JP7225060B2 - 電源システム、電力変換装置、および制御方法 - Google Patents
電源システム、電力変換装置、および制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7225060B2 JP7225060B2 JP2019156129A JP2019156129A JP7225060B2 JP 7225060 B2 JP7225060 B2 JP 7225060B2 JP 2019156129 A JP2019156129 A JP 2019156129A JP 2019156129 A JP2019156129 A JP 2019156129A JP 7225060 B2 JP7225060 B2 JP 7225060B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power
- output
- unit
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
本発明は、電源システム、電力変換装置、および制御方法に関するものである。
太陽電池ストリングの出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータのような電圧変換部を用いて調整することにより、出力電力を最大化させる最大電力点追従制御が知られている。また、太陽電池による発電システムでは、複数の太陽電池ストリングそれぞれの出力電圧を調整する複数の電圧変換部を並列に接続して出力することが知られている（特許文献１参照）。
並列に接続された複数の電圧変換部を介して出力される電力の最大化が望まれている。
従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、並列に接続された複数の電圧変換部を介して出力される電力を最大化する電源システムを提供することにある。
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電源システムは、
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるように、それぞれ調整する複数の第１電圧変換部と、
前記複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部と、
前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるように、それぞれ調整する複数の第１電圧変換部と、
前記複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部と、
前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
上述した諸課題を解決すべく、第２の観点による電力変換装置は、
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整する複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部を介して入力する電力の電圧を調整して出力するとともに、前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整する複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部を介して入力する電力の電圧を調整して出力するとともに、前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
例えば、本発明の第３の観点として実現させた制御方法は、
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整する複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部を介して入力する電力の電圧を調整して出力するとともに、前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部を制御する制御方法であって、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を調整し、
前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、
算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整する複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部を介して入力する電力の電圧を調整して出力するとともに、前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部を制御する制御方法であって、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を調整し、
前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、
算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する。
上記のように構成された本開示に係る電源システムによれば、並列に接続された複数の電圧変換部を介して出力される電力が最大化され得る。
以下、一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、一実施形態に係る電源システム１０は、複数の第１電圧変換部１１、第１制御部１２、接続部１３、および電力変換装置１４を有している。図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は、電力の流れを示す。また、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。
複数の第１電圧変換部１１は、複数の発電部１５それぞれに接続されている。本実施形態において、３台の第１電圧変換部１１が電源システム１０に設けられているが、３台に限定されない。なお、発電部１５は、例えば、太陽電池ストリングである。発電部１５は、周囲の環境の変化に応じて、最大電力点が変動してよい。最大電力点は、発電部１５の出力電力である発電電力を最大化させる電圧値および電流値の組合せである。
第１電圧変換部１１は、例えば、スイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。第１電圧変換部１１は、内部に有するスイッチに供給される方形波のデューティー比を変更することによって、入力電力または出力電力の電圧値を調整可能である。第１電圧変換部１１は、昇圧型、降圧型、または昇降圧型の従来公知のＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。第１電圧変換部１１は、非絶縁型または絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。本実施形態において、第１電圧変換部１１は、図２に示すように、非絶縁型の昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。
図２に示す、非絶縁型の昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである第１電圧変換部１１は、第１ＦＥＴ２５、第２ＦＥＴ２６、第３ＦＥＴ２７、第４ＦＥＴ２８、第１ダイオード２９、第２ダイオード３０、第３ダイオード３１、第４ダイオード３２、第１キャパシタ３３、第のキャパシタ３４、およびコイル３５を有する。
第１ＦＥＴ２５および第２ＦＥＴ２６は、発電部１５の正極および負極の間においてソースが負極側に向くように直列に接続されている。第２ＦＥＴおよび発電部１５の間においてＧＮＤに接続されている。第１ダイオード２９は、カソードが第１ＦＥＴ２５のドレイン側に向くように、第１ＦＥＴ２５に並列に接続されている。第２ダイオード３０は、カソードが第２ＦＥＴ２６のドレイン側に向くように、第２ＦＥＴ２６に並列に接続されている。第１キャパシタ３３は、第１ＦＥＴ２５および第２ＦＥＴ２６に並列に接続されている。
第３ＦＥＴ２７のドレインは接続部１３に接続されている。第３ＦＥＴ２７のソースは第４のＦＥＴ２８ドレインに接続されている。第４ＦＥＴ２８のソースはＧＮＤに接続されている。第３ダイオード３１は、カソードが第３ＦＥＴ２７のドレイン側に向くように、第３ＦＥＴ２７に並列に接続されている。第４ダイオード３２は、カソードが第４ＦＥＴ２８のドレイン側に向くように、第４ＦＥＴ２８に並列に接続されている。第２キャパシタ３４は、第３ＦＥＴ３１および第４ＦＥＴ３２に並列に接続されている。コイル３５は、第１ＦＥＴ２５および第３ＦＥＴ２７それぞれのソースに接続されている。
第１電圧変換部１１は、本実施形態においては、後述する、第１制御部１２の制御により、自身に接続されている発電部１５の出力電力の電圧値、言い換えると自身への入力電力の電圧値を調整する。第１電圧変換部１１は、自身に接続されている発電部１５の出力電圧の電圧値を、後述する、第１制御部１２の最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるように、調整する。
第１制御部１２は、１又は複数のプロセッサを含む。プロセッサには、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサが含まれる。専用のプロセッサには、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が含まれる。プロセッサには、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ； Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）が含まれる。ＰＬＤには、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）が含まれる。第１制御部１２は、一つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）、及びＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）のいずれかであってよい。
第１制御部１２は、複数の発電部１５それぞれに対して設けられている電流センサ１６および電圧センサ１７から、それぞれの発電部１５の出力電力の電流値および電圧値を取得する。なお、複数の発電部１５の出力電力の電圧は、第１電圧変換部１１に調整された電圧値である。また、第１制御部１２は、接続部１３および電力変換装置１４の間に設けられている電流センサ１８および電圧センサ１９から、接続部１３の電流値および電圧値を取得する。
第１制御部１２は、第１電圧変換部１１が有するスイッチに方形波を出力する。第１制御部１２は、第１電圧変換部１１の回路構成に応じて、単一または複数のスイッチそれぞれに供給する方形波のデューティー比を変更する。第１制御部１２は、方形波のデューティー比を変更することにより、第１電圧変換部１１の入力電力または出力電力の電圧値を調整する。
例えば、図２に示す非絶縁型の昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである第１電圧変換部１１に対する電圧の調整を、以下に説明する。
発電部１５から第１電圧変換部１１に入力される電圧を昇圧する場合、第１制御部１２は、第１ＦＥＴ２５をＯＮに且つ第２ＦＥＴ２６をＯＦＦに維持したまま、第３ＦＥＴ２７および第４ＦＥＴ２８のＯＮおよびＯＦＦを交互に切替える。昇圧比が大きくなるほど、第１制御部１２は第４ＦＥＴ２８のデューティー比を高める。昇圧比が１に近づくほど、第１制御部１２は第３ＦＥＴ２７のデューティー比を高める。
発電部１５から第１電圧変換部１１に入力される電圧を降圧する場合、第１制御部１２は、第３ＦＥＴ２７をＯＮに且つ第４ＦＥＴ２８をＯＦＦに維持したまま、第１ＦＥＴ２５および第２ＦＥＴ２６のＯＮおよびＯＦＦを交互に切替える。降圧比が大きくなるほど、第１制御部１２は第２ＦＥＴ２６のデューティー比を高める。降圧比が１に近づくほど、第１制御部１２は第１ＦＥＴ２５のデューティー比を高める。
発電部１５から第１電圧変換部１１に入力される電圧を維持して出力する場合、第１制御部１２は、第１ＦＥＴ２５および第３ＦＥＴ２７をＯＮに且つ第２ＦＥＴ２６および第４ＦＥＴ２８をＯＦＦに維持する。
本実施形態において、第１制御部１２は、少なくとも電圧センサ１７が検出する電圧値に基づいて、フィードバック制御を行い、第１電圧変換部１１の入力電力の電圧値を調整する。
第１制御部１２は、複数の発電部１５それぞれの電流値および電圧値に基づいて、複数の第１電圧変換部１１それぞれに対して、最大電力点追従制御を行わせる。第１制御部１２は、複数の発電部１５それぞれの電流値および電圧値を乗じることによりそれぞれの出力電力を算出する。第１制御部１２は、複数の発電部１５それぞれの出力電力を最大化する電圧値に合わせるようにフィートバック制御を行うことにより、最大電力点追従制御を行う。
最大電力点追従制御は、例えば、電力が増加する方向に電圧を変化させることにより最大電力を探索する山登り法によって行われてよい。または、最大電力点追従制御は、調整可能な最小値から最大値まで電圧を変動させることにより最大電力を探索するスキャン法によって行われてよい。または、最大電力点追従制御は、状況に応じていずれかの方法によって行われてよい。
第１制御部１２は、複数の発電部１５それぞれの電圧値および電流値に基づいて、複数の発電部１５それぞれの出力電力を算出する。第１制御部１２は、算出した複数の発電部１５それぞれの出力電力と接続部１３の電圧値とを電力変換装置１４に通知する。第１制御部１２は、接続部１３の電流値を電力変換装置１４に通知してよい。
接続部１３は、複数の第１電圧変換部１１から出力される電力の出力端２０を並列に接続している。
電力変換装置１４は、第２電圧変換部２１および第２制御部２２を有している。
第２電圧変換部２１は、接続部１３に接続されている。第２電圧変換部２１は、例えば、スイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。第２電圧変換部２１は、内部に有するスイッチに供給される方形波のデューティー比を変更することによって、入力電力または出力電力の電圧値を調整可能である。第２電圧変換部２１は、昇圧型、降圧型、または昇降圧型の従来公知のＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。第２電圧変換部２１は、非絶縁型または絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。本実施形態においては、第２電圧変換部２１は、絶縁型の昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。
第２電圧変換部２１は、本実施形態においては、後述する、第２制御部２２の制御により、自身に接続されている接続部１３の電圧、言い換えると自身への入力電力の電圧値を調整可能である。第２電圧変換部２１は、接続部１３から入力させる電流を調整することにより、接続部１３の電圧を調整してよい。
第２電圧変換部２１が調整した電力は、スイッチ２３を介して負荷機器２４に供給される。負荷機器２４は、例えば、照明機器、空調機器、蓄電池などの電力を消費または蓄積する機器である。
第２制御部２２は、１又は複数のプロセッサを含む。プロセッサには、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサが含まれる。専用のプロセッサには、特定用途向けＩＣが含まれる。プロセッサには、プログラマブルロジックデバイスが含まれる。ＰＬＤには、ＦＰＧＡが含まれる。第２制御部２２は、一つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ、及びＳｉＰのいずれかであってよい。
第２制御部２２は、前述のように、第１制御部１２から電力変換装置１４に通知される、複数の発電部１５それぞれの出力電力と、接続部１３の電圧値とを取得する。また、第２制御部２２は、前述のように、第１制御部１２から電力変換装置１４に通知される、接続部１３の電流値を取得してよい。なお、第２制御部２２は、複数の発電部１５それぞれの電圧値および電流値と、接続部１３の電圧値および電流値とを、第１制御部１２を介さずに、電流センサ１６、電圧センサ１７、電流センサ１８、および電圧センサ１９から直接取得してもよい。
第２制御部２２は、第２電圧変換部２１が有するスイッチに方形波を出力する。第２制御部２２は、第２電圧変換部２１の回路構成に応じて、単一または複数のスイッチそれぞれに供給する方形波のデューティー比を変更する。第２制御部２２は、方形波のデューティー比を変更することにより、第２電圧変換部２１の入力電力または出力電力の電圧値を調整する。本実施形態において、第２制御部２２は、電圧センサ１９が検出する電圧値に基づいて、フィードバック制御を行い、接続部１３の電圧、言い換えると第２電圧変換部２１の入力電力の電圧値を調整する。
第２制御部２２は、接続部１３における電力を複数の発電部１５の出力電力の合計値に近付けるように、接続部１３の電圧を、第２電圧変換部２１に調整させる。第２制御部２２は、例えば、以下に説明するように、算出する指令値に基づいて、または実測の電力に基づいて、接続部１３の電圧を調整させる。なお、第２制御部２２は、状況に応じて、算出した指令値に基づく調整、または実測した電力に基づく調整を行ってよい。例えば、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１による電圧調整の開始時に、算出した指令値に基づく調整を行い、以後に実測した電力に基づく調整を行ってよい。
算出した指令値に基づく調整において、第２制御部２２は、複数の発電部１５それぞれの出力電力の電圧値を、当該それぞれの出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出する。例えば、３台の発電部１５の電圧値がそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、電流値がそれぞれＩ１、Ｉ２、Ｉ３である場合、指令値は、{（Ｉ１×Ｖ１）×Ｖ１＋（Ｉ２×Ｖ２）×Ｖ２＋（Ｉ３×Ｖ３）×Ｖ３}／（Ｉ１×Ｖ１＋Ｉ２×Ｖ２＋Ｉ３×Ｖ３）によって算出される。第２制御部２２は、例えば、第１制御部１２から通知される接続部１３の実測の電圧値を、指令値に合わせるように第２電圧変換部２１を制御する。
実測した電力に基づく調整において、第２制御部２２は、接続部１３の電圧を変動させながら、複数の発電部１５の出力電力の合計値および接続部１３の電力を取得する。第２制御部２２は、例えば、第１制御部１２から通知される複数の発電部１５それぞれの電圧値および電流値を乗じることによりそれぞれの出力電力を算出して、合計することにより合計値を取得してよい。第２制御部２２は、第１制御部１２から通知される接続部１３の電圧値および電流値を乗じることにより、接続部１３の電力を取得してよい。第２制御部２２は、接続部１３の電力と複数の発電部１５の出力電力の合計値とを繰返し比較することにより、接続部１３の電力を当該合計値に最も近づけるように、第２電圧変換部２１を制御する。
第２制御部２２は、実測した電力に基づく調整において、局所的に接続部１３の電圧を変動させて探索する山登り法を用いてよい。または、第２制御部２２は、実測した電力に基づく調整において、広域的に接続部１３の電圧を変動させて探索するスキャン法を用いてよい。または、第２制御部２２は、状況に応じて、いずれかの方法を適用してよい。
次に、本実施形態において第２制御部２２が実行する、中間リンク電圧調整処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。中間リンク電圧調整処理は、第２制御部２２、第１制御部１２、および少なくとも１つの第１電圧変換部１１が起動するとき、開始する。中間リンク電圧調整処理は、第２制御部２２、第１制御部１２、またはすべての第１電圧変換部１１の駆動が停止するとき、終了する。なお、第２制御部２２が、複数の発電部１５それぞれの電圧値および電流値と、接続部１３の電圧値および電流値とを、第１制御部１２を介さずに取得する構成においては、第１制御部１２の駆動は、中間リンク電圧調整処理の開始条件および停止条件に関わらない。
ステップＳ１００において、第２制御部２２は、発電部１５それぞれの電圧値および電流値と、接続部１３の電圧値とを取得する。取得後、プロセスはステップＳ１０１に進む。
ステップＳ１０１では、第２制御部２２は、ステップＳ１００において取得した発電部１５それぞれの電圧値および電流値に基づいて、指令値を算出する。指令値の算出後、プロセスはステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、第２制御部２２は、ステップＳ１００において取得した接続部１３の実測の電圧値（以後、「実測値」とも言う。）と、ステップＳ１０１において算出した指令値とが実質的に等しいか否かを判別する。実質的に等しいとは、例えば、実測の電圧値が、指令値の±５％以内に含まれることである。実質的に等しい場合、プロセスはステップＳ１０６に進む。実質的に等しくない場合、プロセスはステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、第２制御部２２は、ステップＳ１００において取得した実測値が、ステップＳ１０１において算出した指令値未満であるか否かを判別する。指令値未満である場合、プロセスはステップＳ１０４に進む。指令値未満でない場合、プロセスはステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０４では、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１への入力電流を減少させる制御を行い、接続部１３の電圧を上昇させる。入力電流の減少後、プロセスはステップＳ１００に戻る。
ステップＳ１０５では、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１への入力電流を増加させる制御を行い、接続部１３の電圧を降下させる。入力電流の増加後、プロセスはステップＳ１００に戻る。
ステップＳ１０２において実測値が指令値に実質的に等しい場合に進むステップＳ１０６では、第２制御部２２は、発電部１５それぞれの電圧値および電流値と、接続部１３の電圧値および電流値とを取得する。取得後、プロセスはステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７では、第２制御部２２は、ステップＳ１０７において取得した発電部１５それぞれの電圧値および電流値に基づいて、発電部１５の出力電力の合計値を算出する。また、第２制御部２２は、ステップＳ１０７において取得した接続部１３の電圧値および電流値に基づいて、接続部１３の電力を算出する。さらに、第２制御部２２は、接続部１３の電力を、発電部１５の出力電力の合計値を用いて除すことにより、第１の効率η１を算出する。算出後、プロセスはステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１への入力電流を増加させる制御を行い、接続部１３の電圧を降下させる。入力電流の増加後、プロセスはステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、第２制御部２２は、発電部１５それぞれの電圧値および電流値と、接続部１３の電圧値および電流値とを取得する。取得後、プロセスはステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０では、第２制御部２２は、ステップＳ１０９において取得した発電部１５それぞれの電圧値および電流値に基づいて、発電部１５の出力電力の合計値を算出する。また、第２制御部２２は、ステップＳ１０９において取得した接続部１３の電圧値および電流値に基づいて、接続部１３の電力を算出する。さらに、第２制御部２２は、接続部１３の電力を、発電部１５の出力電力の合計値を用いて除すことにより、第２の効率η２を算出する。算出後、プロセスはステップＳ１１１に進む。
ステップＳ１１１では、第２制御部２２は、ステップＳ１０７において算出した第１の効率η１が、ステップＳ１１０において算出した第２の効率η２より大きいか否かを判別する。大きい場合、プロセスはステップＳ１１２に進む。大きくない場合、プロセスはステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１２では、第２制御部２２は、ステップＳ１０９において取得した接続部１３の電圧値が、調整可能な上限値に達しているか否かを判別する。達している場合、プロセスはステップＳ１１６に進む。達していない場合、プロセスはステップＳ１１３に進む。
ステップＳ１１３では、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１への入力電流を減少させる制御を行い、接続部１３の電圧を上昇させる。入力電流の減少後、プロセスはステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１４では、第２制御部２２は、ステップＳ１０９において取得した接続部１３の電圧値が、調整可能な下限値に達しているか否かを判別する。達している場合、プロセスはステップＳ１１６に進む。達していない場合、プロセスはステップＳ１１５に進む。
ステップＳ１１５では、第２制御部２２は、第２電圧変換部２１への入力電流を増加させる制御を行い、接続部１３の電圧を降下させる。入力電流の増加後、プロセスはステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１６では、第２制御部２２は、第１の効率η１を、第２の効率η２として求めた値に置換する。置換後、プロセスはステップＳ１０９に戻る。
以上のような構成の本実施形態に係る電源システム１０は、接続部１３の電力を複数の発電部１５の出力電力の合計値に近付けるように、接続部１３の電圧を調整する。このような構成により、電源システム１０は、複数の第１電圧変換部１１における合計の変換ロスを最小化し得る。したがって、電源システム１０は、並列に接続した複数の第１電圧変換部１１を介して出力される電力を最大化し得る。
また、本実施形態に係る電源システム１０では、複数の発電部１５それぞれの出力電力の電圧値を、当該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した指令値に接続部１３の電圧を合わせることにより、接続部１３における電力を複数の発電部１５の出力電力の合計値に近付けている。一般的に、並列に接続される複数の発電部１５の発電電力の中で、最大の電力である発電部１５の電圧値から離れた電圧に変換されるほど、第１電圧変換部１１における変換ロスは大きくなる。このような事象に対して、電源システム１０は、いずれの発電部１５の電圧値からの乖離を低減させながら、最大の発電電力となる電圧値に近い、接続部１３の電圧を指令値として算出する。したがって、電源システム１０は、複数の第１電圧変換部１１における合計の変換ロスを低減可能と推定される指令値を簡易に算出して調整するので、迅速に、接続部１３における電力を複数の発電部１５の出力電力の合計値に近付け得る。
また、本実施形態に係る電源システム１０では、接続部１３の電圧を変動させながら、複数の発電部１５の出力電力の合計値および接続部１３の電力を取得して比較することにより、接続部１３の電力を当該合計値に最も近づけるように、第２電圧変換部２１が制御される。したがって、電源システム１０は、接続部１３における電力を複数の発電部１５の出力電力の合計値に、高い精度で近付け得る。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
１０ 電源システム
１１ 第１電圧変換部
１２ 第１制御部
１３ 接続部
１４ 電力変換装置
１５ 発電部
１６ 電流センサ
１７ 電圧センサ
１８ 電流センサ
１９ 電圧センサ
２０ 出力端
２１ 第２電圧変換部
２２ 第２制御部
２３ スイッチ
２４ 負荷機器
２５ 第１ＦＥＴ
２６ 第２ＦＥＴ
２７ 第３ＦＥＴ
２８ 第４ＦＥＴ
２９ 第１ダイオード
３０ 第２ダイオード
３１ 第３ダイオード
３２ 第４ダイオード
３３ 第１キャパシタ
３４ 第２キャパシタ
３５ コイル
１１ 第１電圧変換部
１２ 第１制御部
１３ 接続部
１４ 電力変換装置
１５ 発電部
１６ 電流センサ
１７ 電圧センサ
１８ 電流センサ
１９ 電圧センサ
２０ 出力端
２１ 第２電圧変換部
２２ 第２制御部
２３ スイッチ
２４ 負荷機器
２５ 第１ＦＥＴ
２６ 第２ＦＥＴ
２７ 第３ＦＥＴ
２８ 第４ＦＥＴ
２９ 第１ダイオード
３０ 第２ダイオード
３１ 第３ダイオード
３２ 第４ダイオード
３３ 第１キャパシタ
３４ 第２キャパシタ
３５ コイル
Claims (5)
- 複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるように、それぞれ調整可能な複数の第１電圧変換部と、
前記複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部と、
前記接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電力の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する
電源システム。 - 請求項１に記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記接続部の電圧を変動させながら、前記複数の発電部の出力電力の合計値および前記接続部の電力を取得して比較することにより、前記接続部の電力を該合計値に最も近づけるように、前記第２電圧変換部を制御する
電源システム。 - 請求項１又は２に記載の電源システムにおいて、
前記第２電圧変換部は、前記接続部から入力させる電流を調整することにより、前記接続部の電圧を調整する
電源システム。 - 複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整可能な複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部と、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を前記第２電圧変換部に調整させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電力の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する
電力変換装置。 - 複数の発電部それぞれの出力電圧を最大電力点追従制御に基づく電圧値に合わせるようにそれぞれ調整可能な複数の第１電圧変換部から出力される電力の出力端を並列に接続する接続部の電圧を調整可能な第２電圧変換部を制御する制御方法であって、
前記接続部における電力を前記複数の発電部の出力電力の合計値に近付けるように、前記接続部の電圧を調整し、
前記複数の第１電圧変換部にそれぞれ調整された複数の発電部それぞれの出力電圧の電圧値を、該出力電力の大きさに応じて重み付けした重み付け平均値を、指令値として算出し、
算出した前記指令値に前記接続部の電圧を合わせるように前記第２電圧変換部を制御する
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019156129A JP7225060B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 電源システム、電力変換装置、および制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019156129A JP7225060B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 電源システム、電力変換装置、および制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021033878A JP2021033878A (ja) | 2021-03-01 |
| JP7225060B2 true JP7225060B2 (ja) | 2023-02-20 |
Family
ID=74675928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019156129A Active JP7225060B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 電源システム、電力変換装置、および制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7225060B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014130416A (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Noritz Corp | 系統連系装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6515006B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-05-15 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 太陽光発電システム |
| JP6908452B2 (ja) * | 2017-06-29 | 2021-07-28 | 京セラ株式会社 | 車両用太陽電池の制御装置、車両用太陽電池の制御装置の制御方法及び車両用太陽電池システム |
-
2019
- 2019-08-28 JP JP2019156129A patent/JP7225060B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014130416A (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Noritz Corp | 系統連系装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021033878A (ja) | 2021-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8472222B2 (en) | Method for operating an inverter, and inverter | |
| JP5320144B2 (ja) | 太陽電池の最大出力電力追従制御装置 | |
| US8749215B2 (en) | Switching method to reduce ripple current in a switched-mode power converter employing a bridge topology | |
| JP2012501156A (ja) | 自己最適化効率を有するスイッチング電源 | |
| JP2005235082A (ja) | 最大電力追尾制御方法及び電力変換装置 | |
| US7737669B2 (en) | Hierarchical control for an integrated voltage regulator | |
| KR102308628B1 (ko) | 하이브리드 전력변환 시스템 및 이를 이용하는 최대 효율 결정 방법 | |
| CN111711361B (zh) | 超低输入电压升压变换器及其控制电路和方法 | |
| JP2012501156A5 (ja) | ||
| JP2008269596A (ja) | 光起電性電源から電力を取り出すためのシステム、方法及び装置 | |
| JP6539172B2 (ja) | 電源装置 | |
| US20120098514A1 (en) | Current mode switching regulator and control circuit and control method thereof | |
| US20130082673A1 (en) | Switching device and method of controlling switching device | |
| JP2014158403A (ja) | 電源装置及び制御方法 | |
| US20240348166A1 (en) | Method and Apparatus for Bypass and Shutdown of a Power Device | |
| JP2017059094A (ja) | 太陽電池の昇圧機能付き発電動作点制御回路装置 | |
| JP2013236435A (ja) | 昇降圧ｄｃ／ｄｃコンバータ | |
| JP7225060B2 (ja) | 電源システム、電力変換装置、および制御方法 | |
| US9369074B2 (en) | Electric power supply system | |
| US10819209B2 (en) | Multi-source energy harvester system and power conversion apparatus and method thereof | |
| JP6307334B2 (ja) | 太陽電池制御装置 | |
| JP2004259762A (ja) | 太陽電池を備えた電源システム | |
| JP2017077145A (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御回路、システム電源 | |
| KR101561640B1 (ko) | 고전압 직류-직류 변환기가 필요없는 전력편차처리형 마이크로 컨버터 장치 | |
| JP5052333B2 (ja) | スイッチングレギュレータおよびその制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221025 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230110 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230208 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7225060 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |