JPH10174312A - 太陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系統連系運転方法 - Google Patents

太陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系統連系運転方法

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JPH10174312A
JPH10174312A JP8352752A JP35275296A JPH10174312A JP H10174312 A JPH10174312 A JP H10174312A JP 8352752 A JP8352752 A JP 8352752A JP 35275296 A JP35275296 A JP 35275296A JP H10174312 A JPH10174312 A JP H10174312A
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JP
Japan
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power generation
power
battery
power supply
generation device
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JP8352752A
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English (en)
Inventor
Masami Kariyone
正美 苅米
Takatoshi Komaoka
隆敏 駒岡
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Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽光発電と風力発電より成るハイブリッド
電源システムの利用率と稼働率を高めると共に、バッテ
リの高寿命化をはかる。 【解決手段】 バッテリ3の電圧が所定の電圧より低い
ときは、切替スイッチ8は開放してハイブリッド電源シ
ステムを分離し、太陽光発電装置1はインバータ4を最
大電力追従制御によって系統電源6と連系させると共
に、風力発電装置2はバッテリ3の充電専用とする。バ
ッテリ3の電圧が所定の電圧より高くなったときは、切
替スイッチ8を閉じて太陽光発電装置1と風力発電装置
2を直流連系させ、バッテリ3の放電電力と太陽光発電
装置1および風力発電装置2からの発生電力とをインバ
ータ4を固定電力指令制御によって系統電源6と連系さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽光発電と風
力発電より成るハイブリッド電源システムの発生電力
を、系統連系インバータを介して負荷に供給する系統連
系運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電と風力発電は、クリーンで無
尽蔵な自然エネルギーを利用する発電方式であるが、地
表面におけるエネルギー密度が低いばかりでなく、気象
条件や日照時間等によっても発生電力が変動する不安定
な電源である。また、太陽光発電による発生電力は直流
であるので、この発生電力を充分に利用するためにはイ
ンバータを介して系統電源と連系運転を行うのが効率的
である。
【0003】図2は、従来技術による太陽光発電と風力
発電より成るハイブリッド電源システムの回路構成を示
すブロック図である。図2において、太陽光発電装置1
1と風力発電装置12は直流連系してバッテリ13を充
電し、バッテリ13の電圧VB が所定の電圧に上昇した
ときは、バッテリ13を介してインバータ14を固定電
力指令制御17で運転し、系統電源16と共に負荷15
に電力を供給する。バッテリ13の電圧VB が所定の電
圧まで放電によって低下したときはインバータ14を停
止させ、バッテリ13を太陽光発電装置11と風力発電
装置12によって充電させ、再びバッテリ13が充電さ
れるまで待機状態とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したような運転方
法によると、ハイブリッド電源システムの利用率を充分
に向上させることができない。即ち、太陽光発電装置を
常時バッテリ充電に使用しているため、バッテリ充電電
圧に対応した電圧によって太陽光発電装置を運転せざる
をえず、このため、太陽光発電の最大電力を取り出す最
適電圧によって運転できず、ハイブリッド電源としての
利用率が低くなる。また、このシステムを稼働するのに
バッテリの充放電を頻繁に行うため、バッテリの劣化が
早くなって寿命も短くなり、バッテリの充電に要する時
間が長くシステムの稼働率が悪い。
【0005】この発明は、上述した従来技術の欠点を解
消するためになされたものであって、システムの利用率
と稼働率を向上させると共に、バッテリの高寿命化をは
かるものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明による太陽光発
電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系統連系
運転方法は、バッテリ電圧が所定の電圧より低い時は切
替スイッチを開放させて太陽光発電と風力発電とを分離
し、太陽光発電は最大電力追従制御によってインバータ
を介して系統電源と連系運転を行うと共に、風力発電は
バッテリの充電を行い、バッテリ電圧が所定の電圧より
高くなった時は切替スイッチを閉じて太陽光発電と風力
発電とを直流連系したうえで、インバータを固定電力指
令制御によって系統電源と連系運転させるようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照しながら説明する。図1は、太陽光発電と風力発電
より成るハイブリッド電源システムの回路構成を示すブ
ロック図である。図1において、太陽光発電装置1の発
生電力はインバータ4を介して交流電力に変換され、系
統電源6と連系運転して負荷5に電力を供給する。風力
発電装置2の発電電力は直流変換されたうえでバッテリ
3を常時充電するように構成されており、切替スイッチ
8を介して太陽光発電装置1と風力発電装置2は直流連
系することができる。
【0008】バッテリ3の電圧VB が所定の電圧より低
いことが検出されたときは、切替スイッチ8を開放する
ことによってハイブリッド電源システムを分離し、太陽
光発電装置1と風力発電装置2は単独運転となる。太陽
光発電装置1は太陽電池から常に最大の出力を得ること
ができるようにインバータ4を最大電力追従制御(MP
PT制御)し、インバータ4により交流変換された電力
を系統電源6と共に負荷5に供給する。一方、風力発電
装置2は直流電力に変換されたうえでバッテリ3を充電
する(コンバータは図示せず)。
【0009】図3と図4に太陽電池の出力特性曲線を示
す。図3に示すように、最大出力点での電流(最適電
流)は日射量によって変化するが、最適電圧はそれほど
変化していない。また、図4に示すように、太陽電池の
電圧−電流特性はセル温度によって変化するので、最大
電力出力点の電圧も変化することになる。太陽エネルギ
ーを有効利用するためには、その最大出力点の電圧で動
作させるのが望ましいが、バッテリ3と直流連系した状
態でインバータ4を制御する場合には、太陽光発電の出
力電圧はバッテリ電圧VB によって制限を受ける。バッ
テリ3は充電された状態においては、常に充分な電力を
出力することができるので、インバータ4は固定電力指
令制御とする。
【0010】バッテリ3の電圧VB が所定の電圧より高
いことが検出されたときは、切替スイッチ8を閉じて太
陽光発電装置1と風力発電装置2を直流連系させてハイ
ブリッド電源システムを構成し、バッテリ3からの放電
電力と太陽光発電装置1および風力発電装置2からの発
生電力は、インバータ4を固定電力指令制御によって系
統電源6と連系し、負荷5に電力を供給する。
【0011】インバータ4を制御する判別回路7は、バ
ッテリ3の電圧VB を検出し、この検出電圧VB が所定
の電圧より高いときは切替スイッチ8を閉じると共に、
インバータ4を固定電力指令制御とする。前記バッテリ
電圧VB が所定の電圧より低いときは、切替スイッチ8
を開放して太陽光発電装置1と風力発電装置2との直流
連系を分離すると共に、インバータ4を最大電力追従制
御に切り替える。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による太
陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系
統連系運転方法では、バッテリ電圧を検出したうえで太
陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムを直
流連系もしくは分離してインバータを最大電力追従制御
もしくは固定電力指令制御に切り替え、風力と太陽光の
自然エネルギーを最大限に有効利用することによってシ
ステムの利用率と稼働率を向上させる。また、バッテリ
は主に風力発電で使用するので充放電回数を極力抑える
ことができ、高寿命化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるハイブリッド電源システムの回
路構成を示すブロック図。
【図2】従来技術によるハイブリッド電源システムの回
路構成を示すブロック図。
【図3】太陽電池の出力特性曲線。
【図4】太陽電池の出力特性曲線。
【符号の説明】
1 太陽光発電装置 2 風力発電装置 3 バッテリ 4 インバータ 6 系統電源 7 判別回路 8 切替スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバータを介して系統電源と連系運転
    する太陽光発電装置と、バッテリを充電する風力発電装
    置とを切替スイッチを介して直流連系したハイブリッド
    電源システムであって、 バッテリ電圧が所定の電圧より低いことが検出されたと
    きは、前記切替スイッチを開放して前記ハイブリッド電
    源システムを分離し、前記太陽光発電装置の発生電力を
    交流電力に変換するインバータを最大電力追従制御する
    ことによって系統電源と連系運転すると共に、前記風力
    発電装置の発生する直流出力によって前記バッテリを充
    電させ、 前記バッテリ電圧が所定の電圧より高いことが検出され
    たときは、前記切替スイッチを閉じて前記太陽光発電装
    置と前記風力発電装置とを直流連系させてハイブリッド
    電源システムを構成し、前記バッテリからの放電電力と
    太陽光発電装置および風力発電装置からの発生電力を交
    流電力に変換する前記インバータを固定電力指令制御し
    て系統電源と連系運転するようにしたことを特徴とする
    太陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの
    系統連系運転方法。
  2. 【請求項2】 バッテリ電圧を検出して所定の電圧より
    高いか低いかを判別し、バッテリ電圧が所定の電圧より
    高いときは、切替スイッチを閉じて太陽光発電装置と風
    力発電装置とを直流連系させると共にインバータを固定
    電力指令制御とし、バッテリ電圧が所定の電圧より低い
    ときは、切替スイッチを開放すると共にインバータを最
    大電力追従制御に切り替える判別回路を前記インバータ
    に付帯して設けたことを特徴とする請求項1に記載の太
    陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系
    統連系運転方法。
JP8352752A 1996-12-13 1996-12-13 太陽光発電と風力発電とのハイブリッド電源システムの系統連系運転方法 Pending JPH10174312A (ja)

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