JPH0546265A - 太陽光発電用インバータの制御装置 - Google Patents

太陽光発電用インバータの制御装置

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JPH0546265A
JPH0546265A JP3207089A JP20708991A JPH0546265A JP H0546265 A JPH0546265 A JP H0546265A JP 3207089 A JP3207089 A JP 3207089A JP 20708991 A JP20708991 A JP 20708991A JP H0546265 A JPH0546265 A JP H0546265A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光発電システム全体としての効率を向上
させると共に、日射量変動時の追従性を向上させる。 【構成】 太陽電池（１）の発生する直流電力を交流電
力に変換し、交流系統に給電するインバータ（４）の制
御装置において、該交流電力の増減に応じ該交流電力を
最大に制御する電圧指令を出力する電力制御手段（16）
を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽光発電用インバータ
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽光発電用インバータの制御装
置を図３に示す。
【０００３】太陽電池１は日射量に応じて最大電力を取
り出すときの直流電圧が変化することが知られている。
そこで従来の太陽光発電用インバータは直流部での電力
すなわち太陽電池１の出力電力が最大となるように直流
電圧を変化させる制御を行っている。
【０００４】図３において、太陽電池１の電圧は、逆流
防止用のダイオード２を介してコンデンサ３を充電する
と共にインバータ４に入力される。インバータ４の交流
出力は、リアクトル５とコンデンサ６で成るフィルタを
介して交流系統に接続され、太陽電池１で発電された直
流電力が交流電力に変換されて交流系統へ給電される。
【０００５】この場合、電圧検出器８と電流検出器９で
検出された電圧と電流から乗算器10により太陽電池１の
直流出力電力が演算される。この直流出力電力により電
力制御部11は、該直流出力電力が最大となるように図４
に示すアルゴリズムにより直流電圧指令を増減する電力
制御が行われる。この電力制御は一定の周期で繰り返し
て行われる。
【０００６】電力制御が開始されると、最新の電力と前
回の電力を比較して電力の増減が判定され、前回の電圧
指令値の増減によって今回の電圧指令値の増減を決定す
る。例えば、今回電力増で前回電圧指令値増ならば今回
電圧指令値増とし、今回電力増で前回電圧指令値増でな
い（等しい、または減）ならば今回電圧指令値減とす
る。今回電力減の場合も、図４のアルゴリズムに従って
同様に行われる。これによって、太陽電池１の直流出力
電力が最大となる電圧指令が出力される。
【０００７】電圧制御部12は、この電圧指令と太陽電池
の出力電圧を比較し該電圧偏差値を零とするように電流
指令を出力する。電流制御部13は、この電流指令と電流
検出器７を介して検出した交流電を比較し該電流偏差が
零となるようにインバータ４をＰＷＭ制御する。
【０００８】なお、電流制御部13は、交流系統の電圧位
相に同期した交流の電流指令を発生し力率100 ％の運転
を行う機能を備えているが、本発明に直接関係しないの
で省略している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置は、太
陽電池の直流出力電力を最大に制御するものであるが、
インバータ４の変換効率が直流入力電圧によって変化
し、交流系統に電力を供給する連系点の交流電力から評
価すると必ずしも最大効率で電力供給しない問題があ
る。一般に、ＰＷＭ制御によるインバータは、直流電圧
が高い程変換効率が低下するので、図５に示すように直
流電力Ｐｄが最大となる直流電圧Ｖ1 と交流電力Ｐａが
最大となる直流電圧Ｖ2は一致しない。
【００１０】また、従来の電力制御のアルゴリズムで
は、日射量が変動したとき、最大出力電力点に無関係に
電圧指令値が操作される可能性がある。すなわち、図６
に示すように、太陽電池が出力特性Ｃ1 、直流電圧Ｖ1
で最大電力制御を実行し電圧指令を減少した後に日射量
が増加して出力特性がＣ2 ，Ｃ3 のように変化した場
合、最大出力点Ｂ，Ｃと無関係にＡ−Ｄ−Ｅの方向に電
圧指令が操作され、その後Ｅ点からＣ点に移動する場合
がある。この場合、最終的な最大電力に移行するまでに
時間遅れが生じるという問題がある。
【００１１】本発明は、上記の問題を解消しようとして
成されたもので、その目的とするところは交流系統に給
電する電力が最大となるようにしてシステム全体として
の効率を向上させると共に、日射量が変動したとき変動
後の最大電力点に速く移行する追従性の向上した太陽光
発電用インバータの制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、太陽電池の発生する直流電力を交流電力
に変換し、交流系統に連系して給電するインバータの制
御装置において、電圧指令と該インバータの直流側電圧
との偏差値をなくすように電流を調節する電圧制御手段
と、該交流電力の増減に応じ該交流電力を最大に制御す
る電圧指令を出力する電力制御手段を設ける。
【００１３】また、前記電力制御手段は、一定期間にお
ける該交流電力の増減値が所定電力を越えたかどうかを
チェックする判定手段と、該所定電力を越えたとき電圧
指令を一定に保持する電圧指令保持手段と、該所定電力
以内のとき該交流電力を最大にするように電圧指令を増
減する電圧指令増減手段を備えて構成する。
【００１４】
【作用】上記構成により、電力制御手段は、交流系統に
給電する交流電力が最大となるようにインバータ入力側
の直流電圧を制御し、太陽光発電システム全体としての
変換効率を最大に制御する。
【００１５】また、日射量が変動して、所定電力を越え
て交流電力が増減したとき、該直流電圧を一定に保持
し、日射量が安定して交流電力の増減値が所定電力以内
になったとき最大電力制御を行うようにして、安定し
た、しかも追従性の良い制御を行うことができる。
【００１６】
【実施例】本発明の太陽光発電用インバータの制御装置
による一実施例を図１に示す。図１において、電圧検出
器14はインバータ４の交流出力がリアクトル５を介して
交流系統に連系される点の交流電圧を検出する。この検
出された交流電圧と電流検出器７で検出した交流電流か
ら電力検出器15は交流電力を演算する。インバータ４の
出力電流が交流系統の電圧と同相になるように電流制御
すれば、無効電力が発生しないので乗算するだけで交流
の瞬時電力が得られ、この瞬時電力を平均化して交流電
力が得られる。電力制御部16は、この交流電力により図
２に示すアルゴリズムに従って電圧指令を制御する。図
２のアルゴリズムは一定の周期で繰り返し実行される。
【００１７】電力制御が開始されると、ステップ16ａで
今回採取した最新の交流電力と前回の交流電力を比較し
てその増減が判定される。交流電力が判定値を越えて増
加した場合、あるいは判定値を越えて減少した場合はス
テップ16ｂあるいはステップ16ｃからステップ16ｄへジ
ャンプし電圧指令値を不変とし前回の電圧指令値を保持
する。交流電力の増減の量が判定値以内の場合は、ステ
ップ16ｅあるいはステップ16ｆにより前回の電圧指令値
の増減によって今回の電圧指令値の増減を決定する。例
えば、判定値以内で今回交流電力が増加し前回電圧指令
値増ならばステップ16ｅからステップ16ｇへ進み今回電
圧指令値増とし、今回交流電力増で前回電圧指令値増で
ない（等しい、または減）ならば、ステップ16ｅからス
テップ16ｈへ進み今回電圧指令値減とする。今回交流電
力が判定値以内で減少した場合も図２のアルゴリズムに
従って同様に行われる。上記判定値は、この電力制御に
よる電圧指令値の増減分により増減する交流電力より充
分大きく設定され、実質的に日射量の変動を判定する機
能を持つ。本実施例によれば、日射量が安定していると
きは、判定値以内の電力増減となり、交流系統に給電す
る交流電力が最大となるように直流電圧が制御される。
また、日射量が急変して、判定値を越える電力増減があ
ったときは、直流電圧を一定に制御し、日射量が安定し
てから上記最大電力制御に移行する。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、インバータの運転効率
をも含めた太陽光発電システム全体としての変換効率を
最大にして交流電力を給電すると共に、日射量が変動し
たとき、一時的に直流電圧を一定制御することにより動
作点の変動を防止し、最大電力制御の追従特性の向上し
た太陽光発電用インバータの制御装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽光発電用インバータの制御装置に
よる一実施例の構成図。
【図２】上記実施例による電力制御部16のアルゴリズム
を示す図。
【図３】従来の太陽光発電用インバータの制御装置の構
成図。
【図４】上記従来装置による電力制御部11のアルゴリズ
ムを示す図。
【図５】直流電力Ｐｄと交流電力Ｐａの最大電力となる
直流電圧Ｖ1 とＶ2 が相違することを説明する特性図。
【図６】日射量変動時における従来装置の動作を説明す
るための特性図。
【符号の説明】
１…太陽電池 ２…ダイオード ３，６…コンデンサ ４…インバータ ５…リアクトル ７…電流検出器 ８，14…電圧検出器 12…電圧制御部 13…電流制御部 15…電力検出器 16…電力制御部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽電池の発生する直流電力を交流電力
    に変換し、交流系統に連系して給電するインバータの制
    御装置において、電圧指令と該インバータの直流側電圧
    との偏差値をなくすように電流を調節する電圧制御手段
    と、該交流電力の増減に応じ該交流電力を最大に制御す
    る電圧指令を出力する電力制御手段を設けたことを特徴
    とする太陽光発電用インバータの制御装置。
  2. 【請求項２】 前記電力制御手段は、一定期間における
    該交流電力の増減値が所定電力を越えたかどうかをチェ
    ックする判定手段と、該所定電力を越えたとき電圧指令
    を一定に保持する電圧指令保持手段と、該所定電力以内
    のとき該交流電力を最大にするように電圧指令を増減す
    る電圧指令増減手段を備えて構成した請求項１記載の太
    陽光発電用インバータの制御装置。
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