JPH08317664A - 太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法 - Google Patents
太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法Info
- Publication number
- JPH08317664A JPH08317664A JP7118346A JP11834695A JPH08317664A JP H08317664 A JPH08317664 A JP H08317664A JP 7118346 A JP7118346 A JP 7118346A JP 11834695 A JP11834695 A JP 11834695A JP H08317664 A JPH08317664 A JP H08317664A
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- Japan
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- point
- power
- solar cell
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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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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】連系点電圧が設定値以上に上昇した場合の電力
変換装置の連系点電圧の調整および連系点電圧調整の終
了を簡単に判断できる方法を提供する。 【構成】検出回路３で検出された連系点電圧が第１の設
定値電圧Ｖ1 以上になったときに、太陽電池２の最大電
力点追従制御を行う最大電力点追従制御回路６の最大電
力点追従制御を停止して太陽電池動作点指令電圧を固定
し、第２の設定値Ｖ2 （≧Ｖ1 ）より高ければ増加、低
ければ減少させるような零以上の値をもつ補正電圧と前
記固定された太陽電池動作点指令電圧との和または差を
とったものを新たな太陽電池動作指令電圧として電力変
換装置１に与えて連系点電圧を第２の設定値に維持する
ように制御し、補正電圧が零になったときに、連系電圧
を第２の設定値に維持する制御を停止し、最大電力点追
従制御回路６の太陽電池動作点指令電圧の固定を解除
し、最大電力点追従制御を再開して、連係点電圧の過電
圧を抑制する。
変換装置の連系点電圧の調整および連系点電圧調整の終
了を簡単に判断できる方法を提供する。 【構成】検出回路３で検出された連系点電圧が第１の設
定値電圧Ｖ1 以上になったときに、太陽電池２の最大電
力点追従制御を行う最大電力点追従制御回路６の最大電
力点追従制御を停止して太陽電池動作点指令電圧を固定
し、第２の設定値Ｖ2 （≧Ｖ1 ）より高ければ増加、低
ければ減少させるような零以上の値をもつ補正電圧と前
記固定された太陽電池動作点指令電圧との和または差を
とったものを新たな太陽電池動作指令電圧として電力変
換装置１に与えて連系点電圧を第２の設定値に維持する
ように制御し、補正電圧が零になったときに、連系電圧
を第２の設定値に維持する制御を停止し、最大電力点追
従制御回路６の太陽電池動作点指令電圧の固定を解除
し、最大電力点追従制御を再開して、連係点電圧の過電
圧を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光発電用電力変換
装置の系統過電圧保護方法に関する。
装置の系統過電圧保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽光発電用電力変換装置と系統電源と
の連系において、電力変換装置 (インバータ) から送電
される電力が大きくなるか、柱上変圧器から電力変換装
置までの配電線が長くインピーダンスが大きい場合、電
力変換装置と系統とが接続されている連系点電圧が配電
線の逆起電力によって上昇し、連系点につながる家電設
備等の負荷に悪影響を及ぼす恐れがある。従来、このよ
うな連系点の過電圧を抑えるために、まず電力変換装置
の出力電流を電圧に対して進相させて電圧上昇を抑制
し、次に電力変換装置出力力率が規定値になっても電圧
上昇が抑制されない場合には、電力変換装置の出力電流
を減少させることで連系点電圧の過電圧を抑制していた
（分散型電源系統連系技術指針 ＪＥＡＧ ９７０１−
１９９３）。
の連系において、電力変換装置 (インバータ) から送電
される電力が大きくなるか、柱上変圧器から電力変換装
置までの配電線が長くインピーダンスが大きい場合、電
力変換装置と系統とが接続されている連系点電圧が配電
線の逆起電力によって上昇し、連系点につながる家電設
備等の負荷に悪影響を及ぼす恐れがある。従来、このよ
うな連系点の過電圧を抑えるために、まず電力変換装置
の出力電流を電圧に対して進相させて電圧上昇を抑制
し、次に電力変換装置出力力率が規定値になっても電圧
上昇が抑制されない場合には、電力変換装置の出力電流
を減少させることで連系点電圧の過電圧を抑制していた
（分散型電源系統連系技術指針 ＪＥＡＧ ９７０１−
１９９３）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】連系点電圧を電力変換
装置の出力電流を減少させて抑制するには、電力変換装
置を太陽電池の最大電力点追従制御から、連系点の電圧
上昇を抑制する連系点電圧抑制制御に切り換えなければ
ならない。このとき、太陽電池の出力電力は減少し、太
陽電池の動作点は図２のように最大電力点（Ａ）から電
力の小さい２ケ所（Ｂ，Ｃ）のうちどちらかに移動す
る。また連系点電圧抑制制御の状態で、太陽電池の動作
点が最大電力点（Ａ）になれば連系点電圧制御から最大
電力点追従制御へ切り換えなければならない。しかし、
最大電力点（Ａ）は日射量や太陽電池温度によって変化
し、最大電力点追従制御を行っていない状態では、太陽
電池の最大電力点（Ａ）がどこにあるかは不明なため、
連系点電圧抑制制御を終了して最大電力点追従制御に移
行する条件を効率よく検出できないといった問題があっ
た。本発明が解決すべき課題は、連系点電圧が設定値以
上に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整お
よび連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる方法を提
供することにある。
装置の出力電流を減少させて抑制するには、電力変換装
置を太陽電池の最大電力点追従制御から、連系点の電圧
上昇を抑制する連系点電圧抑制制御に切り換えなければ
ならない。このとき、太陽電池の出力電力は減少し、太
陽電池の動作点は図２のように最大電力点（Ａ）から電
力の小さい２ケ所（Ｂ，Ｃ）のうちどちらかに移動す
る。また連系点電圧抑制制御の状態で、太陽電池の動作
点が最大電力点（Ａ）になれば連系点電圧制御から最大
電力点追従制御へ切り換えなければならない。しかし、
最大電力点（Ａ）は日射量や太陽電池温度によって変化
し、最大電力点追従制御を行っていない状態では、太陽
電池の最大電力点（Ａ）がどこにあるかは不明なため、
連系点電圧抑制制御を終了して最大電力点追従制御に移
行する条件を効率よく検出できないといった問題があっ
た。本発明が解決すべき課題は、連系点電圧が設定値以
上に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整お
よび連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる方法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保
護方法は、太陽電池の出力を交流電力に変換し、電力系
統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池の動
作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追従制
御を行う最大電力点追従制御回路と、前記電力系統の連
系点電圧を検出する検出器を設け、前記連系点電圧が第
１の設定値電圧以上になったときに、前記最大電力点追
従制御回路の前記最大電力点追従制御を停止し、太陽電
池動作点指令電圧を固定し、前記連系点電圧が前記第１
の設定値電圧以上の第２の設定値より高ければ増加、前
記第２の設定値より低ければ減少させるような零以上の
値をもつ補正電圧と前記固定された太陽電池動作点指令
電圧との和または差をとったものを新たな太陽電池動作
指令電圧として前記電力変換装置に与え、前記連系点電
圧を前記第２の設定値に維持するように制御し、前記補
正電圧が零になったときに、前記連系電圧を前記第２の
設定値に維持する制御を停止し、前記最大電力点追従制
御回路の前記太陽電池動作点指令電圧の固定を解除し、
前記最大電力点追従制御を再開して、前記連係点電圧の
過電圧を抑制するものである。
め、本発明の太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保
護方法は、太陽電池の出力を交流電力に変換し、電力系
統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池の動
作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追従制
御を行う最大電力点追従制御回路と、前記電力系統の連
系点電圧を検出する検出器を設け、前記連系点電圧が第
１の設定値電圧以上になったときに、前記最大電力点追
従制御回路の前記最大電力点追従制御を停止し、太陽電
池動作点指令電圧を固定し、前記連系点電圧が前記第１
の設定値電圧以上の第２の設定値より高ければ増加、前
記第２の設定値より低ければ減少させるような零以上の
値をもつ補正電圧と前記固定された太陽電池動作点指令
電圧との和または差をとったものを新たな太陽電池動作
指令電圧として前記電力変換装置に与え、前記連系点電
圧を前記第２の設定値に維持するように制御し、前記補
正電圧が零になったときに、前記連系電圧を前記第２の
設定値に維持する制御を停止し、前記最大電力点追従制
御回路の前記太陽電池動作点指令電圧の固定を解除し、
前記最大電力点追従制御を再開して、前記連係点電圧の
過電圧を抑制するものである。
【０００５】
【作用】上記手段によって電力変換装置と系統との連系
点電圧を監視することにより、連系点電圧が設定値以上
に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整およ
び連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる。
点電圧を監視することにより、連系点電圧が設定値以上
に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整およ
び連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施例の制御ブロック図、図２は太
陽電池動作点の移動を示した説明図である。図中、１は
電力変換装置、２は太陽電池、３は連系点電圧を検出す
るトランス、４および５は基準電圧発生器、６は最大電
力点追従指令電圧発生器、７は補正電圧発生器である。
回路構成は従来の電力変換装置１と、基準電圧発生器５
と、補正電圧発生器７と、最大電力点追従指令電圧発生
器６と、基準電圧発生器４から構成され、基準電圧発生
器５と補正電圧発生器７は連系点電圧Ｖe ＝Ｖ2 に制御
する回路であり、補正電圧発生器７は太陽電池２の動作
電圧（または動作電流）を増加または減少のどちらか一
方にしか補正できないものとする。
る。図１は本発明の実施例の制御ブロック図、図２は太
陽電池動作点の移動を示した説明図である。図中、１は
電力変換装置、２は太陽電池、３は連系点電圧を検出す
るトランス、４および５は基準電圧発生器、６は最大電
力点追従指令電圧発生器、７は補正電圧発生器である。
回路構成は従来の電力変換装置１と、基準電圧発生器５
と、補正電圧発生器７と、最大電力点追従指令電圧発生
器６と、基準電圧発生器４から構成され、基準電圧発生
器５と補正電圧発生器７は連系点電圧Ｖe ＝Ｖ2 に制御
する回路であり、補正電圧発生器７は太陽電池２の動作
電圧（または動作電流）を増加または減少のどちらか一
方にしか補正できないものとする。
【０００７】具体的な動作として、図１および図２を用
いて説明する。ここで、電力変換装置１は最大電力点追
従指令発生器６の出力する太陽電池動作点電圧指令電圧
Ｖsと補正電圧発生器７の発生電圧との和に応じて太陽
電池２の動作点電圧を制御するものとする。連系点電圧
Ｖe が第１の基準電圧発生器４によって設定された第１
の設定値Ｖ1 を超えると最大電力点追従指令電圧発生器
６は太陽電池２の最大電力点追従制御を停止して、Ｖs
はそのときの値に固定する。更に連系点電圧が第２の基
準電圧発生器５によって設定された第２の設定値Ｖ2
（≧Ｖ1 ）を超えると、Ｖs に補正電圧を加える。この
補正電圧は、（Ｖe −Ｖ2 ）＞０のとき増加、（Ｖe −
Ｖ2 ）＜０のとき減少、（Ｖe −Ｖ2 ）＝０のとき固定
として、補正電圧が負にならないように制限する。太陽
電池２の最大電力点追従制御を停止したときの動作電圧
は、ほぼ最大電力点付近であり、この点を図２のＡとす
る。連系点電圧がＶ2 よりも上昇すると補正電圧発生器
７が正の補正電圧を出力し始め、太陽電池２の動作点電
圧は上昇する。そして、太陽電池出力電力が減少して電
力変換装置１の出力電流も減少することで連系点電圧も
減少する。連系点電圧がＶ2 になると補正電圧の上昇は
止まり（このときの太陽電池の動作点をＢとする）、太
陽電池２の動作点はＢ付近に落ち着き、連系点電圧がＶ
e ＝Ｖ2 になるように電力変換装置１は制御される。
いて説明する。ここで、電力変換装置１は最大電力点追
従指令発生器６の出力する太陽電池動作点電圧指令電圧
Ｖsと補正電圧発生器７の発生電圧との和に応じて太陽
電池２の動作点電圧を制御するものとする。連系点電圧
Ｖe が第１の基準電圧発生器４によって設定された第１
の設定値Ｖ1 を超えると最大電力点追従指令電圧発生器
６は太陽電池２の最大電力点追従制御を停止して、Ｖs
はそのときの値に固定する。更に連系点電圧が第２の基
準電圧発生器５によって設定された第２の設定値Ｖ2
（≧Ｖ1 ）を超えると、Ｖs に補正電圧を加える。この
補正電圧は、（Ｖe −Ｖ2 ）＞０のとき増加、（Ｖe −
Ｖ2 ）＜０のとき減少、（Ｖe −Ｖ2 ）＝０のとき固定
として、補正電圧が負にならないように制限する。太陽
電池２の最大電力点追従制御を停止したときの動作電圧
は、ほぼ最大電力点付近であり、この点を図２のＡとす
る。連系点電圧がＶ2 よりも上昇すると補正電圧発生器
７が正の補正電圧を出力し始め、太陽電池２の動作点電
圧は上昇する。そして、太陽電池出力電力が減少して電
力変換装置１の出力電流も減少することで連系点電圧も
減少する。連系点電圧がＶ2 になると補正電圧の上昇は
止まり（このときの太陽電池の動作点をＢとする）、太
陽電池２の動作点はＢ付近に落ち着き、連系点電圧がＶ
e ＝Ｖ2 になるように電力変換装置１は制御される。
【０００８】日射量の低下による太陽電池２の出力電力
の低下や電力系統側の負荷変動によって、連系点電圧が
低下し、補正電圧発生器７の補正電圧が減少して零とな
ったら、最大電力点追従指令電圧発生器６はこれを検出
して太陽電池２の最大電力点追従制御を再開する。前記
補正電圧発生器７の補正電圧とＶs との差を取るかまた
は補正電圧発生器７の電圧の発生方法を逆転しても、こ
の回路は同様に電圧を抑制できる。しかし、この場合は
太陽電池の動作点がＣ側へと移動するので、Ｂ側に移動
するのに比べて太陽電池出力電流が増加しロスが増え
る。また前記第１実施例では第１の基準電圧発生器４、
第２の基準電圧発生器５、最大電力点追従指令電圧発生
器６、補正電圧発生器７と具体的な回路で説明したが、
これらを電力変換装置１に内蔵された制御回路のソフト
ウエアで実現してもよい。
の低下や電力系統側の負荷変動によって、連系点電圧が
低下し、補正電圧発生器７の補正電圧が減少して零とな
ったら、最大電力点追従指令電圧発生器６はこれを検出
して太陽電池２の最大電力点追従制御を再開する。前記
補正電圧発生器７の補正電圧とＶs との差を取るかまた
は補正電圧発生器７の電圧の発生方法を逆転しても、こ
の回路は同様に電圧を抑制できる。しかし、この場合は
太陽電池の動作点がＣ側へと移動するので、Ｂ側に移動
するのに比べて太陽電池出力電流が増加しロスが増え
る。また前記第１実施例では第１の基準電圧発生器４、
第２の基準電圧発生器５、最大電力点追従指令電圧発生
器６、補正電圧発生器７と具体的な回路で説明したが、
これらを電力変換装置１に内蔵された制御回路のソフト
ウエアで実現してもよい。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば従来
方式に比べ、下記の効果を奏する。 連系点電圧上昇を簡単な制御回路の付加によって抑
制できる。 電圧抑制制御中に太陽電池の最大電力点を調べる必
要がない。 以上により、電力変換装置、制御の簡略化ができ、
コストを抑えることができる。
方式に比べ、下記の効果を奏する。 連系点電圧上昇を簡単な制御回路の付加によって抑
制できる。 電圧抑制制御中に太陽電池の最大電力点を調べる必
要がない。 以上により、電力変換装置、制御の簡略化ができ、
コストを抑えることができる。
【図１】 本発明の実施例の制御ブロック図である。
【図２】 太陽電池動作点の移動を示した説明図であ
る。
る。
１ 電力変換装置、２ 太陽電池、３ トランス、４
第１の基準電圧発生器、５ 第２の基準電圧発生器、６
最大電力点追従指令電圧発生器、７ 補正電圧発生器
第１の基準電圧発生器、５ 第２の基準電圧発生器、６
最大電力点追従指令電圧発生器、７ 補正電圧発生器
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池の出力を交流電力に変換し、電
力系統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池
の動作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追
従制御を行う最大電力点追従制御回路と、前記電力系統
の連系点電圧を検出する検出器を設け、 前記連系点電圧が第１の設定値電圧以上になったとき
に、 前記最大電力点追従制御回路の前記最大電力点追従制御
を停止し、太陽電池動作点指令電圧を固定し、前記連系
点電圧が前記第１の設定値電圧以上の第２の設定値より
高ければ増加、前記第２の設定値より低ければ減少させ
るような零以上の値をもつ補正電圧と前記固定された太
陽電池動作点指令電圧との和または差をとったものを新
たな太陽電池動作指令電圧として前記電力変換装置に与
え、前記連系点電圧を前記第２の設定値に維持するよう
に制御し、 前記補正電圧が零になったときに、 前記連系電圧を前記第２の設定値に維持する制御を停止
し、前記最大電力点追従制御回路の前記太陽電池動作点
指令電圧の固定を解除し、前記最大電力点追従制御を再
開して、 前記連係点電圧の過電圧を抑制することを特徴とする太
陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11834695A JP3541982B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11834695A JP3541982B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317664A true JPH08317664A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3541982B2 JP3541982B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=14734426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11834695A Expired - Lifetime JP3541982B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3541982B2 (ja) |
Cited By (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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