JPH08123561A - 太陽光発電システムの最大出力追従制御方法および装置 - Google Patents
太陽光発電システムの最大出力追従制御方法および装置Info
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- JPH08123561A JPH08123561A JP6254059A JP25405994A JPH08123561A JP H08123561 A JPH08123561 A JP H08123561A JP 6254059 A JP6254059 A JP 6254059A JP 25405994 A JP25405994 A JP 25405994A JP H08123561 A JPH08123561 A JP H08123561A
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- Japan
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- maximum output
- inverter
- power generation
- solar cell
- curve
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- 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽電池の出力電力が最大となるようにイン
バータを制御する太陽光発電システムの最大出力追従制
御方法において、ピーク点検出の遅れを少なくし、イン
バータの追従制御を安定に行うことができるようにす
る。 【構成】 日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の
発電特性曲線の最大出力点を結んでピーク電力曲線１０
を作成し、該ピーク電力曲線１０に沿ってインバータの
直流電圧設定値を変化させて太陽電池の最大出力点を検
索する。ピーク点における直流電圧の変化巾は小さいの
で、インバータの直流電圧をこの曲線１０近辺で変化さ
せても制御系を不安定にさせることはない。しかもピー
ク点の検索巾は狭いので、ピーク点検出の遅れは少なく
なる。
バータを制御する太陽光発電システムの最大出力追従制
御方法において、ピーク点検出の遅れを少なくし、イン
バータの追従制御を安定に行うことができるようにす
る。 【構成】 日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の
発電特性曲線の最大出力点を結んでピーク電力曲線１０
を作成し、該ピーク電力曲線１０に沿ってインバータの
直流電圧設定値を変化させて太陽電池の最大出力点を検
索する。ピーク点における直流電圧の変化巾は小さいの
で、インバータの直流電圧をこの曲線１０近辺で変化さ
せても制御系を不安定にさせることはない。しかもピー
ク点の検索巾は狭いので、ピーク点検出の遅れは少なく
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽光発電システム
において、太陽電池の最大出力を追従するインバータ制
御に係り、特に最大出力追従制御方法および装置に関す
る。
において、太陽電池の最大出力を追従するインバータ制
御に係り、特に最大出力追従制御方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に太陽光発電システムの概要は図４
のように示される。図４において１は太陽電池、２はイ
ンバータ、３は系統連系保護装置、４は系統、５は負荷
である。発電システムの発電効率を向上させるために
は、太陽電池の発電量の最大点でシステムを運転する必
要があり、いわゆる最大出力追従制御が行われる。
のように示される。図４において１は太陽電池、２はイ
ンバータ、３は系統連系保護装置、４は系統、５は負荷
である。発電システムの発電効率を向上させるために
は、太陽電池の発電量の最大点でシステムを運転する必
要があり、いわゆる最大出力追従制御が行われる。
【０００３】前記太陽電池１の発電特性は図５、図６の
ように示される。これら図５、図６から発電量は日射
量、温度により大きく変化するのがわかる。
ように示される。これら図５、図６から発電量は日射
量、温度により大きく変化するのがわかる。
【０００４】従来の最大出力追従制御は、インバータ２
の直流電圧を変化させ、太陽電池１の出力電圧、出力電
流を検出して発電量を求め、発電量が最大となるよう
に、山のぼり方法によってインバータ直流電圧を決めて
いた。この山のぼり方法は図７に示すように、直流電圧
をΔＶset巾のステップで変化させるとともに該巾を狭
くしていって発電量のピーク点を検索する方法である。
の直流電圧を変化させ、太陽電池１の出力電圧、出力電
流を検出して発電量を求め、発電量が最大となるよう
に、山のぼり方法によってインバータ直流電圧を決めて
いた。この山のぼり方法は図７に示すように、直流電圧
をΔＶset巾のステップで変化させるとともに該巾を狭
くしていって発電量のピーク点を検索する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来の山
のぼり方法による最大出力追従制御方法は次のような問
題点がある。すなわち常時、直流電圧を変化させるた
め、制御系を不安定にさせることがある。図５の太陽電
池の発電特性から、ピーク点付近での変化が大きいた
め、ピーク点検出のアルゴリズムが複雑になり、検出遅
れが大きくなる。したがって最大出力へ追従できないこ
とがある。
のぼり方法による最大出力追従制御方法は次のような問
題点がある。すなわち常時、直流電圧を変化させるた
め、制御系を不安定にさせることがある。図５の太陽電
池の発電特性から、ピーク点付近での変化が大きいた
め、ピーク点検出のアルゴリズムが複雑になり、検出遅
れが大きくなる。したがって最大出力へ追従できないこ
とがある。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
その目的は、ピーク点検出の遅れを少なくし、インバー
タの追従制御を安定に行うことができる太陽光発電シス
テムの最大出力追従制御方法および装置を提供すること
にある。
その目的は、ピーク点検出の遅れを少なくし、インバー
タの追従制御を安定に行うことができる太陽光発電シス
テムの最大出力追従制御方法および装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）太陽電
池の出力電力が最大となるようにインバータを制御する
太陽光発電システムの最大出力追従制御方法において、
日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲
線の最大出力点を結んでピーク電力曲線を作成し、該ピ
ーク電力曲線に沿ってインバータの直流電圧設定値を変
化させて太陽電池の最大出力点を検索することを特徴と
し、（２）太陽電池の出力電力が最大となるようにイン
バータを制御する太陽光発電システムの最大出力追従制
御装置において、日射量、温度をパラメータとし、太陽
電池の発電特性曲線の最大出力点を結んで作成されたピ
ーク電力曲線データを格納する記憶部を有し、太陽電池
の温度検出および出力電力検出信号に応じたピーク電力
曲線を前記記憶部から選択し、該選択したピーク電力曲
線上の最大出力点およびその近辺点をインバータの直流
電圧設定値とすることを特徴としている。
池の出力電力が最大となるようにインバータを制御する
太陽光発電システムの最大出力追従制御方法において、
日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲
線の最大出力点を結んでピーク電力曲線を作成し、該ピ
ーク電力曲線に沿ってインバータの直流電圧設定値を変
化させて太陽電池の最大出力点を検索することを特徴と
し、（２）太陽電池の出力電力が最大となるようにイン
バータを制御する太陽光発電システムの最大出力追従制
御装置において、日射量、温度をパラメータとし、太陽
電池の発電特性曲線の最大出力点を結んで作成されたピ
ーク電力曲線データを格納する記憶部を有し、太陽電池
の温度検出および出力電力検出信号に応じたピーク電力
曲線を前記記憶部から選択し、該選択したピーク電力曲
線上の最大出力点およびその近辺点をインバータの直流
電圧設定値とすることを特徴としている。
【０００８】
【作用】太陽電池の発電特性から、ピーク点における直
流電圧の変化巾は小さい。このためインバータの直流電
圧をこのピーク電力曲線近辺で変化させても制御系を不
安定にさせることはない。しかもピーク点の検索巾は狭
いので、ピーク点検出の遅れは少なくなる。
流電圧の変化巾は小さい。このためインバータの直流電
圧をこのピーク電力曲線近辺で変化させても制御系を不
安定にさせることはない。しかもピーク点の検索巾は狭
いので、ピーク点検出の遅れは少なくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。本発明では前記山のぼり方法の問題点を解
決するために下記のような制御方法を用いる。 （１）図１に示すように、太陽電池の発電特性曲線よ
り、日射量に対する各最大出力点を結んだピーク電力曲
線１０を作る。
ら説明する。本発明では前記山のぼり方法の問題点を解
決するために下記のような制御方法を用いる。 （１）図１に示すように、太陽電池の発電特性曲線よ
り、日射量に対する各最大出力点を結んだピーク電力曲
線１０を作る。
【００１０】（２）太陽電池の最大出力点を検索するの
に、前記ピーク電力曲線１０近辺をインバータの直流電
圧設定として変化させる。
に、前記ピーク電力曲線１０近辺をインバータの直流電
圧設定として変化させる。
【００１１】（３）温度に対する太陽電池の出力特性が
大きく変化するため、温度に対するピーク電力曲線を作
る。
大きく変化するため、温度に対するピーク電力曲線を作
る。
【００１２】太陽電池の発電特性から、ピーク点におけ
る直流電圧の変化巾は小さい。このためインバータの直
流電圧を前記ピーク電力曲線１０近辺で変化させても制
御系を不安定にさせることはない。しかもピーク点の検
索巾は狭いので、ピーク点検出の遅れは少なくなる。
る直流電圧の変化巾は小さい。このためインバータの直
流電圧を前記ピーク電力曲線１０近辺で変化させても制
御系を不安定にさせることはない。しかもピーク点の検
索巾は狭いので、ピーク点検出の遅れは少なくなる。
【００１３】図２は前記最大出力追従制御方法を実施す
る制御装置の一例である。図２において図４と同一部分
は同一符号をもって示している。インバータ２の出力側
はフィルタ１１、変圧器１２および連系用電磁接触器１
３を介して負荷５に接続されている。１４は直流電流検
出器、１５は変流器、１６は計器用変圧器である。太陽
電池１の出力電流、出力電圧を検出した信号ＩDC、ＶDC
は乗算部１７において乗算され、該出力電力Ｐはマイコ
ン部１８に入力される。マイコン部１８は前記電力Ｐお
よび太陽電池１の温度検出信号Ｔに基づいて最大出力追
従制御を行い、ピーク電力曲線上の点へ直流電圧を設定
する。
る制御装置の一例である。図２において図４と同一部分
は同一符号をもって示している。インバータ２の出力側
はフィルタ１１、変圧器１２および連系用電磁接触器１
３を介して負荷５に接続されている。１４は直流電流検
出器、１５は変流器、１６は計器用変圧器である。太陽
電池１の出力電流、出力電圧を検出した信号ＩDC、ＶDC
は乗算部１７において乗算され、該出力電力Ｐはマイコ
ン部１８に入力される。マイコン部１８は前記電力Ｐお
よび太陽電池１の温度検出信号Ｔに基づいて最大出力追
従制御を行い、ピーク電力曲線上の点へ直流電圧を設定
する。
【００１４】１９は太陽電池１の直流出力電圧ＶDCとマ
イコン部１８の出力に基づいて直流電圧制御信号を作成
する直流電圧制御部（ＡＶＲ）である。２０は計器用変
圧器１６の電圧検出値ＶOUTに応じた周波数の同期制御
信号を作成する同期制御部である。２１は変流器１５の
電流検出値ＩOUT、直流電圧制御部１９および同期制御
部２０の各出力信号に基づいて波形成形を行う電流波形
制御部である。２２は前記同期制御部２０と電流波形制
御部２１の出力の論理をとってインバータ２のゲートに
ゲート信号を送るゲートロジック部である。
イコン部１８の出力に基づいて直流電圧制御信号を作成
する直流電圧制御部（ＡＶＲ）である。２０は計器用変
圧器１６の電圧検出値ＶOUTに応じた周波数の同期制御
信号を作成する同期制御部である。２１は変流器１５の
電流検出値ＩOUT、直流電圧制御部１９および同期制御
部２０の各出力信号に基づいて波形成形を行う電流波形
制御部である。２２は前記同期制御部２０と電流波形制
御部２１の出力の論理をとってインバータ２のゲートに
ゲート信号を送るゲートロジック部である。
【００１５】上記のように構成された装置において、マ
イコン部１８の記憶部（図示省略）には、図１のように
作成されたピーク電力曲線１０が記憶されており、マイ
コン部１８は図３に示す最大出力追従制御処理およびバ
ックグラウンド処理を行う。図１〜図３において、まず
太陽電池１の温度を検出し（ステップＳ1）、該温度に
対するピーク電力曲線１０を選択する（ステップ
Ｓ2）。そして前記曲線上の点へ直流電圧を設定し（ス
テップＳ3）、電力がピーク点か否かを判定する（ステ
ップＳ4）。ピーク点でないときは直流電圧設定をΔＶ
set＋Ｖsetに移動する（ステップＳ5）。但し、曲線上
の設定を記憶テーブルから参照する。
イコン部１８の記憶部（図示省略）には、図１のように
作成されたピーク電力曲線１０が記憶されており、マイ
コン部１８は図３に示す最大出力追従制御処理およびバ
ックグラウンド処理を行う。図１〜図３において、まず
太陽電池１の温度を検出し（ステップＳ1）、該温度に
対するピーク電力曲線１０を選択する（ステップ
Ｓ2）。そして前記曲線上の点へ直流電圧を設定し（ス
テップＳ3）、電力がピーク点か否かを判定する（ステ
ップＳ4）。ピーク点でないときは直流電圧設定をΔＶ
set＋Ｖsetに移動する（ステップＳ5）。但し、曲線上
の設定を記憶テーブルから参照する。
【００１６】図３（ｂ）はバックグラウンド処理を示
し、初期処理、シーケンス処理、モニター処理（ステッ
プＳ1〜Ｓ3）を行い、図３（ａ）の最大出力追従制御処
理に対して、タイマーによるリサイクル処理を施してい
る。
し、初期処理、シーケンス処理、モニター処理（ステッ
プＳ1〜Ｓ3）を行い、図３（ａ）の最大出力追従制御処
理に対して、タイマーによるリサイクル処理を施してい
る。
【００１７】尚本発明は、マイクロコンピュータを用い
て求めたピーク電力曲線を記憶させ、外部状態（温度、
出力電力）より前記曲線上をインバータの直流電圧設定
とすることで実現できるが、これに限らずピーク電力曲
線を直線近似することでアナログ的にも容易に実現する
ことができる。
て求めたピーク電力曲線を記憶させ、外部状態（温度、
出力電力）より前記曲線上をインバータの直流電圧設定
とすることで実現できるが、これに限らずピーク電力曲
線を直線近似することでアナログ的にも容易に実現する
ことができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、日射量、
温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲線の最大
出力点を結んでピーク電力曲線を作成し、該ピーク電力
曲線に沿ってインバータの直流電圧設定値を変化させて
太陽電池の最大出力点を検索するようにしたので、イン
バータの制御系を不安定にすることなく、ピーク点検出
の遅れを少なくすることができ、またピーク点検出方法
が容易であるため比較的簡単な装置構成により実現する
ことができる。
温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲線の最大
出力点を結んでピーク電力曲線を作成し、該ピーク電力
曲線に沿ってインバータの直流電圧設定値を変化させて
太陽電池の最大出力点を検索するようにしたので、イン
バータの制御系を不安定にすることなく、ピーク点検出
の遅れを少なくすることができ、またピーク点検出方法
が容易であるため比較的簡単な装置構成により実現する
ことができる。
【図１】本発明の方法の一実施例を示すピーク電力曲線
図。
図。
【図２】本発明の装置の一実施例を示すブロック図。
【図３】本発明の最大出力追従制御処理の手順を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図４】太陽光発電システムのブロック図。
【図５】太陽電池の照度特性図。
【図６】太陽電池の温度特性図。
【図７】従来の最大出力追従制御における山のぼり方法
を示す電圧−電流特性図。
を示す電圧−電流特性図。
１…太陽電池 ２…インバータ ５…負荷 １０…ピーク電力曲線 １７…乗算部 １８…マイコン部 １９…直流電圧制御部 ２０…同期制御部 ２１…電流波形制御部 ２２…ゲートロジック部
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池の出力電力が最大となるように
インバータを制御する太陽光発電システムの最大出力追
従制御方法において、 日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲
線の最大出力点を結んでピーク電力曲線を作成し、該ピ
ーク電力曲線に沿ってインバータの直流電圧設定値を変
化させて太陽電池の最大出力点を検索することを特徴と
する太陽光発電システムの最大出力追従制御方法。 - 【請求項２】 太陽電池の出力電力が最大となるように
インバータを制御する太陽光発電システムの最大出力追
従制御装置において、 日射量、温度をパラメータとし、太陽電池の発電特性曲
線の最大出力点を結んで作成されたピーク電力曲線デー
タを格納する記憶部を有し、太陽電池の温度検出および
出力電力検出信号に応じたピーク電力曲線を前記記憶部
から選択し、該選択したピーク電力曲線上の最大出力点
およびその近辺点をインバータの直流電圧設定値とする
ことを特徴とする太陽光発電システムの最大出力追従制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254059A JPH08123561A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 太陽光発電システムの最大出力追従制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254059A JPH08123561A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 太陽光発電システムの最大出力追従制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08123561A true JPH08123561A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17259661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6254059A Pending JPH08123561A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 太陽光発電システムの最大出力追従制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08123561A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-10-20 JP JP6254059A patent/JPH08123561A/ja active Pending
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