JPH0991049A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、独立運転時のＰＶインバータ相互
間の汎用的な出力制御を実現し、ＰＶインバータの並列
運転を可能とする。 【解決手段】 太陽電池アレイとバッテリーとインバー
タとからなる組みを複数組み接続してなる太陽光発電シ
ステムにおいて、主制御側のインバータは、時計に同期
して交流波形を生成する基準波形テーブルと、出力電流
の波高値を制御する出力電流波高値制御部と、交流波形
に基づくタイミング信号と、波高値に基づく波高信号と
を発信する発信器とを備え、追従制御側のインバータ
は、タイミング信号及び波高信号を受信する受信器と、
時計により交流波形を生成する基準波形テーブルと、タ
イミング信号に基づき、交流波形の位相を主制御側の交
流波形に追従させるタイミング追従制御部と、波高信号
に基づき、追従制御側の出力を波高値に追従させる波高
値ソフトスタート部とを備えた太陽光発電システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、系統連系型又は独
立型の太陽光発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電システムは太陽電池の直流出
力を使って電機製品に電力を供給するものである。しか
しながら、電機製品の多くは交流用であり、電源として
商用５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電源を使用してい
る。このような交流用電機製品を運転するためには、太
陽電池の直流出力電力が太陽光発電用インバータ（以
下、ＰＶインバータと略称する）で５０Ｈｚまたは６０
Ｈｚの交流電力に変換して使用されている。

【０００３】このＰＶインバータの交流出力を商用電力
系統に接続し、雨天時、夜間など太陽光発電システムの
発電出力が無い場合には電力系統から電力を使い、昼
間、太陽電池の発電量が多く余剰電力を生じた時には系
統側へ電力を送る形の太陽光発電システムは、「系統連
系、逆潮流あり型」と呼ばれ、個人住宅用などの太陽光
発電システムの普及の形態として有力である。

【０００４】この系統連系型の太陽光発電システムに使
うＰＶインバータの制御方式は、太陽光発電システムの
容量が３ｋＷから５ｋＷの個人住宅用から数１０ｋＷの
事務所、工場用のものは電流制御型とし、系統の電圧波
形の位相に追従した交流電流を出力するものが多い。

【０００５】ここで、数ｋＨｚ程度以上の速さで出力電
流波形を制御することによって、ＰＶインバータ出力電
流の高調波歪率を小さくし、系統へ出力する電力の品質
を劣化させないようにすることができる。電流制御型の
ＰＶインバータは、太陽電池の最大電力点を追従する制
御を行い、その時に太陽電池から出力可能な最大の電力
を引き出して電力系統へ送り出すことが出来るので、太
陽電池出力を最大限に使うことができる。

【０００６】また、電流制御型ＰＶインバータでは、図
８に示すように、電圧源と見なせる電力系統に任意の台
数、並列に接続して運転することができる。図８は電力
系統に接続された複数の太陽光発電システムを示す図で
ある。

【０００７】同図において、太陽電池アレイ１の直流出
力電力をＰＶインバータ２で交流に変換し、連系スイッ
チ３を介して電力系統４に接続している。このような簡
単な構成で、複数の太陽光発電システムを電力系統に対
して並列に接続することが可能である。

【０００８】ここで、災害などの、避けることのできな
い原因によって、電力系統が停電した場合に、直流側に
蓄電池を接続した状態で太陽光発電システムを運転でき
るようにすると、非常用の電源として使うことが出来、
太陽光発電システムを設置することの価値を高めること
ができる。

【０００９】このように、系統電力が無い状態でＰＶイ
ンバータを運転する機能をここでは自立運転機能と呼
ぶ。図９は従来の自立運転機能を備えたＰＶインバータ
を使った太陽光発電システムの構成例を示す図である。

【００１０】同図において太陽アレイ１と並列にバッテ
リー５が接続され、ここから発生する直流電力をＰＶイ
ンバータ２で交流電力に変換し、連系スイッチ３を介し
てインバータ２が電力系統４と並列に接続される。電力
系統４と連系スイッチ１１の間には分電盤６が接続さ
れ、配線用遮断器７、８を介してそれぞれ接続される連
系時及び自立時負荷９と連系時専用負荷１０とを連系時
専用負荷スイッチ１２によって選択して接続するように
なっている。

【００１１】分電盤６には分電盤主幹スイッチ１３が設
けられている。ここで、電力系統が無い状態でＰＶイン
バータ２を運転するには、ＰＶインバータ内部の制御方
式を電圧制御方式とし、電機製品の負荷量に応じてＰＶ
インバータ２を運転し、また、負荷９が無効電力を必要
とする時にはＰＶインバータ２から供給できるようにす
る。

【００１２】このために、電力系統４に接続しないで運
転する太陽光発電用ＰＶインバータは電圧制御型とす
る。この時に、複数のＰＶインバータ２を並列に接続し
て、合計の出力容量を大きくすることが出来ると、小さ
い負荷から大きな負荷まで同時に運転できるので使いや
すい。

【００１３】しかしながら、電圧制御型ＰＶインバータ
の交流出力を並列接続して運転するには、並列する全て
のＰＶインバータ２の運転位相、電圧を等しくし、ＰＶ
インバータ相互間に電流が流れ込まないようにする必要
がある。

【００１４】また自立運転時には、ＰＶインバータ出力
が電力系統４と接続されることがないように、スイッチ
類相互に投入条件のインターロックを設ける必要があ
る。図１０はこのインターロックを考慮した自立運転機
能を備えた太陽光発電システムの構成図である。

【００１５】同図において、分電盤６の内部の、主幹漏
電遮断器１４をＯＦＦしてＰＶインバータ２と電力系統
４を切り放した状態になると、このＯＦＦ状態を表す信
号を主幹漏電遮断器１４からインバータ２へ送り、自立
運転が可能とする。

【００１６】また、このＯＦＦ状態信号を連系時専用負
荷スイッチ１２に送り、自立運転時には連系時専用負荷
１０が回路から引き外されるようにしておく。なお、分
電盤６には、契約用電流制限器１５と太陽光発電システ
ム配線用遮断器１６とが設けられている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示したインターロックが設けられ改良された自立運転
機能を備えた太陽光発電システムであっても、上述した
並列する全てのＰＶインバータ２の運転位相、電圧を等
しくし、ＰＶインバータ相互間に電流が流れ込まないよ
うにするという課題が解決されるわけではない。

【００１８】したがって、系統と連系せずに、しかも複
数台の太陽光発電用ＰＶインバータを並列接続して使用
できるようにするには、並列する全てのＰＶインバータ
の運転位相、電圧を等しくし、ＰＶインバータ相互間に
電流が流れ込まないようにする必要がある。

【００１９】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、独立運転時のＰＶインバータ相互間の汎用
的な出力制御を実現し、ＰＶインバータの並列運転を可
能として大きな負荷にも対応できる太陽光発電システム
を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、太陽電池アレイとバッ
テリーと、これらから出力される直流電流を交流の出力
電流に変換するインバータとからなる組みを複数組み接
続してなる太陽光発電システムにおいて、複数の組み
は、主制御側のインバータを有する組みと、追従制御側
のインバータを有する組みとからなり、主制御側のイン
バータは、主制御側時計と、主制御側時計に同期して主
制御側交流波形を生成する主制御側基準波形テーブル
と、出力電流の波高値を制御する出力電流波高値制御部
と、主制御側交流波形に基づくタイミング信号と、波高
値に基づく波高信号とを発信する発信器とを備え、追従
制御側のインバータは、タイミング信号及び波高信号を
受信する受信器と、追従制御側時計と、追従制御側時計
により追従制御側交流波形を生成する追従制御側基準波
形テーブルと、タイミング信号に基づき、追従制御側交
流波形の位相を主制御側交流波形に追従させるタイミン
グ追従制御部と、波高信号に基づき、追従制御側の出力
を前記波高値に追従させる波高値ソフトスタート部とを
備えた太陽光発電システムである。

【００２１】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、発信器と受信器との間を専
用の制御ケーブルで接続し、タイミング信号及び波高信
号を送受信する太陽光発電システムである。

【００２２】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１に対応する発明において、タイミング信号及び波高
信号は、複数の組を接続し、出力電流を送電する交流主
回路ケーブルを介し、出力電流に重畳されて伝播される
太陽光発電システムである。

【００２３】さらにまた、請求項４に対応する発明は、
請求項１に対応する発明において、発信器と受信器との
間の信号の送受信を電波によって行う太陽光発電システ
ムである。

【００２４】一方、請求項５に対応する発明は、太陽電
池アレイとバッテリーと、これらから出力される直流電
流を交流の出力電流に変換するインバータとからなる組
みを複数組み接続してなる太陽光発電システムにおい
て、複数の組みは、主制御側のインバータを有する組み
と、追従制御側のインバータを有する組みとからなり、
追従制御側のインバータは、主制御側のインバータから
交流主回路ケーブルに出力される出力電流から交流波形
のタイミング信号及び波高値の波高信号取り出す受信器
と、追従制御側時計と、追従制御側時計により追従制御
側交流波形を生成する追従制御側基準波形テーブルと、
タイミング信号に基づき、追従制御側交流波形の位相を
出力電流の交流波形に追従させるタイミング追従制御部
と、波高信号に基づき、追従制御側の出力を波高値に追
従させる波高値ソフトスタート部とを備えた太陽光発電
システムである。

【００２５】次に、請求項６に対応する発明は、請求項
１又は５に対応する発明において、主制御側のインバー
タは電圧制御型インバータとし、追従制御側のインバー
タは電流制御型インバータとする太陽光発電システムで
ある。

【００２６】また、請求項７に対応する発明は、太陽電
池アレイとバッテリーと、これらから出力される直流電
流を交流の出力電流に変換するインバータとからなる組
みを複数組み接続してなる太陽光発電システムにおい
て、時計に同期して基準交流波形を生成し、基準交流波
形に基づくタイミング信号と出力電流の波高値に対応す
る波高信号とを発信する基準信号発生器を備え、各イン
バータは、タイミング信号及び波高信号を受信する受信
器と、時計と、時計により追従制御側交流波形を生成す
る基準波形テーブルと、タイミング信号に基づき、追従
制御側交流波形の位相を基準交流波形に追従させるタイ
ミング追従制御部と、波高信号に基づき、追従制御側の
出力を波高値に追従させる波高値ソフトスタート部とを
有する太陽光発電システムである。

【００２７】したがって、まず、請求項１に対応する発
明の太陽光発電システムにおいては、太陽電池アレイと
バッテリーと、これらから出力される直流電流を交流の
出力電流に変換するインバータとからなる組みが複数組
み接続されている。

【００２８】この複数の組みは、主制御側のインバータ
を有する組みと、追従制御側のインバータを有する組み
とからなっている。ここで、主制御側のインバータにお
いて、主制御側基準波形テーブルにより、主制御側時計
に同期して主制御側交流波形が生成される。

【００２９】また、主制御側のインバータにおいて、出
力電流波高値制御部により、出力電流の波高値が制御さ
れる。そして、発信器により、主制御側交流波形に基づ
くタイミング信号と、波高値に基づく波高信号とが発信
される。

【００３０】一方、追従制御側のインバータでは、受信
器により、タイミング信号及び波高信号が受信される。
また、追従制御側基準波形テーブルにより、追従制御側
時計に基づく追従制御側交流波形が生成される。

【００３１】そして、この生成された追従制御側交流波
形は、受信したタイミング信号に基づき、タイミング追
従制御部により、その位相が主制御側交流波形に追従さ
れる。

【００３２】また、波高値ソフトスタート部により、波
高信号に基づき、追従制御側の出力が波高値に追従され
る。したがって、独立運転時のＰＶインバータ相互間で
汎用的に出力制御され、ＰＶインバータの並列運転が可
能となり、大きな負荷にも対応できる。

【００３３】また、請求項２に対応する発明の太陽光発
電システムにおいては、請求項１に対応する発明と同様
に作用する他、発信器と受信器との間を専用の制御ケー
ブルで接続し、タイミング信号及び波高信号を送受信す
る。

【００３４】さらに、請求項３に対応する発明の太陽光
発電システムにおいては、請求項１に対応する発明と同
様に作用する他、タイミング信号及び波高信号は、複数
の組を接続し、出力電流を送電する交流主回路ケーブル
を介し、出力電流に重畳されて伝播される。

【００３５】さらにまた、請求項４に対応する発明の太
陽光発電システムにおいては、請求項１に対応する発明
と同様に作用する他、発信器と受信器との間の信号の送
受信を電波によって行う。

【００３６】一方、請求項５に対応する発明の太陽光発
電システムにおいては、太陽電池アレイとバッテリー
と、これらから出力される直流電流を交流の出力電流に
変換するインバータとからなる組みが複数組み接続され
ている。

【００３７】この複数の組みは、主制御側のインバータ
を有する組みと、追従制御側のインバータを有する組み
とからなっている。ここで、追従制御側のインバータに
おいて、主制御側のインバータから交流主回路ケーブル
に出力される出力電流から、受信器により、交流波形の
タイミング信号及び波高値の波高信号が取り出される。

【００３８】また、各信号が受信される追従制御側のイ
ンバータにおいては、まず、追従制御側基準波形テーブ
ルにより、追従制御側時計に基づく追従制御側交流波形
が生成される。

【００３９】さらに、受信したタイミング信号に基づ
き、タイミング追従制御部により、追従制御側交流波形
の位相が出力電流の交流波形に追従される。そして、波
高値ソフトスタート部により、波高信号に基づき、追従
制御側の出力が波高値に追従される。

【００４０】一方、請求項６に対応する発明の太陽光発
電システムにおいては、請求項１又は５に対応する発明
と同様に作用する他、主制御側のインバータは電圧制御
型インバータとし、追従制御側のインバータは電流制御
型インバータとする。

【００４１】また、請求項７に対応する発明の太陽光発
電システムにおいては、太陽電池アレイとバッテリー
と、これらから出力される直流電流を交流の出力電流に
変換するインバータとからなる組みが複数組み接続され
ている。

【００４２】まず、基準信号発生器により、時計に同期
して基準交流波形が生成され、当該基準交流波形に基づ
くタイミング信号と、出力電流の波高値に対応する波高
信号とが発信される。

【００４３】一方、各インバータにおいて、受信器によ
り、タイミング信号及び波高信号が受信される。また、
基準波形テーブルより、時計に基づき追従制御側交流波
形が生成される。

【００４４】さらに、タイミング追従制御部により、タ
イミング信号に基づき、追従制御側交流波形の位相が基
準交流波形に追従される。そして、波高値ソフトスター
ト部により、波高信号に基づき、追従制御側の出力が波
高値に追従される。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る太陽光発電システムの一例を示す構成図で
ある。

【００４６】この太陽光発電システムにおいては、主回
路ケーブル４０に連系スイッチ３を介してインバータ２
が接続され、このインバータ２に太陽電池アレイ１とバ
ッテリー５とが並列に接続されている。この連系スイッ
チ３，インバータ２，太陽電池アレイ１，バッテリー５
の組は複数設けられるが、本実施の形態においては、３
組が主回路ケーブル４０に接続されている。

【００４７】この太陽光発電システムは、さらに、その
主回路ケーブル４０から電力系統４もしくは分電盤に接
続され、例えば従来技術で説明した図９もしくは図１０
に示す自立運転機能を備えた太陽光発電システムとなっ
ている。したがって、主回路ケーブル４０から電力系統
４側は、図９もしくは図１０と同様な構成としてもよい
が、ここでは、わかりやすくするため図１のような構成
で説明する。

【００４８】すなわち、主回路ケーブル４０は、主幹漏
電遮断器１４を介して電力系統４に接続されている。そ
の一方で、当該主回路ケーブル４０は、自立運転負荷用
スイッチ１７，自立運転負荷用コンセント１８，負荷側
コンセントプラグ１９を介して負荷装置２０に接続さ
れ、電力系統遮断時には、太陽光発電システムから直接
付加装置２０に給電できるように構成されている。

【００４９】また、インバータ２は、内部の制御方式を
電圧制御方式とするものであり、太陽電池アレイ１もし
くはバッテリー５からの直流電力を交流に変換して連系
スイッチ３，主回路ケーブル４０を介して出力する。

【００５０】また、３台のインバータ２の内、１台を主
制御側インバータとし、残りの２台は主制御側インバー
タからの運転指令信号値に従って運転する追従制御側イ
ンバータとする。この形としてインバータ２の出力電圧
の位相と電圧をともに合わせることによってインバータ
２の並列運転を行う。

【００５１】図１に示すように、主制御側のインバータ
２には、その内部に主制御側運転制御装置２１が設けら
れ、追従制御側のインバータ２には、それぞれ追従制御
側運転制御装置２８が設けられている。

【００５２】そして、主制御側運転制御装置２１は、各
追従制御側運転制御装置２８と専用の制御ケーブル２７
で接続されており、制御信号を送受信する。図２は本実
施の形態の太陽光発電システムにおける主制御側運転制
御装置２１と追従制御側運転制御装置２８との接続及び
内部構成を示すブロック図である。

【００５３】同図に示すように、主制御側運転制御装置
２１からの信号は、主制御側インバータ内の発信器２５
から出力されて制御ケーブル２７を介して追従制御側イ
ンバータの受信器２６で受信されて追従制御側運転制御
装置２８に入力されるようになっている。

【００５４】主制御側運転制御装置２１は、出力電流波
高値制御部２４、時計２２、基準波形テーブル２３から
なる。ここで、基準波形テーブル２３は、時計２２の出
力に基づき、系統周波数の交流正弦波波形を生成する。
生成された交流正弦波波形は、主制御側運転制御装置２
１内の図示しない手段により発信器２５を介して基準位
相零点タイミングパルスｓ１として制御ケーブル２７上
に送出される。

【００５５】また、出力電流波高値制御部２４は、発信
器２５を介して当該インバータ２における電流波高値に
対応した波高値基準ｓ２を制御ケーブル２７上に送出す
る。一方、追従制御側運転制御装置２８は、時計２９、
基準波形ケーブル３０、タイミング追従制御部３１、波
高値ソフトスタート部３２からなり、基準位相零点タイ
ミングパルスｓ１及び波高値基準ｓ２を受信器２６を介
して受信するようになっている。

【００５６】ここで、基準波形テーブル３０は、時計２
９に出力に基づき、系統周波数の交流正弦波波形を生成
し、タイミング追従制御部３１に入力する。また、タイ
ミング追従制御部３１は、受信した基準位相零点タイミ
ングパルスｓ１により系統周波数の交流正弦波波形のタ
イミングを主制御側に追従するように波形位相を調整す
る。

【００５７】一方、波高値ソフトスタート部３２は、タ
イミング追従制御部３１により位相調整された交流正弦
波波形が受信した波高値基準ｓ２の電流波高値になるま
で、インバータによる出力を徐々に上昇し、そこで出力
を続けるように制御を行う。

【００５８】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係る太陽光発電システムの動作について図３
の流れ図を用いて説明する。図３は本実施の形態の太陽
光発電システムにおけるインバータの動作を説明する流
れ図である。

【００５９】まず、主制御側運転制御装置２１側では、
基準波形テーブル２３の出力波形が零点となる時刻に対
応した基準位相零点タイミングパルスｓ１を生成し、発
信器２５を介して制御テーブルに送出する。

【００６０】一方、追従制御側運転制御装置２８側で
は、基準波形テーブル３０による系統周波数で出力を出
すインバータ出力基準が動作しているが、主制御側運転
制御装置２１が発信する基準位相零点タイミングパルス
ｓ１にはまだ同期していない（ＳＴ１）。

【００６１】次に、追従制御側運転制御装置２８では、
基準位相零点タイミングパルスｓ１を受けると、出力タ
イミング追従制御部３１に当該基準位相零点タイミング
パルスｓ１を入力し、この信号ｓ１に同期して基準波形
が零点をつくるように基準波形テーブル３０からの波形
位相を調整する。

【００６２】これにより、追従制御側運転制御装置２８
のインバータ出力基準が、主制御側運転制御装置２１が
発生する基準位相零点タイミングパルスｓ１に同期する
が、ここでは未だ、出力基準の波高値は小さく、同期動
作のみが行われている（ＳＴ２）。

【００６３】そして、タイミング追従制御部３１で主制
御側運転制御装置２１側と同期した基準波形の波高値
は、波高値ソフトスタート部３２により、主制御側運転
制御装置２１の出力電流波高値制御部２４から受信した
波高値基準ｓ２の電流波高値になるまで、徐々に出力が
上昇され、そこで出力を続けるように制御される。

【００６４】これにより、主制御側運転制御装置２１と
追従制御側運転制御装置２８が同期して運転する状態と
なる（ＳＴ３）。上述したように、本発明の実施の形態
に係る太陽光発電システムによれば、主制御側運転制御
装置２１から基準位相零点タイミングパルスｓ１及び波
高値基準ｓ２を出力し、追従制御側のインバータ２の追
従制御側運転制御装置２８において、これらの各信号に
より追従同期して、かつ等しい出力電圧として出力を行
うようにしたので、自立運転を行う任意の複数台のイン
バータ２を並列に接続して、電力系統から切り離された
状態で運転することができる。

【００６５】したがって、自立運転に大きな負荷に接続
されてもこれに対応させることができる。また、上記各
信号を制御ケーブル２７を介して、送受信するようにし
たので、確実な信号伝送による確実な制御を行うことが
できる。 （発明の第２の実施の形態）図４は本発明の第２の実施
の形態に係る太陽光発電システムの一例を示す構成図で
あり、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００６６】第１の実施の形態においては、専用ケーブ
ル２７を介して基準位相零点タイミングパルスｓ１及び
波高値基準ｓ２を送受信していたが、本実施の形態にお
いては、主回路ケーブル４０を介して信号を伝送する。
すなわち、交流主回路に信号を重畳させる方式と用いて
いる。

【００６７】本実施の形態においては、主制御側運転制
御装置２１から発生する信号を交流主回路に重畳できる
ような高周波信号として発信器２５ｂから発信し、交流
主回路としての主回路ケーブル４０に伝播させる。ま
た、同高周波信号を受信器２６ｂにおいて受信し、追従
制御側運転制御装置２８へ入力するようになっている。

【００６８】本実施の形態の太陽光発電システムは、こ
の信号伝送の部分を除き、第１の実施の形態の場合と同
様に構成されている。図５は、本実施の形態の太陽光発
電システムの主回路ケーブル４０に高周波信号を重畳さ
せて運転制御する制御装置の主要構成を示すブロック図
である。

【００６９】同図に示すように、主制御側運転制御装置
２１の基準波形テーブル２３及び出力電流波高値制御部
２４の出力は、それぞれ発信器２５ｂにおいて高周波信
号に変換されて主回路ケーブル４０へ重畳され伝搬され
る。

【００７０】高周波信号に重畳され伝搬された信号は受
信器２６ｂで受信され、基準位相零点タイミングパルス
ｓ１及び波高値基準ｓ２として取り出されて、それぞ
れ、タイミング追従制御部３１及び波高値ソフトスター
ト部３２に入力入力される。

【００７１】以下、第１の実施の形態の場合と同様に動
作し、各追従制御側のインバータ２が立ち上がる。上述
したように、本発明の実施の形態に係る太陽光発電シス
テムによれば、上記第１の実施の形態と同様な構成の
他、基準位相零点タイミングパルスｓ１及び波高値基準
ｓ２の伝送を制御ケーブルでなく、主回路ケーブル上の
出力に重畳して伝送するようにしたので、第１の実施の
形態と同様な効果の他、制御ケーブルを不要として配線
の少ない簡素な構成とすることができる。 （発明の第３の実施の形態）上記第１、第２の実施の形
態の太陽光発電システムにおいては、主制御側のインバ
ータから基準位相零点タイミングパルスｓ１及び波高値
基準ｓ２を追従制御側のインバータに送信するようにし
ていたが、本実施の形態では、このような信号送信をせ
ず、主回路ケーブル４０上に出力される交流出力によ
り、追従制御側のタイミングを取るようにしている。

【００７２】つまり、複数台のインバータを一台づつ順
次起動し、その時の各インバータ交流出力点の電圧波形
から基準位相零点タイミングを作り、そのタイミングで
内部の商用交流波形基準値テーブルつまり基準波形テー
ブル３０を動作させて出力波形を発生してインバータを
運転させる。

【００７３】特に図示しないが、本実施の形態の太陽光
発電システムは、基準位相零点タイミングパルスｓ１及
び波高値基準ｓ２の送受信に必要な部分を除き、第２の
実施例と同様に構成されている。

【００７４】また、追従制御側運転制御装置２８には、
時計２９、基準波形ケーブル３０、タイミング追従制御
部３１、波高値ソフトスタート部３２が設けられ、主回
路ケーブル４０上の交流信号が零点タイミングをとるた
め及び波高値調整のために入力される。

【００７５】ここで、インバータは全て電圧制御型と
し、各インバータ内部へ、他のインバータから電流が流
れ込まないようにして制御する。次に、この太陽光発電
システムの動作を図６の流れ図を用いて説明する。

【００７６】図６は本実施の形態の太陽光発電システム
におけるインバータの動作を説明する流れ図である。同
図に示すように、基準位相タイミングパルスの替わりに
その時に運転している他のインバータによる出力電圧波
形を基準位相波形とし、これから抽出した零点タイミン
グを用いる。

【００７７】まず、追従制御側のインバータ２では、主
制御側のインバータ２の出力である出力電圧波形を入力
する。この時点では、まだ位相合わせをしていない（Ｓ
Ｔ１１）。

【００７８】次に、出力電圧波形を基準位相波形とし、
これより零点タイミングをとって、このタイミングでイ
ンバータ内部の出力電圧の基準波形テーブルから値を読
み出して基準値とする（ＳＴ１２）。

【００７９】この制御を行いながら、出力電流は各イン
バータに接続された太陽電池アレイ１の最大電力を引き
出すように、最大電力追従運転を行う（ＳＴ１３）。上
述したように、本発明の実施の形態に係る太陽光発電シ
ステムによれば、主回路ケーブル４０上に出力される出
力電圧波形から抽出した零点タイミングにより、追従制
御側における出力タイミングをはかり、かつ、この制御
を行いながら太陽電池アレイ１の最大電力を引き出すよ
うに、最大電力追従運転を行うようにしたので、自立運
転を行う複数台のインバータ２を並列に接続して、電力
系統から切り離された状態で運転することができる。

【００８０】また、主制御側のインバータにおいて、基
準位相零点タイミングパルス及び波高値基準を発生させ
る必要がないので、主制御側のインバータを簡素な構成
とすることができる。 （発明の第４の実施の形態）上記第１、第２、第３の実
施の形態では、電圧制御方式のインバータを制御信号で
交換して複数台接続した運転を可能としている。

【００８１】この方式以外には、複数台の内、１台を電
圧制御型インバータとし、他の追従運転をさせるインバ
ータを電流制御とすることにより、１台の電圧制御型イ
ンバータに他の電流制御型インバータを並列接続して運
転することが可能である。

【００８２】図７は本発明の第４の実施の形態に係る太
陽光発電システムの一例を示す構成図であり、図２と同
一部分には同一符号を付して説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。

【００８３】同図において主制御側のインバータ２ｖの
主制御側運転制御装置２１は、電圧制御型インバータの
制御装置としている。また、追従制御側のインバータ２
ｃの追従制御側運転制御装置２８は電流制御型インバー
タの制御装置としている。

【００８４】なお、追従方法は、第２の実施の実施の形
態の場合もしくは第３の実施の形態の場合と同様であ
る。このような構成とすると、電圧制御を行うインバー
タの出力容量に対して同等の合計容量となる台数までは
並列接続が可能である。

【００８５】但し、この場合には、電圧制御型インバー
タと最大電力制御を行う電流制御型インバータの出力電
力の合計が、その時の合計負荷よりも大きい場合にはそ
の分を吸収する負荷装置が必要となる。

【００８６】上述したように、本発明の実施の形態に係
る太陽光発電システムによれば、第２又は第３の実施の
形態と同様な構成の他、主制御側のインバータ２ｖを電
圧制御型とし、追従制御側のインバータ２ｃを電流制御
型としたので、自立運転を行う複数台のインバータ２を
並列に接続して、電力系統から切り離された状態で運転
することができ、また、電圧制御を行うインバータの出
力容量に対して同等の合計容量となる台数までは並列接
続できる。

【００８７】なお、本発明における各実施の形態では、
発信器と受信器との間の通信を制御ケーブル２７もしく
は主回路ケーブル４０を介して行うとしたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば発信器から発生
する信号を電磁波、又は赤外線信号として空中を伝播さ
せたり、光ケーブルを用いてもよい。

【００８８】また、主制御側運転制御装置２１の機能
を、インバータとは別の筐体に収納して互いに信号を接
続し、全てのインバータ２をこれに当該筐体からの信号
に追従する追従制御側のインバータ２として構成するこ
とを可能である。なお、本発明は、上記各実施の形態に
限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々に変形することが可能である。

【００８９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、独
立運転時のＰＶインバータ相互間の汎用的な出力制御を
実現し、ＰＶインバータの並列運転を可能として大きな
負荷にも対応できる太陽光発電システムを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電シ
ステムの一例を示す構成図。

【図２】同実施の形態の太陽光発電システムにおける主
制御側運転制御装置と追従制御側運転制御装置との接続
及び内部構成を示すブロック図。

【図３】同実施の形態の太陽光発電システムにおけるイ
ンバータの動作を説明する流れ図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電シ
ステムの一例を示す構成図。

【図５】同実施の形態の太陽光発電システムの主回路ケ
ーブルに高周波信号を重畳させて運転制御する制御装置
の主要構成を示すブロック図。

【図６】発明の第３の実施の形態の太陽光発電システム
におけるインバータの動作を説明する流れ図。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電シ
ステムの一例を示す構成図。

【図８】電力系統に接続された複数の太陽光発電システ
ムを示す図。

【図９】従来の自立運転機能を備えたＰＶインバータを
使った太陽光発電システムの構成例を示す図。

【図１０】インターロックを考慮した自立運転機能を備
えた太陽光発電システムの構成図。

【符号の説明】

１…太陽電池アレイ、２…インバータ、３…連系スイッ
チ、４…電力系統、５…バッテリー、６…分電盤、７…
配線用遮断器、８…配線用遮断器、９…連系時及び自立
時負荷、１０…連系時専用負荷、１１…連系スイッチ、
１２…連系時専用負荷スイッチ、１３…分電盤主幹スイ
ッチ、１４…主幹漏電遮断器、１５…契約用電流制限
器、１６…太陽光発電システム配線用遮断器、１７…自
立運転負荷用スイッチ、１８…自立運転負荷用コンセン
ト、１９…負荷側コンセントプラグ、２０…負荷装置、
２１…主制御側運転制御装置、２２…時計、２３…基準
波形テーブル、２４…出力電流波高値制御部、２５…発
信器、２６…受信器、２７…制御ケーブル、２８…追従
制御側運転制御装置、２９…時計、３０…基準波形テー
ブル、３１…タイミング追従制御部、３２…波高値ソフ
トスタート部、４０…主回路ケーブル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池アレイとバッテリーと、これら
   から出力される直流電流を交流の出力電流に変換するイ
   ンバータとからなる組みを複数組み接続してなる太陽光
   発電システムにおいて、 前記複数の組みは、主制御側のインバータを有する組み
   と、追従制御側のインバータを有する組みとからなり、 前記主制御側のインバータは、 主制御側時計と、 前記主制御側時計に同期して主制御側交流波形を生成す
   る主制御側基準波形テーブルと、 前記出力電流の波高値を制御する出力電流波高値制御部
   と、 前記主制御側交流波形に基づくタイミング信号と、前記
   波高値に基づく波高信号とを発信する発信器とを備え、 前記追従制御側のインバータは、 前記タイミング信号及び前記波高信号を受信する受信器
   と、 追従制御側時計と、 前記追従制御側時計により追従制御側交流波形を生成す
   る追従制御側基準波形テーブルと、 前記タイミング信号に基づき、前記追従制御側交流波形
   の位相を前記主制御側交流波形に追従させるタイミング
   追従制御部と、 前記波高信号に基づき、前記追従制御側の出力を前記波
   高値に追従させる波高値ソフトスタート部とを備えたこ
   とを特徴とする太陽光発電システム。
2. 【請求項２】 前記発信器と前記受信器との間を専用の
   制御ケーブルで接続し、前記タイミング信号及び前記波
   高信号を送受信することを特徴とする請求項１記載の太
   陽光発電システム。
3. 【請求項３】 前記タイミング信号及び前記波高信号
   は、前記複数の組を接続し、前記出力電流を送電する交
   流主回路ケーブルを介し、前記出力電流に重畳されて伝
   播されることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記発信器と前記受信器との間の信号
   の送受信を電波によって行うことを特徴とする請求項１
   記載の太陽光発電システム。
5. 【請求項５】 太陽電池アレイとバッテリーと、これら
   から出力される直流電流を交流の出力電流に変換するイ
   ンバータとからなる組みを複数組み接続してなる太陽光
   発電システムにおいて、 前記複数の組みは、主制御側のインバータを有する組み
   と、追従制御側のインバータを有する組みとからなり、 前記追従制御側のインバータは、 前記主制御側のインバータから交流主回路ケーブルに出
   力される前記出力電流から交流波形のタイミング信号及
   び波高値の波高信号取り出す受信器と、 追従制御側時計と、 前記追従制御側時計により追従制御側交流波形を生成す
   る追従制御側基準波形テーブルと、 前記タイミング信号に基づき、前記追従制御側交流波形
   の位相を前記出力電流の交流波形に追従させるタイミン
   グ追従制御部と、 前記波高信号に基づき、前記追従制御側の出力を前記波
   高値に追従させる波高値ソフトスタート部とを備えたこ
   とを特徴とする太陽光発電システム。
6. 【請求項６】 主制御側のインバータは電圧制御型イン
   バータとし、追従制御側のインバータは電流制御型イン
   バータとすることを特徴とする請求項１又は５記載の太
   陽光発電システム。
7. 【請求項７】 太陽電池アレイとバッテリーと、これら
   から出力される直流電流を交流の出力電流に変換するイ
   ンバータとからなる組みを複数組み接続してなる太陽光
   発電システムにおいて、 時計に同期して基準交流波形を生成し、前記基準交流波
   形に基づくタイミング信号と前記出力電流の波高値に対
   応する波高信号とを発信する基準信号発生器を備え、 前記各インバータは、 前記タイミング信号及び波高信号を受信する受信器と、 時計と、 前記時計により追従制御側交流波形を生成する基準波形
   テーブルと、 前記タイミング信号に基づき、前記追従制御側交流波形
   の位相を前記基準交流波形に追従させるタイミング追従
   制御部と、 前記波高信号に基づき、前記追従制御側の出力を前記波
   高値に追従させる波高値ソフトスタート部とを有するこ
   とを特徴とする太陽光発電システム。