JPH09179643A - 太陽光発電用電力変換装置 - Google Patents
太陽光発電用電力変換装置Info
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- JPH09179643A JPH09179643A JP7350797A JP35079795A JPH09179643A JP H09179643 A JPH09179643 A JP H09179643A JP 7350797 A JP7350797 A JP 7350797A JP 35079795 A JP35079795 A JP 35079795A JP H09179643 A JPH09179643 A JP H09179643A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転可能電圧範囲を拡げ、太陽電池１からの
直流電力を効率的に交流電力に変換することが出来る太
陽電池発電用電力変換装置を得ることである。 【解決手段】 太陽電池１の直流電圧が一定の範囲にあ
るときは、最大電力追従制御回路７は太陽電池特性曲線
に基づいて太陽電池１の直流電圧を一定の範囲内で増減
させ電力系統への交流電力が最大になるように制御し、
太陽電池１の直流電圧が一定の範囲未満であるときは、
直流電圧一定制御回路１５は太陽電池特性曲線に基づい
て太陽電池１の直流電圧が一定の範囲の下限値になるよ
うに制御する。そして、太陽電池１の直流電圧が一定の
範囲を越え太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２点
で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索制
御回路１６は２点のうちの電圧の低い点が運転点になる
ように制御する。
直流電力を効率的に交流電力に変換することが出来る太
陽電池発電用電力変換装置を得ることである。 【解決手段】 太陽電池１の直流電圧が一定の範囲にあ
るときは、最大電力追従制御回路７は太陽電池特性曲線
に基づいて太陽電池１の直流電圧を一定の範囲内で増減
させ電力系統への交流電力が最大になるように制御し、
太陽電池１の直流電圧が一定の範囲未満であるときは、
直流電圧一定制御回路１５は太陽電池特性曲線に基づい
て太陽電池１の直流電圧が一定の範囲の下限値になるよ
うに制御する。そして、太陽電池１の直流電圧が一定の
範囲を越え太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２点
で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索制
御回路１６は２点のうちの電圧の低い点が運転点になる
ように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池からの直
流電力を交流電力に変換し電力系統に供給する太陽光発
電用電力変換装置に関する。
流電力を交流電力に変換し電力系統に供給する太陽光発
電用電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に太陽光発電は、太陽光の日射量に
応じて太陽電池により発電するものであり、その発電電
力は直流電力である。したがって、太陽電池で発電した
直流電力を電力変換装置により交流電力に変換して交流
の電力系統に供給するようにしている。
応じて太陽電池により発電するものであり、その発電電
力は直流電力である。したがって、太陽電池で発電した
直流電力を電力変換装置により交流電力に変換して交流
の電力系統に供給するようにしている。
【０００３】図３に電力系統に連系する従来の太陽光発
電用電力変換装置の構成例を示す。電力系統１３に連系
する太陽光発電用電力変換装置は、太陽電池１から発生
する直流電力を電力変換装置２で商用周波数の交流電力
に変換し、この交流電力を電力系統１３に連系して使用
するものである。すなわち、太陽電池１から発生する直
流電力は電力変換装置２で交流電力に変換され、負荷１
２に供給されると共に、太陽電池１から発生する電力が
負荷１２より大きい場合には、その余った電力は電力系
統１３に逆潮流される。
電用電力変換装置の構成例を示す。電力系統１３に連系
する太陽光発電用電力変換装置は、太陽電池１から発生
する直流電力を電力変換装置２で商用周波数の交流電力
に変換し、この交流電力を電力系統１３に連系して使用
するものである。すなわち、太陽電池１から発生する直
流電力は電力変換装置２で交流電力に変換され、負荷１
２に供給されると共に、太陽電池１から発生する電力が
負荷１２より大きい場合には、その余った電力は電力系
統１３に逆潮流される。
【０００４】このような太陽光発電用電力変換装置にお
いては、太陽電池１からの出力電力（直流電力）が最大
となるように太陽電池１の出力電圧（直流電圧）を制御
し、太陽電池１の発生する電力を無駄なく利用すること
を可能としている。すなわち、太陽光の日射量で定まる
太陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントで運転され
るように太陽電池１の出力電圧（直流電圧）を制御す
る。このような制御を最大電力追従制御と言う。
いては、太陽電池１からの出力電力（直流電力）が最大
となるように太陽電池１の出力電圧（直流電圧）を制御
し、太陽電池１の発生する電力を無駄なく利用すること
を可能としている。すなわち、太陽光の日射量で定まる
太陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントで運転され
るように太陽電池１の出力電圧（直流電圧）を制御す
る。このような制御を最大電力追従制御と言う。
【０００５】電力変換装置２のスイッチング部３は、太
陽電池１からの直流電力を交流電力に変換するものであ
り、トランジスタ等の半導体スイッチング素子で構成さ
れ、ゲートドライブ回路４からのゲートパルスで制御さ
れる。
陽電池１からの直流電力を交流電力に変換するものであ
り、トランジスタ等の半導体スイッチング素子で構成さ
れ、ゲートドライブ回路４からのゲートパルスで制御さ
れる。
【０００６】このスイッチング部３により変換された交
流電力の電圧レベルは交流電圧検出器１０で検出され、
また、電流レベルは交流電流検出器１１で検出される。
そして、検出された交流電圧及び交流電流は出力電力演
算回路８に入力され、ここで交流電力が計算される。最
大電力追従制御回路７は、この交流電力、すなわち電力
変換器２としての出力電力を入力し、その出力電力が太
陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントでの直流電力
に相当するように、直流電圧制御回路６に太陽電池１の
直流電圧の制御指令を出力する。
流電力の電圧レベルは交流電圧検出器１０で検出され、
また、電流レベルは交流電流検出器１１で検出される。
そして、検出された交流電圧及び交流電流は出力電力演
算回路８に入力され、ここで交流電力が計算される。最
大電力追従制御回路７は、この交流電力、すなわち電力
変換器２としての出力電力を入力し、その出力電力が太
陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントでの直流電力
に相当するように、直流電圧制御回路６に太陽電池１の
直流電圧の制御指令を出力する。
【０００７】直流電圧制御回路６は、直流電圧検出器９
で検出された太陽電池１の直流電圧の値が、予め定めら
れた一定の範囲にあるとき、その一定の範囲で直流電圧
の増減を行い最大電力追従制御を行う。すなわち、太陽
電池特性曲線上の最大電力出力ポイントでの直流電圧に
調整し、その時の最大出力電力となるような電流指令を
電流制御回路５に出力し、ゲートドライブ回路４はその
電流指令に基づいてスイッチング部３のゲートを制御す
る。
で検出された太陽電池１の直流電圧の値が、予め定めら
れた一定の範囲にあるとき、その一定の範囲で直流電圧
の増減を行い最大電力追従制御を行う。すなわち、太陽
電池特性曲線上の最大電力出力ポイントでの直流電圧に
調整し、その時の最大出力電力となるような電流指令を
電流制御回路５に出力し、ゲートドライブ回路４はその
電流指令に基づいてスイッチング部３のゲートを制御す
る。
【０００８】図４は、太陽電池１の運転特性を示す特性
図である。太陽電池特性曲線はＳは、太陽項の日射量に
より変化し、図４に示すように日射強度が大きくなる
程、その特性曲線はＳ１〜Ｓ７に変化する。そして、各
々の太陽電池特性曲線Ｓ１〜Ｓ７には、最大電力出力ポ
イントＭ１〜Ｍ７を有しており、その最大電力出力ポイ
ントＭでの運転が最も効率の良い運転点である。
図である。太陽電池特性曲線はＳは、太陽項の日射量に
より変化し、図４に示すように日射強度が大きくなる
程、その特性曲線はＳ１〜Ｓ７に変化する。そして、各
々の太陽電池特性曲線Ｓ１〜Ｓ７には、最大電力出力ポ
イントＭ１〜Ｍ７を有しており、その最大電力出力ポイ
ントＭでの運転が最も効率の良い運転点である。
【０００９】上述の最大電力追従制御が行われる直流電
圧の一定の範囲は、図４のＶ１〜Ｖ２であり、その一定
の範囲での下限値Ｖ１は電力系統１３の交流電圧を維持
することが可能な直流電圧の下限値である。したがっ
て、太陽電池特性曲線がＳ２以上の特性曲線でなけれ
ば、最大電力追従制御を行うことが出来ない。
圧の一定の範囲は、図４のＶ１〜Ｖ２であり、その一定
の範囲での下限値Ｖ１は電力系統１３の交流電圧を維持
することが可能な直流電圧の下限値である。したがっ
て、太陽電池特性曲線がＳ２以上の特性曲線でなけれ
ば、最大電力追従制御を行うことが出来ない。
【００１０】一方、直流電圧の一定の範囲の上限値Ｖ２
はスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋと太陽電池特
性曲線Ｓ６とが接する接点での直流電圧である。したが
って、太陽電池特性曲線がＳ６以下の特性曲線でなけれ
ば、最大電力追従制御を行うことが出来ない。
はスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋと太陽電池特
性曲線Ｓ６とが接する接点での直流電圧である。したが
って、太陽電池特性曲線がＳ６以下の特性曲線でなけれ
ば、最大電力追従制御を行うことが出来ない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の太
陽光発電用電力変換装置では、太陽電池１の出力電圧
（直流電圧）が予め定めた一定の範囲内でない場合には
最大電力追従制御をすることが出来ないものであった。
陽光発電用電力変換装置では、太陽電池１の出力電圧
（直流電圧）が予め定めた一定の範囲内でない場合には
最大電力追従制御をすることが出来ないものであった。
【００１２】例えば、気温が低くかつ日射強度が大きい
ときに、太陽電池特性曲線Ｓが図４の特性曲線Ｓ７のよ
うになったとした場合、その特性曲線Ｓ７は電力変換装
置２の出力電力の増減として決定される変換電力上限曲
線Ｋ（電圧×電流＝一定の曲線）と２点（Ａ１点及びＡ
２点）で交わる状態になってしまう。この場合、太陽電
池１の最大電力出力ポイントＭ７は最大電力追従制御の
上限値を越えることになる。この際には、最大電力出力
ポイントＭ７での運転は出来ないので、変換電力上限曲
線Ｋを越えない範囲の太陽電池特性曲線Ｓ７の上のいず
れかの点で、出力を絞って運転することになる。
ときに、太陽電池特性曲線Ｓが図４の特性曲線Ｓ７のよ
うになったとした場合、その特性曲線Ｓ７は電力変換装
置２の出力電力の増減として決定される変換電力上限曲
線Ｋ（電圧×電流＝一定の曲線）と２点（Ａ１点及びＡ
２点）で交わる状態になってしまう。この場合、太陽電
池１の最大電力出力ポイントＭ７は最大電力追従制御の
上限値を越えることになる。この際には、最大電力出力
ポイントＭ７での運転は出来ないので、変換電力上限曲
線Ｋを越えない範囲の太陽電池特性曲線Ｓ７の上のいず
れかの点で、出力を絞って運転することになる。
【００１３】また、スイッチング部３には、上述したよ
うに電力系統１３の交流電圧を維持することが可能な直
流電圧以上の電圧を印加する必要があり、さらに、スイ
ッチング部３に印加される直流電圧は運転可能な値以下
でなければならないと言う制約がある。
うに電力系統１３の交流電圧を維持することが可能な直
流電圧以上の電圧を印加する必要があり、さらに、スイ
ッチング部３に印加される直流電圧は運転可能な値以下
でなければならないと言う制約がある。
【００１４】したがって、日射強度によって決定される
太陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントＭが、電力
系統１３の交流電圧を維持することが可能な直流電圧未
満である場合や、スイッチング部３の入力として許容で
きる直流電圧の値よりも大きい場合には、その電圧では
運転ができないことになる。このように、従来の太陽電
池発電用電力変換装置は運転範囲が狭いものであった。
太陽電池特性曲線上の最大電力出力ポイントＭが、電力
系統１３の交流電圧を維持することが可能な直流電圧未
満である場合や、スイッチング部３の入力として許容で
きる直流電圧の値よりも大きい場合には、その電圧では
運転ができないことになる。このように、従来の太陽電
池発電用電力変換装置は運転範囲が狭いものであった。
【００１５】本発明の目的は、運転可能電圧範囲を拡
げ、太陽電池からの直流電力を効率的に交流電力に変換
することが出来る太陽電池発電用電力変換装置を得るこ
とである。
げ、太陽電池からの直流電力を効率的に交流電力に変換
することが出来る太陽電池発電用電力変換装置を得るこ
とである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、太陽
光の日射強度により定まる太陽電池特性曲線及び直流電
力を交流電力に変換するスイッチング部の変換電力上限
曲線に基づいて、太陽電池からの直流電力を交流電力に
変換し電力系統に供給する太陽光発電用電力変換装置で
あって、太陽電池の直流電圧が一定の範囲あるか否かを
判定する直流電圧判別回路と、太陽電池の直流電圧が一
定の範囲にあるときは太陽電池特性曲線に基づいて太陽
電池の直流電圧を一定の範囲内で増減させ電力系統への
交流電力が最大になるように制御する最大電力追従制御
回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧が
一定の範囲の下限値になるように制御する直流電圧一定
制御回路とを備えたものである。
光の日射強度により定まる太陽電池特性曲線及び直流電
力を交流電力に変換するスイッチング部の変換電力上限
曲線に基づいて、太陽電池からの直流電力を交流電力に
変換し電力系統に供給する太陽光発電用電力変換装置で
あって、太陽電池の直流電圧が一定の範囲あるか否かを
判定する直流電圧判別回路と、太陽電池の直流電圧が一
定の範囲にあるときは太陽電池特性曲線に基づいて太陽
電池の直流電圧を一定の範囲内で増減させ電力系統への
交流電力が最大になるように制御する最大電力追従制御
回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧が
一定の範囲の下限値になるように制御する直流電圧一定
制御回路とを備えたものである。
【００１７】請求項１の発明では、太陽電池の直流電圧
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であ
るときは、直流電圧一定制御回路は太陽電池特性曲線に
基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限値にな
るように制御する。これにより、太陽電池の直流電圧が
電力系統の交流電圧を維持することが可能な直流電圧以
下の場合であっても運転が可能となる。
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であ
るときは、直流電圧一定制御回路は太陽電池特性曲線に
基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限値にな
るように制御する。これにより、太陽電池の直流電圧が
電力系統の交流電圧を維持することが可能な直流電圧以
下の場合であっても運転が可能となる。
【００１８】請求項２の発明は、太陽光の日射強度によ
り定まる太陽電池特性曲線及び直流電力を交流電力に変
換するスイッチング部の変換電力上限曲線に基づいて、
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換し電力系統に
供給する太陽光発電用電力変換装置であって、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧
判別回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲にあると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を
一定の範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大に
なるように制御する最大電力追従制御回路と、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が変換
電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２点の
うちの電圧の低い点が運転点になるように制御する運転
可能ポイント探索制御回路とを備えている。
り定まる太陽電池特性曲線及び直流電力を交流電力に変
換するスイッチング部の変換電力上限曲線に基づいて、
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換し電力系統に
供給する太陽光発電用電力変換装置であって、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧
判別回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲にあると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を
一定の範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大に
なるように制御する最大電力追従制御回路と、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が変換
電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２点の
うちの電圧の低い点が運転点になるように制御する運転
可能ポイント探索制御回路とを備えている。
【００１９】請求項２の発明では、太陽電池の直流電圧
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲を越え太
陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２点で交わる状態
になったときは、運転可能ポイント探索制御回路は２点
のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する。
これにより、太陽電池の出力電力を絞る際にもスイッチ
ング部の変換電力上限曲線に沿って絞り効率の向上を図
る。
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲を越え太
陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２点で交わる状態
になったときは、運転可能ポイント探索制御回路は２点
のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する。
これにより、太陽電池の出力電力を絞る際にもスイッチ
ング部の変換電力上限曲線に沿って絞り効率の向上を図
る。
【００２０】請求項３の発明は、太陽光の日射強度によ
り定まる太陽電池特性曲線及び直流電力を交流電力に変
換するスイッチング部の変換電力上限曲線に基づいて、
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換し電力系統に
供給する太陽光発電用電力変換装置であって、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧
判別回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲にあると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を
一定の範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大に
なるように制御する最大電力追従制御回路と、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲未満であるときは太陽電池特性
曲線に基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限
値になるように制御する直流電圧一定制御回路と、太陽
電池の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が
変換電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２
点のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する
運転可能ポイント探索制御回路とを備えている。
り定まる太陽電池特性曲線及び直流電力を交流電力に変
換するスイッチング部の変換電力上限曲線に基づいて、
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換し電力系統に
供給する太陽光発電用電力変換装置であって、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧
判別回路と、太陽電池の直流電圧が一定の範囲にあると
きは太陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を
一定の範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大に
なるように制御する最大電力追従制御回路と、太陽電池
の直流電圧が一定の範囲未満であるときは太陽電池特性
曲線に基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限
値になるように制御する直流電圧一定制御回路と、太陽
電池の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が
変換電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２
点のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する
運転可能ポイント探索制御回路とを備えている。
【００２１】請求項３の発明では、太陽電池の直流電圧
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であ
るときは、直流電圧一定制御回路は太陽電池特性曲線に
基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限値にな
るように制御する。そして、太陽電池の直流電圧が一定
の範囲を越え太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２
点で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索
制御回路は２点のうちの電圧の低い点が運転点になるよ
うに制御する。これにより、太陽電池の直流電圧が電力
系統の交流電圧を維持することが可能な直流電圧以下の
場合であっても運転が可能となり、また、太陽電池の最
大電力出力ポイントが変換電力上限曲線を越え、太陽電
池の出力電力を絞る際にもスイッチング部の変換電力上
限曲線に沿って絞るので効率の向上が図れる。
が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御回路は太
陽電池特性曲線に基づいて太陽電池の直流電圧を一定の
範囲内で増減させ電力系統への交流電力が最大になるよ
うに制御し、太陽電池の直流電圧が一定の範囲未満であ
るときは、直流電圧一定制御回路は太陽電池特性曲線に
基づいて太陽電池の直流電圧が一定の範囲の下限値にな
るように制御する。そして、太陽電池の直流電圧が一定
の範囲を越え太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と２
点で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索
制御回路は２点のうちの電圧の低い点が運転点になるよ
うに制御する。これにより、太陽電池の直流電圧が電力
系統の交流電圧を維持することが可能な直流電圧以下の
場合であっても運転が可能となり、また、太陽電池の最
大電力出力ポイントが変換電力上限曲線を越え、太陽電
池の出力電力を絞る際にもスイッチング部の変換電力上
限曲線に沿って絞るので効率の向上が図れる。
【００２２】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、直流電圧判別回路で判定する一定の範
囲の下限値は、電力系統の交流電圧を維持することが可
能な直流電圧の下限値としたものである。これにより、
電力系統の交流電圧を維持することが出来る範囲で最大
電力追従制御を行う。
の発明において、直流電圧判別回路で判定する一定の範
囲の下限値は、電力系統の交流電圧を維持することが可
能な直流電圧の下限値としたものである。これにより、
電力系統の交流電圧を維持することが出来る範囲で最大
電力追従制御を行う。
【００２３】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、直流電圧判別回路で判定する一定の範
囲の上限値は、太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と
接した場合のその接点での直流電流の値としたものであ
る。これにより、太陽電池特性曲線の最大電力出力ポイ
ントが変換電力上限曲線の範囲内で最大電力追従制御を
行う。
の発明において、直流電圧判別回路で判定する一定の範
囲の上限値は、太陽電池特性曲線が変換電力上限曲線と
接した場合のその接点での直流電流の値としたものであ
る。これにより、太陽電池特性曲線の最大電力出力ポイ
ントが変換電力上限曲線の範囲内で最大電力追従制御を
行う。
【００２４】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、太陽電池からの直流電力の一部を消費
し太陽電池の直流電圧をスイッチング部の運転可能な値
にまで引き下げるための抵抗器と、太陽電池からの直流
電圧がスイッチング部の運転可能な値を越えるときは太
陽電池を抵抗器に接続するための開閉器とを備えたもの
である。これにより、太陽電池の直流電圧がスイッチン
グ部の入力として許容できる直流電圧の値よりも大きい
場合であっても運転が可能となる。
の発明において、太陽電池からの直流電力の一部を消費
し太陽電池の直流電圧をスイッチング部の運転可能な値
にまで引き下げるための抵抗器と、太陽電池からの直流
電圧がスイッチング部の運転可能な値を越えるときは太
陽電池を抵抗器に接続するための開閉器とを備えたもの
である。これにより、太陽電池の直流電圧がスイッチン
グ部の入力として許容できる直流電圧の値よりも大きい
場合であっても運転が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図で
ある。この第１の実施の形態は、図３に示す従来に対
し、太陽電池１の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判
定する直流電圧判別回路１４と、太陽電池１の直流電圧
が一定の範囲未満であるときは太陽電池特性曲線に基づ
いて太陽電池１の直流電圧が一定の範囲の下限値になる
ように制御する直流電圧一定制御回路１５と、太陽電池
１の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が変
換電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２点
のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する運
転可能ポイント探索制御回路１６とを備えている。その
他の構成は図３に示した従来例と同一であるので、同一
要素には同一符号を付しその説明は省略する。
する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図で
ある。この第１の実施の形態は、図３に示す従来に対
し、太陽電池１の直流電圧が一定の範囲あるか否かを判
定する直流電圧判別回路１４と、太陽電池１の直流電圧
が一定の範囲未満であるときは太陽電池特性曲線に基づ
いて太陽電池１の直流電圧が一定の範囲の下限値になる
ように制御する直流電圧一定制御回路１５と、太陽電池
１の直流電圧が一定の範囲を越え太陽電池特性曲線が変
換電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは２点
のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御する運
転可能ポイント探索制御回路１６とを備えている。その
他の構成は図３に示した従来例と同一であるので、同一
要素には同一符号を付しその説明は省略する。
【００２６】この第１の実施の形態では、太陽電池１の
直流電圧が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御
回路７は太陽電池特性曲線Ｓに基づいて太陽電池１の直
流電圧を一定の範囲内で増減させ電力系統１３への交流
電力が最大になるように制御する。すなわち、図４の特
性曲線Ｓ２〜Ｓ６の範囲であるときには、太陽電池１の
直流電圧を一定の範囲Ｖ１〜Ｖ２の範囲内で調整し、最
大電力出力ポイントＭでの運転を行う。
直流電圧が一定の範囲にあるときは、最大電力追従制御
回路７は太陽電池特性曲線Ｓに基づいて太陽電池１の直
流電圧を一定の範囲内で増減させ電力系統１３への交流
電力が最大になるように制御する。すなわち、図４の特
性曲線Ｓ２〜Ｓ６の範囲であるときには、太陽電池１の
直流電圧を一定の範囲Ｖ１〜Ｖ２の範囲内で調整し、最
大電力出力ポイントＭでの運転を行う。
【００２７】そして、太陽電池１の直流電圧が一定の範
囲未満であるときは、直流電圧一定制御回路１５は太陽
電池特性曲線に基づいて太陽電池１の直流電圧が一定の
範囲の下限値になるように制御する。例えば、太陽電池
特性曲線Ｓが図４の特性曲線Ｓ２未満の特性曲線Ｓ１に
なったときは、最大電力出力ポイントＭはＭ１である
が、運転点をＮ点に移動させ、太陽電池１の直流電圧が
一定の範囲の下限値であるＶ１になるように制御する。
これにより、太陽電池１の直流電圧が電力系統１３の交
流電圧を維持することが可能な直流電圧以下の場合であ
っても運転が可能となる。
囲未満であるときは、直流電圧一定制御回路１５は太陽
電池特性曲線に基づいて太陽電池１の直流電圧が一定の
範囲の下限値になるように制御する。例えば、太陽電池
特性曲線Ｓが図４の特性曲線Ｓ２未満の特性曲線Ｓ１に
なったときは、最大電力出力ポイントＭはＭ１である
が、運転点をＮ点に移動させ、太陽電池１の直流電圧が
一定の範囲の下限値であるＶ１になるように制御する。
これにより、太陽電池１の直流電圧が電力系統１３の交
流電圧を維持することが可能な直流電圧以下の場合であ
っても運転が可能となる。
【００２８】次に、太陽電池１の直流電圧が一定の範囲
を越え太陽電池特性曲線Ｓが変換電力上限曲線Ｋと２点
で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索制
御回路１６は２点のうちの電圧の低い点Ａ２が運転点に
なるように制御する。例えば、図４に示すように、太陽
電池特性曲線Ｓが一定の範囲を越えた特性曲線Ｓ７にな
ったときは、特性曲線Ｓ７が変換電力上限曲線ＫとＡ１
及びＡ２で交わることになる。この場合、特性曲線Ｓ７
上の電圧の低い方のＡ２点で運転することになる。これ
により、太陽電池１の最大電力出力ポイントＭが変換電
力上限曲線Ｋを越え、太陽電池１の出力電力を絞る際に
もスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋに沿って絞る
ことになるので効率の向上が図れることになる。
を越え太陽電池特性曲線Ｓが変換電力上限曲線Ｋと２点
で交わる状態になったときは、運転可能ポイント探索制
御回路１６は２点のうちの電圧の低い点Ａ２が運転点に
なるように制御する。例えば、図４に示すように、太陽
電池特性曲線Ｓが一定の範囲を越えた特性曲線Ｓ７にな
ったときは、特性曲線Ｓ７が変換電力上限曲線ＫとＡ１
及びＡ２で交わることになる。この場合、特性曲線Ｓ７
上の電圧の低い方のＡ２点で運転することになる。これ
により、太陽電池１の最大電力出力ポイントＭが変換電
力上限曲線Ｋを越え、太陽電池１の出力電力を絞る際に
もスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋに沿って絞る
ことになるので効率の向上が図れることになる。
【００２９】この第１の実施の形態では、直流電圧の電
圧レベルを判別する直流電圧判別器１４と、電力系統１
３の交流電圧を供給可能な直流電圧の下限値で制御する
直流電圧一定制御回路１５と、太陽電池特性曲線Ｓがス
イッチング部３の変換電力上限曲線Ｋによって決定され
る電圧×電流＝一定の曲線と２点で交わる状態になった
場合に、２点のうちの電圧の低い点に制御する運転可能
ポイント探索制御回路１６とを備えており、電力変換装
置２は直流電圧の電圧レベルに応じて運転モードを変え
て運転を行うので、その結果として、運転可能電圧範囲
を拡げ総合的なエネルギー変換効率を上げるように制御
することが可能となる。
圧レベルを判別する直流電圧判別器１４と、電力系統１
３の交流電圧を供給可能な直流電圧の下限値で制御する
直流電圧一定制御回路１５と、太陽電池特性曲線Ｓがス
イッチング部３の変換電力上限曲線Ｋによって決定され
る電圧×電流＝一定の曲線と２点で交わる状態になった
場合に、２点のうちの電圧の低い点に制御する運転可能
ポイント探索制御回路１６とを備えており、電力変換装
置２は直流電圧の電圧レベルに応じて運転モードを変え
て運転を行うので、その結果として、運転可能電圧範囲
を拡げ総合的なエネルギー変換効率を上げるように制御
することが可能となる。
【００３０】すなわち、運転可能電圧範囲を拡げ、なお
かつ、外的条件（日照強度）により太陽電池１の特性曲
線Ｓがスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋによって
決定される電圧×電流＝一定の曲線と２点で交わる状態
になった場合に、太陽電池１の出力電力を絞る際にもそ
の変換電力上限曲線Ｋに沿って絞るように制御するの
で、より多くの発電量を負荷１２及び電力系統１３に供
給できる。
かつ、外的条件（日照強度）により太陽電池１の特性曲
線Ｓがスイッチング部３の変換電力上限曲線Ｋによって
決定される電圧×電流＝一定の曲線と２点で交わる状態
になった場合に、太陽電池１の出力電力を絞る際にもそ
の変換電力上限曲線Ｋに沿って絞るように制御するの
で、より多くの発電量を負荷１２及び電力系統１３に供
給できる。
【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態を図２に
示す。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実
施の形態に対し、太陽電池１からの直流電力の一部を消
費し太陽電池１の直流電圧をスイッチング部３の運転可
能な値にまで引き下げるための抵抗器１７と、太陽電池
１からの直流電圧がスイッチング部３の運転可能な値を
越えるときは太陽電池１を抵抗器１７に接続するための
開閉器１８とを備えたものである。
示す。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実
施の形態に対し、太陽電池１からの直流電力の一部を消
費し太陽電池１の直流電圧をスイッチング部３の運転可
能な値にまで引き下げるための抵抗器１７と、太陽電池
１からの直流電圧がスイッチング部３の運転可能な値を
越えるときは太陽電池１を抵抗器１７に接続するための
開閉器１８とを備えたものである。
【００３２】これにより、太陽電池１の直流電圧がスイ
ッチング部３の入力として許容できる直流電圧の値より
も大きい場合であっても運転が可能となる。その他の構
成は図１に示した第１の実施の形態と同一であるので、
同一要素には同一符号を付しその説明は省略する。
ッチング部３の入力として許容できる直流電圧の値より
も大きい場合であっても運転が可能となる。その他の構
成は図１に示した第１の実施の形態と同一であるので、
同一要素には同一符号を付しその説明は省略する。
【００３３】図２において、太陽電池１と電力変換装置
２との間に、抵抗器１７と開閉器１８とを備える。そし
て、例えば、気温が低くかつ日射強度が強いときには、
太陽電池１の開放電圧（直流電圧）の値が電力変換装置
２のスイッチング部３への入力許容電圧を越える場合が
ある。この場合、太陽電池１の直流電圧が入力許容電圧
を越えると電力変換装置２が起動しなくなる。そのよう
なときに、開閉器１８をＯＮにし、適当な値の抵抗器１
７に太陽電池１の直流電力を供給することによって、太
陽電池１の直流電圧を開放電圧の値から、太陽電池特性
曲線に沿ってシフトするようにし、その後は、図１西目
舌代１の実施の形態と同様に運転ができるように制御す
る。
２との間に、抵抗器１７と開閉器１８とを備える。そし
て、例えば、気温が低くかつ日射強度が強いときには、
太陽電池１の開放電圧（直流電圧）の値が電力変換装置
２のスイッチング部３への入力許容電圧を越える場合が
ある。この場合、太陽電池１の直流電圧が入力許容電圧
を越えると電力変換装置２が起動しなくなる。そのよう
なときに、開閉器１８をＯＮにし、適当な値の抵抗器１
７に太陽電池１の直流電力を供給することによって、太
陽電池１の直流電圧を開放電圧の値から、太陽電池特性
曲線に沿ってシフトするようにし、その後は、図１西目
舌代１の実施の形態と同様に運転ができるように制御す
る。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、太
陽光発電用電力変換装置に直流電圧一定制御回路や運転
可能ポイント探索制御回路とを備えたので、運転可能電
圧範囲を拡げることが出来る。これにより、より多くの
発電量を負荷および電力系統に供給することできる。
陽光発電用電力変換装置に直流電圧一定制御回路や運転
可能ポイント探索制御回路とを備えたので、運転可能電
圧範囲を拡げることが出来る。これにより、より多くの
発電量を負荷および電力系統に供給することできる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】従来例の構成図。
【図４】太陽電池の運転特性を示す特性図。
１ 太陽電池 ２ 電力変換装置 ３ スイッチング部 ４ ゲートドライブ回路 ５ 電流制御回路 ６ 直流電圧制御回路 ７ 最大電力追従制御回路 ８ 出力電力演算回路 ９ 直流電圧検出器 １０ 交流電圧検出器 １１ 交流電流検出器 １２ 負荷 １３ 電力系統 １４ 直流電圧判別回路 １５ 直流電圧一定制御回路 １６ 運転可能ポイント探索制御回路 １７ 抵抗器 １８ 開閉器
Claims (6)
- 【請求項１】 太陽光の日射強度により定まる太陽電池
特性曲線及び直流電力を交流電力に変換するスイッチン
グ部の変換電力上限曲線に基づいて、前記太陽電池から
の直流電力を交流電力に変換し電力系統に供給する太陽
光発電用電力変換装置において、前記太陽電池の直流電
圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧判別回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲にあると
きは前記太陽電池特性曲線に基づいて前記太陽電池の直
流電圧を一定の範囲内で増減させ前記電力系統への交流
電力が最大になるように制御する最大電力追従制御回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲未満であ
るときは前記太陽電池特性曲線に基づいて前記太陽電池
の直流電圧が前記一定の範囲の下限値になるように制御
する直流電圧一定制御回路とを備えたことを特徴とする
太陽光発電用電力変換装置。 - 【請求項２】 太陽光の日射強度により定まる太陽電池
特性曲線及び直流電力を交流電力に変換するスイッチン
グ部の変換電力上限曲線に基づいて、前記太陽電池から
の直流電力を交流電力に変換し電力系統に供給する太陽
光発電用電力変換装置において、前記太陽電池の直流電
圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧判別回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲にあると
きは前記太陽電池特性曲線に基づいて前記太陽電池の直
流電圧を一定の範囲内で増減させ前記電力系統への交流
電力が最大になるように制御する最大電力追従制御回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲を越え前
記太陽電池特性曲線が前記変換電力上限曲線と２点で交
わる状態になったときは前記２点のうちの電圧の低い点
が運転点になるように制御する運転可能ポイント探索制
御回路とを備えたことを特徴とする太陽光発電用電力変
換装置。 - 【請求項３】 太陽光の日射強度により定まる太陽電池
特性曲線及び直流電力を交流電力に変換するスイッチン
グ部の変換電力上限曲線に基づいて、前記太陽電池から
の直流電力を交流電力に変換し電力系統に供給する太陽
光発電用電力変換装置において、前記太陽電池の直流電
圧が一定の範囲あるか否かを判定する直流電圧判別回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲にあると
きは前記太陽電池特性曲線に基づいて前記太陽電池の直
流電圧を一定の範囲内で増減させ前記電力系統への交流
電力が最大になるように制御する最大電力追従制御回路
と、前記太陽電池の直流電圧が前記一定の範囲未満であ
るときは前記太陽電池特性曲線に基づいて前記太陽電池
の直流電圧が前記一定の範囲の下限値になるように制御
する直流電圧一定制御回路と、前記太陽電池の直流電圧
が前記一定の範囲を越え前記太陽電池特性曲線が前記変
換電力上限曲線と２点で交わる状態になったときは前記
２点のうちの電圧の低い点が運転点になるように制御す
る運転可能ポイント探索制御回路とを備えたことを特徴
とする太陽光発電用電力変換装置。 - 【請求項４】 前記直流電圧判別回路で判定する前記一
定の範囲の下限値は、前記電力系統の交流電圧を維持す
ることが可能な前記直流電圧の下限値であることを特徴
とする請求項１乃至請求項３に記載の太陽光発電用電力
変換装置。 - 【請求項５】 前記直流電圧判別回路で判定する前記一
定の範囲の上限値は、前記太陽電池特性曲線が前記変換
電力上限曲線と接した場合のその接点での前記直流電流
の値であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記
載の太陽光発電用電力変換装置。 - 【請求項６】 前記太陽電池からの直流電力の一部を消
費し太陽電池の直流電圧をスイッチング部の運転可能な
値にまで引き下げるための抵抗器と、太陽電池からの直
流電圧が前記スイッチング部の運転可能な値を越えると
きは前記太陽電池を前記抵抗器に接続するための開閉器
とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記
載の太陽光発電用電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350797A JPH09179643A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 太陽光発電用電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350797A JPH09179643A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 太陽光発電用電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09179643A true JPH09179643A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18412941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7350797A Pending JPH09179643A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 太陽光発電用電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09179643A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007221958A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Power System:Kk | キャパシタ蓄電電源用充電装置 |
| JP2007259648A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Power System:Kk | キャパシタ蓄電電源用充電装置 |
| JP2008016743A (ja) * | 2006-07-09 | 2008-01-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 太陽電池モジュール、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの駆動方法 |
| JP2012080736A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Sadao Iguchi | 分散直流電源制御回路 |
| CN102570871A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-07-11 | 苏州达方电子有限公司 | 太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法 |
| JP2016163487A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | シャープ株式会社 | 充電器および充電器付きモバイル電子機器用カバー |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7350797A patent/JPH09179643A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007221958A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Power System:Kk | キャパシタ蓄電電源用充電装置 |
| JP2007259648A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Power System:Kk | キャパシタ蓄電電源用充電装置 |
| JP2008016743A (ja) * | 2006-07-09 | 2008-01-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 太陽電池モジュール、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの駆動方法 |
| JP2012080736A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Sadao Iguchi | 分散直流電源制御回路 |
| CN102570871A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-07-11 | 苏州达方电子有限公司 | 太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法 |
| EP2600481A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-05 | Darfon Electronics Corp. | Battery free off-grid solar inverter system and control method thereof |
| CN102570871B (zh) * | 2011-12-02 | 2014-03-12 | 苏州达方电子有限公司 | 太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法 |
| US9106150B2 (en) | 2011-12-02 | 2015-08-11 | Darfon Electronics Corp. | Battery free off-grid solar inverter system and control method thereof |
| JP2016163487A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | シャープ株式会社 | 充電器および充電器付きモバイル電子機器用カバー |
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|---|---|---|---|
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|
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