JPH10285806A - 太陽光発電装置 - Google Patents
太陽光発電装置Info
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- JPH10285806A JPH10285806A JP10004803A JP480398A JPH10285806A JP H10285806 A JPH10285806 A JP H10285806A JP 10004803 A JP10004803 A JP 10004803A JP 480398 A JP480398 A JP 480398A JP H10285806 A JPH10285806 A JP H10285806A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
や煩わしさを与えず、また、装置を複雑化することなく
使用時期や時間帯に左右されずに電力変換装置のスムー
ズな起動を可能とする。 【解決手段】 太陽電池1の発電電力が一定電力値以上
の場合に最大電力追尾モードにてインバータ主回路2の
出力を制御し、一方、太陽電池1の発電電力が一定電力
値より小さい場合に所定電圧モードにてインバータ主回
路2の出力を制御する。
Description
れてその商用電力系統に電力変換装置を介して連系され
る太陽電池を備えた太陽光発電装置に関する。
た数kWの比較的小容量の分散電源設備を電力変換装置
を介して商用電力系統に連系し、負荷に電力を供給する
太陽光発電装置が種々提案されている。
図である。図において、21は太陽光のエネルギーを直
流電力に直接変換する太陽電池、22はその太陽電池2
1から出力される直流電力を交流に変換するための電力
変換装置としてのインバータ主回路であり、太陽電池2
1からの直流出力は、インバータ主回路22によって交
流に変換された上、系統連系用開閉器23を経て負荷2
4および商用電力系統25に供給される。
によって制御されている。このインバータ制御部26
は、太陽電池21の出力電圧及び商用電力系統25の系
統電圧などを監視しており、電圧に過不足が生じたとき
に太陽電池21又は商用電力系統25の異常状態と判断
して開閉器23を開放させている。その後、その異常原
因が解消されると、インバータ制御部26により所定時
間経過後に開閉器23を閉じた後、インバータ主回路2
2を起動させている。
池21から最大電力を効率よく取り出すために、太陽電
池に与える指令動作点を太陽電池の最大電力点に追尾さ
せる制御方法、いわゆるMPPT法(山登り法)が採用
されている。
作点を変化させて行き、その際の太陽電池21からの出
力電力が増加方向であれば指令動作点の変化させる方向
をそのまま維持し、出力電力が減少方向であれば指令動
作点の変化方向を反転させて、常に太陽電池21の動作
点が最大電力点近傍に位置するように制御する方法であ
る。
することによって、図5に示すように、太陽電池21か
ら取り出せる最大電力量が異なることが知られている。
そして、日射量は時期(季節)や時間帯によって異なっ
ており、同一時期では日射量が少ない朝方や夕方時にお
いて、太陽電池21から取り出せる最大電力量が小さく
なっている。
主回路22を起動後、上記MPPT法による最大電力点
追尾制御を行わせた場合、日射量が少ない朝方や夕方時
においては図6に示すように最大電力点が連系可能電圧
値以下となり、頻繁に起動、停止を繰り返すチャタリン
グ現象を発生し、スムーズな起動開始ができなかった。
示部を有する場合には、長時間に亘り表示部が点滅を繰
り返すこととなり、利用者に余計な不安を与える虞れが
あった。
系可能電圧値以上となる場合の開放電圧値にインバータ
主回路22の起動開始電圧を変更設定することも考えら
れるが、この場合にはその設定を季節の変わり目毎に設
定し直すか、或は装置内部にカレンダー機能を保持して
おかなければならず、利用者にとって操作性が悪く、装
置の複雑化を招いていた。
であって、長時間の連続運転を可能として利用者に不安
や煩わしさを与えず、また、装置を複雑化することなく
使用時期や時間帯に左右されずに電力変換装置のスムー
ズな起動を可能とした太陽光発電装置を提供する。
電電力を検出する電力検出手段と、太陽電池に与える指
令動作点を変化させて行き、その際の太陽電池からの出
力電力が増加する方向へ該指令動作点を移行せしめる最
大電力追尾モードと、太陽電池に与える指令動作点を一
定値に設定する所定電圧モードとを有し、各モードでの
設定指令動作点に太陽電池の動作点を追従せしめるよう
に電力変換装置の出力を制御する制御手段と、を備え、
制御手段は、太陽電池の発電電力が一定電力値以上の場
合に最大電力追尾モードにて電力変換装置の出力を制御
し、一方、前記太陽電池の発電電力が一定電力値より小
さい場合に所定電圧モードにて電力変換装置の出力を制
御するものである。
圧モードにて電力変換装置の起動を開始させるものであ
り、前記指令動作点は太陽電池の出力電圧である。この
構成を用いることにより、最大電力点における太陽電池
の動作点電圧が電力変換装置を連系運転させるのに充分
な電圧値以上となっていない期間は、太陽電池を連系可
能電圧以上の電圧で動作し、太陽電池の発電電力が一定
電力値以上となった期間は、太陽電池を最大電力点電圧
近傍で動作することになる。
指令動作電圧を与えて太陽電池を動作させるので、日射
量が少ない朝方や夕方時において頻繁に起動、停止を繰
り返すチャタリング現象を発生することがなく、スムー
ズな起動が可能となる。
一実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。図
1は本発明を適用させた太陽電池を用いた太陽光発電装
置の概略構成図である。
のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池1(本実施
形態では定格出力3kW)と、太陽電池1の直流電力を
交流電力に電力変換して所定交流電圧を供給する電力変
換装置としてのインバータ主回路2を中心に構成されて
おり、商用電力系統3と連系して配電線に接続された各
種家電製品などの負荷4に対して電力を供給している。
た複数のスイッチング素子から構成され、このインバー
タ主回路2には、後述の各種処理を行うインバータ制御
部5からパルス幅変調されたスイッチング制御信号が与
えられる。インバータ制御部5はマイクロコンピュータ
から構成されている。
間には、系統保護のための系統連系用リレー(以下、リ
レーと略記する)6及びブレーカ7が設けられており、
リレー6はインバータ制御部5からの制御信号に応じ
て、その接点を開閉して商用電力系統3に連系、或るい
は解列する。また、ブレーカ7はインバータ制御部5か
らの制御信号に応じて、その接点を開放して商用電力系
統3を解列し、手動操作によりその接点を閉じて商用電
力系統3に連系する。
は、太陽電池1の出力電圧を検出するアイソレーション
アンプからなる直流電圧検出手段8と、太陽電池1の出
力電流を検出するための直流電流検出手段9とが設けら
れており、これらの両検出結果がインバータ制御部5に
入力されている。また、直流電圧検出手段8の検出値が
差動増幅器10の一方にも入力されている。
段8及び直流電流検出手段9の検出値に基づいて太陽電
池1の出力電力を算出すると共に、その出力電力が増加
する方向へ太陽電池1に与える指令動作電圧を変化させ
て、太陽電池1の最大電力点を追尾させる最大電力追尾
モードと、太陽電池1に与える指令動作電圧を所定電圧
値(本実施の形態例では250Vに設定)に固定する所
定電圧モードとを太陽電池1の出力電力の値に基づいて
切り替え設定しており、差動増幅器10の他方にこの設
定指令動作電圧Vrefが入力されている。
定指令動作電圧Vrefにて動作開始させ、太陽電池1の
出力電力が50W以上となった場合に、最大電力追尾モ
ードに切り替えている。これにより、日射量が少ない朝
方や夕方時において頻繁に起動、停止を繰り返すチャタ
リング現象を発生することがない。ここで、太陽電池1
の出力電力が50W以上としているのは、その際の太陽
電池1の最大電力点電圧(本実施の形態例では150
V)がインバータ主回路2を商用電力系統3に連系可能
な電圧(本実施の形態例では140V)以上となるから
である。
圧Vrefを250Vに設定しているため、太陽電池1の
開放電圧が250V以下となる期間、即ち、太陽電池1
からの発電電力が少ない期間においては、その際の開放
電圧付近で太陽電池1が動作することになる。このた
め、所定電圧モードではインバータ主回路2から商用電
力系統3及び負荷4へ電力をほとんど供給しない状態で
連系運転を行うため、商用電力系統3側への電力供給に
よって太陽電池1の出力電圧が低下して連系可能電圧以
下となることがない。
圧値と設定指令動作電圧値とを比較し、その誤差を増幅
して乗算器11の一方へ入力している。また、インバー
タ主回路2とリレー6との間には、インバータ主回路2
の出力電流を検出するための交流電流検出手段12が設
けられており、リレー6とブレーカ7との間には、イン
バータ主回路2の出力電圧を検出するための交流電圧検
出手段13が設けられている。
された連系点電圧の基本波周波数成分をバンドパスフィ
ルタ14によって抽出し、その抽出された連系点電圧の
基本波周波数成分が乗算器11の他方に入力されてい
る。
差信号とバンドパスフィルタ14からの基本周波数成分
信号との乗算を行って、系統電圧に位相同期させたイン
バータ電流の電流指令値を生成している。従って、この
電流指令値は商用電力系統3との連系運転時には、系統
電圧に同期し、太陽電池1の出力電圧が設定指令動作電
圧Vrefに制御する値となる。
交流電流検出手段12により検出されたインバータ主回
路2のインバ−タ電流との差をエラーアンプ15によっ
て増幅し、電流誤差信号としてインバータ制御部5に入
力されている。
5からの電流誤差信号を20kHz程度の基準三角波信
号とを比較して、エラーアンプ15からの電流誤差信号
が零になるようにインバータ主回路2のスイッチング素
子にスイッチング信号を供給してインバータ主回路2を
PWM(パルス幅変調)制御すると共に、インバータ主
回路2のインバータ動作を起動または停止させている。
装置におけるインバータ制御部5の動作内容について図
2のフローチャートを参照して説明する。先ず、太陽電
池1の開放電圧が起動可能電圧180V以上か否かを判
断し(S1)、YESの場合にはステップS3に進み、
所定電圧モードで動作させて太陽電池1に与える指令動
作電圧Vrefとして250Vを出力する。そして、太陽
電池1の出力電圧が250Vとなるようにインバータ主
回路2にインバータ電流を制御するためのPWM制御信
号を送出して連系運転を開始させる。
の発電電力が一定電力値(本実施の形態例では50Wに
設定)以上となっているか否かを判断し(S5)、YE
Sの場合にはステップS7に進み、動作モードを所定電
圧モードから最大電力追尾モードに切り替え、一方、N
Oの場合にはステップS9に進み、太陽電池1の出力電
圧が連系可能電圧(本実施の形態例では140Vに設
定)以上か否かを判断し、YESの場合にはステップS
5に戻り、NOの場合にはリレー6を開放させると共
に、インバータ主回路2へのPWM制御信号の送出を停
止させてインバータ動作を停止させて(S15)、ステ
ップS1に戻る。
発電電力を検出し、その発電電力が増加する方向に太陽
電池1に与える指令動作電圧Vrefを変化させた値を出
力し、そのVrefに太陽電池1の出力電圧がなるように
インバータ主回路2にインバータ電流を制御するための
PWM制御信号を送出している。
圧が連系可能電圧(=140V)以上か否かを判断し、
YESの場合にはステップS13に進み、NOの場合に
はステップS15に進む。
力を検出し、その発電電力が上記一定電力値(=50
W)以上となっているか否かを判断し、YESの場合に
はステップS7に戻り、NOの場合には所定電圧モード
の動作に設定した(S17)後、ステップS11に戻
る。
電力点における太陽電池1の動作点電圧がインバータ主
回路2を連系運転させるのに充分な電圧値以上となって
いない期間は、太陽電池1を連系可能電圧以上の電圧で
動作し、太陽電池1の発電電力が一定電力値以上となっ
た期間は、太陽電池1を最大電力点電圧近傍で動作する
ことになる。
一定の指令動作電圧を与えて太陽電池1を動作させるの
で、日射量が少ない朝方や夕方時において頻繁に起動、
停止を繰り返すチャタリング現象を発生することがな
い。
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。
タ主回路2からの出力を電流制御する場合について説明
したが、この構成に限らず、例えば、インバータ主回路
2からの出力電圧を制御する回路構成としても構わな
い。
力点における太陽電池の動作点電圧が電力変換装置を連
系運転させるのに充分な電圧値以上となっていない期間
は、太陽電池を連系可能電圧以上の電圧で動作し、太陽
電池の発電電力が一定電力値以上となった期間は、太陽
電池を最大電力点電圧近傍で動作することになり、日射
量が少ない朝方や夕方時に頻繁に起動、停止を繰り返す
チャタリング現象を起こすことなく、長時間に亘り安定
した連系運転が行える。
の概略構成図である。
容を説明するためのフローチャートである。
圧及び指令動作電圧の変化説明図である。
圧−電力特性を示す特性曲線図である。
変化説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】太陽電池から発生する直流出力を所定電圧
の交流出力に変換して出力する電力変換装置を商用電力
系統に連系して負荷に電力を供給する太陽光発電装置に
おいて、 太陽電池の発電電力を検出する電力検出手段と、 太陽電池に与える指令動作点を変化させて行き、その際
の太陽電池からの出力電力が増加する方向へ該指令動作
点を移行せしめる最大電力追尾モードと、太陽電池に与
える指令動作点を一定値に設定する所定電圧モードとを
有し、各モードでの設定指令動作点に太陽電池の動作点
を追従せしめるように前記電力変換装置の出力を制御す
る制御手段と、を備え、 前記制御手段は、太陽電池の発電電力が一定電力値以上
の場合に最大電力追尾モードにて電力変換装置の出力を
制御し、一方、前記太陽電池の発電電力が一定電力値よ
り小さい場合に所定電圧モードにて電力変換装置の出力
を制御することを特徴とする太陽光発電装置。 - 【請求項2】前記制御手段は、所定電圧モードにて電力
変換装置の起動を開始させることを特徴とする請求項1
記載の太陽光発電装置。 - 【請求項3】前記指令動作点は、太陽電池の出力電圧で
あることを特徴とする請求項1または2記載の太陽光発
電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00480398A JP3426947B2 (ja) | 1997-02-04 | 1998-01-13 | 太陽光発電装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2171897 | 1997-02-04 | ||
JP9-21718 | 1997-02-04 | ||
JP00480398A JP3426947B2 (ja) | 1997-02-04 | 1998-01-13 | 太陽光発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10285806A true JPH10285806A (ja) | 1998-10-23 |
JP3426947B2 JP3426947B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=26338643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00480398A Expired - Fee Related JP3426947B2 (ja) | 1997-02-04 | 1998-01-13 | 太陽光発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3426947B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7324361B2 (en) | 2005-01-28 | 2008-01-29 | Kasemsan Siri | Solar array inverter with maximum power tracking |
JP2009225599A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電力変換装置 |
JP2011125190A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 系統連系パワーコンディショナ |
-
1998
- 1998-01-13 JP JP00480398A patent/JP3426947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7324361B2 (en) | 2005-01-28 | 2008-01-29 | Kasemsan Siri | Solar array inverter with maximum power tracking |
JP2009225599A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電力変換装置 |
JP2011125190A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 系統連系パワーコンディショナ |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3426947B2 (ja) | 2003-07-14 |
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