JPH0720956A - Solar battery power source - Google Patents

Solar battery power source

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JPH0720956A
JPH0720956A JP5166535A JP16653593A JPH0720956A JP H0720956 A JPH0720956 A JP H0720956A JP 5166535 A JP5166535 A JP 5166535A JP 16653593 A JP16653593 A JP 16653593A JP H0720956 A JPH0720956 A JP H0720956A
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solar cell
power
power source
voltage
operating point
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健雄 石田
Yuji Fukuda
雄二 福田
Katsuharu Suzuki
勝春 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To speed up transition to a stationary operation state at the start of operation as to the solar battery power source which has a solar battery and a power controller controlling its output electric power. CONSTITUTION:In the solar battery power source 1 which has the solar battery 10 and the power controller 20 controlling the output power of the solar battery 10, the power controller 20 detects an optimum operation point by measuring output characteristics of the solar battery 10 at the start of the operation of the solar battery power source 1 and sets the optimum operation point as a control target to perform power control.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池とその出力電
力を制御する電力制御装置とを有した太陽電池電源に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell power source having a solar cell and a power control device for controlling its output power.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽電池と、太陽電池の直流出力を交流
に変換するためのインバータとを有した太陽電池電源
は、商用電力系統との連系システムなどに利用されてい
る。
2. Description of the Related Art A solar cell power source having a solar cell and an inverter for converting a direct current output of the solar cell into an alternating current is used in an interconnection system with a commercial power system.

【0003】一般に、この種の太陽電池電源では、太陽
が昇って日射量が増大し、太陽電池の発電電力が所定値
に達した時点でインバータが起動され、負荷に対する給
電、つまり太陽電池電源の運転が開始される。そして運
転中は、太陽電池の発電能力を最大限に利用するため、
インバータにおいて、太陽電池の動作点がその時点の最
適動作点(最大電力点ともいう)となるように出力電流
を調整する最大電力点追尾制御(MPPT制御)が行わ
れる。
Generally, in this type of solar cell power source, when the sun rises and the amount of solar radiation increases, the inverter is started when the generated power of the solar cell reaches a predetermined value, and power is supplied to the load, that is, the solar cell power source. The operation is started. And during operation, to maximize the power generation capacity of the solar cell,
In the inverter, maximum power point tracking control (MPPT control) that adjusts the output current so that the operating point of the solar cell becomes the optimum operating point (also called the maximum power point) at that time is performed.

【0004】従来のインバータは、起動後に直ちにスイ
ッチング素子の導通時間を規定するPWMパルス幅を所
定量ずつ増大させていき、それと並行して太陽電池の出
力電流及び出力電圧を検出して出力電力を求め、太陽電
池の出力電圧の変移方向と出力電力の増減状態とから出
力電力を増大させるべくPWMパルス幅の増減方向を決
定し、これによって太陽電池の出力電圧を開放電圧から
最適動作電圧に近づけるように構成されていた。
In the conventional inverter, immediately after starting, the PWM pulse width that defines the conduction time of the switching element is increased by a predetermined amount. At the same time, the output current and output voltage of the solar cell are detected to output the output power. Then, the PWM pulse width increase / decrease direction is determined to increase the output power based on the change direction of the output voltage of the solar cell and the increase / decrease state of the output power, and thereby the output voltage of the solar cell is made closer to the optimum operating voltage from the open voltage. Was configured as.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】太陽電池の動作点を最
適化するには、太陽電池の出力電圧を小刻みに変化させ
て出力電力が最大となる電圧を見つける必要がある。ま
た、インバータ内の制御の応答性などに起因して、PW
Mパルス幅の変更により動作点が変化して安定するのに
例えば100ms程度の時間を要し、少なくともその時
間より長い時間間隔でPWMパルス幅を変更しなければ
ならない。
In order to optimize the operating point of the solar cell, it is necessary to change the output voltage of the solar cell in small steps to find the voltage that maximizes the output power. In addition, due to the control response in the inverter,
It takes about 100 ms, for example, for the operating point to change and stabilize due to the change in the M pulse width, and the PWM pulse width must be changed at least at a time interval longer than that time.

【0006】このため、従来では、運転の開始から太陽
電池の動作点がほぼ最適動作点となる定常運転状態に移
行するまでに10秒以上の長い時間を要するという問題
があった。
Therefore, conventionally, there has been a problem that it takes a long time of 10 seconds or more from the start of operation to the steady operating state where the operating point of the solar cell is almost the optimum operating point.

【0007】また、従来のMPPT制御においては、何
らかの原因により制御に異常をきたした場合に、太陽電
池の運転目標電圧は予め設計時に想定して電圧以外の
他、その時点における太陽電池の状況に最適の電圧値を
検知できないという問題もあった。
Further, in the conventional MPPT control, when an abnormality occurs in the control for some reason, the operation target voltage of the solar cell is assumed to be other than the voltage assumed at the time of design in advance, and the operation condition of the solar cell at that time is changed. There is also a problem that the optimum voltage value cannot be detected.

【0008】さらに、従来のインバータでは、インバー
タ及び系統に対する保護という観点から、太陽電池側の
過不足電圧、過電流しか検知していないため、太陽電池
アレイの異常(モジュールの欠落、誤配線、特性低下な
ど)に関する検知ができないという問題もあった。
Further, in the conventional inverter, from the viewpoint of protection for the inverter and the system, only the over- and under-voltages and over-currents on the solar cell side are detected, so that the solar cell array is abnormal (missing module, incorrect wiring, characteristic). There was also a problem that it was not possible to detect (for example, decrease).

【0009】本発明は、上述の問題に鑑み、運転開始時
の定常運転状態への移行を迅速化することを目的として
いる。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to speed up the transition to a steady operation state at the start of operation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る電
源は、上述の課題を解決するため、太陽電池と、太陽電
池の出力電力を制御する電力制御装置とを有した太陽電
池電源において、前記電力制御装置が、前記太陽電池電
源の運転開始時に、前記太陽電池の出力特性を測定して
最適動作点を検知し、前記最適動作点を制御目標に設定
して電力制御を行うように構成される。
In order to solve the above problems, a power source according to the invention of claim 1 is a solar cell power source having a solar cell and a power control device for controlling the output power of the solar cell. The power control device detects the optimum operating point by measuring the output characteristics of the solar cell at the start of operation of the solar battery power source, sets the optimum operating point as a control target, and performs power control. Composed.

【0011】請求項2の発明に係る電源は、太陽電池
と、インバータとを有した太陽電池電源において、前記
インバータが、前記太陽電池電源の運転開始時に、非充
電状態のコンデンサを前記太陽電池に接続し、前記コン
デンサの充電電流と端子間電圧とをサンプリングして記
憶し、サンプリングデータに基づいて前記太陽電池の最
適動作点を求め、前記最適動作点を入力電力の制御目標
に設定して電力変換を行うように構成される。
A power source according to a second aspect of the present invention is a solar cell power source having a solar cell and an inverter, wherein the inverter supplies a capacitor in an uncharged state to the solar cell at the start of operation of the solar cell power source. Connected, the charging current of the capacitor and the terminal voltage are sampled and stored, the optimum operating point of the solar cell is determined based on the sampling data, and the optimum operating point is set as the control target of the input power and the electric power is set. It is configured to do the conversion.

【0012】請求項3の発明に係る電源は、前記インバ
ータが、前記制御目標の設定値を段階的に前記最適動作
点に近づけるように構成される。
A power supply according to a third aspect of the present invention is configured such that the inverter gradually brings the set value of the control target closer to the optimum operating point.

【0013】[0013]

【作用】運転開始に際して、例えば非充電状態のコンデ
ンサを太陽電池によって充電することにより、太陽電池
の出力特性が測定される。そして、出力特性に基づい
て、その時点の太陽電池の最適動作点が検知され、太陽
電池の動作点を最適動作点とするように電力制御が行わ
れる。
When the operation is started, the output characteristic of the solar cell is measured by, for example, charging the uncharged capacitor with the solar cell. Then, the optimum operating point of the solar cell at that time is detected based on the output characteristics, and power control is performed so that the operating point of the solar cell is set to the optimum operating point.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明に係る太陽電池電源1の全体構
成を示すブロック図である。太陽電池電源1は、太陽電
池10、及び電圧形電流制御方式のインバータ20から
構成され、商用電力系統2と連系されている。配電線3
には各種の電化製品などの負荷Zが接続されている。
1 is a block diagram showing the overall structure of a solar cell power source 1 according to the present invention. The solar cell power source 1 is composed of a solar cell 10 and a voltage source current control type inverter 20, and is connected to a commercial power system 2. Distribution line 3
A load Z such as various electric appliances is connected to.

【0015】インバータ20は、スイッチ及び逆流防止
ダイオードの機能を有した逆阻止3端子サイリスタ2
1、平滑用コンデンサC0、インバータ主回路22、リ
アクトルからなる出力フィルタ23、連系を解除するた
めのリレー24、インバータ主回路22のスイッチング
制御を行うPWM制御部25、及びインバータ20の全
体の制御を行うマイクロコンピュータ26などから構成
されている。PWM制御部25及びマイクロコンピュー
タ26には、太陽電池10から図示しない定圧電源回路
を介して動作電流が供給される。
The inverter 20 is a reverse blocking 3-terminal thyristor 2 having the functions of a switch and a backflow prevention diode.
1, a smoothing capacitor C0, an inverter main circuit 22, an output filter 23 including a reactor, a relay 24 for canceling the interconnection, a PWM control unit 25 that performs switching control of the inverter main circuit 22, and the entire control of the inverter 20. It is composed of a microcomputer 26 and the like for performing. An operating current is supplied to the PWM control unit 25 and the microcomputer 26 from the solar cell 10 via a constant pressure power supply circuit (not shown).

【0016】図2はインバータ主回路22の回路図であ
る。インバータ主回路22は、自己ターンオフ機能を有
したスイッチング素子である4つのトランジスタQ1〜
4と、これらのそれぞれに対して逆並列接続された4つ
の帰還ダイオードD1〜4とからなる。
FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter main circuit 22. The inverter main circuit 22 includes four transistors Q1 to Q1 which are switching elements having a self-turn-off function.
4 and four feedback diodes D1 to D4 connected in anti-parallel to each of them.

【0017】インバータ主回路22では、トランジスタ
Q1,Q4の組とトランジスタQ2,Q3の組とに分
け、各組を交互にスイッチングすることによって、トラ
ンジスタQ1,Q2の接続点とトランジスタQ3,Q4
の接続点との間に交流電圧が得られる。そして、スイッ
チング信号にパルス幅変調(PWM)を施すことによっ
て出力電圧波形を正弦波形に近づけることができ、その
際にパルス幅を適当に設定することにより出力電流を調
整することができる。
The inverter main circuit 22 is divided into a set of transistors Q1 and Q4 and a set of transistors Q2 and Q3, and by alternately switching each set, the connection point of the transistors Q1 and Q2 and the transistors Q3 and Q4.
An AC voltage is obtained between the connection point and. By applying pulse width modulation (PWM) to the switching signal, the output voltage waveform can be approximated to a sine waveform, and the output current can be adjusted by setting the pulse width appropriately at that time.

【0018】図3はPWM制御部25の機能上の構成を
示すブロック図である。PWM制御部25は、系統電圧
Voの基本周波数成分を抽出するためのバンドパスフィ
ルタ251、乗算器252、演算増幅器253、PWM
パルス生成部254、及びトランジスタQ1〜4を駆動
するためのドライバ回路255を有したフィードバック
制御系であり、パルス幅を調整したPWMパルスをトラ
ンジスタQ1,Q4の組及びトランジスタQ2,Q3の
組に対するスイッチング信号としてインバータ主回路2
2へ出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the PWM control unit 25. The PWM control unit 25 includes a bandpass filter 251, a multiplier 252, an operational amplifier 253, a PWM for extracting the fundamental frequency component of the system voltage Vo.
A feedback control system including a pulse generation unit 254 and a driver circuit 255 for driving the transistors Q1 to Q4, and switching a PWM pulse having a adjusted pulse width to a set of transistors Q1 and Q4 and a set of transistors Q2 and Q3. Inverter main circuit 2 as a signal
Output to 2.

【0019】PWM制御部25では、系統電圧Voの基
本周波数成分に対応した信号Sbと、マイクロコンピュ
ータ26から与えられる入力誤差信号Saとの乗算によ
って、電流制御の目標値を示す電流指令値信号Siが生
成される。ここで、入力誤差信号Saは、太陽電池10
からの入力電圧Viとその制御目標値(電圧指令値)と
の差を示す信号である。
The PWM control section 25 multiplies the signal Sb corresponding to the fundamental frequency component of the system voltage Vo by the input error signal Sa given from the microcomputer 26 to obtain a current command value signal Si indicating a target value for current control. Is generated. Here, the input error signal Sa is the solar cell 10
Is a signal indicating the difference between the input voltage Vi from V and its control target value (voltage command value).

【0020】電流指令値信号Siに対しては、実際の出
力電流Ioによる補正及び適当な増幅が施される。その
後にPWMパルス生成部254内で、例えば電流指令値
信号Si及びその位相反転信号と20kHz程度の変調
用三角波信号との比較、及び適当な論理演算により所定
のPWMパルスが生成される。
The current command value signal Si is corrected by the actual output current Io and appropriately amplified. Then, in the PWM pulse generator 254, a predetermined PWM pulse is generated by, for example, comparing the current command value signal Si and its phase inversion signal with the modulating triangular wave signal of about 20 kHz, and performing an appropriate logical operation.

【0021】このようなPWM制御部25の動作によ
り、インバータ20においては、入力誤差信号Saの値
が小さくなるように、すなわち太陽電池10からの入力
電圧Viがマイクロコンピュータ26の設定する電圧指
令値と一致するように、出力電流Ioが調整される。
By such operation of the PWM control unit 25, in the inverter 20, the value of the input error signal Sa is reduced, that is, the input voltage Vi from the solar cell 10 is the voltage command value set by the microcomputer 26. The output current Io is adjusted so as to match with.

【0022】マイクロコンピュータ26は、入力誤差信
号Saを生成するため、太陽電池10からの入力電圧V
i及び入力電流Iiに基づいて、太陽電池10の発電電
力である入力電力Pを演算し、また、入力電力Pが最大
となるように電圧指令値を設定するMPPT制御のため
の処理を行う。
Since the microcomputer 26 generates the input error signal Sa, the input voltage V from the solar cell 10
Based on i and the input current Ii, the input power P that is the power generated by the solar cell 10 is calculated, and the processing for MPPT control that sets the voltage command value so that the input power P is maximized is performed.

【0023】なお、MPPT制御処理においては、入力
電圧Viの変移方向と入力電力Pの増減状態とからPW
Mパルスのパルス幅の増減方向が決定され、これに対応
して電圧指令値が設定されて入力誤差信号Saが生成さ
れる。MPPT制御が行われない場合には、例えば入力
電圧一定制御が行われる。入力電圧一定制御において
は、電圧指令値として後述のように運転開始時に検知さ
れた太陽電池10の最適動作点の電圧が固定的に設定さ
れ、その電圧指令値と入力電圧Viとの差電圧が入力誤
差信号Saとして求められる。
In the MPPT control process, PW is determined from the transition direction of the input voltage Vi and the increase / decrease state of the input power P.
The increasing / decreasing direction of the pulse width of the M pulse is determined, the voltage command value is set correspondingly, and the input error signal Sa is generated. When MPPT control is not performed, for example, constant input voltage control is performed. In the constant input voltage control, the voltage at the optimum operating point of the solar cell 10 detected at the start of operation is fixedly set as the voltage command value, and the difference voltage between the voltage command value and the input voltage Vi is fixed. It is obtained as the input error signal Sa.

【0024】以上の構成の太陽電池電源1においては、
運転開始に際して、太陽電池10の出力特性が測定さ
れ、それにより検知された最適動作点を制御目標に設定
して電力制御が開始される。
In the solar cell power source 1 having the above structure,
At the start of operation, the output characteristics of the solar cell 10 are measured, the optimum operating point detected thereby is set as a control target, and power control is started.

【0025】図4はマイクロコンピュータ26の概略の
制御内容を示すフローチャートである。運転停止状態に
おいて、太陽電池電源1は、リレー24がオフ状態であ
って負荷Z及び商用電力系統2と切り離されている。ま
た、インバータ主回路22の4つのトランジスタQ1〜
4及びサイリスタ21も共にオフ状態であり、且つコン
デンサC0は蓄積電荷のない非充電状態である。
FIG. 4 is a flow chart showing the general control contents of the microcomputer 26. In the operation stopped state, the solar cell power source 1 is disconnected from the load Z and the commercial power system 2 while the relay 24 is in the off state. In addition, the four transistors Q1 to Q1 of the inverter main circuit 22
4 and the thyristor 21 are both in the off state, and the capacitor C0 is in the non-charged state with no accumulated charge.

【0026】さて、太陽が昇って太陽電池10の開放電
圧がマイクロコンピュータ26の動作電圧に達すると、
マイクロコンピュータ26に動作電流が供給されてプロ
グラムの実行が始まる。
Now, when the sun rises and the open circuit voltage of the solar cell 10 reaches the operating voltage of the microcomputer 26,
An operating current is supplied to the microcomputer 26, and execution of the program starts.

【0027】まず、マイクロコンピュータ26は起動要
求の発生を待つ(#1)。起動要求は、例えば日射量又
はそれに依存する太陽電池10の開放電圧が所定値に達
したときに、図示しない日射量センサー又は電圧監視回
路により発せられる。また、特定の時刻にタイマー回路
により発せられる場合や外部スイッチのオンに呼応して
発せられる場合もある。
First, the microcomputer 26 waits for the generation of a start request (# 1). The activation request is issued by a solar radiation amount sensor or a voltage monitoring circuit (not shown), for example, when the amount of solar radiation or the open circuit voltage of the solar cell 10 depending on it reaches a predetermined value. Further, it may be issued by a timer circuit at a specific time, or may be issued in response to turning on of an external switch.

【0028】起動要求が発生すると、マイクロコンピュ
ータ26はサイリスタ21をオン状態とする(#2)。
これにより、図5に充電特性を示すように太陽電池10
によってコンデンサC0が充電される。すなわち、太陽
電池10からコンデンサC0に充電電流Iが流れ、コン
デンサC0の端子間電圧Vは数ミリ秒程度の時間内に零
からほぼ太陽電池10の開放電圧Vocまで上昇する。
なお、太陽電池10からマイクロコンピュータ26に供
給される動作電流は微小であるので無視することができ
る。
When the activation request is generated, the microcomputer 26 turns on the thyristor 21 (# 2).
As a result, as shown in FIG.
Causes the capacitor C0 to be charged. That is, the charging current I flows from the solar cell 10 to the capacitor C0, and the terminal voltage V of the capacitor C0 rises from zero to almost the open circuit voltage Voc of the solar cell 10 within a time of about several milliseconds.
The operating current supplied from the solar cell 10 to the microcomputer 26 is so small that it can be ignored.

【0029】コンデンサC0の充電中において、マイク
ロコンピュータ26は、例えば数十マイクロ秒程度の周
期で端子間電圧V及び充電電流Iをサンプリングし、外
乱などの影響を軽減するため複数回分のサンプリングデ
ータの平均値を求め、得られた平均値データを太陽電池
10の出力特性(I−V特性)を示すデータとして記憶
する(#3)。
While the capacitor C0 is being charged, the microcomputer 26 samples the inter-terminal voltage V and the charging current I at a cycle of, for example, several tens of microseconds, and the sampling data of a plurality of times is sampled in order to reduce the influence of disturbance or the like. An average value is obtained, and the obtained average value data is stored as data indicating the output characteristic (IV characteristic) of the solar cell 10 (# 3).

【0030】続いて、所定のサンプリングポイント毎に
電圧Vと電流Iとの乗算を行って電力値Pを求め(#
4)、その時点の太陽電池10の最大電力Pmaxを検
知する(#5)。そして、一旦、サイリスタ21をオフ
状態とする(#6)。
Then, the electric power value P is obtained by multiplying the voltage V and the current I at each predetermined sampling point (#
4) The maximum electric power Pmax of the solar cell 10 at that time is detected (# 5). Then, the thyristor 21 is once turned off (# 6).

【0031】次に、図6に一例を示す太陽電池10の出
力特性(実線)及び電力特性(鎖線)のチェックを行う
(#7)。このとき、例えば最大電力Pmaxに対応し
た最適動作電圧VPmax、開放電圧Voc、及び短絡
電流Iscの内の少なくとも1つが所定範囲外の値であ
れば、特性が異常であると判定される。出力特性が異常
である場合は、警告表示などを行う異常処理を行う(#
8)。
Next, the output characteristic (solid line) and power characteristic (chain line) of the solar cell 10 of which an example is shown in FIG. 6 are checked (# 7). At this time, for example, if at least one of the optimum operating voltage VPmax corresponding to the maximum power Pmax, the open circuit voltage Voc, and the short circuit current Isc has a value outside the predetermined range, it is determined that the characteristic is abnormal. If the output characteristics are abnormal, perform error processing such as displaying a warning (#
8).

【0032】一方、出力特性が正常である場合は、最大
電力Pmaxが所定の電流を出力することのできる一定
値以上であるか否かをチェックする(#9)。最大電力
Pmaxが一定値より小さい場合は、例えば20分後に
再び太陽電池10の特性を測定する再測定処理を行う
(#10)。
On the other hand, when the output characteristic is normal, it is checked whether or not the maximum power Pmax is a certain value or more capable of outputting a predetermined current (# 9). When the maximum power Pmax is smaller than the fixed value, for example, a re-measurement process for measuring the characteristics of the solar cell 10 again is performed after 20 minutes (# 10).

【0033】これに対して、最大電力Pmaxが一定値
以上である場合は、最適動作電圧VPmaxを上述の電
圧指令値として設定し、入力誤差信号Saを生成してP
WM制御部25に送るとともに、リレー24及びサイリ
スタ21をオン状態にして太陽電池電源1の運転を開始
する(#11)。
On the other hand, when the maximum electric power Pmax is a certain value or more, the optimum operating voltage VPmax is set as the above-mentioned voltage command value, the input error signal Sa is generated and P
The relay 24 and the thyristor 21 are turned on and the operation of the solar cell power source 1 is started while being sent to the WM control unit 25 (# 11).

【0034】だたし、運転開始時点における太陽電池1
0の出力電圧(インバータ20の入力電圧)Viは開放
電圧Vocであるので、いきなり電圧指令値を最適動作
電圧VPmaxとすると、急激な状態変化により各部に
悪影響が現れるおそれがある。このため、マイクロコン
ピュータ26は、いわゆるソフトスタート処理として、
電圧指令値を開放電圧Vocから最適動作電圧VPma
xへ段階的に近づけるように設定して入力誤差信号Sa
を生成する。例えば、開放電圧Vocが250ボルトで
あり、最適動作電圧VPmaxが200ボルトである場
合において、100ミリ秒程度の間隔で10ボルトずつ
電圧指令値を下げる。
However, the solar cell 1 at the start of operation
Since the output voltage 0 (input voltage of the inverter 20) Vi is the open circuit voltage Voc, when the voltage command value is suddenly set to the optimum operating voltage VPmax, there is a possibility that a sudden change in state may adversely affect each part. Therefore, the microcomputer 26 performs so-called soft start processing as
The voltage command value is changed from the open circuit voltage Voc to the optimum operating voltage VPma.
The input error signal Sa is set so as to gradually approach x.
To generate. For example, when the open circuit voltage Voc is 250 volts and the optimum operating voltage VPmax is 200 volts, the voltage command value is lowered by 10 volts at intervals of about 100 milliseconds.

【0035】以上の一連の処理により、太陽電池電源1
は、起動要求の発生から約0.5秒後に、太陽電池10
の発電能力をほぼ最大限に利用して負荷Zに対して給電
を行う定常運転状態になる。
Through the above series of processing, the solar cell power source 1
About 0.5 seconds after the start request is issued, the solar cell 10
In this state, the load Z is fed to the load Z by making the most of its power generation capacity.

【0036】定常運転状態において、マイクロコンピュ
ータ26は、上述のMPPT制御又は入力電圧一定制御
に応じた入力誤差信号Saを生成する定常運転処理を行
う(#12)。なお、太陽電池10の出力特性は温度に
より大きく変動するので、特に温度変化の大きい環境で
はMPPT制御が望ましい。定常運転処理は運転停止要
求が発生するまで続けられる。
In the steady operation state, the microcomputer 26 carries out the steady operation process for generating the input error signal Sa according to the MPPT control or the constant input voltage control (# 12). Since the output characteristics of the solar cell 10 greatly vary depending on the temperature, MPPT control is desirable especially in an environment where the temperature changes greatly. The steady operation process is continued until an operation stop request is issued.

【0037】運転停止要求は、例えば夕方になって日射
量が低下したときに日射量センサーによって発せられ
る。また、特に定常運転時に入力電圧一定制御を行う場
合には、午前中の運転開始時点と正午の時点とでは、日
射量に大きな差があり太陽電池10の出力特性も異なる
ことがあるので、運転を一時停止して出力特性を改めて
測定するため、正午の時点でタイマー回路により運転停
止要求が発せられることがある。
The operation stop request is issued by the solar radiation amount sensor when the amount of solar radiation decreases in the evening, for example. In particular, when constant input voltage control is performed during steady operation, there is a large difference in the amount of solar radiation between the start of operation in the morning and the time of noon, and the output characteristics of the solar cell 10 may also differ. Since the output characteristic is measured again by temporarily stopping the operation, the timer circuit may issue an operation stop request at noon.

【0038】運転停止要求が発生すると、マイクロコン
ピュータ26は、リレー24をオフ状態にして連系を解
除する(#14)。続いて、サイリスタ21をオフ状態
にして太陽電池10とインバータ20とを切り離し、イ
ンバータ主回路22のトランジスタQ1〜4をオン状態
とするための信号S22をPWM制御部25のドライバ
回路255へ送る(#15)。これにより、コンデンサ
C0の電荷がトランジスタQ1,Q2及びトランジスタ
Q3,Q4を介して放電する。
When an operation stop request is issued, the microcomputer 26 turns off the relay 24 to release the interconnection (# 14). Subsequently, the thyristor 21 is turned off to disconnect the solar cell 10 from the inverter 20, and a signal S22 for turning on the transistors Q1 to Q4 of the inverter main circuit 22 is sent to the driver circuit 255 of the PWM control unit 25 ( # 15). As a result, the electric charge of the capacitor C0 is discharged through the transistors Q1 and Q2 and the transistors Q3 and Q4.

【0039】そして、コンデンサC0が非充電状態にな
る所定時間の経過後、マイクロコンピュータ26は、4
つのトランジスタQ1〜4を全てオフ状態とし、処理を
終える(#16)。
After the elapse of a predetermined time in which the capacitor C0 is in the non-charged state, the microcomputer 26
All the transistors Q1 to Q4 are turned off, and the process ends (# 16).

【0040】上述の実施例によれば、従来のように太陽
電池10の出力電力を増大させるべく試行錯誤の形で出
力電流を調整するのではなく、最初に太陽電池10の出
力特性を測定し、制御目標を決定して出力電流を調整す
るので、太陽電池電源1を運転開始後に迅速に定常運転
状態に移行させることができる。
According to the above-described embodiment, the output characteristic of the solar cell 10 is first measured instead of adjusting the output current by trial and error in order to increase the output power of the solar cell 10 as in the conventional case. Since the control target is determined and the output current is adjusted, it is possible to quickly shift the solar cell power source 1 to the steady operation state after the operation is started.

【0041】上述の実施例によれば、太陽電池10の特
性チェックが行われ、その結果が異常であれば異常処理
が行われるので、例えば、太陽電池10の誤接続や接続
不良、一部のモジュールの断線など、太陽電池10の不
具合をオペレータが知ることができる。
According to the above-described embodiment, the characteristic check of the solar cell 10 is performed, and if the result is abnormal, the abnormality process is performed. The operator can know the malfunction of the solar cell 10 such as the disconnection of the module.

【0042】上述の実施例によれば、運転停止状態にお
いて、商用電力系統2と太陽電池10とが、リレー2
4、インバータ主回路22、及びサイリスタ21により
3重に遮断されるので、商用電力系統2への直流成分の
重畳が起こらず、連系保護の信頼性を高めることができ
る。
According to the above-described embodiment, the commercial power system 2 and the solar cell 10 are connected to the relay 2 when the operation is stopped.
Since it is cut off in triplicate by the inverter 4, the inverter main circuit 22, and the thyristor 21, the DC component does not overlap the commercial power system 2, and the reliability of interconnection protection can be improved.

【0043】上述の実施例によれば、定常運転時に処理
を簡単化するために入力電圧一定制御を行う場合であっ
ても、毎日の運転開始時に太陽電池10の特性が測定さ
れるので、季節による気温の差異に係わらず最適条件の
運転が行われ、年間を通じて太陽電池10の発電能力を
最大限に利用することができる。
According to the above-described embodiment, the characteristics of the solar cell 10 are measured at the start of daily operation even when the constant input voltage control is performed in order to simplify the processing during the steady operation. The operation is performed under the optimum conditions regardless of the temperature difference due to the temperature difference, and the power generation capacity of the solar cell 10 can be maximized throughout the year.

【0044】上述の実施例において、出力特性の測定結
果に基づいて、アモルファス系や多結晶系といった太陽
電池10の種別を判別しておき、定常運転中に日射量及
び温度の変化量を検知して最適動作点を予測し、太陽電
池10の動作点を現在の点から予測した最適動作点へ一
気に移行させるようにし、MPPT制御の高速化を図る
ことができる。
In the above embodiment, the type of the solar cell 10 such as the amorphous type or the polycrystalline type is discriminated based on the measurement result of the output characteristics, and the amount of solar radiation and the amount of change in temperature are detected during the steady operation. Thus, the optimum operating point is predicted, and the operating point of the solar cell 10 is shifted from the current point to the predicted optimum operating point at once, so that the MPPT control can be speeded up.

【0045】上述の実施例において、太陽電池10の出
力特性の測定データを外部のコンピュータなどに転送す
る機能、又は出力特性をグラフ化してプリントする機能
を設け、太陽電池電源1の保守の便宜を図ることができ
る。
In the above-described embodiment, the function of transferring the measured data of the output characteristic of the solar cell 10 to an external computer or the like, or the function of printing the output characteristic in the form of a graph is provided to facilitate the maintenance of the solar cell power source 1. Can be planned.

【0046】上述の実施例において、商用電力系統2を
PWM制御部25及びマイクロコンピュータ26の駆動
電源としてよい。また、逆阻止3端子サイリスタ21に
代えてトランジスタを用いてもよい。さらにハードウェ
アによりソウトスタートを行ってもよい。その他、イン
バータ20の回路構成、制御形態、太陽電池10の種類
や構成などは本発明の主旨に沿って種々変更することが
できる。連系によらずに運転される太陽電池電源1にも
本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the commercial power system 2 may be used as the drive power source for the PWM control unit 25 and the microcomputer 26. A transistor may be used instead of the reverse blocking 3-terminal thyristor 21. Further, a soot start may be performed by hardware. In addition, the circuit configuration of the inverter 20, the control mode, the type and configuration of the solar cell 10, and the like can be variously changed in accordance with the gist of the present invention. The present invention can be applied to the solar cell power source 1 that is operated without the interconnection.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、運転開始時の定常運転
状態への移行を迅速化することができる。
According to the present invention, it is possible to speed up the transition to a steady operation state at the start of operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る太陽電池電源の全体構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a solar cell power source according to the present invention.

【図2】インバータ主回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an inverter main circuit.

【図3】PWM制御部の機能上の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a PWM control unit.

【図4】マイクロコンピュータの概略の制御内容を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of control contents of a microcomputer.

【図5】コンデンサの充電特性の一例を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing an example of charging characteristics of a capacitor.

【図6】太陽電池の出力特性及びそれに対応した電力特
性の一例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of output characteristics of a solar cell and power characteristics corresponding thereto.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽電池電源 10 太陽電池 20 インバータ(電力制御装置) C0 コンデンサ 1 Solar Battery Power Supply 10 Solar Battery 20 Inverter (Power Control Device) C0 Capacitor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】太陽電池と、太陽電池の出力電力を制御す
る電力制御装置とを有した太陽電池電源において、 前記電力制御装置は、前記太陽電池電源の運転開始時
に、前記太陽電池の出力特性を測定して最適動作点を検
知し、前記最適動作点を制御目標に設定して電力制御を
行うように構成され、 てなることを特徴とする太陽電池電源。
1. A solar cell power supply having a solar cell and a power control device for controlling the output power of the solar cell, wherein the power control device has an output characteristic of the solar cell at the start of operation of the solar cell power supply. A solar cell power source, which is configured to measure the optimum operating point, detect the optimum operating point, set the optimum operating point as a control target, and perform power control.
【請求項2】太陽電池と、インバータとを有した太陽電
池電源において、 前記インバータは、前記太陽電池電源の運転開始時に、
非充電状態のコンデンサを前記太陽電池に接続し、前記
コンデンサの充電電流と端子間電圧とをサンプリングし
て記憶し、サンプリングデータに基づいて前記太陽電池
の最適動作点を求め、前記最適動作点を入力電力の制御
目標に設定して電力変換を行うように構成されてなるこ
とを特徴とする太陽電池電源。
2. A solar cell power source having a solar cell and an inverter, wherein the inverter is:
A capacitor in an uncharged state is connected to the solar cell, the charging current and the terminal voltage of the capacitor are sampled and stored, the optimum operating point of the solar cell is determined based on the sampling data, and the optimum operating point is calculated. A solar battery power source, which is configured to perform power conversion by setting a control target of input power.
【請求項3】前記インバータは、前記制御目標の設定値
を段階的に前記最適動作点に近づけるように構成されて
なることを特徴とする請求項2記載の太陽電池電源。
3. The solar cell power source according to claim 2, wherein the inverter is configured to gradually bring the set value of the control target closer to the optimum operating point.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201827A (en) * 2005-01-18 2006-08-03 Omron Corp Power conditioner incorporating curve tracer and curve evaluation method of curve tracer
WO2008018250A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solar photovoltaic power generation system, vehicle, solar photovoltaic power generation system control method, and computer readable recording medium having recorded therein program for causing computer to execute that control method
WO2011108412A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-09 ソニー株式会社 Electricity control device, electricity control method, and electricity supply system
JP2012174070A (en) * 2011-02-23 2012-09-10 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Solar cell characteristic acquisition circuit and solar cell control device
JP2012235588A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Sanyo Electric Co Ltd System interconnection apparatus
JP2013513878A (en) * 2009-12-14 2013-04-22 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ How to obtain information that allows the determination of power supply characteristics
CN103299522A (en) * 2010-11-17 2013-09-11 Sma太阳能技术股份公司 Method for connecting a photovoltaic installation to a power supply grid
JP2014155352A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Kyocera Corp Power conditioner and connection determination method therefor
JP2014180182A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Omron Corp Power conditioner and program
JP2016177832A (en) * 2016-05-19 2016-10-06 京セラ株式会社 Power conditioner and method of controlling the same
EP2346084A3 (en) * 2010-01-19 2017-08-16 General Electric Company Open circuit voltage protection system and method
JP2018137943A (en) * 2017-02-23 2018-08-30 東洋電機製造株式会社 System linkage inverter device
JP2021086302A (en) * 2019-11-26 2021-06-03 トヨタ自動車株式会社 Solar charging control device

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201827A (en) * 2005-01-18 2006-08-03 Omron Corp Power conditioner incorporating curve tracer and curve evaluation method of curve tracer
JP4556677B2 (en) * 2005-01-18 2010-10-06 オムロン株式会社 Power conditioner with built-in curve tracer
WO2008018250A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solar photovoltaic power generation system, vehicle, solar photovoltaic power generation system control method, and computer readable recording medium having recorded therein program for causing computer to execute that control method
JP2008046751A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp Photovoltaic power generation system, vehicle, control method for photovoltaic power generation system, and computer readable recording medium with program for making computer perform its control method reocrded
JP2013513878A (en) * 2009-12-14 2013-04-22 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ How to obtain information that allows the determination of power supply characteristics
EP2346084A3 (en) * 2010-01-19 2017-08-16 General Electric Company Open circuit voltage protection system and method
WO2011108412A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-09 ソニー株式会社 Electricity control device, electricity control method, and electricity supply system
JP2011181012A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Sony Corp Electricity control device, electricity control method, and electricity supply system
US9442505B2 (en) 2010-03-03 2016-09-13 Sony Corporation Electric power control apparatus, electric power control method, and electric power feeding system
TWI470902B (en) * 2010-03-03 2015-01-21 Sony Corp Power control device
JP2013543193A (en) * 2010-11-17 2013-11-28 エスエムエー ソーラー テクノロジー アーゲー How to connect solar power generation equipment to the power grid
CN103299522A (en) * 2010-11-17 2013-09-11 Sma太阳能技术股份公司 Method for connecting a photovoltaic installation to a power supply grid
US10027249B2 (en) 2010-11-17 2018-07-17 Sma Solar Technology Method for connecting a photovoltaic installation to a power supply
JP2012174070A (en) * 2011-02-23 2012-09-10 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Solar cell characteristic acquisition circuit and solar cell control device
JP2012235588A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Sanyo Electric Co Ltd System interconnection apparatus
JP2014155352A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Kyocera Corp Power conditioner and connection determination method therefor
JP2014180182A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Omron Corp Power conditioner and program
JP2016177832A (en) * 2016-05-19 2016-10-06 京セラ株式会社 Power conditioner and method of controlling the same
JP2018137943A (en) * 2017-02-23 2018-08-30 東洋電機製造株式会社 System linkage inverter device
JP2021086302A (en) * 2019-11-26 2021-06-03 トヨタ自動車株式会社 Solar charging control device

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