JPH11312022A - 太陽光発電用インバータ装置およびその制御方法 - Google Patents
太陽光発電用インバータ装置およびその制御方法Info
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- JPH11312022A JPH11312022A JP10134625A JP13462598A JPH11312022A JP H11312022 A JPH11312022 A JP H11312022A JP 10134625 A JP10134625 A JP 10134625A JP 13462598 A JP13462598 A JP 13462598A JP H11312022 A JPH11312022 A JP H11312022A
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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
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- Inverter Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバ−タの使用部品の耐圧を上げることな
く、また、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の損失をできるだけ少な
くし、かつ確実に太陽光発電インバータを起動するイン
バータ装置とその制御方法を提供する。 【解決手段】 電流が小さい時は電圧が高く、電流が大
きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽電池１をイン
バータ３の入力電源とし、前記太陽電池１の出力電圧を
所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前記抵抗
Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と並列接
続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端とコンデン
サ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電池１の他
端を前記コンデンサ２の負極側に接続し、前記抵抗Ｒ２
とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を前記
コンデンサ２と並列に接続したインバータ装置におい
て、前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３との共通
接続点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２を設けた
ものである。
く、また、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の損失をできるだけ少な
くし、かつ確実に太陽光発電インバータを起動するイン
バータ装置とその制御方法を提供する。 【解決手段】 電流が小さい時は電圧が高く、電流が大
きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽電池１をイン
バータ３の入力電源とし、前記太陽電池１の出力電圧を
所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前記抵抗
Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と並列接
続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端とコンデン
サ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電池１の他
端を前記コンデンサ２の負極側に接続し、前記抵抗Ｒ２
とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を前記
コンデンサ２と並列に接続したインバータ装置におい
て、前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３との共通
接続点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２を設けた
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽光発電用インバ
−タに関し、出力電流が小さいときは電圧が高く、出力
電流が大きくなると、電圧が低下する垂下特性を有する
太陽電池に接続されるインバ−タ装置およびその制御方
法に関するものである。
−タに関し、出力電流が小さいときは電圧が高く、出力
電流が大きくなると、電圧が低下する垂下特性を有する
太陽電池に接続されるインバ−タ装置およびその制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽光発電システムは太陽電池からの直
流電圧をインバ−タ回路で交流に変換し、この交流電力
を負荷に供給すると共に、余剰電力は配電系統を介して
電力会社側に供給する。太陽光発電システムの従来例の
構成を図２に示す。図２に於いて、１は太陽電池アレ
イ、２はインバータのリップル電流を吸収し、電圧変動
などを平滑するコンデンサ、３は逆並列にダイオードを
有するパワースイッチング素子で構成するインバータ
（図では単相インバ−タの例を示している）、４はコン
トローラからの信号により系統電源とインバータを接続
あるいは解列するスイッチ、５は制御回路、６は入力回
路である。また、６の入力回路は８、９の抵抗、１０、
１１のスイッチＳＷ１、ＳＷ３により構成している。１
の太陽電池は太陽光の日射量に応じた直流電圧を発生す
る。単一の太陽電池アレイの発電電圧、電流は小さいの
で一般にはアレイの直列接続数を増やして電圧を高く
し、並列接続数を増やして電流容量を大きくする。例え
ば、家庭用の発電システムでは電圧は２００Ｖ〜３５０
Ｖ、電流は１５Ａ〜３０Ａとなるように太陽電池のアレ
イを構成する。３のインバ−タは前記太陽電池からの直
流電圧を配電系統と同一の周波数、電圧に変換する。本
インバ−タが連系運転時は系統に電力を供給し、また、
自立運転時は接続された負荷に定電圧電源として電力を
供給する。太陽電池は図３の太陽電池出力特性に示すよ
うに、一般に電流が小さい時は電圧が高く、電流が大き
くなると電圧が低下する、いわゆる垂下特性を持ってい
る。また、温度が低いときは電圧が高く図３中のＡ、逆
に高いときは電圧が低くなる図３中のＢという温度特性
を持っている。また、太陽の日射量は常に変化し、従っ
て出力電圧、電流も変化する。このように、太陽電池は
周囲温度、日射量によって電圧、電流が変化し、また、
出力電流によって電圧が変動する為、太陽電池から常に
最大電力を取り出すために最大電力点を追従する制御を
行う。一般的に系統電源に常に安定に電力を供給するた
めには、電圧が２００Ｖの配電系統の場合で、日射量の
多い日中の最大電力点のインバ−タの入力電圧は３００
Ｖ〜３５０Ｖになるように太陽電池アレイを構成する。
ところがこのシステムでは日射量の少ない朝、あるいは
夕方では最大電力点の電流が小さくなり、従って太陽電
池の出力電圧が高くなる。前記の例では４５０Ｖ〜５０
０Ｖとなる。また、日射量の多い日中に系統の停電事故
などが発生した場合、インバ−タは停止し、系統への電
力供給を停止しなければならない。従って、太陽電池の
出力電流がゼロとなり、電圧は開放電圧となり４５０Ｖ
〜５００Ｖとなる。このため、インバ−タに使用するコ
ンデンサやＩＧＢＴやパワ−トランジスタなどのスイッ
チング素子の電圧は４５０Ｖ〜５００Ｖ以上の耐圧を必
要とし、従って、インバ−タのコストアップとなってい
た。このような点から、特開平７−１６８６３８では入
力部にスイッチと分圧抵抗を挿入し、インバ−タの起動
時あるいは停止時の太陽電池の電圧が高いときはインバ
−タの入力電圧が低くなるようにスイッチを切り替え、
起動後は電圧が高い方へ切り替える方式を提案してい
る。
流電圧をインバ−タ回路で交流に変換し、この交流電力
を負荷に供給すると共に、余剰電力は配電系統を介して
電力会社側に供給する。太陽光発電システムの従来例の
構成を図２に示す。図２に於いて、１は太陽電池アレ
イ、２はインバータのリップル電流を吸収し、電圧変動
などを平滑するコンデンサ、３は逆並列にダイオードを
有するパワースイッチング素子で構成するインバータ
（図では単相インバ−タの例を示している）、４はコン
トローラからの信号により系統電源とインバータを接続
あるいは解列するスイッチ、５は制御回路、６は入力回
路である。また、６の入力回路は８、９の抵抗、１０、
１１のスイッチＳＷ１、ＳＷ３により構成している。１
の太陽電池は太陽光の日射量に応じた直流電圧を発生す
る。単一の太陽電池アレイの発電電圧、電流は小さいの
で一般にはアレイの直列接続数を増やして電圧を高く
し、並列接続数を増やして電流容量を大きくする。例え
ば、家庭用の発電システムでは電圧は２００Ｖ〜３５０
Ｖ、電流は１５Ａ〜３０Ａとなるように太陽電池のアレ
イを構成する。３のインバ−タは前記太陽電池からの直
流電圧を配電系統と同一の周波数、電圧に変換する。本
インバ−タが連系運転時は系統に電力を供給し、また、
自立運転時は接続された負荷に定電圧電源として電力を
供給する。太陽電池は図３の太陽電池出力特性に示すよ
うに、一般に電流が小さい時は電圧が高く、電流が大き
くなると電圧が低下する、いわゆる垂下特性を持ってい
る。また、温度が低いときは電圧が高く図３中のＡ、逆
に高いときは電圧が低くなる図３中のＢという温度特性
を持っている。また、太陽の日射量は常に変化し、従っ
て出力電圧、電流も変化する。このように、太陽電池は
周囲温度、日射量によって電圧、電流が変化し、また、
出力電流によって電圧が変動する為、太陽電池から常に
最大電力を取り出すために最大電力点を追従する制御を
行う。一般的に系統電源に常に安定に電力を供給するた
めには、電圧が２００Ｖの配電系統の場合で、日射量の
多い日中の最大電力点のインバ−タの入力電圧は３００
Ｖ〜３５０Ｖになるように太陽電池アレイを構成する。
ところがこのシステムでは日射量の少ない朝、あるいは
夕方では最大電力点の電流が小さくなり、従って太陽電
池の出力電圧が高くなる。前記の例では４５０Ｖ〜５０
０Ｖとなる。また、日射量の多い日中に系統の停電事故
などが発生した場合、インバ−タは停止し、系統への電
力供給を停止しなければならない。従って、太陽電池の
出力電流がゼロとなり、電圧は開放電圧となり４５０Ｖ
〜５００Ｖとなる。このため、インバ−タに使用するコ
ンデンサやＩＧＢＴやパワ−トランジスタなどのスイッ
チング素子の電圧は４５０Ｖ〜５００Ｖ以上の耐圧を必
要とし、従って、インバ−タのコストアップとなってい
た。このような点から、特開平７−１６８６３８では入
力部にスイッチと分圧抵抗を挿入し、インバ−タの起動
時あるいは停止時の太陽電池の電圧が高いときはインバ
−タの入力電圧が低くなるようにスイッチを切り替え、
起動後は電圧が高い方へ切り替える方式を提案してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような回路においてインバ−タを起動後、インバ−タの
電圧が高くなる方向へ入力回路のスイッチを切り替える
場合、前記特開平７−１６８６３８では分圧抵抗の抵抗
値が大きく、インバ−タ起動後も太陽電池の電流は数ｍ
Ａと小さく、従って、電圧が低くならず、インバ−タの
入力電圧は高いままであり、やはり、高耐圧のコンデン
サ、スイッチング素子が必要である。この方法でインバ
−タの入力電圧を低くして低い耐電圧の部品を使用出来
るようにするための方法について説明する。図４のイン
バ−タ入力電圧特性に示すように、Ｒ１、Ｒ２により入
力電圧を分圧する（Ｖｂ点）。次に、電流をＩｃまで増
加する。この時、電圧はＶｃまで低下する。この点で、
ＳＷ１、ＳＷ３をＯＦＦする。抵抗による分圧の効果と
この抵抗に流れる電流がなくなるので、電流はＩｄ、電
圧はＶｄとなる。Ｒ１、Ｒ２の抵抗値の選定とスイッチ
ＳＷ１、ＳＷ３の切り替え点はＶｄの電圧が４００Ｖ以
下となるように設定する。しかしながら、確実にＶｄが
４００Ｖ以下になる電流Ｉｃはかなり大きな値になり分
圧抵抗の損失が大きくなる。Ｉｃを少ない値に設定する
とＶｄが４００Ｖを越える恐れがある。そこで、本発明
はインバ−タの使用部品の耐圧を上げることなく、ま
た、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の損失をできるだけ少なくし、
かつ確実に太陽光発電インバータを起動するインバータ
装置とその制御方法を提供することを目的とする。
ような回路においてインバ−タを起動後、インバ−タの
電圧が高くなる方向へ入力回路のスイッチを切り替える
場合、前記特開平７−１６８６３８では分圧抵抗の抵抗
値が大きく、インバ−タ起動後も太陽電池の電流は数ｍ
Ａと小さく、従って、電圧が低くならず、インバ−タの
入力電圧は高いままであり、やはり、高耐圧のコンデン
サ、スイッチング素子が必要である。この方法でインバ
−タの入力電圧を低くして低い耐電圧の部品を使用出来
るようにするための方法について説明する。図４のイン
バ−タ入力電圧特性に示すように、Ｒ１、Ｒ２により入
力電圧を分圧する（Ｖｂ点）。次に、電流をＩｃまで増
加する。この時、電圧はＶｃまで低下する。この点で、
ＳＷ１、ＳＷ３をＯＦＦする。抵抗による分圧の効果と
この抵抗に流れる電流がなくなるので、電流はＩｄ、電
圧はＶｄとなる。Ｒ１、Ｒ２の抵抗値の選定とスイッチ
ＳＷ１、ＳＷ３の切り替え点はＶｄの電圧が４００Ｖ以
下となるように設定する。しかしながら、確実にＶｄが
４００Ｖ以下になる電流Ｉｃはかなり大きな値になり分
圧抵抗の損失が大きくなる。Ｉｃを少ない値に設定する
とＶｄが４００Ｖを越える恐れがある。そこで、本発明
はインバ−タの使用部品の耐圧を上げることなく、ま
た、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の損失をできるだけ少なくし、
かつ確実に太陽光発電インバータを起動するインバータ
装置とその制御方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】電流が小さい時は電圧が
高く、電流が大きくなると電圧が低下する特性をもつ太
陽電池をインバータの入力電源とし、前記太陽電池の出
力電圧を所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、
前記抵抗Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１
と並列接続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端と
コンデンサ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電
池の他端を前記コンデンサの負極側に接続し、前記抵抗
Ｒ２とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を
前記コンデンサ２と並列に接続したインバータ装置にお
いて、前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３との共
通接続点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２を設け
たことを特徴とする。また、電流が小さい時は電圧が高
く、電流が大きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽
電池をインバータの入力電源とし、前記太陽電池の出力
電圧を所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前
記抵抗Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と
並列接続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端とコ
ンデンサ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電池
の他端を前記コンデンサの負極側に接続し、前記抵抗Ｒ
２とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を前
記コンデンサ２と並列に接続し、前記スイッチＳＷ１と
前記スイッチＳＷ３との共通接続点と前記抵抗Ｒ１との
間にスイッチＳＷ２を設けた太陽光発電用インバータ装
置の制御方法において、前記インバータの起動時に太陽
電池の開放電圧がインバータの耐圧を越えている場合、
スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳ
Ｗ３をＯＮの状態で待機し、前記開放電圧が所定電圧に
達した後、スイッチＳＷ２をＯＮし太陽電池の電圧を抵
抗で分圧してインバータの入力電圧を低くし、インバー
タを起動してインバータへの電流が増加してインバータ
への入力電流がインバータの停止中に抵抗に流れる電流
の値を越えた時点でスイッチＳＷ３をＯＦＦし、さらに
太陽電池の動作電圧が所定の値を以下になった時点でス
イッチＳＷ１をＯＮする。本発明のインバ−タ装置にお
いては入力回路に太陽電池の電圧の分圧回路を挿入し、
太陽電池の電圧が高くなる起動時に、インバ−タの入力
電圧を低くするとともに、できるだけ損失を少なくし
て、インバータを通常運転に移行できるため、安価で、
安定に太陽電池の発電電力を交流に変換するインバ−タ
装置とその制御方法を提供することができる。
高く、電流が大きくなると電圧が低下する特性をもつ太
陽電池をインバータの入力電源とし、前記太陽電池の出
力電圧を所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、
前記抵抗Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１
と並列接続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端と
コンデンサ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電
池の他端を前記コンデンサの負極側に接続し、前記抵抗
Ｒ２とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を
前記コンデンサ２と並列に接続したインバータ装置にお
いて、前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３との共
通接続点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２を設け
たことを特徴とする。また、電流が小さい時は電圧が高
く、電流が大きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽
電池をインバータの入力電源とし、前記太陽電池の出力
電圧を所望の電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前
記抵抗Ｒ１を短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と
並列接続した並列接続回路を前記太陽電池１の一端とコ
ンデンサ２の正極側端子との間に接続し、前記太陽電池
の他端を前記コンデンサの負極側に接続し、前記抵抗Ｒ
２とスイッチＳＷ３とを直列接続した直列接続回路を前
記コンデンサ２と並列に接続し、前記スイッチＳＷ１と
前記スイッチＳＷ３との共通接続点と前記抵抗Ｒ１との
間にスイッチＳＷ２を設けた太陽光発電用インバータ装
置の制御方法において、前記インバータの起動時に太陽
電池の開放電圧がインバータの耐圧を越えている場合、
スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳ
Ｗ３をＯＮの状態で待機し、前記開放電圧が所定電圧に
達した後、スイッチＳＷ２をＯＮし太陽電池の電圧を抵
抗で分圧してインバータの入力電圧を低くし、インバー
タを起動してインバータへの電流が増加してインバータ
への入力電流がインバータの停止中に抵抗に流れる電流
の値を越えた時点でスイッチＳＷ３をＯＦＦし、さらに
太陽電池の動作電圧が所定の値を以下になった時点でス
イッチＳＷ１をＯＮする。本発明のインバ−タ装置にお
いては入力回路に太陽電池の電圧の分圧回路を挿入し、
太陽電池の電圧が高くなる起動時に、インバ−タの入力
電圧を低くするとともに、できるだけ損失を少なくし
て、インバータを通常運転に移行できるため、安価で、
安定に太陽電池の発電電力を交流に変換するインバ−タ
装置とその制御方法を提供することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図につい
て詳細に説明する。図１は２００Ｖの単相二線式配電系
統に接続した例であるが、単相三線式あるいは三相三線
式についても同様に構成することが出来る。１は太陽電
池アレイであり、直列接続により電圧を３００Ｖ〜３５
０Ｖ、並列接続により１０Ａ〜２０Ａの出力が得られる
ように構成される。３のインバ−タは太陽電池の直流の
発電電力を系統電圧と同じ電圧、周波数の交流電力に変
換する。また、インバ−タの制御回路５では、インバ−
タの入力電圧、電流を監視しながら、変動する太陽電池
の発電電力から、常に最大電力を取り出すように最大電
力点の追従制御を行う。２のコンデンサはインバ−タの
スイッチング素子のスイッチングに伴うサ−ジ電圧や無
効電力を吸収し、また急激な電圧変動を吸収する。一般
に２００Ｖ級の電源回路では４００Ｖの耐圧を持つコン
デンサが使用される。７の入力回路は２個の分圧抵抗と
３個のスイッチで構成する。図２の従来例の６の入力回
路との相違はスイッチＳＷ２を追加している点だけであ
る。８のＲ１、９のＲ２は分圧抵抗、１０のＳＷ１、１
１のＳＷ２、１２のＳＷ３はそれぞれスイッチであり、
図１に示す構成で、ＳＷ１は、Ｒ１とＳＷ２の直列接続
部と並列接続し、ＳＷ１をＯＮするとＲ１、ＳＷ２が短
絡される。ＳＷ２はＲ１と直列接続され、ＳＷ２をＯＮ
するとＲ１が挿入され、ＳＷ１とＳＷ２がＯＦＦすると
太陽電池はインバ−タから切り離される。インバ−タの
通常の運転時はＳＷ１、ＳＷ２がＯＮ、ＳＷ３がＯＦＦ
の状態で、太陽電池の電圧は分圧せずにインバ−タに入
力する。この時は太陽電池の電流が大きく、従って、電
圧は低くなっており、インバ−タの耐圧を越えていな
い。日射量の減少にしたがって電流が減少してくると電
圧が上昇し始める。太陽電池アレイの出力電圧が設定値
を越えるとＳＷ１をＯＦＦ、ＳＷ２をＯＮ、ＳＷ３をＯ
Ｎし、太陽電池の電圧をＲ１、Ｒ２で分圧する。従っ
て、インバ−タの電圧は図４においてＶｂとなる。ただ
し、Ｖｂ≦４００Ｖ。したがってインバ−タが停止し
て、太陽電池の開放電圧が５００Ｖとなっても、インバ
−タの入力電圧は４００Ｖ以下となり耐圧を越えること
はない。インバ−タの通常の起動時は太陽電池の電圧が
徐々に上昇し、２５０〜３００Ｖ付近からインバ−タが
ＯＮし、電流が流れ始め、最大電力点の追従制御を始め
るため電圧が４００Ｖを越えることがない。
て詳細に説明する。図１は２００Ｖの単相二線式配電系
統に接続した例であるが、単相三線式あるいは三相三線
式についても同様に構成することが出来る。１は太陽電
池アレイであり、直列接続により電圧を３００Ｖ〜３５
０Ｖ、並列接続により１０Ａ〜２０Ａの出力が得られる
ように構成される。３のインバ−タは太陽電池の直流の
発電電力を系統電圧と同じ電圧、周波数の交流電力に変
換する。また、インバ−タの制御回路５では、インバ−
タの入力電圧、電流を監視しながら、変動する太陽電池
の発電電力から、常に最大電力を取り出すように最大電
力点の追従制御を行う。２のコンデンサはインバ−タの
スイッチング素子のスイッチングに伴うサ−ジ電圧や無
効電力を吸収し、また急激な電圧変動を吸収する。一般
に２００Ｖ級の電源回路では４００Ｖの耐圧を持つコン
デンサが使用される。７の入力回路は２個の分圧抵抗と
３個のスイッチで構成する。図２の従来例の６の入力回
路との相違はスイッチＳＷ２を追加している点だけであ
る。８のＲ１、９のＲ２は分圧抵抗、１０のＳＷ１、１
１のＳＷ２、１２のＳＷ３はそれぞれスイッチであり、
図１に示す構成で、ＳＷ１は、Ｒ１とＳＷ２の直列接続
部と並列接続し、ＳＷ１をＯＮするとＲ１、ＳＷ２が短
絡される。ＳＷ２はＲ１と直列接続され、ＳＷ２をＯＮ
するとＲ１が挿入され、ＳＷ１とＳＷ２がＯＦＦすると
太陽電池はインバ−タから切り離される。インバ−タの
通常の運転時はＳＷ１、ＳＷ２がＯＮ、ＳＷ３がＯＦＦ
の状態で、太陽電池の電圧は分圧せずにインバ−タに入
力する。この時は太陽電池の電流が大きく、従って、電
圧は低くなっており、インバ−タの耐圧を越えていな
い。日射量の減少にしたがって電流が減少してくると電
圧が上昇し始める。太陽電池アレイの出力電圧が設定値
を越えるとＳＷ１をＯＦＦ、ＳＷ２をＯＮ、ＳＷ３をＯ
Ｎし、太陽電池の電圧をＲ１、Ｒ２で分圧する。従っ
て、インバ−タの電圧は図４においてＶｂとなる。ただ
し、Ｖｂ≦４００Ｖ。したがってインバ−タが停止し
て、太陽電池の開放電圧が５００Ｖとなっても、インバ
−タの入力電圧は４００Ｖ以下となり耐圧を越えること
はない。インバ−タの通常の起動時は太陽電池の電圧が
徐々に上昇し、２５０〜３００Ｖ付近からインバ−タが
ＯＮし、電流が流れ始め、最大電力点の追従制御を始め
るため電圧が４００Ｖを越えることがない。
【０００６】日射量の多い日中に系統の停電などでイン
バ−タが停止する場合は、インバータの耐圧を越える電
圧がインバータにかかる恐れがある。ＳＷ１、ＳＷ２を
ＯＦＦした後、インバ−タを停止し、インバ−タを太陽
電池から切り離す。従って、停電中に太陽電池の開放電
圧に近い電圧が印加されることを防ぐことができる。図
５に、停電などの停止からインバ−タが復帰する場合の
動作シーケンスを示す。 （１）ＳＷ１、ＳＷ２はＯＦＦ、ＳＷ３はＯＮとして待
機している。太陽電池の動作点はＰｓｏ、インバータの
動作点Ｐｉｏである。 （２）ＳＷ２をＯＮする。抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流Ｉ１が
流れ、太陽電池の動作点はＰｓ１（電圧Ｖｓ１、電流Ｉ
１）、インバータの動作点Ｐｉ１（入力電圧Ｖｉ１、入
力電流０）となる。インバータにかかる電圧Ｖｉ１は Ｖｉ１ ＝ Ｖｓ１ − ΔＶ１ ΔＶ１ ＝ Ｒ１＊Ｉ１ となる。Ｒ１、Ｒ２はＶｉ１が耐圧を越えないよう選べ
る。 （３）インバータを起動してインバータの入力電流がＩ
３（≧Ｉ１）なるようにし、太陽電池の動作点をＰｓ２
（電圧Ｖｓ２、電流Ｉ２）に移動させる。この時のイン
バータの動作点はＰｉ２（入力電圧Ｖｉ２、入力電流Ｉ
３）である。インバータにかかる電圧Ｖｉ２は Ｖｉ２ ＝ Ｖｓ２ − ΔＶ２ ΔＶ２ ＝ Ｒ１＊Ｉ２ となる。Ｉ２ ＞ Ｉ１ で Ｖｓ２ ＜ Ｖｓ１なの
でＶｉ２ ＜ Ｖｉ１となり、耐圧を越えることはな
い。 （４）ＳＷ３をＯＦＦして太陽電池の動作点をＰｓ３
（電圧Ｖｓ３、電流Ｉ３）に移動させる。この時のイン
バータの動作点はＰｉ３（入力電圧Ｖｉ３、入力電流Ｉ
３）である。インバータにかかる電圧Ｖｉ３は Ｖｉ３ ＝ Ｖｓ３ − ΔＶ３ ΔＶ３ ＝ Ｒ１＊Ｉ３ となる。Ｉ３ ≧ Ｉ１ で Ｖｓ３ ＜ Ｖｓ１なの
でＶｉ３ ＜ Ｖｉ１となり、耐圧を越えることはな
い。 （５）さらにインバータの入力電流を増やしてＩｃ（＞
Ｉ３）とする。太陽電池の動作点は、Ｐｓｃ（電圧Ｖ
ｃ、電流Ｉｃ）となる。インバータの動作点は、Ｐｉ４
（入力電圧Ｖｉ４、入力電流Ｉｃ）である。インバータ
にかかる電圧Ｖｉ４は Ｖｉ４ ＝ Ｖｓｃ − ΔＶ４ ΔＶ４ ＝ Ｒ１＊Ｉｃ となる。Ｉｃ＞ Ｉ３ で Ｖｓｃ ＜ Ｖｓ３なので
Ｖｉ４ ＜ Ｖｉ３となり、耐圧を越えることはない。 （６）そして、Ｖｃがインバータ耐圧以下になれば、Ｓ
Ｗ１をＯＮする。太陽電池の動作点Ｐｓｃとインバータ
の動作点Ｐｉｃ（入力電圧Ｖｉｃ、入力電流Ｉｃ）は一
致する。したっがて、インバータの入力電圧は、耐圧を
越えない。後は、この点から最大電力点の追従制御を行
ってインバータの出力を増やしていけば、太陽電池の動
作電圧、すなわちインバータの入力電圧耐圧を越えな
い。また、Ｒ２は起動の途中で開放するのでＲ２に流す
電流分だけロスを節約できる。
バ−タが停止する場合は、インバータの耐圧を越える電
圧がインバータにかかる恐れがある。ＳＷ１、ＳＷ２を
ＯＦＦした後、インバ−タを停止し、インバ−タを太陽
電池から切り離す。従って、停電中に太陽電池の開放電
圧に近い電圧が印加されることを防ぐことができる。図
５に、停電などの停止からインバ−タが復帰する場合の
動作シーケンスを示す。 （１）ＳＷ１、ＳＷ２はＯＦＦ、ＳＷ３はＯＮとして待
機している。太陽電池の動作点はＰｓｏ、インバータの
動作点Ｐｉｏである。 （２）ＳＷ２をＯＮする。抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流Ｉ１が
流れ、太陽電池の動作点はＰｓ１（電圧Ｖｓ１、電流Ｉ
１）、インバータの動作点Ｐｉ１（入力電圧Ｖｉ１、入
力電流０）となる。インバータにかかる電圧Ｖｉ１は Ｖｉ１ ＝ Ｖｓ１ − ΔＶ１ ΔＶ１ ＝ Ｒ１＊Ｉ１ となる。Ｒ１、Ｒ２はＶｉ１が耐圧を越えないよう選べ
る。 （３）インバータを起動してインバータの入力電流がＩ
３（≧Ｉ１）なるようにし、太陽電池の動作点をＰｓ２
（電圧Ｖｓ２、電流Ｉ２）に移動させる。この時のイン
バータの動作点はＰｉ２（入力電圧Ｖｉ２、入力電流Ｉ
３）である。インバータにかかる電圧Ｖｉ２は Ｖｉ２ ＝ Ｖｓ２ − ΔＶ２ ΔＶ２ ＝ Ｒ１＊Ｉ２ となる。Ｉ２ ＞ Ｉ１ で Ｖｓ２ ＜ Ｖｓ１なの
でＶｉ２ ＜ Ｖｉ１となり、耐圧を越えることはな
い。 （４）ＳＷ３をＯＦＦして太陽電池の動作点をＰｓ３
（電圧Ｖｓ３、電流Ｉ３）に移動させる。この時のイン
バータの動作点はＰｉ３（入力電圧Ｖｉ３、入力電流Ｉ
３）である。インバータにかかる電圧Ｖｉ３は Ｖｉ３ ＝ Ｖｓ３ − ΔＶ３ ΔＶ３ ＝ Ｒ１＊Ｉ３ となる。Ｉ３ ≧ Ｉ１ で Ｖｓ３ ＜ Ｖｓ１なの
でＶｉ３ ＜ Ｖｉ１となり、耐圧を越えることはな
い。 （５）さらにインバータの入力電流を増やしてＩｃ（＞
Ｉ３）とする。太陽電池の動作点は、Ｐｓｃ（電圧Ｖ
ｃ、電流Ｉｃ）となる。インバータの動作点は、Ｐｉ４
（入力電圧Ｖｉ４、入力電流Ｉｃ）である。インバータ
にかかる電圧Ｖｉ４は Ｖｉ４ ＝ Ｖｓｃ − ΔＶ４ ΔＶ４ ＝ Ｒ１＊Ｉｃ となる。Ｉｃ＞ Ｉ３ で Ｖｓｃ ＜ Ｖｓ３なので
Ｖｉ４ ＜ Ｖｉ３となり、耐圧を越えることはない。 （６）そして、Ｖｃがインバータ耐圧以下になれば、Ｓ
Ｗ１をＯＮする。太陽電池の動作点Ｐｓｃとインバータ
の動作点Ｐｉｃ（入力電圧Ｖｉｃ、入力電流Ｉｃ）は一
致する。したっがて、インバータの入力電圧は、耐圧を
越えない。後は、この点から最大電力点の追従制御を行
ってインバータの出力を増やしていけば、太陽電池の動
作電圧、すなわちインバータの入力電圧耐圧を越えな
い。また、Ｒ２は起動の途中で開放するのでＲ２に流す
電流分だけロスを節約できる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明におけるイン
バ−タ装置によって、どんな場合でもインバータの耐圧
を越えずに起動して発電できるので、太陽電池の特性を
落とすことなく、インバ−タの使用部品の耐圧を低圧部
品とする事ができ、インバ−タ装置のコストダウンを図
ることができる。さらに、本インバータ装置を使用して
分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の電力損失をできるだけ少なくし、
確実にインバータ装置を制御する制御方法を提供するこ
とができる。
バ−タ装置によって、どんな場合でもインバータの耐圧
を越えずに起動して発電できるので、太陽電池の特性を
落とすことなく、インバ−タの使用部品の耐圧を低圧部
品とする事ができ、インバ−タ装置のコストダウンを図
ることができる。さらに、本インバータ装置を使用して
分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の電力損失をできるだけ少なくし、
確実にインバータ装置を制御する制御方法を提供するこ
とができる。
【図１】 本発明の実施例
【図２】 従来例の構成図
【図３】 太陽電池出力特性
【図４】 インバ−タの入力電圧
【図５】 インバータの起動シーケンス
１ 太陽電池 ２ コンデンサ ３ インバ−タ ４ スイッチ ５ 制御回路 ６ 従来例の入力回路 ７ 本発明の入力回路 ８ 抵抗Ｒ１ ９ 抵抗Ｒ２ １０ スイッチＳＷ１ １１ スイッチＳＷ２ １２ スイッチＳＷ３
Claims (2)
- 【請求項１】 電流が小さい時は電圧が高く、電流が大
きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽電池をインバ
ータの入力電源とし、前記太陽電池の出力電圧を所望の
電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前記抵抗Ｒ１を
短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と並列接続した
並列接続回路を前記太陽電池の一端とコンデンサの正極
側端子との間に接続し、前記太陽電池の他端を前記コン
デンサの負極側に接続し、前記抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ
３とを直列接続した直列接続回路を前記コンデンサと並
列に接続したインバータ装置において、 前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３との共通接続
点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２を設けたこと
を特徴とする太陽光発電用インバータ装置。 - 【請求項２】 電流が小さい時は電圧が高く、電流が大
きくなると電圧が低下する特性をもつ太陽電池をインバ
ータの入力電源とし、前記太陽電池の出力電圧を所望の
電圧に分圧する抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、前記抵抗Ｒ１を
短絡するスイッチＳＷ１を前記抵抗Ｒ１と並列接続した
並列接続回路を前記太陽電池の一端とコンデンサの正極
側端子との間に接続し、前記太陽電池の他端を前記コン
デンサの負極側に接続し、前記抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ
３とを直列接続した直列接続回路を前記コンデンサと並
列に接続し、前記スイッチＳＷ１と前記スイッチＳＷ３
との共通接続点と前記抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ２
を設けた太陽光発電用インバータ装置の制御方法におい
て、 前記インバータの起動時に太陽電池の開放電圧がインバ
ータの耐圧を越えている場合、スイッチＳＷ１、スイッ
チＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳＷ３をＯＮの状態で待機
し、前記開放電圧が所定電圧に達した後、スイッチＳＷ
２をＯＮし太陽電池の電圧を抵抗で分圧してインバータ
の入力電圧を低くし、インバータを起動してインバータ
への電流が増加してインバータへの入力電流がインバー
タの停止中に抵抗に流れる電流の値を越えた時点でスイ
ッチＳＷ３をＯＦＦし、さらに太陽電池の動作電圧が所
定の値を以下になった時点でスイッチＳＷ１をＯＮする
ことを特徴とする太陽光発電用インバ−タ装置の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10134625A JPH11312022A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 太陽光発電用インバータ装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10134625A JPH11312022A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 太陽光発電用インバータ装置およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312022A true JPH11312022A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=15132759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10134625A Pending JPH11312022A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 太陽光発電用インバータ装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11312022A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1463188A2 (de) | 2003-03-22 | 2004-09-29 | SMA Regelsysteme GmbH | Schaltungsanordnung, Zusatzmodul und Photovoltaik-System |
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| DE102008050543A1 (de) | 2008-10-06 | 2010-04-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schutzschaltung für einen Zwischenkreis eines Wechselrichters, insbesondere eines Solarwechselrichters, gegen Überspannungen |
| EP2187510A1 (de) * | 2008-11-15 | 2010-05-19 | SMA Solar Technology AG | Stromrichteranlaufschaltung |
| EP2325984A1 (de) | 2009-11-24 | 2011-05-25 | SMA Solar Technology AG | Zuschalten eines Photovoltaikfeldes mit hoher Leerlaufspannung |
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| US10432139B2 (en) | 2013-08-29 | 2019-10-01 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Electric arc detection in photovoltaic installations |
| CN111989841A (zh) * | 2018-04-19 | 2020-11-24 | Fdk株式会社 | 带故障检测功能的充电器及故障检测方法 |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP10134625A patent/JPH11312022A/ja active Pending
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