshine state, panel surface) of the solar cell are measured. Depending on the degree of dirtiness, etc.), a good IV curve may not be obtained (details will be described later).
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池の仕様/状態によらず、太陽電池のI−Vカーブを良好に計測できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of satisfactorily measuring the IV curve of a solar cell regardless of the specifications / state of the solar cell.
上記目的を達成するために、本発明の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナは、前記太陽電池の出力を昇圧するための、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得る昇圧回路と、前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ回路と、前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部であって、前記昇圧回路のデューティ比を変化させつつ前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することで前記太陽電池のI−Vカーブを計測する、前記太陽電池の入力電流及び入力電圧が測定されるデューティ比の組合せが異なる複数の計測処理を実行可能な制御部と、を備える。そして、本発明の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナの制御部は、前記太陽電池の仕様に応じてその値が変化する所定のパラメータを取得し、取得した前記パラメータに基づき、前記複数の計測処理の中から、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を選択して実行可能に構成されている。 In order to achieve the above object, the power conditioner having the function of measuring the IV curve of the solar cell of the present invention has an operation mode of increasing the duty ratio for boosting the output of the solar cell. A booster circuit that can change from a current discontinuous mode to a current continuous mode, an inverter circuit for converting a DC voltage output from the booster circuit into an AC voltage, and a control unit that controls the booster circuit and the inverter circuit. Therefore, the input current and input voltage of the solar cell are measured by repeatedly measuring the input current and the input voltage of the booster circuit while changing the duty ratio of the booster circuit. A control unit capable of executing a plurality of measurement processes having different combinations of measured duty ratios is provided. Then, the control unit of the power conditioner having the function of measuring the IV curve of the solar cell of the present invention acquires a predetermined parameter whose value changes according to the specifications of the solar cell, and the acquired parameter. Based on the above, the measurement process suitable for the measurement of the IV curve of the solar cell can be selected and executed from the plurality of measurement processes.
すなわち、I−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナには、通常、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得る昇圧回路が用いられている。そのような昇圧回路のデューティ比の変化量と入力電流及び入力電圧の変化量との関係は、電流不連続モードと電流連続モードで大きく異なり、電流連続モード時においては、昇圧回路のデューティ比の変化に対して、入力電圧及び入力電圧
の変化が急峻となり、電流不連続モード時においては、昇圧回路のデューティ比の変化に対して、入力電圧及び入力電圧の変化が緩慢となる。特に、高照度で、高い短絡電流特性、且つ、低い開放電圧特性を持つ太陽電池は、昇圧回路のデューティ比の殆どの領域が電流不連続モードとなり、デューティ比の変化に対する入力電流及び入力電圧の変化が乏しくなる。そのため、既存の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナで太陽電池のI−Vカーブを測定すると、開放電圧側にサンプリング点が偏ったI−Vカーブや、電力変化が激しい領域(開放電圧〜最大電力電圧)でのサンプリング点が粗い(少ない)I−Vカーブが得られてしまうことがある。一方、本発明の、I−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナは、前記昇圧回路のデューティ比を変化させつつ前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することで前記太陽電池のI−Vカーブを計測する、前記太陽電池の入力電流及び入力電圧が測定されるデューティ比の組合せが異なる複数の計測処理を実行可能な制御部であって、前記太陽電池の仕様(短絡電流特性、開放電圧特性等)に応じてその値が変化する所定のパラメータを取得し、取得した前記パラメータに基づき、前記複数の計測処理の中から、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を選択して実行可能な制御部を備えている。従って、本発明の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナによれば、太陽電池の仕様/状態によらず(太陽電池が、既存のパワーコンディショナのI−Vカーブ計測機能では良好なI−Vカーブを得られないものであっても)、太陽電池のI−Vカーブを良好に計測することができる。
That is, the power conditioner having the function of measuring the IV curve usually uses a booster circuit in which the operation mode can be changed from the current discontinuous mode to the current continuous mode as the duty ratio increases. The relationship between the amount of change in the duty ratio of such a booster circuit and the amount of change in the input current and input voltage differs greatly between the current discontinuous mode and the current continuous mode, and in the current continuous mode, the duty ratio of the booster circuit The change of the input voltage and the input voltage becomes steep with respect to the change, and in the current discontinuous mode, the change of the input voltage and the input voltage becomes slow with respect to the change of the duty ratio of the booster circuit. In particular, in a solar cell having high illuminance, high short-circuit current characteristics, and low open circuit voltage characteristics, most of the duty ratio region of the booster circuit is in the current discontinuous mode, and the input current and input voltage with respect to the change in the duty ratio The change becomes scarce. Therefore, when the IV curve of the solar cell is measured with an existing power conditioner having a function of measuring the IV curve of the solar cell, the IV curve whose sampling point is biased toward the open circuit voltage and the power change are generated. An IV curve with a coarse (small) sampling point in a severe region (open circuit voltage to maximum power voltage) may be obtained. On the other hand, the power conditioner having the function of measuring the IV curve of the present invention repeatedly measures the input current and the input voltage of the booster circuit while changing the duty ratio of the booster circuit to measure the I of the solar cell. A control unit that measures the −V curve and can execute a plurality of measurement processes having different combinations of the input current and the duty ratio at which the input voltage is measured. A predetermined parameter whose value changes according to (open-circuit voltage characteristics, etc.) is acquired, and based on the acquired parameter, a measurement suitable for measuring the IV curve of the solar cell is performed from among the plurality of measurement processes. It has a control unit that can select and execute processing. Therefore, according to the power conditioner having the function of measuring the IV curve of the solar cell of the present invention, regardless of the specifications / state of the solar cell (the solar cell measures the IV curve of the existing power conditioner). Even if the function does not provide a good IV curve), the PV curve of the solar cell can be measured well.
本発明の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナ(以下、単に、パワーコンディショナとも表記する)の具体的な構成は、特に限定されない。例えば、本発明のパワーコンディショナを、『前記複数の計測処理に、第1計測処理と、前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧が測定される所定値以下のデューティ比の間隔が前記第1計測処理よりも広い第2計測処理とが含まれ、前記制御部は、前記所定のパラメータとして、前記昇圧回路のデューティ比を前記太陽電池の開放電圧に相当するデューティ比の理論値まで上昇させたときの前記昇圧回路の入力電圧を取得する取得処理と、前記取得処理により取得された入力電圧が閾値以下である場合には、前記第1計測処理を実行し、そうではない場合には、前記第2計測処理を実行する選択実行処理と、を実行可能に構成されている』装置として実現してもよい。また、本発明のパワーコンディショナを、『前記複数の計測処理に、第1計測処理と、前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧が測定される所定値以下のデューティ比の間隔が前記第1計測処理よりも広い第2計測処理とが含まれ、前記制御部は、前記所定のパラメータとして、前記昇圧回路の入力電圧が前記太陽電池の最大動作電圧以上の電圧である場合における前記昇圧回路の動作モードを取得する取得処理と、前記取得処理により取得された動作モードが電流不連続モードである場合には、前記第1計測処理を実行し、そうではない場合には、前記第2計測処理を実行する選択実行処理と、を実行可能に構成されている』装置として実現してもよい。 The specific configuration of the power conditioner (hereinafter, also simply referred to as a power conditioner) having the function of measuring the IV curve of the solar cell according to the present invention is not particularly limited. For example, the power conditioner of the present invention may be described as "in the plurality of measurement processes, the interval between the first measurement process and the duty ratio equal to or less than a predetermined value at which the input current and the input voltage of the booster circuit are measured is the first measurement. The second measurement process, which is wider than the process, is included, and when the control unit raises the duty ratio of the booster circuit to the theoretical value of the duty ratio corresponding to the open circuit voltage of the solar cell as the predetermined parameter. When the acquisition process for acquiring the input voltage of the booster circuit and the input voltage acquired by the acquisition process are equal to or less than the threshold value, the first measurement process is executed, and when not, the first measurement process is performed. (2) The selective execution process for executing the measurement process and the selective execution process for executing the measurement process may be realized as a device that is configured to be executable. Further, the power conditioner of the present invention is described as "in the plurality of measurement processes, the interval between the first measurement process and the duty ratio equal to or less than the predetermined value at which the input current and the input voltage of the booster circuit are measured is the first measurement. The second measurement process, which is wider than the process, is included, and the control unit operates the booster circuit when the input voltage of the booster circuit is equal to or higher than the maximum operating voltage of the solar cell as the predetermined parameter. If the acquisition process for acquiring the mode and the operation mode acquired by the acquisition process are current discontinuous modes, the first measurement process is executed, and if not, the second measurement process is performed. It may be realized as a device that is configured to be able to execute the selective execution process to be executed.
また、第1計測処理及び第2計測処理を実行し得る本発明のパワーコンディショナにおける“所定値”としては、例えば、『前記太陽電池の開放電圧に相当するデューティ比の理論値』を採用することができる。 Further, as the "predetermined value" in the power conditioner of the present invention capable of executing the first measurement process and the second measurement process, for example, "theoretical value of the duty ratio corresponding to the open circuit voltage of the solar cell" is adopted. be able to.
本発明のパワーコンディショナに、『所定の第1要求を受信したときに、前記昇圧回路に対するMPPT制御を中止し、前記所定のパラメータを取得してから、所定の第2要求の受信を待機する待機状態に移行し、前記待機状態への移行後に前記第2要求を受信したときに、取得した前記パラメータに基づき、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を前記複数の計測処理の中から選択して実行する』制御部を採用してもよい。また、本発明のパワーコンディショナに、『所定の第1要求を受信したときに、前記昇圧回路に対するMPPT制御を中止して、所定の第2要求の受信を待機する待機状態に移行し、前記待機状態への移行後に前記第2要求を受信したときに、前記所定のパラメータを取
得し、取得した前記パラメータに基づき、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を前記複数の計測処理の中から選択して実行する』制御部を採用してもよい。
The power conditioner of the present invention states, "When a predetermined first request is received, the MPPT control for the booster circuit is stopped, the predetermined parameter is acquired, and then the reception of the predetermined second request is waited for. When the second request is received after the transition to the standby state and the transition to the standby state, the plurality of measurements suitable for the measurement of the IV curve of the solar cell are performed based on the acquired parameters. A control unit that "selects and executes from the processing" may be adopted. Further, the power conditioner of the present invention states, "When a predetermined first request is received, the MPPT control for the booster circuit is stopped, and the state shifts to a standby state of waiting for the reception of the predetermined second request. When the second request is received after the transition to the standby state, the predetermined parameters are acquired, and based on the acquired parameters, the plurality of measurement processes suitable for measuring the IV curve of the solar cell are performed. A control unit that "selects and executes from the measurement processing" may be adopted.
本発明の第2の態様の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナは、前記太陽電池の出力を昇圧するための、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得る昇圧回路と、前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ回路と、前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部と、を備える。そして、本発明の他の態様の、太陽電池のI−Vカーブの計測機能を有するパワーコンディショナの制御部は、前記昇圧回路のデューティ比を変化させつつ前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することで前記太陽電池のI−Vカーブを計測する計測処理であって、デューティ比が“0”から境界デューティ比までの間は、デューティ比が前記境界デューティ比以上である場合よりも入力電流及び入力電圧を粗く測定する計測処理を実行可能に構成されていると共に、前記計測処理の実行前に、“0”から規定値までのデューティ比範囲における前記昇圧回路の入力電圧とデューティ比との対応関係を取得し、取得した対応関係から前記昇圧回路の動作モードが切り替わるデューティ比であるモード遷移デューティ比を特定できた場合には、前記計測処理に使用される前記境界デューティ比の値を特定されたモード遷移デューティ比と一致させ、前記対応関係から前記モード遷移デューティ比を特定できなかった場合には、前記計測処理に使用される前記境界デューティ比の値を“0”とする設定処理を実行するように構成されている、 The power conditioner having the function of measuring the IV curve of the solar cell according to the second aspect of the present invention has a current discontinuous operation mode as the duty ratio is increased in order to boost the output of the solar cell. It includes a booster circuit that can change from a mode to a current continuous mode, an inverter circuit for converting a DC voltage output from the booster circuit into an AC voltage, and a control unit that controls the booster circuit and the inverter circuit. .. Then, the control unit of the power conditioner having the function of measuring the IV curve of the solar cell according to another aspect of the present invention changes the duty ratio of the booster circuit while changing the input current and the input voltage of the booster circuit. It is a measurement process that measures the IV curve of the solar cell by repeated measurement, and the duty ratio between "0" and the boundary duty ratio is higher than the case where the duty ratio is equal to or larger than the boundary duty ratio. The input voltage and duty ratio of the booster circuit in the duty ratio range from "0" to the specified value are configured to be able to execute the measurement process for roughly measuring the input current and the input voltage, and before the execution of the measurement process. When the mode transition duty ratio, which is the duty ratio at which the operation mode of the booster circuit is switched, can be specified from the acquired correspondence relationship with, the value of the boundary duty ratio used in the measurement process. Is set to match the specified mode transition duty ratio, and when the mode transition duty ratio cannot be specified from the correspondence, the value of the boundary duty ratio used in the measurement process is set to "0". It is configured to perform processing,
すなわち、本発明の第2の態様のパワーコンディショナは、モード遷移デューティ比が規定値以上である場合には、I−Vカーブの計測結果が、始めから(デューティ比が0から)入力電流及び入力電圧が細かく測定されたものとなり、モード遷移デューティ比が規定値未満である場合には、I−Vカーブの計測結果が、0から境界デューティ比までの間、入力電流及び入力電圧が粗く測定されたものとなる構成を有している。従って、本発明のこの態様のパワーコンディショナによっても、太陽電池の仕様/状態によらず(太陽電池が、既存のパワーコンディショナのI−Vカーブ計測機能では良好なI−Vカーブを得られないものであっても)、太陽電池のI−Vカーブを良好に計測することができる。 That is, in the power conditioner of the second aspect of the present invention, when the mode transition duty ratio is equal to or more than the specified value, the measurement result of the IV curve is the input current and the input current (from the duty ratio of 0) from the beginning. When the input voltage is finely measured and the mode transition duty ratio is less than the specified value, the measurement result of the IV curve is that the input current and input voltage are roughly measured from 0 to the boundary duty ratio. It has a structure that becomes the one that has been made. Therefore, even with the power conditioner of this aspect of the present invention, regardless of the specifications / state of the solar cell (the solar cell can obtain a good IV curve with the IV curve measurement function of the existing power conditioner). Even if there is none), the IV curve of the solar cell can be measured well.
本発明によれば、太陽電池の仕様/状態によらず、太陽電池の良好なI−Vカーブを得ることができる。 According to the present invention, a good IV curve of a solar cell can be obtained regardless of the specifications / state of the solar cell.
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the embodiment described below is an example, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
《第1実施形態》
図1に、本発明の第1実施形態に係るパワーコンディショナ10の概略構成及び使用形態を示す。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 shows a schematic configuration and a usage mode of the
本実施形態に係るパワーコンディショナ10は、太陽電池(太陽電池アレイ)30と系統40とに接続されて使用される装置である。図示してあるように、パワーコンディショナ10は、昇圧回路11とインバータ(INV)12と制御部20とを備える。
The
昇圧回路11は、太陽電池30の出力電圧を昇圧するための、スイッチング素子と受動素子(リアクトル、ダイオード等)とを組み合わせた昇圧チョッパ回路である。この昇圧回路11は、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得るものである。
The
図示してあるように、昇圧回路11の入力端子間には、コンデンサ13が配置されている。また、昇圧回路11の入力側には、昇圧回路11の入力電流DCIを測定するための電流センサ21と、昇圧回路11の入力電圧DCVを測定するための電圧センサ22とが設けられている。
As shown, a
インバータ12は、昇圧回路11から出力される直流電圧を、系統40に供給可能な交流電圧に変換するための、スイッチング素子と受動素子とを組み合わせた回路である。インバータ12の入力端子間には、コンデンサ14が配置されており、インバータ12の各出力端子は、平滑用リアクトル15を介してパワーコンディショナ10の各出力端子と接続されている。また、パワーコンディショナ10の各出力端子間には、コンデンサ16が配置されている。
The
図示は省略してあるが、パワーコンディショナ10の各所には、上記した電流センサ21、電圧センサ22以外のセンサ(例えば、昇圧回路11の出力電圧を測定するための電圧センサや、昇圧回路11内のリアクトルを流れる電流を測定するための電流センサ)も設けられている。
Although not shown, various parts of the
制御部20は、プロセッサ(CPU、マイクロコントローラ等)、ゲートドライバ、外部装置と通信を行うための通信インターフェース回路等から構成されたユニットである。制御部20には、電流センサ21及び電圧センサ22を含む各種センサの出力が入力されており、制御部20は、各種センサからの情報に基づき、通常処理やトレースモード用制御処理を行う。
The
制御部20が行う通常処理は、太陽電池30から最大電力が取り出されるように昇圧回路11を制御すると共に、太陽電池30から取り出された電力が交流に変換されて系統40に供給されるようにインバータ12を制御する処理である。
The normal processing performed by the
トレースモード用制御処理は、外部装置から所定のI−Vカーブトレース移行要求を受信したときに、制御部20が開始する図2に示した手順の処理である。
The trace mode control process is a process of the procedure shown in FIG. 2 in which the
以下、トレースモード用制御処理の内容を説明する。なお、トレースモード用制御処理の各ステップの処理の意味については、トレースモード用制御処理の全体的な処理手順の説明後に説明する。 The contents of the trace mode control process will be described below. The meaning of each step of the trace mode control process will be described after the description of the overall processing procedure of the trace mode control process.
I−Vカーブトレース移行要求を受信したため、このトレースモード用制御処理(図2)を開始した制御部20は、まず、昇圧回路11のMPPT制御を中止して、動作点電圧(昇圧回路11の入力電圧DCV)を、昇圧回路11のデューティ比を0%にすることにより太陽電池30の開放電圧Vocに移動させる(ステップS101)。
Since the IV curve trace transition request was received, the
次いで、制御部20は、I−Vカーブトレース実施要求、I−Vカーブトレース終了要求のいずれかが外部装置から送信されてくるのを待機する(ステップS102)。そして、制御部20は、I−Vカーブトレース終了要求を受信した場合(ステップS103;終了要求)、このトレースモード用制御処理を終了して、通常処理を再開する。
Next, the
一方、I−Vカーブトレース実施要求を受信した場合(ステップS103;実施要求)、制御部20は、昇圧回路11のデューティ比(図では、“Duty”)が0%であることを確認してから、Voc_Dutyまで上昇させて、DCVを測定する(ステップS104)。ここで、Voc_Dutyとは、昇圧回路11が電流連続モードで動作している場合にDCVがVocとなる昇圧回路11のデューティ比の理論値のことである。なお、昇圧回路11の入力電圧DCV(太陽電池30の出力電圧)が太陽電池30の開放電圧Vocである場合、太陽電池30の特性上、昇圧回路11の入力電流は、0Aとなる。従って、DCVがVocとなっている場合における昇圧回路11の動作モードは、実際には、電流不連続モードとなるのであるが、DCVは、太陽電池30が高出力太陽電池(詳細は後述)であるか否かを判別するために、次のステップS105で使用される値である。そして、太陽電池30が高出力太陽電池である場合には、理論上、0%〜電流連続モードで算出したVoc_Dutyの間は、動作点が殆ど動かない。そのため、ステップS104で、電流連続モードで算出したVoc_Dutyを用いているのである。
On the other hand, when the IV curve trace execution request is received (step S103; execution request), the
ステップS104の処理を終えた制御部20は、DCVの測定値が、開放電圧Vocと予め設定されているα(例えば、0.8)との乗算結果以下であるか否かを判断する(ステップS105)。そして、制御部20は、DCVの測定値が、Voc・α以下であった場合(ステップS105;YES)には、後述するステップS109の処理時に参照されるフラグである低出力フラグに“1”をセットする(ステップS107)。一方、DCVの測定値が、Voc・α以下ではなかった場合(ステップS105;NO)、制御部20は。低出力フラグに“0”をセットする(ステップS106)。
The
ステップS106又はS107の処理を終えた制御部20は、昇圧回路11のデューティ比を0%に変更する(ステップS108)。そして、制御部20は、低出力フラグ値が“1”である場合には、第1I−Vカーブ計測処理を実行し、低出力フラグ値が“0”である場合には、第2I−Vカーブ計測処理を実行する(ステップS109)。第1、第2I−Vカーブ計測処理の詳細については後述するが、いずれのI−Vカーブ計測処理も、基本的には、昇圧回路11のデューティ比を変化させつつ昇圧回路11の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することにより、太陽電池30のI−Vカーブを計測する処理である。
The
ステップS109の処理を終えた制御部20は、動作点電圧(昇圧回路11の入力電圧DCV)を開放電圧Vocに移動させる処理(ステップS110)を行ってから、ステップS102に戻って、I−Vカーブトレース実施要求、I−Vカーブトレース終了要求のいずれかが外部装置から送信されてくるのを待機する。
The
以下、トレースモード用制御処理について、さらに具体的に説明する。
上記したトレースモード用制御処理の処理手順は、以下の知見に基づき想到されたものである。
Hereinafter, the control process for the trace mode will be described more specifically.
The processing procedure of the above-mentioned trace mode control process was conceived based on the following findings.
太陽電池30の仕様/状態によらず、良好なI−Vカーブが計測できるようにするために、発明者は、各種仕様/状態の太陽電池30のI−Vカーブと昇圧回路11の動作モードとの間の関係を詳細に調査した。その結果、図3に示したように、(1)低出力時(図3(A)〜図3(C))と高出力時(図3(D)〜図3(F))では、同じ電流不連続モード(“DCM”)であっても、Duty(デューティ比)変化に対するDCV変化の割合が異なることを見出した。また、以下のことも見出した。
In order to be able to measure a good IV curve regardless of the specifications / state of the
(2)低出力時(図3(A)〜図3(C))、低Vocと高Vocでは、昇圧回路11が電流不連続モードで動作する領域と電流連続モードで動作する領域に殆ど差は無い。また、DutyとDCVの関係は非線形となり、形状は異なるもののDuty変化に対して、DCV(動作点電圧)はある程度追従する。
(3)高出力時(図3(D)〜図3(F))、Voc_Dutyと昇圧回路11が電流不連続モードで動作する領域がほぼ一致している。また、電流不連続モードの領域では、Duty変化に対してDCV変化は極小となる。
(4)高出力時(図3(D)〜図3(F))、低Vocと高VocではDCMモードの領域が異なる為、一定サンプリング間隔とすると、低Vocの場合には、開放電圧側にサンプリング点が偏り、高Vocの場合には、電力変化が激しい領域(Voc〜最大電力電圧)でのサンプリング点が粗くなる。
(2) At low output (FIGS. 3 (A) to 3 (C)), there is almost a difference between the region where the
(3) At high output (FIGS. 3 (D) to 3 (F)), the regions in which Voc_Duty and the
(4) At high output (FIGS. 3 (D) to 3 (F)), the DCM mode region differs between low Voc and high Voc. Therefore, if a constant sampling interval is used, the open circuit voltage side is used for low VOC. In the case of a high Voc, the sampling points are biased, and the sampling points in the region where the power change is drastic (Voc to the maximum power voltage) become coarse.
従って、太陽電池30が、図3(A)〜図3(C)に示してあるような特性(性能)を有する低出力太陽電池であるか、図3(D)〜図3(F)に示してあるような特性を有する高出力太陽電池であるかを判断して、その判断結果に応じて、DCI及びDCVの測定タイミングを変更してやれば、太陽電池30の仕様/状態によらず、太陽電池30の良好なI−Vカーブを得ることができる。
Therefore, whether the
そして、図3(A)〜図3(F)から明らかなように、ステップS104〜S107の処理により、太陽電池30が低出力太陽電池であるか否かを判断して、その判断結果を低出力フラグに記憶することができる。
Then, as is clear from FIGS. 3 (A) to 3 (F), it is determined by the processing of steps S104 to S107 whether or not the
また、各領域のサンプリング点の数を適正値にすることは、基本的には、DCI及びDCV測定時の総測定回数を一定値として、太陽電池30が低出力太陽電池ではない場合には、DCI及びDCVが測定される所定値(Voc_Duty自体又はその近傍の値)以下のデューティ比の間隔が、太陽電池30が低出力太陽電池である場合よりも広くなるようにしておくことにより実現できる。
Further, setting the number of sampling points in each region to an appropriate value basically means that the total number of measurements during DCI and DCV measurement is set to a constant value, and the
そのため、制御部20は、第1I−Vカーブ計測処理として、以下の処理を行うに構成されている。
・0%_DutyからVm_Dutyまでは、図4Aに示したようなタイミングでDCIとDCVとをサンプリングし、Vm_Dutyからは比較的に荒いサンプリングをほぼ等間隔で行う処理
Therefore, the
-From 0% _Duty to Vm_Duty, DCI and DCV are sampled at the timing shown in FIG. 4A, and relatively rough sampling is performed from Vm_Duty at approximately equal intervals.
すなわち、低出力フラグが“1”である場合に行われる第1I−Vカーブ計測処理では、はじめから(0%_Dutyから)、細かなサンプリングが行われ、Vm_Dutyまでは、サンプリング間隔がデューティの増加に伴い増加する形のサンプリングが行われる。ここで、0%_Dutyとは、“0”のことであり、Vm_Dutyとは、DCV電圧
が太陽電池30の最大電力電圧Vmとなるデューティ比のことである。
That is, in the first IV curve measurement process performed when the low output flag is "1", fine sampling is performed from the beginning (from 0% _Duty), and the sampling interval increases the duty until Vm_Duty. Sampling is performed in an increasing form. Here, 0% _Duty means "0", and Vm_Duty means a duty ratio at which the DCV voltage becomes the maximum power voltage Vm of the
なお、詳細説明は省略するが、制御部20が実行する第1I−Vカーブ計測処理は、上記のような形でデューティ比の上昇中にDCIとDCVとを測定した後、デューティ比の下降中にも、低出力太陽電池のI−Vカーブの計測に適したタイミングでDCIとDCVとを測定するものとなっている。ただし、第1I−Vカーブ測定処理は、デューティ比の上昇中又は下降中のみにDCIとDCVとを測定する処理であってもよい。
Although detailed description is omitted, in the first IV curve measurement process executed by the
また、制御部20は、第2I−Vカーブ計測処理として、以下の処理を行うに構成されている。
・0%_DutyからVm_Dutyまで図4Bに示したようなタイミングでDCIとDCVとがサンプリングされ、Vm_Dutyからは比較的に荒いサンプリングがほぼ等間隔で行われる処理
Further, the
-Processing in which DCI and DCV are sampled from 0% _Duty to Vm_Duty at the timing shown in FIG. 4B, and relatively rough sampling is performed from Vm_Duty at approximately equal intervals.
すなわち、低出力フラグが“0”である場合に行われる第2I−Vカーブ計測処理では、0%_DutyからVoc_Dutyまでは、荒いサンプリングが行われ、Voc_DutyからVm_Dutyまでは、細かなサンプリングが行われる。また、Voc_DutyからVm_Dutyまでは、サンプリング間隔がデューティの増加に伴い増加する形でDCIとDCVとがサンプリングされる。なお、制御部20が実行する第2I−Vカーブ計測処理も、上記した第1I−Vカーブ計測処理と同様に、デューティ比の下降中にも、高出力太陽電池のI−Vカーブの計測に適したタイミングでDCIとDCVとを測定する処理である。ただし、第2I−Vカーブ計測処理も、デューティ比の上昇中又は下降中のみにDCIとDCVとを測定する処理であってもよい。
That is, in the second IV curve measurement process performed when the low output flag is "0", rough sampling is performed from 0% _Duty to Voc_Duty, and fine sampling is performed from Voc_Duty to Vm_Duty. .. Further, from Voc_Duty to Vm_Duty, DCI and DCV are sampled in such a way that the sampling interval increases as the duty increases. The second IV curve measurement process executed by the
以上、説明したように、本実施形態に係るパワーコンディショナ10の制御部20は、昇圧回路11のデューティ比を変化させつつ昇圧回路11の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定する第1及び第2I−V計測処理であって昇圧回路11の入力電流及び入力電圧が測定されるデューティ比の組合せが異なる第1及び第2I−Vカーブ計測処理を実行できる。さらに、制御部20は、昇圧回路11のデューティ比を0%からVoc_Dutyまで上昇させたときの昇圧回路11の入力電圧に基づき、太陽電池30のI−Vカーブの計測に適したI−Vカーブ計測処理(第1又は第2I−Vカーブ計測処理)を選択して実行する機能を有している。従って、本実施形態に係るパワーコンディショナ10によれば、太陽電池30の仕様/状態によらず(太陽電池30が、既存のパワーコンディショナのI−Vカーブ計測機能では良好なI−Vカーブを得られないものであっても)、太陽電池30のI−Vカーブを良好に計測することができる。
As described above, the
《第2実施形態》
本発明の第2実施形態に係るパワーコンディショナは、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と同じハードウェア構成を有する装置である。そのため、以下では、第1実施形態の説明時に用いたものと同じ符号を用いて、本実施形態に係るパワーコンディショナ10について、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と異なる点を中心に説明する。
<< Second Embodiment >>
The power conditioner according to the second embodiment of the present invention is a device having the same hardware configuration as the
本実施形態に係るパワーコンディショナ10は、制御部20が上記したトレースモード用制御処理(図2)の代わりに図5に示した手順の第2トレースモード用制御処理を実行するように、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10を変形した装置である。
The
この第2トレースモード用制御処理(図5)は、太陽電池30が低出力太陽電池であるか否かの判断が、昇圧回路11の動作モードに基づきI−Vカーブトレース移行要求の受信時に行われるように、I−Vカーブ計測処理(図2)を変形した処理である。
In this second trace mode control process (FIG. 5), whether or not the
すなわち、図3から明らかなように、太陽電池30が低出力太陽電池である(図3(A)〜図3(C))であるか否かは、MPPT制御を中止して、動作点電圧(昇圧回路11の入力電圧DCV)を、最大電力点電圧からVocに移動する最中の昇圧回路11の動作モードで判断できる。
That is, as is clear from FIG. 3, whether or not the
そのため、図5に示してあるように、第2I−Vカーブ計測処理では、まず、動作点電圧をVocへ移動させてDCIを測定し、DCIの測定結果に基づき、昇圧回路11の動作モードを判別する処理(ステップS201)が行われる。このステップにおける昇圧回路11の動作モードの判別手順としては、例えば、DCV/L×Duty×Tswによりオン時の電流リプルΔIonを算出し、DCIの測定結果−ΔIon/2が“0”以上で
あるか否かにより、 電流連続モードであるか否かを判別するといったものを採用するこ
とが出来る。なお、Lとは、昇圧回路内のリアクトルのインダクタンスのことであり、Tswとはキャリア周期のことである。
Therefore, as shown in FIG. 5, in the second IV curve measurement process, first, the operating point voltage is moved to the Voc to measure the DCI, and the operation mode of the
ステップS201の処理が終了すると、昇圧回路11の動作モードの判別結果が電流不連続モードである場合には、低出力フラグに“1”をセットし、そうでない場合には、低出力フラグに“0”をセットする処理(ステップS202〜S204)が行われる。ステップS202〜S204の処理が終了すると、I−Vカーブトレース実施要求、I−Vカーブトレース終了要求のいずれかが外部装置から送信されてくるのを待機する処理(ステップS205)が開始される。
When the process of step S201 is completed, if the determination result of the operation mode of the
I−Vカーブトレース実施要求が受信された場合(ステップS206;実施要求)には、上記したステップS108〜S110の処理と同じ処理がそれぞれステップS207〜S209にて行われる。その後、ステップS205からの処理が再度実行される。そして、I−Vカーブトレース終了要求が受信された場合(ステップS206;終了要求)に、この第2トレースモード用制御処理が終了されて、通常処理が再開される。 When the IV curve trace execution request is received (step S206; execution request), the same processing as in steps S108 to S110 described above is performed in steps S207 to S209, respectively. After that, the process from step S205 is executed again. Then, when the IV curve trace end request is received (step S206; end request), the second trace mode control process is ended, and the normal process is restarted.
以上、説明したように、本実施形態に係るパワーコンディショナ10の制御部20も、昇圧回路11のデューティ比を変化させつつ昇圧回路11の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定する第1及び第2I−Vカーブ計測処理であって、昇圧回路11の入力電流及び入力電圧が測定されるデューティ比の組合せが異なる第1及び第2I−Vカーブ計測処理を実行できる。さらに、制御部20は、DCVが最大電力点電圧からVocに移動する最中における昇圧回路11の動作モードに基づき、太陽電池30のI−Vカーブの計測に適したI−Vカーブ計測処理を選択して実行する機能を有している。従って、本実施形態に係るパワーコンディショナ10によっても、太陽電池30の仕様/状態によらず(太陽電池30が、既存のパワーコンディショナのI−Vカーブ計測機能では良好なI−Vカーブを得られないものであっても)、太陽電池30のI−Vカーブを良好に計測することができる。
As described above, the
《第3実施形態》
本発明の第3実施形態に係るパワーコンディショナも、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と同じハードウェア構成を有する装置である。そのため、以下では、第1実施形態の説明時に用いたものと同じ符号を用いて、本実施形態に係るパワーコンディショナ10について、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と異なる点を中心に説明する。
<< Third Embodiment >>
The power conditioner according to the third embodiment of the present invention is also a device having the same hardware configuration as the
本実施形態に係るパワーコンディショナ10は、制御部20が上記したI−Vカーブ計測処理(図2)の代わりに図6に示した手順の第3I−Vカーブ計測処理を実行するように、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10を変形した装置である。
In the
《第3実施形態》
本発明の第3実施形態に係るパワーコンディショナも、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と同じハードウェア構成を有する装置である。そのため、以下では、第1実施形態の説明時に用いたものと同じ符号を用いて、本実施形態に係るパワーコンディショナ10について、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10と異なる点を中心に説明する。
<< Third Embodiment >>
The power conditioner according to the third embodiment of the present invention is also a device having the same hardware configuration as the
本実施形態に係るパワーコンディショナ10は、制御部20が上記したトレースモード用制御処理(図2)の代わりに図6に示した手順の第3トレースモード用制御処理を実行するように、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10を変形した装置である。
In the
すなわち、I−Vカーブトレース移行要求を受信したため、この第3トレースモード用制御処理を開始した制御部20は、まず、昇圧回路11のMPPT制御を中止して、動作点電圧(昇圧回路11の入力電圧DCV)を、昇圧回路11のデューティ比を0%にすることで太陽電池30の開放電圧Vocに移動させる(ステップS301)。次いで、制御部20は、I−Vカーブトレース実施要求、I−Vカーブトレース終了要求のいずれかが外部装置から送信されてくるのを待機する(ステップS302)。そして、制御部20は、I−Vカーブトレース終了要求を受信した場合(ステップS303;終了要求)、この第3トレースモード用制御処理を終了して、通常処理を再開する。
That is, since the IV curve trace transition request was received, the
制御部20は、I−Vカーブトレース実施要求を受信した場合(ステップS303;実施要求)には、計測処理用パラメータ設定処理を実行する(ステップS304)。
When the
計測処理用パラメータ設定処理は、ステップS306にて実行されるI−Vカーブ計測処理のパラメータである境界デューティ比に、太陽電池30のI−Vカーブを良好に計測できるようにするための値を設定するための処理である。
In the parameter setting process for measurement processing, a value for satisfactorily measuring the IV curve of the
具体的には、この計測処理用パラメータ設定処理時、制御部20は、以下のように動作する。
Specifically, during this measurement processing parameter setting process, the
計測処理用パラメータ設定処理を開始した制御部20は、まず、昇圧回路11のデューティ比を、Voc×βに相当するデューティ比まで上昇させる。ここで、βとは、予め定められている値のことである。なお、βとしては、Voc×βが、太陽電池30の最大電力電圧Vm程度の電圧となる値(例えば、0.85や0.8)が使用される。また、“Voc×βに相当するデューティ比”とは、DCV≒Voc×βとなるデューティ比のことである。従って、“Voc×βに相当するデューティ比”としては、例えば、“昇圧回路11が電流連続モードで動作している場合にDCVがVoc×βとなる昇圧回路11のデューティ比の理論値”、すなわち、“(1−Voc・β/DDV)×100%”を使用することができる。
The
昇圧回路11のデューティ比を、Voc×βに相当するデューティ比(以下、デューティ比Dsとも表記する)に制御した制御部20は、太陽電池30の発電電力DCPを測定する。より具体的には、制御部20は、昇圧回路11の入力電圧DCV及び入力電流DCIを測定して、測定結果から太陽電池30の発電電力DCPを算出し、デューティ比がデューティ比Dsである場合の発電電力DCPsとして記憶する処理を行う。
The
次いで、制御部20は、太陽電池30の発電電力DCPの測定と、デューティ比の変化量ΔDutyに対する発電電力DCPの変化量ΔDCPの割合ΔDCP/ΔDutyの演算とを繰り返しながら、昇圧回路11のデューティ比をデューティ比Dsから0%まで減
少させる。
Next, the
図7に示したように、太陽電池30の発電電力DCPの時間変化量(ΔDCP/ΔDutyに比例する値)は、昇圧回路11の動作モードが電流連続モードから電流不連続モードに変わると、大きく減少する。従って、昇圧回路11の動作モードが切り替わるデューティ比(以下、モード遷移デューティ比と表記する)が、デューティ比Ds未満である場合には、ΔDCP/ΔDutyの演算結果からモード遷移デューティ比を特定できる。なお、モード遷移デューティ比は、ΔDCP/ΔDutyの演算結果から様々な手順で特定できる。例えば、ΔDCP/ΔDutyが、DCPs/Dsよりも大きな値からDCPs/Ds以下の値に変化する(又は、DCPs/Ds以上の値からDCPs/Ds未満の値に変化する)デューティ比を探索して、探索結果を、モード遷移デューティ比とすることができる。
As shown in FIG. 7, the time change amount (value proportional to ΔDCP / ΔDuty) of the generated power DCP of the
制御部20は、モード遷移デューティ比を特定できた場合には、境界デューティ比の値を、求めたモード遷移デューティ比と一致させる。一方、モード遷移デューティ比を特定できなかった場合(換言すれば、モード遷移デューティ比がデューティ比Ds以上である場合)、制御部20は、境界デューティ比の値を“0”とする。そして、境界デューティ比への値の設定を終えた制御部20は、計測処理用パラメータ設定処理(図6;ステップS304)を終了する。
When the mode transition duty ratio can be specified, the
計測処理用パラメータ設定処理を終えた制御部20は、昇圧回路11のデューティ比を0%に変更(ステップS305)してから、I−Vカーブ計測処理を行う(ステップS306)。
The
このステップS306で行われるI−Vカーブ計測処理は、第1実施形態に係るパワーコンディショナ10内の制御部20が行うI−Vカーブ計測処理と同様に、昇圧回路11のデューティ比を変化させつつ昇圧回路11の入力電流DCI及び入力電圧DCVを繰り返し測定することで太陽電池30のI−Vカーブを計測する処理である。ただし、ステップS306で行われるI−Vカーブ計測処理は、0%_Dutyから境界デューティ比までは、DCI及びDCVを比較的に粗くサンプリングし、境界デューティ比からVm_Dutyまでは、0%_Dutyから境界デューティ比までの間よりもDCI及びDCVを細かくサンプリングし、Vm_DutyからはDCI及びDCVを比較的に荒くサンプリングする処理となっている。
The IV curve measurement process performed in step S306 changes the duty ratio of the
I−Vカーブ計測処理を終えた制御部20は、動作点電圧(昇圧回路11の入力電圧DCV)を開放電圧Vocに移動させる処理(ステップS307)を行ってから、ステップS202に戻って、I−Vカーブトレース実施要求、I−Vカーブトレース終了要求のいずれかが外部装置から送信されてくるのを待機する。
The
以上、説明したように、本実施形態に係るパワーコンディショナ10の制御部20は、I−Vカーブ計測処理を行う前に、計測処理用パラメータ設定処理を行う。計測処理用パラメータ設定処理時、制御部20は、“0”からデューティ比Dsまでのデューティ比範囲における太陽電池30の発電電力と昇圧回路11のデューティ比との対応関係を取得し、取得した対応関係から昇圧回路11の動作モードが切り替わるモード遷移デューティ比の特定を試みる。そして、制御部20は、モード遷移デューティ比を特定できた場合には、境界デューティ比の値を、特定されたモード遷移デューティ比と一致させる。
As described above, the
また、制御部20は、モード遷移デューティ比を特定できなかった場合には、境界デューティ比の値を“0”とする。なお、太陽電池30が低出力太陽電池である場合(図3参照)、モード遷移デューティ比は、デューティ比Ds以上となる。従って、計測処理用パ
ラメータ設定処理時にモード遷移デューティ比を特定できないということは、太陽電池30が低出力太陽電池であることを意味する。
Further, when the mode transition duty ratio cannot be specified, the
そして、計測処理用パラメータ設定処理を終えた制御部20は、0%_Dutyから境界デューティ比までは、DCI及びDCVを比較的に粗くサンプリングし、境界デューティ比からVm_Dutyまでは、DCI及びDCVを細かくサンプリングするI−Vカーブ計測処理を行う。従って、本実施形態に係るパワーコンディショナ10による太陽電池30のI−Vカーブの計測結果は、太陽電池30が低出力太陽電池である場合には、始めから(0%_Dutyから)細かくDCI及びDCVがサンプリングされたものとなる。また、当該計測結果は、太陽電池30が高出力太陽電池である場合には、0%_Dutyから境界デューティ比までは、DCI及びDCVが粗くサンプリングされたもの(0%_Dutyから境界デューティ比までのサンプリング数が過度に多くないもの)となる。
Then, the
このように、本実施形態に係るパワーコンディショナ10によっても、太陽電池30の仕様/状態によらず(太陽電池30が、既存のパワーコンディショナのI−Vカーブ計測機能では良好なI−Vカーブを得られないものであっても)、太陽電池30のI−Vカーブを良好に計測することができる。
As described above, even with the
《変形形態》
上記した各実施形態に係るパワーコンディショナ10は、各種の変形を行えるものである。例えば、上記した計測処理用パラメータ設定処理(図6;ステップS304)を、発電電力DCPの代わりに、昇圧回路11の入力電圧DCVが用いられる処理に変形してもよい。なお、昇圧回路11のデューティ比の変化量ΔDutyに対する昇圧回路11の入力電圧DCVの変化量ΔDCVは、負となる。従って、計測処理用パラメータ設定処理を上記のように変形する場合、ΔDCP/ΔDutyの代わりに、昇圧回路11のデューティ比の変化量ΔDutyに対する昇圧回路11の入力電圧DCVの変化量ΔDCVの割合の絶対値|ΔDCV/ΔDuty|が使用されることになる。また、計測処理用パラメータ設定処理を、発電電力DCPの代わりに、昇圧回路11の入力電流DCIが用いられる処理に変形してもよい。
《Transformation form》
The
また、計測処理用パラメータ設定処理を、各デューティ比において、DCIの測定結果−ΔIon/2が“0”以上であるか否かを判定することにより、モード遷移デューティを求める処理に変形してもよい。 Further, even if the parameter setting process for measurement processing is transformed into a process for obtaining the mode transition duty by determining whether or not the DCI measurement result −ΔIon / 2 is “0” or more at each duty ratio. good.
また、制御部20が通常処理が行っているとき、DCVは最大電力電圧Vmに制御されるが、図3から明らかなように、DCVがVmであるとき、昇圧回路11は、太陽電池30が低出力太陽電池である場合には、電流不連続モードで動作し、太陽電池30が低出力太陽電池ではない場合には、電流連続モードで動作する。従って、第2トレースモード用制御処理(図5)を、図8に示した手順の処理、すなわち、ステップS201〜S204の処理の代わりに、DCVが最大電力電圧Vmであるときの昇圧回路11の動作モードに基づき低出力フラグ値を設定する処理(ステップS401〜S405)が行われる処理に変形してもよい。また、トレースモード用制御処理(図2)を、昇圧回路11の動作モードに基づき低出力フラグ値が設定される処理に変形してもよい。トレースモード用制御処理(図2)や第2トレースモード用制御処理(図5)を、“0”から規定値(“(1−Voc・0.85/DDV)×100%”等)までのデューティ比範囲内にモード遷移デューティ比が存在しているか否かにより低出力フラグ値が設定される処理に変形してもよい。
Further, when the
第1、第2実施形態に係るパワーコンディショナ10を、3つ以上のI−Vカーブ計測処理を実行可能なものに変形してもよいことや、各実施形態に係るパワーコンディショナ
10を、系統40に電力を供給しないものに変形してもよいことなどは、当然のことである。
The
10 パワーコンディショナ
11 昇圧回路
12 インバータ
13、14、16 コンデンサ
15 平滑用リアクトル
20 制御部
21 電流センサ
22 電圧センサ
30 太陽電池
40 系統
10
Claims (7)
前記太陽電池の出力を昇圧するための、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得る昇圧回路と、
前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ回路と、
前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部であって、前記昇圧回路のデューティ比を変化させつつ前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することで前記太陽電池のI−Vカーブを計測する、前記太陽電池の入力電流及び入力電圧が測定されるデューティ比の組合せが異なる複数の計測処理を実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記太陽電池の仕様に応じてその値が変化する所定のパラメータを取得し、取得した前記パラメータに基づき、前記複数の計測処理の中から、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を選択して実行可能に構成されている、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。 A power conditioner that has the function of measuring the IV curve of a solar cell.
A booster circuit for boosting the output of the solar cell, which can change the operation mode from the current discontinuous mode to the current continuous mode as the duty ratio increases.
An inverter circuit for converting the DC voltage output from the booster circuit into an AC voltage, and
A control unit that controls the booster circuit and the inverter circuit, and repeatedly measures the input current and input voltage of the booster circuit while changing the duty ratio of the booster circuit to obtain the IV curve of the solar cell. A control unit capable of executing a plurality of measurement processes having different combinations of the input current and the duty ratio at which the input voltage of the solar cell is measured, and a control unit for measuring.
With
The control unit acquires a predetermined parameter whose value changes according to the specifications of the solar cell, and based on the acquired parameter, from among the plurality of measurement processes, the IV curve of the solar cell. It is configured to be able to select and execute the measurement process suitable for the measurement.
A power conditioner that features that.
前記制御部は、
前記所定のパラメータとして、前記昇圧回路のデューティ比を前記太陽電池の開放電圧に相当するデューティ比の理論値まで上昇させたときの前記昇圧回路の入力電圧を取得する取得処理と、
前記取得処理により取得された入力電圧が閾値以下である場合には、前記第1計測処理を実行し、そうではない場合には、前記第2計測処理を実行する選択実行処理と、
を実行可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。 The plurality of measurement processes include a first measurement process and a second measurement process in which the interval between duty ratios below a predetermined value at which the input current and input voltage of the booster circuit are measured is wider than that of the first measurement process. NS,
The control unit
As the predetermined parameters, acquisition processing for acquiring the input voltage of the booster circuit when the duty ratio of the booster circuit is raised to the theoretical value of the duty ratio corresponding to the open circuit voltage of the solar cell, and
If the input voltage acquired by the acquisition process is equal to or less than the threshold value, the first measurement process is executed, and if not, the second measurement process is executed.
Is configured to be executable,
The power conditioner according to claim 1.
前記制御部は、
前記所定のパラメータとして、前記昇圧回路の入力電圧が前記太陽電池の最大動作電圧以上の電圧である場合における前記昇圧回路の動作モードを取得する取得処理と、
前記取得処理により取得された動作モードが電流不連続モードである場合には、前記第1計測処理を実行し、そうではない場合には、前記第2計測処理を実行する選択実行処理と、
を実行可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。 The plurality of measurement processes include a first measurement process and a second measurement process in which the interval between duty ratios below a predetermined value at which the input current and input voltage of the booster circuit are measured is wider than that of the first measurement process. NS,
The control unit
As the predetermined parameters, an acquisition process for acquiring the operation mode of the booster circuit when the input voltage of the booster circuit is equal to or higher than the maximum operating voltage of the solar cell, and
If the operation mode acquired by the acquisition process is the current discontinuous mode, the first measurement process is executed, and if not, the second measurement process is executed.
Is configured to be executable,
The power conditioner according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のパワーコンディショナ。 The predetermined value is a theoretical value of a duty ratio corresponding to the open circuit voltage of the solar cell.
The power conditioner according to claim 2 or 3.
所定の第1要求を受信したときに、前記昇圧回路に対するMPPT制御を中止し、前記所定のパラメータを取得してから、所定の第2要求の受信を待機する待機状態に移行し、
前記待機状態への移行後に前記第2要求を受信したときに、取得した前記パラメータに基づき、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を前記複数の計測処理の中から選択して実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。 The control unit
When the predetermined first request is received, the MPPT control for the booster circuit is stopped, the predetermined parameter is acquired, and then the state shifts to the standby state of waiting for the reception of the predetermined second request.
When the second request is received after the transition to the standby state, a measurement process suitable for measuring the IV curve of the solar cell is selected from the plurality of measurement processes based on the acquired parameters. To execute
The power conditioner according to claim 1.
所定の第1要求を受信したときに、前記昇圧回路に対するMPPT制御を中止して、所定の第2要求の受信を待機する待機状態に移行し、
前記待機状態への移行後に前記第2要求を受信したときに、前記所定のパラメータを取得し、取得した前記パラメータに基づき、前記太陽電池のI−Vカーブの計測に適した計測処理を前記複数の計測処理の中から選択して実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。 The control unit
When the predetermined first request is received, the MPPT control for the booster circuit is stopped, and the state shifts to the standby state of waiting for the reception of the predetermined second request.
When the second request is received after the transition to the standby state, the predetermined parameters are acquired, and based on the acquired parameters, a plurality of measurement processes suitable for measuring the IV curve of the solar cell are performed. Select and execute from the measurement processing of
The power conditioner according to claim 1.
前記太陽電池の出力を昇圧するための、デューティ比の増加に伴って動作モードが電流不連続モードから電流連続モードに変化し得る昇圧回路と、
前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ回路と、
前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記昇圧回路を制御することで前記昇圧回路の入力電圧とデューティ比との対応関係を取得し、取得した対応関係から前記昇圧回路の動作モードが切り替わるデューティ比である境界デューティ比を特定する特定処理と、
前記昇圧回路のデューティ比を変化させつつ前記昇圧回路の入力電流及び入力電圧を繰り返し測定することで前記太陽電池のI−Vカーブを計測する計測処理であって、デューティ比が最低デューティ比から前記特定処理により特定された前記境界デューティ比までの間は、デューティ比が前記境界デューティ比以上である場合よりも入力電流及び入力電圧を粗く測定する計測処理と、
を実行可能に構成されている、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。 A power conditioner that has the function of measuring the IV curve of a solar cell.
A booster circuit for boosting the output of the solar cell, which can change the operation mode from the current discontinuous mode to the current continuous mode as the duty ratio increases.
An inverter circuit for converting the DC voltage output from the booster circuit into an AC voltage, and
A control unit that controls the booster circuit and the inverter circuit,
With
The control unit
By controlling the booster circuit, the correspondence between the input voltage of the booster circuit and the duty ratio is acquired, and the boundary duty ratio, which is the duty ratio at which the operation mode of the booster circuit is switched from the acquired correspondence, is specified. When,
It is a measurement process for measuring the IV curve of the solar cell by repeatedly measuring the input current and the input voltage of the booster circuit while changing the duty ratio of the booster circuit, and the duty ratio is the lowest duty ratio. Until the boundary duty ratio specified by the specific process, the measurement process for measuring the input current and input voltage coarser than when the duty ratio is equal to or greater than the boundary duty ratio, and the measurement process.
Is configured to be executable,
A power conditioner that features that.
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