JPS62100819A - 太陽光発電用インバ−タの制御装置 - Google Patents

太陽光発電用インバ−タの制御装置

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JPS62100819A
JPS62100819A JP60240405A JP24040585A JPS62100819A JP S62100819 A JPS62100819 A JP S62100819A JP 60240405 A JP60240405 A JP 60240405A JP 24040585 A JP24040585 A JP 24040585A JP S62100819 A JPS62100819 A JP S62100819A
Authority
JP
Japan
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circuit
power
control mode
inverter
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP60240405A
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English (en)
Inventor
Yoshizo Akao
赤尾 佳三
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は太陽電池が発電した直流電力を効率よく交流電
力に変換する太陽光発電用インバータの制御装置に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第2図は、太陽電池の出力電流−電圧特性(第2図(a
)のI−Vカーブ)および出力電流−電力特性(第2図
(b)のI−Pカーブ)を示したものである。第2図か
ら明らかなように、太陽電池電圧が変化すると太陽電池
出力電力も変化するのでインバータにより太陽電池の起
電力を取り出す場合、太陽電池電圧すなわちインバータ
入力電圧を制御することにより、太陽電池から取り出す
起電力を制御することができる。以上のことは公知であ
り、一般に配電系統に連系して運転される太陽光発電用
インバータでは太陽電池の起電力に応じて、インバータ
の出力電圧位相を制御することにより、配電系統に送り
出す電力が制御される。
第3図は、従来の太陽光発電用インバータの制御装置の
一実施例を示したブロック図である。第3図において、
1は太陽電池、2は太陽電池1が発電した直流電力を交
流電力に変換するインバータ、3は配電系統である。イ
ンバータ2は太陽電池1により発電された直流電力をで
きる限り効率よく交流電力に変換して配電系統に送り出
す役割を持っており、 その制御は制御装置10aによ
り行われる。11はインバータ入力電流を検出する直流
電流検出器、12は直流電流検出器1】により検出され
た電流信号を電圧信号に変換すると共に、絶縁して取り
出す直流電流検出回路である。13はインバータ入力電
圧すなわち太陽電池電圧を検出し絶縁して取り出す直流
電圧検出回路である。14は直流電流検出回路12によ
り検出された直流電流と、直流電圧検出回路13により
検出された直流電圧とを乗算し直流電力を算出した後、
所定の方法により太陽電池から取り出す電力が最大とな
るようにインバータ入力電圧を自動制御するための電圧
指令値を作り出す最大電力制御回路である。16はイン
バータ入力電圧を任意に手動で調節するためのインバー
タ入力電圧設定器である。20a、 20bはそれぞれ
最大電力制御回路14の出力信号とインバータ入力電圧
設定器16の設定信号とを切換で後述のPLL回路に与
える切換回路である。17は最大電力制御回路14によ
りインバータ入力電圧が自動制御される自動制御モード
(以下単に自動制御モードと略す)と、インバータ入力
電圧設定器16により手動でインバータ入力電圧が制御
される手動制御モード(以下単に手動制御モードと略す
)とを切換えるモード切換スイッチ回路、】8は反転回
路であり、モード切換スイッチ回路17が論理II I
 I+小出力場合は切換回路20aが08状態5切換回
路20bがOFF状態になるものとし、また論理110
1+出力の場合は逆に切換回路20aがOFF状態、切
換回路20bがON状態になるものとする。24は配電
系a3と同期をとりながらインバータ2の出力電圧位相
を制御するPLL回路であり、最大電力制御回路14の
出力信号又はインバータ入力電圧設定器16の設定信号
の大きさによりインバータ2の出力電圧と配電系統の電
圧との位相差が決まるようになっている。25は図示し
ないインバータ2の半導体スイッチを所定の順序でON
、  OFFさせるためのゲート信号を与えるゲート回
路である。PLL回路24の出力信号はゲート回路25
の基準信号となると共にインバータ2の出力電圧の周波
数基準ともなる。
ところで、前述の如き制御袋[10aでは、最大電力制
御回路14による自動制御モードを主運転モードとして
おり、最大電力制御回路14が正常動作をしている限り
、常に太陽電池1から最大電力を取り出すことが可能で
ある。ところが、太陽光発電プラントでは一定期間無人
運転になることが多く、万一最大電力制御回路14が異
常になった場合、保守員がインバータの異常に気がつく
までは手動制御モードには切換えられないので、太Vj
I電池から最大電力相当の電力を取り出すことは不可能
となる。 また、制御装置10aの内部回路を詳しく調
査しないと、最大電力制御回路14の異常判定が困難で
あるというのが従来の実状であった。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、最
大電力制御回路が異常になっても太陽電池から最大電力
相当の電力を取り出すことのできる太陽光発電用インバ
ータの制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明では、上記目的を達成するために、自動制御モー
ドで運転しているときに、太陽電池電圧が第1の設定値
より高くなった場合、または第2の設定値より低くなっ
た場合には、所定の期間自動制御モードと手動制御モー
ドの運転を交互に行い、前記両モードにおける電力量を
算出した後、各々の電力量の大小関係を比較し、電力量
の差が所定値以上ならば、手動制御モードに切換えて運
転制御するようにしている。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
第1図において、第3図と同一の符号を付した部分の名
称とその動作機能は同一であり説明を省略する。第1図
において第3図と異なる点は、第1図では最大電力制御
回路の異常判別回路が設けられていると共に最大電力制
御回路が異常の場合は自動的に自動制御モードから手動
制御モードに切換えられる点にある。
第1図において10bはインバータ2の制御装置である
。30a、 30bはオア回路、31はインバータ2の
入力電圧が第1の設定値より高くなった場合または第2
の設定値より低くなった場合に論理tlll+を出力す
る比較回路、32a、 32b、 32cは入力が論理
II I IIの状態が所定の時間継続した場合論理゛
1”を出力するタイマ回路であり、 タイマ回路32b
はタイマ回路32cの出力信号によりリセットされる。
33は直流電流検出回路12の出力であるインバータ入
力電流と直流電圧検出回路13の出力であるインバータ
入力電圧との積すなわち電力を所定時間積算し電力量を
算出するための電力積算回路である。なお、電力積算回
路33は、タイマ回路32aから論理It I IIが
与えられると論理tl O7+からIt 11+の立上
り信号で、電力の積算を開始し、タイマ回路32cから
論理It I IIが与えられると、 論理+1011
からII I IIの立上り信号で電力の積算を中止し
後述のメモリ振分回路に積算した電力量を与えた後、電
力量を零にリセットするものとする。
36は自動制御モードにおける電力量と手動制御モード
における電力量とを後述のメモリ回路に振分けるためメ
モリ振分回路であり、 タイマ回路32cの出力信号に
よりメモリの振分が決まるようになっている。 37a
、 37bはメモリ回路で、タイマ回路32cの出力信
号が論理II OIIの時はメモリ回路37aに前記自
動制御モードにおける電力量が、逆にタイマ回路32c
の出力信号が論理II I ITの時は前記メモリ回路
37bに手動制御モードにおける電力量が記憶される。
38は比較回路で、メモリ回路37aとメモリ回路37
bの出力の大小が比較され、 メモリ回路37b出力の
ほうがメモリ回路37aの出力より大きい場合、比較回
路38の出力は論理111 IIになるものとする。ま
た、タイマ回路32bとタイマ回路32cの時限はそれ
ぞれ等しいものとする。
次に第1図を参照して制御装置10b全体の動作を説明
する。今、仮に最大電力制御回路14が何らかの原因で
異常になり、インバータ入力電圧が真の最大電力を与え
る入力電圧より著しく低下し、前述の第2の設定値より
低下した状態がタイマ回路32aの時限より長く続いた
とすると、 まず比較回路31の出力が論理II I 
IIとなり、所定の時間後タイマ回路32aの出力が論
理II I IIとなり、電力積算回路33は現時点の
すなわち自動制御モードにおける電力の積算を開始する
。続いてタイマ回路32bは所定の時限を経て論理II
 OIIから論理II I IIとなり、電力積算回路
33は電力の積算を終了し、前記自動制御モードにおけ
る電力量はメモリ振分回路へ与えられた後、 メモリ回
路37aに記憶される。一方、タイマ回路32bの論理
II I II出カ信号はオア回路30bを通して切換
回路20a、  20bにも与えられるので、PLL回
路24の入力信号は、最大電力制御回路14の出方信号
からインバータ入力電圧設定器16の設定信号に切換ね
るので、電力積算回路33は手動制御モートにおけるイ
ンバータ六方電力の積算を開始しタイマ回路32cから
の論理″1″出力信号が与えられると該電力の積算を中
止し1手動制御モードにおける電力量はメモリ振分回路
36に与えられた後、 メモリ回路37bに記憶される
。ここで、インバータ入力電圧設定器16はあらかじめ
太陽電池1から取り出す電力が最大となるような電圧に
設定されているものとする。
一方、最大電力制御回路14は前述の仮定によれば既に
異常になっており、太陽電池から最大電力を取り出せな
い状態になっているので、メモリ回路37a、 37b
にそれぞれ記憶されている電力量の大小関係は、 メモ
リ回路37bに記憶されている電力量すなわち手動制御
モードにおける電力量のほうが最大電力制御回路14が
異常になった場合の自動制御モードにおける電力量より
大きくなる。従って比較回路38の出力は論理111 
IIとなり、手動制御モードでインバータは運転制御さ
れる。
次に上記説明の中で前記手動制御モードにおける電力量
のほうが最大電力制御回路I4が異常になった場合の自
動制御モードにおける電力量より大きくなる理由につい
て、第2図を参照して詳しく説明する。
第2図においてI−Vカーブ上の動作点v1は真の最大
電力(第2図上のP0点)を与える電圧、電流で、動作
点v2は最大電力制御回路が異常となったと仮定した場
合の動作点を示している。インバータ入力電圧設定器1
6によりあらかじめ手動制御モードにおけるインバータ
入力電圧を動作点v1の近傍(第2図上のVs)に設定
しておくと、第2図から明らかなように各動作点におけ
る太陽電池の出力電力の関係はP□>PS>P2となる
。第2図は太陽光量を一定とした場合の特性図であるが
、実際には太陽光量は天候、季節により変動するので。
第4図に示すように太陽電池の出力電圧−電流カーブは
太陽光量(第4図ではE□TE2#E3と表わした。)
をパラメータとして表わすことができる。
太陽光量の大小関係はE、 >E、 >E3である。従
って、太陽光量がE□のときに、インバータ入力電圧設
定器16により1手動制御モードにおけるインバータ入
力電圧を最大電力が得られる点(第4図上のV□)に設
定していたとしても、その後太陽光量が例えばE2、ま
たはE、に変化すると、最大電力が得られる太陽電池電
圧は第4図中のvoまたは■、に変化する。しかし、こ
の電圧V1.V2.V3の大きさのそれぞれの差は太陽
光量の変化度合に比べ、あまり大きくないということが
知られているので、手動制御モードに切換えた場合でも
最大電力に近い電力が得られる。
以上本発明によると、最大電力制御回路が異常になって
も、手動制御モードに自動的に切換えて運転を続行する
ことができるので、無人の太陽光発電プラントにおいて
、常に太陽電池が発電した直流電力をインバータにより
効率よく交流電力に変換して配電系統に供給することが
可能となる。
また第1図においては図示していないが5比較回路38
の出力を故障表示回路に接続すれば、最大電力制御回路
の異常を容易に判別することができ、インバータの故障
診断にも役立つ。
なお1本発明は上記実施例に限定されずに種々の変形実
施が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施例では、配電系統と連系運転されるイン
バータについて説明したが、連系運転されずに独立した
負荷に接続されて単独運転されるインバータについても
本発明が適用できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、最大電力制御回路が異常になっても、
その異常判別がなされ自動的に手動制御モードに自動的
に切換えられるので、太陽電池から最大電力相当の電力
を取り出すことのできる太陽光発電用インバータの制御
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
太陽電池の特性図、第3図は従来の太陽光発電用インバ
ータの制御装置の一実施例を示すブロック図である。 1・・・太陽電池        2・・・インバータ
3・・・配電系統       10a、 10b・・
・制御装置11・・・直流電流検出器    12・・
・直流電流検出回路13・・・直流電圧検出回路   
14・・・最大電力制御回路16・・・インバータ入力
電圧設定器 17・・・モード切換スイッチ回路 18・・・反転回路       20a、 20b・
・・切換回路24・・・PLL回路      25・
・・ゲート回路30a、 30b・・・オア回路   
 31・・・比較回路32a、 32b、 32c・・
・タイマ回路33・・・電力積算回路36・・・メモリ
振分回路    37a、 37b・・・メモリ回路3
8・・比較回路 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 同  三俣弘文 第1図 0 大陽電ン七力*nuノ 0 、べY%警3t!!出力電流(1)(b) 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 太陽電池から最大の電力を引き出すようインバータを自
    動制御する最大電力制御回路と、インバータ運転中にイ
    ンバータ入力電圧を任意に手動で調節するための電圧設
    定器と、前記最大電力制御回路によりインバータ入力電
    圧が自動制御される自動制御モードと、前記電圧設定器
    により手動でインバータ入力電圧が制御される手動制御
    モードとを切換える切換回路とを備え、自動制御モード
    を主運転モードにしている太陽光発電用インバータにお
    いて、前記自動制御モードで運転しているときに、太陽
    電池電圧が第一の設定値より高くなった場合、または第
    2の設定値より低くなった場合には、所定の期間前記自
    動制御モードと前記手動制御モードの運転を交互に行い
    、前記両モードにおける電力量を算出した後、各々の該
    電力量の大小関係を比較し、該電力量の差が所定値以上
    ならば、前記手動制御モードに自動的に切換えて運転制
    御することを特徴とした太陽光発電用インバータの制御
    装置。
JP60240405A 1985-10-29 1985-10-29 太陽光発電用インバ−タの制御装置 Pending JPS62100819A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892165B2 (en) * 2000-03-10 2005-05-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Diagnosis method and diagnosis apparatus of photovoltaic power system
JP2006029234A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Kawamoto Pump Mfg Co Ltd 自動給水装置
WO2013145079A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 三菱電機株式会社 電力変換装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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