JP7019165B2 - パワーコンディショナ及びその送出電力制御方法 - Google Patents
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Description
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、発電所等で発電された電力を需要者に供給する商用系統電源SPSと連系して動作する連系動作を行う。この連系動作において、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、太陽電池パネル2で発電される発電電力及び蓄電池3から放電される放電電力を用いて商用電源SPSに送出する送出電力を生成する。
M=(Pg*/Ppv)-1・・・(1)
乗算器45は、発電電流Ipvと充放電係数Mとの積を充放電電流指令値Is*として出力する。この充放電電流指令値Is*は(2)式によって表される。
Is*=M*Ipv・・・(2)
Is*=((Pg*/Ppv)-1)Ipv
=(Pg*/Vi×Ipv)Ipv-Ipv)
=Pg*/Vi-Ipv
=(Vo×Io)/Vi-Ipv ・・・(3)
ここで、送出電圧Voと発電電圧Viは、同じ直流バスW1の電圧であり、同電圧である。また、送出電流Ioは、発電電流Ipvと充放電電流Isの合計値である。このようなことから(3)式は(4)式のように変形することができる。
Is*=(Vi×(Ipv-Is))/Vi-Ipv
=Ipv-Is-Ipv
=Is ・・・(4)
図6及び図7に示すように、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1は、発電電力Ppvが送出可能電力よりも上回っている期間は、余剰となった発電電力を蓄電池3に充電する(タイミングT10~T11、T20~T21)。そして、太陽電池パネル2の発電電力Ppvが送出可能電力を下回った場合には、タイミングT10~T11(又はタイミングT20~T21)で蓄電池3に充電した電力を放電することにより発電電力Ppvと送出可能電力との差分を埋め合わせる(タイミングT11~T12、T21~T22)。さらに、実施の形態1にかかるパワーコンディショナ1では、太陽電池パネル2の発電が行われていない期間であっても、蓄電池3に放電可能な電力が残っていれば、送出可能電力以下の放電能力で蓄電池3を放電させる(タイミングT12~T13、T22~T23)。
2 太陽電池パネル
3 蓄電池
11、12 逆流防止ダイオード
13 最大電力点追従制御部
14 単方向直流/交流コンバータ
15 単方向直流/直流コンバータ
16 インバータ
21 コンバータ制御部
22 双方向直流/直流コンバータ
31、33 電流検出部
32、34 電圧検出部
41 発電電力算出部
42 ローパスフィルタ
43 除算器
44 加算器
45 乗算器
51 PWM制御部
52 直流/直流コンバータ
N1 分岐点
W1 直流バス
W2 分岐直流バス
SPS 商用電源
Ipv 発電電流
Vi 発電電圧
Io 送出電流
Vo 送出電圧
Is 充放電電流
Is* 充放電電流指令値
Isps* 送出電流指令値
Pg* 出力制御指令値
Ppv 発電電力
M 充放電係数
Claims (4)
- 太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、
前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、
前記分岐点よりも前記太陽電池パネル寄りの前記直流バスから発電電流及び発電電圧を検出して充放電電流指令値を生成するコンバータ制御部と、
前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、前記充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、
送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、
前記分岐点よりも前記単方向直流/交流コンバータ寄りの前記直流バスから送出電流及び送出電圧を検出して前記送出電流指令値を生成する最大電力点追従制御部と、を有し、
前記コンバータ制御部は、外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量で前記蓄電装置に充放電を行わせる前記充放電電流指令値を生成し、
前記最大電力点追従制御部は、前記太陽電池パネルが出力する電流と電圧との関係を示す最大電力点をプロットした出力特性曲線を参照して、前記送出電圧において前記最大電力点となる電流を算出し、算出した電流値と前記送出電圧とに基づき前記太陽電池パネルの最大発電電力を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定されていない場合、前記送出交流電力が前記最大発電電力となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定され、かつ、前記最大発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合、検出した前記送出電圧において前記送出交流電力が前記送出可能電力以下となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定され、かつ、前記最大発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合、検出した前記送出電圧において前記送出交流電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出するパワーコンディショナ。 - 前記コンバータ制御部は、
前記発電電流及び前記発電電圧に基づき前記発電電力を算出する発電電力演算部と、
前記送出可能電力と前記発電電力との比を示す電力比率を算出する電力比率算出部と、
前記電力比率から1を引いて充放電係数を算出する充放電係数算出部と、
前記発電電流と前記充放電係数との積を前記充放電電流指令値として出力する充放電電流指令値算出部と、を有する請求項1に記載のパワーコンディショナ。 - 前記分岐点より前記分岐点よりも前記単方向直流/直流コンバータ寄りの前記直流バス上に前記系統電源から前記蓄電装置への電流の流入を防止する逆流防止部を有する請求項1又は2に記載のパワーコンディショナ。
- 太陽電池パネルで発電された発電電力を伝達する直流バスと、
前記直流バス上に設けられる分岐点から分岐される分岐直流バスと、
前記分岐直流バスと蓄電装置との間に設けられ、充放電電流指令値に応じた電流量で、前記蓄電装置の充放電を行う双方向直流/直流コンバータと、
送出電流指令値に基づき前記直流バスから与えられる送出直流電力を系統電源に与える送出交流電力に変換する単方向直流/交流コンバータと、を有するパワーコンディショナの送出電力制御方法であって、
外部から与えられる出力制御指令値により指定される送出可能電力と前記発電電力とに基づき、前記送出可能電力に対する前記発電電力の余剰電力又は不足電力を算出して、前記余剰電力又は前記不足電力に相当する電流量に基づき前記充放電電流指令値を算出し、
前記太陽電池パネルが出力する電流と電圧との関係を示す最大電力点をプロットした出力特性曲線を参照して、前記分岐点よりも前記単方向直流/交流コンバータ寄りの前記直流バスから検出した送出電圧において前記最大電力点となる電流を算出し、算出した電流値と前記送出電圧とに基づき前記太陽電池パネルの最大発電電力を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定されていない場合、前記送出交流電力が前記最大発電電力となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定され、かつ、前記最大発電電力が前記送出可能電力よりも大きい場合、検出した前記送出電圧において前記送出交流電力が前記送出可能電力以下となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出し、
前記出力制御指令値による前記送出可能電力が指定され、かつ、前記最大発電電力が前記送出可能電力よりも小さい場合、検出した前記送出電圧において前記送出交流電力が前記送出可能電力以下かつ前記発電電力以上となる前記送出電流を送出可能な前記送出電流指令値を算出するパワーコンディショナの送出電力制御方法。
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