JP7281384B2

JP7281384B2 - junction box

Info

Publication number: JP7281384B2
Application number: JP2019195859A
Authority: JP
Inventors: 治也森; 晴雄西山
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: JP2021071750A

Description

本発明は、複数の太陽電池ユニットをパワーコンディショナに接続する接続箱に関する。 The present invention relates to a junction box for connecting a plurality of solar cell units to a power conditioner.

複数の太陽電池ユニットを電力系統連系用パワーコンディショナに接続する接続箱が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。このような接続箱は、複数の太陽電池ユニットによって発電された直流電力を集電して、パワーコンディショナに供給する。例えば、接続箱は、太陽電池ユニットごとに設けられた開閉器および逆流防止ダイオード（電気部品）を備える。 A junction box for connecting a plurality of solar cell units to a power conditioner for power system interconnection is known (see Patent Documents 1 and 2, for example). Such a junction box collects DC power generated by a plurality of solar cell units and supplies it to the power conditioner. For example, the connection box includes a switch and a backflow prevention diode (electric component) provided for each solar cell unit.

特開２０１４－２２５６１４号公報JP 2014-225614 A 特開２０１４－１０７３７０号公報JP 2014-107370 A

（問題点１）
このようなパワーコンディショナとしては、高い変換効率および低コストの観点から、トランスレス方式（非絶縁方式）のパワーコンディショナが多い。トランスレス方式のパワーコンディショナでは、電力系統側と太陽電池側との間が絶縁されていないため、電力系統側が中性点接地されている場合、太陽電池側の正極および負極と大地との間に電位差が生じる（図７）。 (Problem 1)
Many of such power conditioners are transformerless type (non-insulated type) power conditioners from the viewpoint of high conversion efficiency and low cost. In a transformerless power conditioner, the power system side and the solar cell side are not insulated, so if the power system side is grounded at the neutral point, A potential difference occurs between (Fig. 7).

一方、太陽電池ユニットにおける太陽電池パネルのフレームは通常接地されるため、太陽電池パネルの受光面および裏面のガラス基板も大地電位となる。そのため、パワーコンディショナが動作しているときに、太陽電池パネルにおける太陽電池セルとガラス基板との間に一定の電位が掛かる。そのため、電位の大きさまたは極性によっては、太陽電池セルに腐食、または発電性能低下等の悪影響が生じる恐れがある。 On the other hand, since the frame of the solar cell panel in the solar cell unit is normally grounded, the glass substrates on the light-receiving surface and the back surface of the solar cell panel are also grounded. Therefore, a constant potential is applied between the solar cells and the glass substrate in the solar panel when the power conditioner is operating. Therefore, depending on the magnitude or polarity of the potential, adverse effects such as corrosion or deterioration in power generation performance may occur in the solar cells.

また、電位の大きさまたは極性によっては、経年変化により、太陽電池パネルの絶縁抵抗が低下したり、太陽電池パネルの浮遊容量が増加したりする。すると、トランスレス方式のパワーコンディショナの場合、地絡電流が発生し、分電盤における漏電ブレーカが作動する恐れがある。 In addition, depending on the magnitude or polarity of the potential, the insulation resistance of the solar cell panel may decrease or the stray capacitance of the solar cell panel may increase over time. Then, in the case of a transformerless power conditioner, a ground fault current may occur, and an earth leakage breaker in the distribution board may operate.

この点に関し、本願発明者らは、接続箱に絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータを設けることにより、電力系統側と太陽電池側との間を絶縁し、ＤＣ－ＤＣコンバータにおける太陽電池側の正極または負極を接地することを考案する。 In this regard, the inventors of the present application provide an insulation type DC-DC converter in the junction box to insulate between the power system side and the solar cell side, and Consider grounding the negative pole.

これにより、トランスレス方式のパワーコンディショナの場合であっても、太陽電池パネルにおける太陽電池セルとガラス基板との間に電位が掛からず、太陽電池セルに腐食、または発電性能低下等の悪影響が生じることを防止することができる。 As a result, even in the case of a transformerless power conditioner, no potential is applied between the solar cells and the glass substrate in the solar panel, and adverse effects such as corrosion of the solar cells and deterioration of power generation performance occur. can be prevented from occurring.

また、経年変化による、太陽電池アレイの絶縁抵抗の低下、および太陽電池アレイの浮遊容量の増加を防止することができ、また、もしこの現象が生じても、電力系統側と太陽電池側との間がＤＣ－ＤＣコンバータにより絶縁されるため、トランスレス方式のパワーコンディショナの場合であっても、地絡電流が発生せず、分電盤における漏電ブレーカの不必要な作動を防止できる。 In addition, it is possible to prevent a decrease in the insulation resistance of the solar cell array and an increase in the stray capacitance of the solar cell array due to aging. Since the DC-DC converter insulates between them, even in the case of a transformerless power conditioner, ground fault current does not occur and unnecessary operation of the earth leakage breaker in the distribution board can be prevented.

（問題点２）
ところで、一般住宅用に普及している太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナの定格電力は４ｋＷ程度である。本願発明者らは、小型化および低コスト化の観点から、一般住宅用に普及している太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナの定格電力に適用する絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータを備える接続箱を考案する。しかし、それ以上の定格電力の太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナもあり、本願発明者らの考案の接続箱が、このような定格電力を超える太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナに適用されることも予想される。 (Problem 2)
By the way, the rated power of solar cell units and power conditioners that are widely used in ordinary homes is about 4 kW. From the viewpoint of miniaturization and cost reduction, the inventors of the present application have devised a junction box equipped with an insulated DC-DC converter applicable to the rated power of solar cell units and power conditioners that are widely used in general households. do. However, there are solar cell units and power conditioners with higher rated power, and it is expected that the junction box devised by the inventors of the present application will be applied to such solar cell units and power conditioners that exceed the rated power. be done.

ＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力電力よりも、太陽電池ユニットの発電電力およびパワーコンディショナの定格出力電力が大きい場合、パワーコンディショナは、最大電力点追従（Maximum Power Point Tracking：以下ではＭＰＰＴということもある。）機能により、ＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力電力を超える電力（電流）をＤＣ－ＤＣコンバータから取り出そうとする場合がある。
また、太陽電池ユニットの発電電力及びパワーコンディショナの定格電力がＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力と同等以下の場合であっても、周囲温度の上昇等によりＤＣ－ＤＣコンバータの温度が上昇した場合には、さらなる温度上昇を防ぐため、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力を定格出力電力以下に抑制することが必要になる場合がある。
このような場合にＤＣ－ＤＣコンバータの運転を停止させると、太陽電池ユニットの発電電力のすべてが無駄になる。 When the power generated by the solar cell unit and the rated output power of the power conditioner are greater than the rated output power of the DC-DC converter, the power conditioner uses Maximum Power Point Tracking (MPPT). Yes.) Depending on the function, there are cases where power (current) exceeding the rated output power of the DC-DC converter is attempted to be extracted from the DC-DC converter.
Even if the power generated by the solar cell unit and the rated power of the power conditioner are equal to or less than the rated output of the DC-DC converter, if the temperature of the DC-DC converter rises due to a rise in the ambient temperature, etc. In order to prevent further temperature rise, it may be necessary to suppress the output of the DC-DC converter below the rated output power.
If the operation of the DC-DC converter is stopped in such a case, all the electric power generated by the solar cell unit will be wasted.

（問題点３）
また、太陽光発電システムでは、電力系統の需給調整または電力系統への逆潮流防止等のために、出力の抑制が必要な場合がある。この点に関し、出力抑制機能を備えるパワーコンディショナがある。このような出力抑制対応のパワーコンディショナでは、出力の抑制が必要な場合にはＭＰＰＴ制御を解除し、動作点を太陽電池ユニットの最大電力点からずらし、出力電力を必要量だけ抑制する。 (Problem 3)
Moreover, in the photovoltaic power generation system, it may be necessary to suppress the output in order to adjust the supply and demand of the electric power system, prevent reverse power flow to the electric power system, or the like. Regarding this point, there are power conditioners that have an output suppression function. Such a power conditioner capable of suppressing output cancels MPPT control when it is necessary to suppress the output, shifts the operating point from the maximum power point of the solar cell unit, and suppresses the output power by the required amount.

しかし、このような出力抑制機能を備えないパワーコンディショナも存在する。このような出力抑制非対応のパワーコンディショナでは、出力電力を必要量だけ抑制することができず、動作を停止させる必要がある。この場合、太陽電池ユニットの発電電力の全てが無駄になってしまう。 However, there are power conditioners that do not have such an output suppression function. In such a power conditioner that does not support output suppression, the output power cannot be suppressed by the required amount, and it is necessary to stop the operation. In this case, all the power generated by the solar cell unit is wasted.

そこで、本発明は、上記の課題を解決するために、絶縁機能および出力電力制限機能を有する接続箱を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a junction box having an insulation function and an output power limiting function in order to solve the above problems.

本発明に係る接続箱は、複数の太陽電池ユニットを、最大電力点追従機能を有するパワーコンディショナに接続する接続箱であって、前記複数の太陽電池ユニットからの直流電力を集電して、前記パワーコンディショナに供給する電気部品と、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータと、を備える。前記絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータは、集電された前記複数の太陽電池ユニットからの直流電力を交流電力に変換するＤＣ－ＡＣコンバータと、前記ＤＣ－ＡＣコンバータからの交流電力を絶縁するトランスと、前記トランスからの交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＡＣコンバータおよび前記ＡＣ－ＤＣコンバータのうちの少なくとも何れかを制御することにより、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御回路と、を備える。前記制御回路は、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの入力電圧に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧を決定するとともに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流が第一の電流を超える場合、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流が前記第一の電流を超えた量に応じて前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧を減少させ、前記第一の電流より大きい第二の電流において前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力が最大となるように制御することにより、前記パワーコンディショナを前記第二の電流で動作させて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流を前記第二の電流に制限する。 A junction box according to the present invention is a junction box for connecting a plurality of solar cell units to a power conditioner having a maximum power point tracking function, collecting DC power from the plurality of solar cell units, An electrical component that supplies the power conditioner and an isolated DC-DC converter are provided. The isolated DC-DC converter includes a DC-AC converter that converts collected DC power from the plurality of solar cell units into AC power, and a transformer that isolates the AC power from the DC-AC converter. and controlling the DC-DC converter by controlling at least one of an AC-DC converter that converts AC power from the transformer into DC power, and the DC-AC converter and the AC-DC converter. and a control circuit. The control circuit determines the output voltage of the DC-DC converter according to the input voltage of the DC-DC converter, and when the output current of the DC-DC converter exceeds a first current, the DC-DC reducing the output voltage of the DC-DC converter in accordance with the amount by which the output current of the converter exceeds the first current, and the output power of the DC-DC converter is reduced at a second current greater than the first current; By controlling to maximize, the power conditioner is operated with the second current, and the output current of the DC-DC converter is limited to the second current.

本発明によれば、絶縁機能および出力電力制限機能を有する接続箱を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the junction box which has an insulation function and an output power limitation function can be provided.

本実施形態に係る接続箱を備える太陽光発電システムの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a photovoltaic power generation system provided with a joint box concerning this embodiment. 太陽電池ユニットのＩ－Ｖ特性の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of IV characteristics of a solar cell unit; 太陽電池ユニットのＰ－Ｖ特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of PV characteristics of a solar cell unit; ＤＣ－ＤＣコンバータのＶ－Ｉ特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of VI characteristics of a DC-DC converter; ＤＣ－ＤＣコンバータのＶ－Ｉ特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of VI characteristics of a DC-DC converter; ＤＣ－ＤＣコンバータのＰ－Ｖ特性の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of PV characteristics of a DC-DC converter; 従来の接続箱を備える太陽光発電システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the photovoltaic power generation system provided with the conventional junction box.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。 An example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. Also, for convenience, hatching, member numbers, etc. may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to.

（太陽光発電システム）
図１は、本実施形態に係る接続箱を備える太陽光発電システムの一例を示す図である。図１に示す太陽光発電システム１は、複数の太陽電池ユニット２０と、本実施形態に係る接続箱１０と、パワーコンディショナ３０とを備える。 (Solar power system)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a photovoltaic power generation system including a junction box according to this embodiment. A solar power generation system 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of solar cell units 20 , a junction box 10 according to this embodiment, and a power conditioner 30 .

太陽電池ユニット２０の各々は、例えば、アレイ状に配列された複数の太陽電池パネルを含む。太陽電池パネルの各々は、例えば、２次元状に配列された複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルの受光面および裏面を保護するガラス基板と、封止材と、フレームとから構成される。また、太陽電池ユニット２０の各々は、逆流防止ダイオードを含んでいてもよい。 Each of the solar cell units 20 includes, for example, a plurality of solar cell panels arranged in an array. Each of the solar panels includes, for example, a plurality of solar cells arranged two-dimensionally, a glass substrate that protects the light-receiving surfaces and back surfaces of the plurality of solar cells, a sealing material, and a frame. be. Moreover, each of the solar cell units 20 may include a backflow prevention diode.

接続箱１０は、複数の太陽電池ユニット２０をパワーコンディショナ３０に接続する。具体的には、接続箱１０は、複数の太陽電池ユニット２０によって発電された直流電力を集電して、パワーコンディショナ３０に供給する。接続箱１０は、太陽電池ユニット２０ごとに設けられた開閉器１１および逆流防止ダイオード１２（電気部品）を備えていてもよい。接続箱の詳細は後述する。 Junction box 10 connects a plurality of solar cell units 20 to power conditioner 30 . Specifically, the connection box 10 collects DC power generated by the plurality of solar cell units 20 and supplies the power conditioner 30 with the DC power. Junction box 10 may include switch 11 and backflow prevention diode 12 (electrical component) provided for each solar cell unit 20 . Details of the connection box will be described later.

接続箱１０は、更に、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００と地絡検出回路２００とを備えていてもよい。ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の入力側の負極は、抵抗器２１０，２２０の直列回路を介して接地されている。 The junction box 10 may further include an insulated DC-DC converter 100 and a ground fault detection circuit 200 . The negative input side of the DC-DC converter 100 is grounded via a series circuit of resistors 210 and 220 .

パワーコンディショナ３０は、複数の太陽電池ユニット２０によって発電された直流電力を、商用電力系統に連系する。パワーコンディショナ３０は、複数の太陽電池ユニット２０からの直流電力を蓄電する蓄電器（図示省略）と、昇圧回路３１と、ＤＣ－ＡＣコンバータ３２と、電力系統連系のための各種電気回路３３とを備える。昇圧回路３１は、複数の太陽電池ユニット２０からの直流電力を昇圧する。ＤＣ－ＡＣコンバータ３２および電気回路３３は、昇圧された直流電力を、商用電力と同様の交流電力に変換する。変換された交流電力は、分電盤４０を介して商用電力系統に連系される。 The power conditioner 30 connects the DC power generated by the plurality of solar cell units 20 to the commercial power system. The power conditioner 30 includes a power storage device (not shown) that stores DC power from the plurality of solar cell units 20, a booster circuit 31, a DC-AC converter 32, and various electric circuits 33 for power system interconnection. Prepare. The booster circuit 31 boosts the DC power from the plurality of solar cell units 20 . The DC-AC converter 32 and electric circuit 33 convert the boosted DC power into AC power similar to commercial power. The converted AC power is connected to the commercial power system via the distribution board 40 .

パワーコンディショナ３０は、トランスレス方式（非絶縁方式）のパワーコンディショナである。パワーコンディショナ３０は、電力系統側において中性点接地されている。 The power conditioner 30 is a transformerless (non-insulated) power conditioner. The power conditioner 30 is neutral grounded on the power system side.

パワーコンディショナ３０は、最大電力点追従（Maximum Power Point Tracking：以下ではＭＰＰＴということもある。）機能を有する。図２は、太陽電池ユニットのＩ－Ｖ特性の一例を示す図であり、図３は、太陽電池ユニットのＰ－Ｖ特性の一例を示す図である。ＭＰＰＴ機能とは、出力電力を最大化できる最適動作点、すなわち太陽電池ユニットの最大電力点（例えば、図２および図３に示すＰｍａｘ）に追従するように動作する機能である。 The power conditioner 30 has a Maximum Power Point Tracking (hereinafter also referred to as MPPT) function. FIG. 2 is a diagram showing an example of IV characteristics of a solar cell unit, and FIG. 3 is a diagram showing an example of PV characteristics of a solar cell unit. The MPPT function is a function that operates so as to follow the optimum operating point that can maximize the output power, that is, the maximum power point (for example, Pmax shown in FIGS. 2 and 3) of the solar cell unit.

ここで、図７は、従来の接続箱を備える太陽光発電システムの一例を示す図である。図７に示す従来の太陽光発電システム１Ｘは、図１に示す本実施形態の太陽光発電システム１と比較して、接続箱１０に代えて接続箱１０Ｘを備える構成で相違する。従来の接続箱１０Ｘは、本実施形態の接続箱１０と比較して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００、抵抗器２１０，２２０を備えておらず、その結果接続箱１０Ｘの入力側と大地との間の電位差が、出力側と大地との間の電位差の影響を受ける点で相違する。この従来の太陽光発電システム１Ｘは、以下の問題点１を有する。 Here, FIG. 7 is a diagram showing an example of a photovoltaic power generation system provided with a conventional junction box. A conventional photovoltaic power generation system 1X shown in FIG. 7 differs from the photovoltaic power generation system 1 of the present embodiment shown in FIG. The conventional junction box 10X does not include the DC-DC converter 100 and the resistors 210 and 220 compared to the junction box 10 of the present embodiment. The difference is that the potential difference is influenced by the potential difference between the output and ground. This conventional photovoltaic power generation system 1X has the following problem 1.

（問題点１）
パワーコンディショナ３０としては、高い変換効率および低コストの観点から、トランスレス方式（非絶縁方式）のパワーコンディショナが多い。トランスレス方式のパワーコンディショナ３０では、電力系統側と太陽電池側との間が絶縁されていないため、電力系統側が中性点接地されている場合、太陽電池側の正極および負極と大地との間に電位差が生じる。 (Problem 1)
Many of the power conditioners 30 are transformerless type (non-insulated type) power conditioners from the viewpoint of high conversion efficiency and low cost. In the transformerless type power conditioner 30, since the power system side and the solar cell side are not insulated, when the power system side is grounded at the neutral point, the positive and negative electrodes of the solar cell side and the earth are not connected. A potential difference is generated between them.

例えば、図７に示すように、電力系統がＡＣ２００Ｖの単相三線式である場合、一例としてパワーコンディショナ３０のＤＣ－ＡＣコンバータ３２のＤＣ側の正極および負極と大地との間の電位差はそれぞれ＋１６５Ｖおよび－１６５Ｖであり、パワーコンディショナ３０の太陽電池側の正極と負極との間の電位差が例えば２３４Ｖの場合、パワーコンディショナ３０の太陽電池側の正極および負極と大地との間の電位差はそれぞれ＋６９Ｖおよび－１６５Ｖである。 For example, as shown in FIG. 7, when the power system is a single-phase three-wire system of AC 200V, as an example, the potential difference between the positive and negative electrodes on the DC side of the DC-AC converter 32 of the power conditioner 30 and the ground is +165 V and −165 V, and the potential difference between the positive and negative electrodes on the solar cell side of the power conditioner 30 is, for example, 234 V, the potential difference between the positive and negative electrodes on the solar cell side of the power conditioner 30 and ground is +69V and -165V, respectively.

一方、太陽電池ユニット２０における太陽電池パネルのフレームは通常接地されるため、太陽電池パネルの受光面および裏面のガラス基板も大地電位となる。そのため、パワーコンディショナ３０が動作しているときに、太陽電池パネルにおける太陽電池セルとガラス基板との間には一定の電位（図７の例では、－１６５Ｖ）が掛かる。電位の大きさまたは極性（例えば、マイナス電位）によっては、太陽電池セルに腐食、または発電性能低下等の悪影響が生じる恐れがある。 On the other hand, since the frame of the solar cell panel in the solar cell unit 20 is normally grounded, the glass substrates on the light-receiving surface and the back surface of the solar cell panel are also grounded. Therefore, when the power conditioner 30 is operating, a constant potential (-165 V in the example of FIG. 7) is applied between the solar cells and the glass substrate in the solar panel. Depending on the magnitude or polarity of the potential (for example, negative potential), adverse effects such as corrosion or deterioration in power generation performance may occur in the solar cells.

また、電位の大きさまたは極性（例えば、マイナス電位）によっては、経年変化により、太陽電池パネルの絶縁抵抗が低下したり、太陽電池パネルの浮遊容量が増加したりする。すると、パワーコンディショナ３０、接続箱１０Ｘ、太陽電池パネル２０を経由して大地に還流する地絡電流が発生し、分電盤４０における漏電ブレーカが作動する恐れがある。 In addition, depending on the magnitude or polarity of the potential (for example, negative potential), the insulation resistance of the solar cell panel may decrease or the stray capacitance of the solar cell panel may increase over time. Then, a ground fault current is generated that returns to the ground via the power conditioner 30, the junction box 10X, and the solar cell panel 20, and the earth leakage breaker in the distribution board 40 may be activated.

この点に関し、本願発明者らは、図１に示すように、接続箱１０に絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００を設けることにより、電力系統側と太陽電池側との間を絶縁し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００における太陽電池側の正極または負極を接地することを考案する。例えば、図１に示すように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００における太陽電池側の負極を接地することにより、接続箱１０の太陽電池側の正極および負極と大地との間の電位差をそれぞれ＋２３４Ｖおよび０Ｖとすることができる。すなわち、太陽電池ユニット２０と大地との間の電位差を、正電位とすることができる。 In this respect, the inventors of the present application have proposed that the junction box 10 is provided with an insulated DC-DC converter 100 to provide insulation between the power system side and the solar cell side, as shown in FIG. It is devised to ground the positive electrode or the negative electrode on the solar cell side in the DC converter 100 . For example, as shown in FIG. 1, by grounding the negative pole on the solar cell side of the DC-DC converter 100, the potential difference between the positive and negative poles on the solar cell side of the junction box 10 and ground is reduced to +234 V and 0 V, respectively. can do. That is, the potential difference between the solar cell unit 20 and the ground can be made positive.

これにより、パワーコンディショナ３０がトランスレス方式の場合であっても、太陽電池パネルにおける太陽電池セルとガラス基板との間に例えば負電位が掛からず、太陽電池セルに腐食、または発電性能低下等の悪影響が生じることを防止することができる。 As a result, even if the power conditioner 30 is of a transformerless type, a negative potential, for example, is not applied between the solar cells and the glass substrate in the solar cell panel, causing corrosion of the solar cells, deterioration of power generation performance, and the like. It is possible to prevent the adverse effects of

また、経年変化による、太陽電池パネルの絶縁抵抗の低下、および太陽電池パネルの浮遊容量の増加を防止することができ、また、もしこの現象が生じても、電力系統側と太陽電池側との間がＤＣ－ＤＣコンバータ１０により絶縁されるため、パワーコンディショナ３０がトランスレス方式の場合であっても、パワーコンディショナ３０、接続箱１０、太陽電池パネル２０を経由して大地に還流する地絡電流が発生せず、分電盤４０における漏電ブレーカの不必要な作動を防止できる。 In addition, it is possible to prevent a decrease in the insulation resistance of the solar panel and an increase in the stray capacitance of the solar panel due to aging. Since the DC-DC converter 10 insulates between the No fault current is generated, and unnecessary operation of the earth leakage breaker in the distribution board 40 can be prevented.

（問題点２）
ところで、一般住宅用に普及している太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナの定格電力は４ｋＷ程度である。本願発明者らは、小型化および低コスト化の観点から、一般住宅用に普及している太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナの定格電力に適用する絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータを備える接続箱を考案する。しかし、それ以上の定格電力（例えば５．５ｋＷ程度）の太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナもあり、本願発明者らの考案の接続箱が、このような定格電力を超える太陽電池ユニットおよびパワーコンディショナに適用されることも予想される。 (Problem 2)
By the way, the rated power of solar cell units and power conditioners that are widely used in ordinary homes is about 4 kW. From the viewpoint of miniaturization and cost reduction, the inventors of the present application have devised a junction box equipped with an insulated DC-DC converter applicable to the rated power of solar cell units and power conditioners that are widely used in general households. do. However, there are solar cell units and power conditioners with higher rated power (for example, about 5.5 kW), and the junction box devised by the inventors of the present application can be used for solar cell units and power conditioners that exceed such rated power. is also expected to apply to

ＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力電力よりも、太陽電池ユニットの発電電力およびパワーコンディショナの定格出力電力が大きい場合、パワーコンディショナは、ＭＰＰＴ機能により、ＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力電力を超える電力（電流）をＤＣ－ＤＣコンバータから取り出そうとする場合がある。また、太陽電池ユニットの発電電力及びパワーコンディショナの定格電力がＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力と同等以下の場合であっても、周囲温度の上昇等によりＤＣ－ＤＣコンバータの温度が上昇した場合には、さらなる温度上昇を防ぐため、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力を定格出力電力以下に抑制することが必要になる場合がある。このような場合にＤＣ－ＤＣコンバータの運転を停止させると、太陽電池ユニットの発電電力のすべてが無駄になる。 If the power generated by the solar cell unit and the rated output power of the power conditioner are greater than the rated output power of the DC-DC converter, the power conditioner uses the MPPT function to output power exceeding the rated output power of the DC-DC converter ( current) from the DC-DC converter. Even if the power generated by the solar cell unit and the rated power of the power conditioner are equal to or less than the rated output of the DC-DC converter, if the temperature of the DC-DC converter rises due to a rise in the ambient temperature, etc. In order to prevent further temperature rise, it may be necessary to suppress the output of the DC-DC converter below the rated output power. If the operation of the DC-DC converter is stopped in such a case, all the electric power generated by the solar cell unit will be wasted.

これらの問題点１および２に関し、本願発明者らは、絶縁機能および出力電力制限機能を有する接続箱を提供することを考案する。 With respect to these problems 1 and 2, the inventors of the present application devised to provide a junction box with isolation and output power limiting functions.

（接続箱の詳細）
上述したように、図１に示す接続箱１０は、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００を備え、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の入力側の負極は、抵抗器２１０，２２０の直列回路を介して接地されている。接続箱１０は地絡検出回路２００を備えていてもよい。絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００は、ＤＣ－ＡＣコンバータ１１０と、トランス１２０と、ＡＣ－ＤＣコンバータ１３０と、制御回路１４０とを備える。 (details of junction box)
As described above, the connection box 10 shown in FIG. ing. Junction box 10 may include ground fault detection circuit 200 . The isolated DC-DC converter 100 includes a DC-AC converter 110 , a transformer 120 , an AC-DC converter 130 and a control circuit 140 .

ＤＣ－ＡＣコンバータ１１０は、集電された複数の太陽電池ユニット２０からの直流電力を交流電力に変換する。ＤＣ－ＡＣコンバータ１１０は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体素子を用いたブリッジ回路で構成される。ＤＣ－ＡＣコンバータ１１０は、これらのパワー半導体素子を制御回路１４０からの指令によりオンオフ制御（例えばＰＷＭ制御）することにより、直流電力を所望の周波数の交流電力に変換する。 The DC-AC converter 110 converts the collected DC power from the plurality of solar cell units 20 into AC power. The DC-AC converter 110 is composed of a bridge circuit using power semiconductor elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) or MOSFETs. DC-AC converter 110 converts DC power into AC power of a desired frequency by on/off controlling (for example, PWM control) these power semiconductor elements according to commands from control circuit 140 .

トランス１２０は、ＤＣ－ＡＣコンバータ１１０からの交流電力を、磁気エネルギーを介してＡＣ－ＤＣコンバータ１３０側に伝達する。これにより、トランス１２０の両側は電気的に絶縁される。 Transformer 120 transfers the AC power from DC-AC converter 110 to AC-DC converter 130 via magnetic energy. Both sides of the transformer 120 are thereby electrically insulated.

ＡＣ－ＤＣコンバータ１３０は、トランス１２０からの交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ－ＤＣコンバータ１３０は、例えばダイオード、またはダイオードのブリッジ回路からなるダイオード整流コンバータを構成してもよい。或いは、ＡＣ－ＤＣコンバータ１３０は、例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体素子を用いたブリッジ回路からなる同期整流コンバータを構成してもよい。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ１３０は、これらのパワー半導体素子を制御回路１４０からの指令によりＤＣ－ＡＣコンバータ１１０と同期するタイミングでオンオフ制御する。 AC-DC converter 130 converts the AC power from transformer 120 into DC power. AC-DC converter 130 may comprise a diode rectifier converter, for example, made up of diodes or a bridge circuit of diodes. Alternatively, the AC-DC converter 130 may constitute a synchronous rectification converter composed of a bridge circuit using power semiconductor devices such as IGBTs or MOSFETs. In this case, AC-DC converter 130 performs on/off control of these power semiconductor elements according to a command from control circuit 140 at timing synchronized with DC-AC converter 110 .

制御回路１４０は、例えばＤＣ－ＡＣコンバータ１１０における半導体素子を制御することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御する。或いは、制御回路１４０は、例えばＤＣ－ＡＣコンバータ１１０およびＡＣ－ＤＣコンバータ１３０における半導体素子を制御することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御する。 Control circuit 140 controls DC-DC converter 100 by controlling semiconductor elements in DC-AC converter 110, for example. Alternatively, control circuit 140 controls DC-DC converter 100 by controlling semiconductor devices in DC-AC converter 110 and AC-DC converter 130, for example.

制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の入力電圧に応じてＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を決定する。例えば、制御回路１４０は、入力電圧に電圧比１対１で追従するように出力電圧を制御する。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力側の電圧―電流特性は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の入力側の電圧―電流特性、すなわち太陽電池パネル２０の電圧―電流特性と同様の特性となり、パワーコンディショナ３０は、ＭＰＰＴ機能により太陽電池パネル２０の最大電力点に追従して動作する。 Control circuit 140 determines the output voltage of DC-DC converter 100 according to the input voltage of DC-DC converter 100 . For example, the control circuit 140 controls the output voltage so as to follow the input voltage at a voltage ratio of 1:1. As a result, the voltage-current characteristics on the output side of the DC-DC converter 100 become the same as the voltage-current characteristics on the input side of the DC-DC converter 100, that is, the voltage-current characteristics of the solar cell panel 20. The solar panel 30 operates by following the maximum power point of the solar panel 20 by the MPPT function.

また、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力がＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力（所定の電力）を超えないように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００を制御する。具体的には、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超える場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超えた量（すなわち、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流から第一の電流を減算した量）に応じて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を減少させることにより、前記第一の電流より大きい第二の電流においてＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力が最大となるように制御する。第二の電流は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力（所定の電力）を、出力電流が第一の電流のときのＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧で除算した値である。 Control circuit 140 also controls DC-DC converter 100 so that the output power of DC-DC converter 100 does not exceed the rated output power (predetermined power) of DC-DC converter 100 . Specifically, when the output current of DC-DC converter 100 exceeds the first current, control circuit 140 controls the amount by which the output current of DC-DC converter 100 exceeds the first current (that is, DC-DC By decreasing the output voltage of DC-DC converter 100 by the amount obtained by subtracting the first current from the output current of the converter, the output voltage of DC-DC converter 100 is reduced at a second current that is greater than the first current. Control to maximize the output power. The second current is a value obtained by dividing the rated output power (predetermined power) of DC-DC converter 100 by the output voltage of DC-DC converter 100 when the output current is the first current.

図４および図５は、ＤＣ－ＤＣコンバータのＶ－Ｉ特性の一例を示す図である。図４および図５において、縦軸は出力電圧Ｖ_Ｏ／入力電圧Ｖ_Ｉであり、横軸は出力電流Ｉ_Ｏである。図４に示すように、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流Ｉ_Ｏが第一の電流Ｉ_Ｏ１を超えた量（すなわち、出力電流Ｉ_Ｏから第一の電流Ｉ_Ｏ１を減算した量）に対して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧Ｖ_Ｏを一次関数的に減少させてもよい。 4 and 5 are diagrams showing examples of VI characteristics of a DC-DC converter. 4 and 5, the vertical axis is the output voltage V _O /input voltage V _I and the horizontal axis is the output current I _O . As shown in FIG. 4, the control circuit 140 controls the amount by which the output current I _O of the DC-DC converter 100 exceeds the first current I _O1 (i.e., the output current I _O minus the first current I _O1 amount), the output voltage V ₀ of the DC-DC converter 100 may decrease linearly.

或いは、図５に示すように、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流Ｉ_Ｏが第一の電流Ｉ_Ｏ１を超えた量（すなわち、出力電流Ｉ_Ｏから第一の電流Ｉ_Ｏ１を減算した量）に対して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧Ｖ_Ｏをｎ次関数的に減少させてもよい。ここで、ｎは２以上の整数である。 Alternatively, as shown in FIG. 5, the control circuit 140 controls the amount by which the output current I _O of the DC-DC converter 100 exceeds the first current I _O1 (that is, the output current I _O to the first current I _O1 (subtracted amount), the output voltage V ₀ of the DC-DC converter 100 may be decreased in an nth-order function. Here, n is an integer of 2 or more.

或いは、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超えた量に対して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を、太陽電池ユニット２０の最大電力点近傍のＶ－Ｉ特性の近似関数的に減少させてもよい。 Alternatively, the control circuit 140 adjusts the output voltage of the DC-DC converter 100 to the V- power point near the maximum power point of the solar cell unit 20 for the amount by which the output current of the DC-DC converter 100 exceeds the first current. It may be decreased in an approximate function of the I characteristic.

図６は、ＤＣ－ＤＣコンバータのＰ－Ｖ特性の一例を示す図である。図６において、縦軸は出力電力Ｐ_Ｏであり、横軸は出力電圧Ｖ_Ｏである。図６に示すように、制御回路１４０は、例えば、複数の太陽電池ユニット２０のＰ－Ｖ特性（点線）の最大電力点Ｐｍａｘ近傍に相似し、かつＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力を超えないような最大電力点Ｐｍａｘ１を有するＰ－Ｖ特性（実線）を生成する。制御回路１４０は、生成したＰ－Ｖ特性（実線）の最大電力点Ｐｍａｘ１近傍のＶ－Ｉ特性の近似関数を近似する。制御回路１４０は、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超えた量に対して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧をこの近似関数的に減少させる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of PV characteristics of a DC-DC converter. In FIG. 6, the vertical axis is the output power _PO , and the horizontal axis is the output voltage _VO . As shown in FIG. 6 , the control circuit 140 is similar to the vicinity of the maximum power point Pmax of the PV characteristics (dotted line) of the plurality of solar cell units 20 and exceeds the rated output power of the DC-DC converter 100 . Generate a PV characteristic (solid line) with a maximum power point Pmax1 that does not occur. The control circuit 140 approximates the VI characteristic approximation function near the maximum power point Pmax1 of the generated PV characteristic (solid line). Control circuit 140, for example, reduces the output voltage of DC-DC converter 100 to this approximate function for the amount by which the output current of DC-DC converter 100 exceeds the first current.

これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力よりも、太陽電池ユニット２０の発電電力およびパワーコンディショナ３０の定格出力電力が大きい場合であっても、パワーコンディショナ３０の出力電力がＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力を超えないように制御することができる。 As a result, even when the power generated by the solar cell unit 20 and the rated output power of the power conditioner 30 are larger than the rated output power of the DC-DC converter 100, the output power of the power conditioner 30 is DC-DC. Control can be performed so that the rated output power of converter 100 is not exceeded.

詳説すれば、パワーコンディショナ３０が、ＭＰＰＴ動作により、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力を超える電力（電流）をＤＣ－ＤＣコンバータ１００から取り出そうとした場合に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を減少させることにより、パワーコンディショナ３０に現在の出力電流および出力電圧が最大電力点であると認識させることができる。これにより、パワーコンディショナ３０の出力電力がＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力を超えないように制御することができる。 Specifically, when the power conditioner 30 attempts to take out power (current) exceeding the rated output power of the DC-DC converter 100 from the DC-DC converter 100 by the MPPT operation, the output voltage of the DC-DC converter 100 can be made to make the inverter 30 recognize that the current output current and output voltage are the maximum power point. Thereby, it is possible to control the output power of the power conditioner 30 so as not to exceed the rated output power of the DC-DC converter 100 .

この制御は、例えば周囲温度の上昇等によりＤＣ－ＤＣコンバータの温度が上昇した場合に、さらなる温度上昇を防ぐため、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力を定格出力電力以下に抑制することが必要になった場合にも適用することができ、それによりＤＣ－ＤＣコンバータを停止させることなく、出力電力を低減して運転を継続させることができる。 With this control, for example, when the temperature of the DC-DC converter rises due to a rise in the ambient temperature, etc., it becomes necessary to suppress the output of the DC-DC converter below the rated output power in order to prevent further temperature rise. It is possible to reduce the output power and continue operation without stopping the DC-DC converter.

地絡検出回路２００は、抵抗器２１０，２２０の間の電圧を検出することによって、太陽電池ユニット２０側に発生する地絡電流を検出する。上述したように、接続箱１０およびパワーコンディショナ３０がトランスレス方式の場合、分電盤４０における漏電ブレーカによって地絡電流に対する保護が可能であった。しかし、接続箱１０が絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００を備えることにより、分電盤４０における漏電ブレーカでは、接続箱１０の太陽電池側の地絡電流に対する保護ができない。この点に関し、接続箱１０における絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ１００の太陽電池側の接地ラインに抵抗器２１０，２２０の直列回路を設け、その間の電圧を地絡検出回路２００によって検出することにより、太陽電池ユニット２０側に発生する地絡電流を検出することができる。 Ground fault detection circuit 200 detects the ground fault current generated in solar cell unit 20 by detecting the voltage between resistors 210 and 220 . As described above, when the junction box 10 and the power conditioner 30 are of the transformerless type, the ground fault current can be protected by the earth leakage breaker in the distribution board 40 . However, since the connection box 10 includes the insulated DC-DC converter 100, the earth leakage breaker in the distribution board 40 cannot protect the connection box 10 against the ground fault current on the solar cell side. In this regard, by providing a series circuit of resistors 210 and 220 in the ground line on the solar cell side of the isolated DC-DC converter 100 in the junction box 10 and detecting the voltage between them by the ground fault detection circuit 200, A ground fault current generated on the solar cell unit 20 side can be detected.

また、本実施形態の接続箱１０によれば、既存の接続箱を交換するだけで容易に、上記した問題点１および２を解消した太陽光発電システムを構築することができる。 Further, according to the junction box 10 of the present embodiment, it is possible to easily construct a photovoltaic power generation system that solves the problems 1 and 2 described above simply by replacing the existing junction box.

（変形例）
上述した実施形態では、ＤＣ－ＤＣコンバータの定格出力電力に応じてＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制限する接続箱について説明した。変形例では、所定の電力に応じてＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制限する接続箱について説明する。 (Modification)
In the above-described embodiments, the junction box that limits the output power of the DC-DC converter according to the rated output power of the DC-DC converter has been described. In the modified example, a connection box will be described that limits the output power of the DC-DC converter according to a predetermined power.

（問題点３）
太陽光発電システムでは、電力系統の需給調整または電力系統への逆潮流防止等のために、出力の抑制が必要な場合がある。この点に関し、出力抑制機能を備えるパワーコンディショナがある。このような出力抑制対応のパワーコンディショナでは、出力の抑制が必要な場合にはＭＰＰＴ制御を解除し、動作点を太陽電池ユニットの最大電力点からずらし、出力電力を必要量だけ抑制する。 (Problem 3)
In a photovoltaic power generation system, it may be necessary to suppress the output in order to adjust supply and demand in the power system, prevent reverse power flow to the power system, or the like. Regarding this point, there are power conditioners that have an output suppression function. Such a power conditioner capable of suppressing output cancels MPPT control when it is necessary to suppress the output, shifts the operating point from the maximum power point of the solar cell unit, and suppresses the output power by the required amount.

この点に関し、接続箱１０における制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の定格出力電力に代えて、所定の電力を超えないように制御する。所定の電力は、電力系統の需給調整または電力系統への逆潮流防止等のために、パワーコンディショナ３０の出力電力を目標値に抑制させるためのＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力に設定される。 In this regard, the control circuit 140 in the junction box 10 controls the output power of the DC-DC converter 100 instead of the rated output power of the DC-DC converter 100 so that it does not exceed a predetermined power. The predetermined electric power is set to the output electric power of the DC-DC converter 100 for suppressing the output electric power of the power conditioner 30 to a target value in order to adjust the supply and demand of the electric power system or prevent reverse power flow to the electric power system. .

具体的には、上述したように、制御回路１４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超える場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電流が第一の電流を超えた量（すなわち、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流から第一の電流を減算した量）に応じて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を減少させることにより、第一の電流より大きい第二の電流においてＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力が最大となるように制御する。第一の電流は、パワーコンディショナ３０の出力電力を目標値に抑制させるためのＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電力（所定の電力）を、出力電流が第一の電流のときのＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧で除算した値である。 Specifically, as described above, when the output current of DC-DC converter 100 exceeds the first current, control circuit 140 controls the amount by which the output current of DC-DC converter 100 exceeds the first current ( That is, by decreasing the output voltage of the DC-DC converter 100 according to the amount obtained by subtracting the first current from the output current of the DC-DC converter, the DC- Control is performed so that the output power of the DC converter 100 is maximized. The first current is the output power (predetermined power) of the DC-DC converter 100 for suppressing the output power of the power conditioner 30 to the target value, and the DC-DC converter when the output current is the first current. It is a value divided by 100 output voltage.

これにより、パワーコンディショナ３０が、ＭＰＰＴ動作により、電力系統の需給調整または電力系統への逆潮流防止等のための目標電力を超える電力（電流）をＤＣ－ＤＣコンバータ１００から取り出そうとした場合に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１００の出力電圧を減少させることにより、パワーコンディショナ３０に現在の出力電流および出力電圧が最大電力点であると認識させることができる。これにより、パワーコンディショナ３０の出力電力が、電力系統の需給調整または電力系統への逆潮流防止等のための目標電力を超えないように制御することができる。 As a result, when the power conditioner 30 attempts to take out power (current) exceeding the target power for adjusting the supply and demand of the power system or preventing reverse power flow to the power system from the DC-DC converter 100 by the MPPT operation, , by decreasing the output voltage of the DC-DC converter 100, the power conditioner 30 can be made to recognize that the current output current and output voltage are the maximum power point. As a result, the output power of the power conditioner 30 can be controlled so as not to exceed the target power for supply and demand adjustment of the power system, prevention of reverse power flow to the power system, or the like.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications are possible.

１，１Ｘ太陽光発電システム
１０，１０Ｘ接続箱
１１開閉器
１２逆流防止ダイオード
１００ＤＣ－ＤＣコンバータ１００
１１０ＤＣ－ＡＣコンバータ
１２０トランス
１３０ＡＣ－ＤＣコンバータ
１４０制御回路
２００地絡検出回路２００
２１０，２２０抵抗器
２０複数の太陽電池ユニット
３０パワーコンディショナ
３１昇圧回路３１
３２ＤＣ－ＡＣコンバータ
３３電気回路
４０分電盤 1, 1X photovoltaic power generation system 10, 10X junction box 11 switch 12 backflow prevention diode 100 DC-DC converter 100
110 DC-AC converter 120 transformer 130 AC-DC converter 140 control circuit 200 ground fault detection circuit 200
210, 220 resistor 20 a plurality of solar cell units 30 power conditioner 31 booster circuit 31
32 DC-AC converter 33 electric circuit 40 distribution board

Claims

A junction box for connecting a plurality of solar cell units to a power conditioner having a maximum power point tracking function,
an electrical component that collects DC power from the plurality of solar cell units and supplies it to the power conditioner;
an isolated DC-DC converter;
with
The isolated DC-DC converter is
a DC-AC converter that converts collected DC power from the plurality of solar cell units into AC power;
a transformer that isolates AC power from the DC-AC converter;
an AC-DC converter that converts AC power from the transformer into DC power;
a control circuit for controlling the DC-DC converter by controlling at least one of the DC-AC converter and the AC-DC converter;
with
The control circuit is
determining the output voltage of the DC-DC converter according to the input voltage of the DC-DC converter;
when the output current of the DC-DC converter exceeds the first current, reducing the output voltage of the DC-DC converter according to the amount by which the output current of the DC-DC converter exceeds the first current; By controlling the power conditioner so that the output power of the DC-DC converter is maximized at a second current larger than the first current, the power conditioner is operated at the second current, and the DC-DC limiting the output current of the converter to the second current;
junction box.

2. The connection of claim 1, wherein the control circuit linearly decreases the output voltage of the DC-DC converter for the amount by which the output current of the DC-DC converter exceeds the first current. box.

The control circuit reduces the output voltage of the DC-DC converter in an n-order function with respect to the amount by which the output current of the DC-DC converter exceeds the first current, where n is 2. 2. The junction box of claim 1, which is an integer greater than or equal to .

The control circuit reduces the output voltage of the DC-DC converter by an approximate function with respect to the amount by which the output current of the DC-DC converter exceeds the first current,
The approximation function is an approximation function of voltage-current characteristics near the maximum power point of the DC power from the solar cell unit,
The junction box according to any one of claims 1-3.

The second current is a value obtained by dividing a predetermined power by the output voltage of the DC-DC converter when outputting the first current. Junction box as described.

6. The junction box according to claim 5, wherein said predetermined power is rated output power of said DC-DC converter.

7. The connection according to claim 6, wherein said control circuit changes said predetermined power to a value smaller than the rated output power of said DC-DC converter when the temperature of said junction box rises above a predetermined value. box.

6. The connection box according to claim 5, wherein said predetermined power is the output power of said DC-DC converter for suppressing the output power of said power conditioner to a target value.