JPS6197721A - 太陽光発電装置の制御方法 - Google Patents
太陽光発電装置の制御方法Info
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- JPS6197721A JPS6197721A JP59217326A JP21732684A JPS6197721A JP S6197721 A JPS6197721 A JP S6197721A JP 59217326 A JP59217326 A JP 59217326A JP 21732684 A JP21732684 A JP 21732684A JP S6197721 A JPS6197721 A JP S6197721A
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野の説明〕
本発明は太陽光発電装置Ｉこおいて太陽電池からの電力
を最大限取り出す制御方法に関する。
を最大限取り出す制御方法に関する。
太陽電池はエネルギーの有効利用の観点から重要性が増
加してきており、電力用でいえば家庭用、あるいは電力
系統との連携への応用など、幅広い適用が期待されてい
る。太陽電池は無尽蔵の太陽のエネルギーを電気エネル
ギーに変換できるが、その効率的な利用の立場から考え
ると、電池の出力エネルギーを常に最大限利用できるシ
ステムが望ましい。第６図はこの種システムの一例を示
した構成図であり、１は太陽電池、２は電圧形インバー
タ、（以下単にインバータと記す）、３は結合リアクト
ル、４は交流電源、５は電圧検出器、６は電圧基準器、
７は加算器、８はインバータ制卸回路である、本システ
ムは太陽電池のエネルギーをインバータ２を介して交流
系統に連携するものである。出力電力の制御は電圧基準
器６からの出力信号と、電圧検出器５の瘍号の偏差が零
となるようにインバータ２を制御する。イン゛バータ２
においては電圧基準器６の信号値が電圧検出器５の信号
値より小さい場合は電力を増加させる方向１こ、その逆
の場合は減少させる方向に制御すれば上記偏差が小さく
なる。
加してきており、電力用でいえば家庭用、あるいは電力
系統との連携への応用など、幅広い適用が期待されてい
る。太陽電池は無尽蔵の太陽のエネルギーを電気エネル
ギーに変換できるが、その効率的な利用の立場から考え
ると、電池の出力エネルギーを常に最大限利用できるシ
ステムが望ましい。第６図はこの種システムの一例を示
した構成図であり、１は太陽電池、２は電圧形インバー
タ、（以下単にインバータと記す）、３は結合リアクト
ル、４は交流電源、５は電圧検出器、６は電圧基準器、
７は加算器、８はインバータ制卸回路である、本システ
ムは太陽電池のエネルギーをインバータ２を介して交流
系統に連携するものである。出力電力の制御は電圧基準
器６からの出力信号と、電圧検出器５の瘍号の偏差が零
となるようにインバータ２を制御する。イン゛バータ２
においては電圧基準器６の信号値が電圧検出器５の信号
値より小さい場合は電力を増加させる方向１こ、その逆
の場合は減少させる方向に制御すれば上記偏差が小さく
なる。
電圧基準器６の出力信号の与え方としては、従来次１こ
示す例が知られている。ひとつは太陽電池の特性をあら
かじめ知っておき、その出力が最大となるような電圧基
準値を与えるものである。この方法は各照度における太
陽電池の最大電力点における屯田がほぼ一定、あるいは
電流値に対し線形に変化するとして基準値を与えるもの
である。
示す例が知られている。ひとつは太陽電池の特性をあら
かじめ知っておき、その出力が最大となるような電圧基
準値を与えるものである。この方法は各照度における太
陽電池の最大電力点における屯田がほぼ一定、あるいは
電流値に対し線形に変化するとして基準値を与えるもの
である。
電流値ｆこ対して電圧基準値を線形１こ変化させる手法
では、第６図で電圧基準器６の入力として、図示しない
が太陽電池電流の検出値を与えればよい。
では、第６図で電圧基準器６の入力として、図示しない
が太陽電池電流の検出値を与えればよい。
多くの太陽電池はこのような設定法で量大電力点をほぼ
追尾できる。
追尾できる。
他の例として、電圧基準器６の入力としてモニタ用太陽
電池を設け、照度１こ応じた最適な基準値を与える方法
がある。本方法の一手法として、モニタ用太陽電池を開
放あるいは短絡しておき、その間放電圧あるいは短絡電
流の値１こ応じて電田基 −酢漬を造出する。
電池を設け、照度１こ応じた最適な基準値を与える方法
がある。本方法の一手法として、モニタ用太陽電池を開
放あるいは短絡しておき、その間放電圧あるいは短絡電
流の値１こ応じて電田基 −酢漬を造出する。
上記手法では太陽電池の特性をあらかじめある程度知っ
ておく必要がある。また、最大電力点を必ずしも追尾し
ていない可能性もある。すなわち、太陽電池の電圧、電
流特性は照度のほか温度によってもその特性が大きく変
化し、あらゆる条件下で最大電力点を追尾しているとは
限らないからである。また、特性の異なる太陽電池を接
続した場合には、その太陽電池に見合った最大電力点を
造出するための電圧基準値をあらためて設定しなければ
ならない。
ておく必要がある。また、最大電力点を必ずしも追尾し
ていない可能性もある。すなわち、太陽電池の電圧、電
流特性は照度のほか温度によってもその特性が大きく変
化し、あらゆる条件下で最大電力点を追尾しているとは
限らないからである。また、特性の異なる太陽電池を接
続した場合には、その太陽電池に見合った最大電力点を
造出するための電圧基準値をあらためて設定しなければ
ならない。
［発明の目的］
本発明は上記欠点を改良し、太陽電池がいかなる条件下
であっても、その最大電力点を自動的に追尾し、太陽エ
ネルギーの効率的利用を行なえる太陽光発電装置の制御
方法を提供することを目的とする。
であっても、その最大電力点を自動的に追尾し、太陽エ
ネルギーの効率的利用を行なえる太陽光発電装置の制御
方法を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため１ζ、太陽電池の電圧
と電流を入力とし、所定のサンプリング期間毎１こその
電力と電圧の変化から、太陽電池の最大電力となるよう
な適正な電圧基準値を造出するものである。
と電流を入力とし、所定のサンプリング期間毎１こその
電力と電圧の変化から、太陽電池の最大電力となるよう
な適正な電圧基準値を造出するものである。
第１図は本発明の一実施例を、示す構成図である。
図１こおいて、９は′電流検出器であり、他の要素は第
６図で示したものと同一番号のものは同一要素に対応す
る。第２図は第１図の電圧基準器６の詳細な構成図であ
り、６１．６２はアナログ／デジタル変換器、６３はヤ
イクロコンピュータ、６４はデジタル／アナログ変換器
である。太陽電池の電圧。
６図で示したものと同一番号のものは同一要素に対応す
る。第２図は第１図の電圧基準器６の詳細な構成図であ
り、６１．６２はアナログ／デジタル変換器、６３はヤ
イクロコンピュータ、６４はデジタル／アナログ変換器
である。太陽電池の電圧。
電流値を検出器５，９で検出し、これをアナログ／デジ
タル変換器６１．６２でデジタル量Ｆこ変換してマイク
ロコンピュータ６３に与える。マイクロコンピュータ６
３は後述のアルゴリズムにより電圧基準値ＶＦＶを演算
してその値をデジタ化値として出力する。デジタル／ア
ナログ変換器６４は、これをアナログ環１こ変換する。
タル変換器６１．６２でデジタル量Ｆこ変換してマイク
ロコンピュータ６３に与える。マイクロコンピュータ６
３は後述のアルゴリズムにより電圧基準値ＶＦＶを演算
してその値をデジタ化値として出力する。デジタル／ア
ナログ変換器６４は、これをアナログ環１こ変換する。
本発明の主要な部分であるマイクロコンピュータ６３の
演算内容について説明する。太陽電池特性として、第３
図に示す電圧、電流、電力特性を持つ例を考える。図中
２Ｍ点は照度や温度が一定の場合の最大電力点、Ｎ点は
そのときの太陽電池電圧である。太陽光発電装置では、
理想的には常時この点で運転している事が望ましい。
演算内容について説明する。太陽電池特性として、第３
図に示す電圧、電流、電力特性を持つ例を考える。図中
２Ｍ点は照度や温度が一定の場合の最大電力点、Ｎ点は
そのときの太陽電池電圧である。太陽光発電装置では、
理想的には常時この点で運転している事が望ましい。
いま、この最大電力点になるようＶ、マを設定するため
に次の基本的条件が太陽電池Ｉこあるとする。
に次の基本的条件が太陽電池Ｉこあるとする。
［一定の照度や温度条件のもとにおいては、電流を増加
すれば電圧は一定か、あるいは減少する。］最大電力点
の追尾初期においては、４マを図中無負荷電圧であるｖ
ｏになるよう１こ設定し、所定のサンプリング期間でｖ
；マｉ一定幅で減少させてゆく、この間、電力は図中人
の方向に増加してゆく、このままｖ；マを減少させると
、やがて電力はＭ点を越え、Ｃの方向に移行する。電力
がＣの方向になったことを検出してｖ；ｖを一定幅で増
加する方向に々つたことを検出してｖｐｖを一定幅で増
加する方向に出力する。ｖフｖを増加し続けると電力は
Ｄの方向を経過して、Ｂの方向まで行くが、Ｂに移行し
たことを検出してｖ；マをふたたび減少させる方向に変
化させる。以上の動作を繰り返すこと１こより電圧基準
値Ｖ；マは最大電力点Ｍの近傍を往復することとなる。
すれば電圧は一定か、あるいは減少する。］最大電力点
の追尾初期においては、４マを図中無負荷電圧であるｖ
ｏになるよう１こ設定し、所定のサンプリング期間でｖ
；マｉ一定幅で減少させてゆく、この間、電力は図中人
の方向に増加してゆく、このままｖ；マを減少させると
、やがて電力はＭ点を越え、Ｃの方向に移行する。電力
がＣの方向になったことを検出してｖ；ｖを一定幅で増
加する方向に々つたことを検出してｖｐｖを一定幅で増
加する方向に出力する。ｖフｖを増加し続けると電力は
Ｄの方向を経過して、Ｂの方向まで行くが、Ｂに移行し
たことを検出してｖ；マをふたたび減少させる方向に変
化させる。以上の動作を繰り返すこと１こより電圧基準
値Ｖ；マは最大電力点Ｍの近傍を往復することとなる。
第４図は上記電圧基準値を与えるアルゴリズムをフロー
チャートで示したものである。最大電力制卸のスタート
後、まづ初期設定を行なう。初期設定では現在の電圧、
電流を読み込み、これらの値から電力を演算する。また
、Ｖ；マとして読み込んだ電圧値を出力する。ＤＯＷＮ
モードの設定では初期状態では電圧基準値として無−負
荷電圧ｖ０から出発するから、Ｖ：マが減少方向となる
ようなフラグを立てておく。以降はサンプリング周期毎
に繰り返すルーチンである。電圧、電力のしまいこみで
は、前回の各値を記憶する。電゛田、電流の読み込°み
では現在の値を読んでＲＡＭに記憶させ、電力の演算で
は両者をかけ算して電力を計算する。モード比較ではＤ
ＯＷＮモードか、ｖツマを増加させるＵＰモードかを判
別する。ＤＯＷＮモードでトマ、マづｖ：マとして前回
の値から一定量ｄＶを減じる。
チャートで示したものである。最大電力制卸のスタート
後、まづ初期設定を行なう。初期設定では現在の電圧、
電流を読み込み、これらの値から電力を演算する。また
、Ｖ；マとして読み込んだ電圧値を出力する。ＤＯＷＮ
モードの設定では初期状態では電圧基準値として無−負
荷電圧ｖ０から出発するから、Ｖ：マが減少方向となる
ようなフラグを立てておく。以降はサンプリング周期毎
に繰り返すルーチンである。電圧、電力のしまいこみで
は、前回の各値を記憶する。電゛田、電流の読み込°み
では現在の値を読んでＲＡＭに記憶させ、電力の演算で
は両者をかけ算して電力を計算する。モード比較ではＤ
ＯＷＮモードか、ｖツマを増加させるＵＰモードかを判
別する。ＤＯＷＮモードでトマ、マづｖ：マとして前回
の値から一定量ｄＶを減じる。
電力と電圧の判断ルーチンでは、電力が減少し、かつ電
圧も減少したかを判別し、論理が成立すればＵＰモード
に切り替える。一方、ＵＰモードでは、Ｖ；マとして前
回の値に一定量ｄＶを加算する。
圧も減少したかを判別し、論理が成立すればＵＰモード
に切り替える。一方、ＵＰモードでは、Ｖ；マとして前
回の値に一定量ｄＶを加算する。
つぎに、電力が減少し、かつ電圧が増加したかを、判別
し、論理が成立すればＤＯＷＮモードに切り替える。こ
れらの処理のあと”Ｓｖを出力する。以上のルーチンを
サンプリング周期毎）こ繰り返す。
し、論理が成立すればＤＯＷＮモードに切り替える。こ
れらの処理のあと”Ｓｖを出力する。以上のルーチンを
サンプリング周期毎）こ繰り返す。
上記アルゴリズムにより、最大電力制卸が達成できるが
、その内容をさらに詳しく説明する。第 ・３図におい
て、ＤＯＷＮモード中は図示Ｃのモードであるかだけを
判断し、その他のモードは判断しない。一方、ＵＰモー
ドでは図示Ｂのモードであるかだけを判断し、その他の
モードは判断しない。
、その内容をさらに詳しく説明する。第 ・３図におい
て、ＤＯＷＮモード中は図示Ｃのモードであるかだけを
判断し、その他のモードは判断しない。一方、ＵＰモー
ドでは図示Ｂのモードであるかだけを判断し、その他の
モードは判断しない。
これは、電圧基準値ＶＰＶを出力してもインバータ制卸
回路８や主回路の動作遅れのため、太陽電池電圧が常に
Ｖ：Ｖ ＋こ一致しているとは限らず、ＤＯＷＮモード
での運転中であ・つてもＢやＤのモードがあり得る。ま
たＵＰモードでの運転中でもＡやＣの状態がある。した
がって、上記アルゴリズムは、両モードでの運転；こお
いて％短の゛砥力、電圧の変化のみを判断しているため
、システムの制卸遅れによる影響を考慮した追尾方法で
あるといってよい。
回路８や主回路の動作遅れのため、太陽電池電圧が常に
Ｖ：Ｖ ＋こ一致しているとは限らず、ＤＯＷＮモード
での運転中であ・つてもＢやＤのモードがあり得る。ま
たＵＰモードでの運転中でもＡやＣの状態がある。した
がって、上記アルゴリズムは、両モードでの運転；こお
いて％短の゛砥力、電圧の変化のみを判断しているため
、システムの制卸遅れによる影響を考慮した追尾方法で
あるといってよい。
第５図は上記アルゴリズムでの屯田、電力の時間特性例
を示したものである。本方法は最大電力点近傍で電圧を
変化させることとなるが、電圧変化の速さを変える；こ
はサンプリング周期を変えたり、前述のｄＶの大きさを
変化させればよい。これらを適切な値；こ選定すること
１こより、電力変動の少ない制御ができる。
を示したものである。本方法は最大電力点近傍で電圧を
変化させることとなるが、電圧変化の速さを変える；こ
はサンプリング周期を変えたり、前述のｄＶの大きさを
変化させればよい。これらを適切な値；こ選定すること
１こより、電力変動の少ない制御ができる。
電力や一電圧の検出精度を向上させる１こは、第２図で
示した電圧、電流をよみこむアナログ／デジタル変換器
６１．６２の変わり；こ電Ｅ ／周波数変換器を用い、
読み込み時間を長く取り、マイクロコンピュータ６３内
での演算精度を上げればよい。また、第４図で示したフ
ローチャートでは追尾初期の′電圧基準値ｖｐｖを太陽
電池無負荷成田ｖ０としたが、これを初期状態で最大′
磁力点近傍の電圧１こ設定すれば、より速く最大電力点
へ移行することができる。
示した電圧、電流をよみこむアナログ／デジタル変換器
６１．６２の変わり；こ電Ｅ ／周波数変換器を用い、
読み込み時間を長く取り、マイクロコンピュータ６３内
での演算精度を上げればよい。また、第４図で示したフ
ローチャートでは追尾初期の′電圧基準値ｖｐｖを太陽
電池無負荷成田ｖ０としたが、これを初期状態で最大′
磁力点近傍の電圧１こ設定すれば、より速く最大電力点
へ移行することができる。
し発明の効果〕
以上述べたようｌこ本発明は、太陽電池の電圧と電流を
検出し、電力と電圧の変化を監視しながら太陽電池の最
大電力点となる電圧基準値を与えるものである。本方法
ｌこより、太陽電池の特性がいかなるものであ・つても
、自動的に最大電力点に制卸することができ、制卸系の
遅れ１こ対しで安定した制御が可能となる。
検出し、電力と電圧の変化を監視しながら太陽電池の最
大電力点となる電圧基準値を与えるものである。本方法
ｌこより、太陽電池の特性がいかなるものであ・つても
、自動的に最大電力点に制卸することができ、制卸系の
遅れ１こ対しで安定した制御が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の電圧基準器の構成図、第３図は太陽電池特性図、第
４図は本発明の制卸方法を示すフローチャート、第５図
は本発明による電圧、磁力の時間特性図、第６図は従来
の太陽先発゛屯システムの構成図である。 １・・・太陽電池 ２・・・電圧形インバータ３
・・・結合リアクトル ４・・・交流電源５・・・
電圧検出器 ６・・・電圧基準器７・・・加算器
８・・・インバータ制−回路９・・・電流検
出器 ６１．６２・・・アナログ／デジタル変換器６３・・・
マイクロコンピュータ ６４・・・デジタル／アナログ変換器 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 市 （
ほか１名）第１図 第２図 Ｉ 第３図 第４図 第５図 ′ｌｌｌ８ 戸４ 第６図
図の電圧基準器の構成図、第３図は太陽電池特性図、第
４図は本発明の制卸方法を示すフローチャート、第５図
は本発明による電圧、磁力の時間特性図、第６図は従来
の太陽先発゛屯システムの構成図である。 １・・・太陽電池 ２・・・電圧形インバータ３
・・・結合リアクトル ４・・・交流電源５・・・
電圧検出器 ６・・・電圧基準器７・・・加算器
８・・・インバータ制−回路９・・・電流検
出器 ６１．６２・・・アナログ／デジタル変換器６３・・・
マイクロコンピュータ ６４・・・デジタル／アナログ変換器 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 市 （
ほか１名）第１図 第２図 Ｉ 第３図 第４図 第５図 ′ｌｌｌ８ 戸４ 第６図
Claims (1)
- 太陽電池の電圧、電流を検出する検出器を設け、該検出
器からの信号により太陽電池の電圧基準値を演算して与
え、太陽電池電圧が該電圧基準値となるように電力を制
御する電力変換装置からなる太陽光発電装置において、
前記電圧、電流検出信号より電力を演算する手段、過去
のデータを記憶手段を有し、サンプリング周期毎に所定
の勾配で前記電圧基準値を降下させる第一のモードと、
電圧基準値を上昇させる第二のモードを設け、第一のモ
ードにおいては前記電力が前のサンプリング期間におけ
る値より減少し、かつ電圧が減少した場合のみ第二のモ
ードに変化させる手段、および第二のモードにおいては
前記電力が前のサンプリング期間における値より減少し
、かつ電圧が増加した場合のみ第一のモードに変化させ
る手段をそなえて電圧基準信号を造出することを特徴と
する太陽光発電装置の制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217326A JPS6197721A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 太陽光発電装置の制御方法 |
| US06/788,744 US4649334A (en) | 1984-10-18 | 1985-10-17 | Method of and system for controlling a photovoltaic power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217326A JPS6197721A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 太陽光発電装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197721A true JPS6197721A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16702421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59217326A Pending JPS6197721A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 太陽光発電装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197721A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005516192A (ja) * | 2002-01-16 | 2005-06-02 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 流量測定モジュールと方法 |
| JP5406417B1 (ja) * | 2012-07-02 | 2014-02-05 | 株式会社テイエルブイ | 流量計機能付き調節弁 |
| CN104765400A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-07-08 | 武汉大学 | 一种光伏发电系统环境自适应式mppt方法及系统 |
| DE112014000638B4 (de) | 2013-03-11 | 2018-09-20 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co. Ltd. | Solarzellen-Regelvorrichtung |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP59217326A patent/JPS6197721A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005516192A (ja) * | 2002-01-16 | 2005-06-02 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 流量測定モジュールと方法 |
| JP5406417B1 (ja) * | 2012-07-02 | 2014-02-05 | 株式会社テイエルブイ | 流量計機能付き調節弁 |
| DE112014000638B4 (de) | 2013-03-11 | 2018-09-20 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co. Ltd. | Solarzellen-Regelvorrichtung |
| CN104765400A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-07-08 | 武汉大学 | 一种光伏发电系统环境自适应式mppt方法及系统 |
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