JPS6336317A - 給電システムの制御方法 - Google Patents
給電システムの制御方法Info
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- JPS6336317A JPS6336317A JP61179402A JP17940286A JPS6336317A JP S6336317 A JPS6336317 A JP S6336317A JP 61179402 A JP61179402 A JP 61179402A JP 17940286 A JP17940286 A JP 17940286A JP S6336317 A JPS6336317 A JP S6336317A
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
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- 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】
(産業上の利用分野)
本発明は、太陽電池を電源装置として利用する給電シス
テムにおいて、負荷に常時、最大電力を供給できるよう
にした制御装置ユに関する。
テムにおいて、負荷に常時、最大電力を供給できるよう
にした制御装置ユに関する。
(従来の技術)
太陽電池は、周知のように光照射量および光起電素子の
温度変化によるで出力特性が異なっており、例えば光照
射量をパ、ラメータとした場合に第2図に示すような出
力特性を示す。この第2図において、電流−電圧特性は
実線、電力−電圧特性は破線にて表わされ、光照射量が
増大するに従って取り出し得る電流Idおよび電力Pd
が増大する。
温度変化によるで出力特性が異なっており、例えば光照
射量をパ、ラメータとした場合に第2図に示すような出
力特性を示す。この第2図において、電流−電圧特性は
実線、電力−電圧特性は破線にて表わされ、光照射量が
増大するに従って取り出し得る電流Idおよび電力Pd
が増大する。
また、電流Idと電圧V、dとの積である出力電力Pd
には光照射量に応じて最大出力電力点Pm□lPm21
Pm、・・・が存在しており、これらの点を結ぶ最大電
力曲線が存在する。このような点から、光照射量の大小
に応じて出力電圧Vdを調節することにより、常に最大
出力電力点Pm工g P m2+ P m:+・・・に
て動作させるような制御方式(最大電力トラッキング制
御方式)が従来より提案されている。
には光照射量に応じて最大出力電力点Pm□lPm21
Pm、・・・が存在しており、これらの点を結ぶ最大電
力曲線が存在する。このような点から、光照射量の大小
に応じて出力電圧Vdを調節することにより、常に最大
出力電力点Pm工g P m2+ P m:+・・・に
て動作させるような制御方式(最大電力トラッキング制
御方式)が従来より提案されている。
第3図はこの最大電力トラッキング制御方式に基づ〈従
来の給電システムを示すもので、図において11は太陽
電池であり、この太陽電池11の両端には変換装置12
が接続されている。変換装置12の出力側には、交流電
源13の電源系統14を介して負荷15が接続される。
来の給電システムを示すもので、図において11は太陽
電池であり、この太陽電池11の両端には変換装置12
が接続されている。変換装置12の出力側には、交流電
源13の電源系統14を介して負荷15が接続される。
また、太陽電池11の出力側には直流電流検出器16お
よび直流電圧検出器17が接続され、これらによって検
出された直流電流Idおよび直流電圧Vdは補正電圧生
成器18に入力される。そして、補正電圧生成器18か
らの補正電圧ΔV*および直流電圧Vdは電圧調節器1
9に入力され、その出力信号が変換器12に加えられる
。
よび直流電圧検出器17が接続され、これらによって検
出された直流電流Idおよび直流電圧Vdは補正電圧生
成器18に入力される。そして、補正電圧生成器18か
らの補正電圧ΔV*および直流電圧Vdは電圧調節器1
9に入力され、その出力信号が変換器12に加えられる
。
ここで、補正電圧生成器18は太陽電池11の出力電流
Idと出力電圧Vdを周期的に検出し、その内部でPd
=IdXVdの演算を行なう。その後、Vdの変化方向
とPdの変化方向との組合せを判断した結果、Pdが増
加すると予測される方向に一定量ΔVだけ補正電圧ΔV
*を増減させ、電圧調節器19に向けて出力する。電圧
調節器19は内部に電圧指令値■0を有し、AV8およ
びVdを入力することにより、ある日射量のもとでVd
が常に最大電力を与えるような電圧(v’−yv”)と
なるように変換装置12を駆動するべく動作する電圧一
定制御装置である。
Idと出力電圧Vdを周期的に検出し、その内部でPd
=IdXVdの演算を行なう。その後、Vdの変化方向
とPdの変化方向との組合せを判断した結果、Pdが増
加すると予測される方向に一定量ΔVだけ補正電圧ΔV
*を増減させ、電圧調節器19に向けて出力する。電圧
調節器19は内部に電圧指令値■0を有し、AV8およ
びVdを入力することにより、ある日射量のもとでVd
が常に最大電力を与えるような電圧(v’−yv”)と
なるように変換装置12を駆動するべく動作する電圧一
定制御装置である。
第4図は補正電圧生成器18のブロック図であり、この
生成器18はアナログ信号としてのIdおよびVdが入
力されるA/Dコンバータ18a、18bと、これらの
出力信号が入力されるマイクロコンピュータ18cと、
その出力信号が入力されてアナログ信号としての補正電
圧Av0を得るD/Aコンバータ18dとから構成され
ている。
生成器18はアナログ信号としてのIdおよびVdが入
力されるA/Dコンバータ18a、18bと、これらの
出力信号が入力されるマイクロコンピュータ18cと、
その出力信号が入力されてアナログ信号としての補正電
圧Av0を得るD/Aコンバータ18dとから構成され
ている。
しかして、マイクロコンピュータ18cのCPUは第5
図のフローチャートにて表わされるプログラムを実行す
る。すなわち、CPUはIdおよびVdを検出する周期
の1周期分に相当するサンプリングタイマをステップS
1にて起動させ、タイムアツプ後にステップS2でId
、Vdを読み込み、ステップS3においてPd=IdX
Vdの演算を行なう。次にステップS4に移行し、直前
の周期(この時の電力をP d−、とする)における補
正電圧4V*の増減傾向を判断する。ここでΔV*を前
回増加させ、しかもステップS5においてpd>pd−
1である場合には、ΔV*の増加に伴ってPdも増加す
る傾向にあり、電力/電圧特性は第6図の■の状態にあ
ると推測される。よって、AV’を更に増加させればP
dが一層増加すると考えられるため、ステップS6にて
ΔvxをΔV増加させる処理を行なう。
図のフローチャートにて表わされるプログラムを実行す
る。すなわち、CPUはIdおよびVdを検出する周期
の1周期分に相当するサンプリングタイマをステップS
1にて起動させ、タイムアツプ後にステップS2でId
、Vdを読み込み、ステップS3においてPd=IdX
Vdの演算を行なう。次にステップS4に移行し、直前
の周期(この時の電力をP d−、とする)における補
正電圧4V*の増減傾向を判断する。ここでΔV*を前
回増加させ、しかもステップS5においてpd>pd−
1である場合には、ΔV*の増加に伴ってPdも増加す
る傾向にあり、電力/電圧特性は第6図の■の状態にあ
ると推測される。よって、AV’を更に増加させればP
dが一層増加すると考えられるため、ステップS6にて
ΔvxをΔV増加させる処理を行なう。
また、77束を前回減少させてPdが減少した場合には
特性が第6図の■の状1なにあると予測されるため、ス
テップS7.S8を経て77束を同様にAV増加させる
。更に1.!Iv*を前回増加させた結果、Pdが減少
した場合には特性が第6図の■の状態にあると予測され
、この場合にはステップS9にてAV′X′をAV減少
させればPdの増加が期待できる。同様に、27本を前
回減少させてPdが増加した場合には特性が第6図の■
の状態にあり、AV0の減少によってPdの一層の増加
が見込めるから、ステップSIOにおいてAV”を71
■減少させるものである。
特性が第6図の■の状1なにあると予測されるため、ス
テップS7.S8を経て77束を同様にAV増加させる
。更に1.!Iv*を前回増加させた結果、Pdが減少
した場合には特性が第6図の■の状態にあると予測され
、この場合にはステップS9にてAV′X′をAV減少
させればPdの増加が期待できる。同様に、27本を前
回減少させてPdが増加した場合には特性が第6図の■
の状態にあり、AV0の減少によってPdの一層の増加
が見込めるから、ステップSIOにおいてAV”を71
■減少させるものである。
このように従来の最大電力トラッキング方式は、現在の
出力′重力Pdと前回の出力電力P d−+とを比較し
、かつAV*の増減傾向をも考慮して電力/電圧特性が
第6図の■〜■の何れにあるかを判断し、その結果によ
りPdの増加が予測される方向に沿ってAV’をサンプ
リング周期間隔にて強制的に増減させ、かかるAV末を
電圧指令値V*に加えてVdを操作することで常に最大
出力電力を得るものである。
出力′重力Pdと前回の出力電力P d−+とを比較し
、かつAV*の増減傾向をも考慮して電力/電圧特性が
第6図の■〜■の何れにあるかを判断し、その結果によ
りPdの増加が予測される方向に沿ってAV’をサンプ
リング周期間隔にて強制的に増減させ、かかるAV末を
電圧指令値V*に加えてVdを操作することで常に最大
出力電力を得るものである。
(発明が解決しようとする問題点)
しかるに、この制御方式には以下の如き問題がある。つ
まり、第7図において最大日射時(日射量100%)の
電力/電圧特性P tooに対し、低日射量時(例えば
最大日射量の約10%以下)には電力/電圧特性P工。
まり、第7図において最大日射時(日射量100%)の
電力/電圧特性P tooに対し、低日射量時(例えば
最大日射量の約10%以下)には電力/電圧特性P工。
が広範囲の電圧値(Vml。′〜Vl!11o)にわた
って最大電力付近(図の斜線部分)の値をとる。すなわ
ち、電力/ffi圧特性がほぼ平坦な特性となるため、
真の最大電力Pmxaに対応する電圧Vm工。と、P
rnloにほぼ等しいPil、、’に対応する電圧Vm
工。′との間で動作電圧がふらついてしまう問題がある
。換言すれば、真の最大電力p mtoは日射の不安定
性やVd、Idの検出精度等の要因から正確に検出する
ことが困難である。
って最大電力付近(図の斜線部分)の値をとる。すなわ
ち、電力/ffi圧特性がほぼ平坦な特性となるため、
真の最大電力Pmxaに対応する電圧Vm工。と、P
rnloにほぼ等しいPil、、’に対応する電圧Vm
工。′との間で動作電圧がふらついてしまう問題がある
。換言すれば、真の最大電力p mtoは日射の不安定
性やVd、Idの検出精度等の要因から正確に検出する
ことが困難である。
このため、図のPm1゜′(電圧Vm1.’)の点で仮
りに最大電力を検出した後、日射量が変化して最大日射
量の50%となった場合、電力/電圧特性P、。
りに最大電力を検出した後、日射量が変化して最大日射
量の50%となった場合、電力/電圧特性P、。
における真の最大電力Pm5oに到達するためには、電
圧差/IV2 (= Vntso vmta’H:、
相当する電圧Vdの移行時間が必要になる。つまり、真
の最大電力Pm、。からの電圧差JV1(=Vm、。−
Vm、、)による移行時間に対して772771171
倍の時間が必要になるが、電圧Vdの変化は一定の71
vが加減されるlv末の増減によるものであるため、7
11v2を補うためには第5図のフローチャートを何回
かにわたって実行しなくてはならず、トラッキング制御
の応答遅れが顕著になるという問題があった。
圧差/IV2 (= Vntso vmta’H:、
相当する電圧Vdの移行時間が必要になる。つまり、真
の最大電力Pm、。からの電圧差JV1(=Vm、。−
Vm、、)による移行時間に対して772771171
倍の時間が必要になるが、電圧Vdの変化は一定の71
vが加減されるlv末の増減によるものであるため、7
11v2を補うためには第5図のフローチャートを何回
かにわたって実行しなくてはならず、トラッキング制御
の応答遅れが顕著になるという問題があった。
本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、日射量が低下した際に動作
電圧が不安定になるおそれがなく、その後に日射量が急
激に回復した場合にも高速応答を可能にして常に最大電
力を供給できるようにした給電システムの制御方式を提
供することにある。
、その目的とするところは、日射量が低下した際に動作
電圧が不安定になるおそれがなく、その後に日射量が急
激に回復した場合にも高速応答を可能にして常に最大電
力を供給できるようにした給電システムの制御方式を提
供することにある。
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明は、補正電圧の増減に
より太陽電池の出力電圧を調節して太陽電池の出力電力
を常に最大とするような最大電力トラッキング制御方式
を採用した給電システムにおいて、太PJhWi池の出
力電圧に対する出力電力の変化がほぼ一定になる低日射
時(例えば最大日射時の約10%以下)に、前記補正電
圧をゼロにして最大電力トラッキング制御を中断し、同
時にこの低日射時における真の最大電力を与える一定の
出力電圧にて太陽電池を動作させることを特徴とする。
より太陽電池の出力電圧を調節して太陽電池の出力電力
を常に最大とするような最大電力トラッキング制御方式
を採用した給電システムにおいて、太PJhWi池の出
力電圧に対する出力電力の変化がほぼ一定になる低日射
時(例えば最大日射時の約10%以下)に、前記補正電
圧をゼロにして最大電力トラッキング制御を中断し、同
時にこの低日射時における真の最大電力を与える一定の
出力電圧にて太陽電池を動作させることを特徴とする。
(作用)
本発明では、最大電力トラッキング制御のもとて例えば
日射量が最大時の10%以下になった場合。
日射量が最大時の10%以下になった場合。
補正電圧をゼロにして最大電力トラッキング制御を中断
する。同時に、太陽電池の出力電圧設定値をこの時の最
大電力を与える一定電圧に固定し、定電圧制御を行なう
。なお、日射量が回復した場合には従前の最大電力トラ
ッキング制御を行なう。
する。同時に、太陽電池の出力電圧設定値をこの時の最
大電力を与える一定電圧に固定し、定電圧制御を行なう
。なお、日射量が回復した場合には従前の最大電力トラ
ッキング制御を行なう。
(実施例)
以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。
すなわちこの実施例では、まず第3図に示した補正電圧
生成器18内のマイクロコンピュータ18C(第4図参
照)において、IdおよびVdから算出した現在の出力
電力Pdが、例えば低日射時として最大日射時の10%
の時の最大出力電力P ”toよりも小さくなったか否
かを判定する。第1図はこの実施例におけるプログラム
のフローチャートであり、ステップSllにおいて前記
判定結果が真であれば、第7図に示した電力/電圧特性
P1゜の斜線領域に (おける動作電圧Vdのふらつき
が予想されるため、ステップS12に移行して補正電圧
/3v”をゼロとし、最大電力トラッキング制御を中断
する。
生成器18内のマイクロコンピュータ18C(第4図参
照)において、IdおよびVdから算出した現在の出力
電力Pdが、例えば低日射時として最大日射時の10%
の時の最大出力電力P ”toよりも小さくなったか否
かを判定する。第1図はこの実施例におけるプログラム
のフローチャートであり、ステップSllにおいて前記
判定結果が真であれば、第7図に示した電力/電圧特性
P1゜の斜線領域に (おける動作電圧Vdのふらつき
が予想されるため、ステップS12に移行して補正電圧
/3v”をゼロとし、最大電力トラッキング制御を中断
する。
そして、第3図における電圧調節器19の設定値vxを
Pm1.に対応するV m1oに固定し、Vdを一定値
Vmi。に保って太陽電池を動作させるものである。
Pm1.に対応するV m1oに固定し、Vdを一定値
Vmi。に保って太陽電池を動作させるものである。
なお、この制御方式を実現するためのハードウェアは概
ね第3図および第4図に示したものと同一であるため、
重複を避ける意味で詳述を省略する。また、第1図のフ
ローチャート中、ステップSll、 S12以外は第5
図と同一である。
ね第3図および第4図に示したものと同一であるため、
重複を避ける意味で詳述を省略する。また、第1図のフ
ローチャート中、ステップSll、 S12以外は第5
図と同一である。
本発明にかかる制御方式において、日射量が急激に回復
して最大時の50%になった場合、前述の如く電力/電
圧特性は第7図のpsoとなるが、本発明では低日射時
にVdが一定値Vm工。に固定されており、日射量回復
時にも引き続き最大電力を与えるための電圧差Av工(
=Vn+、。−vII+□。)が小さいため、電圧の移
行時間も極めて短くなる。
して最大時の50%になった場合、前述の如く電力/電
圧特性は第7図のpsoとなるが、本発明では低日射時
にVdが一定値Vm工。に固定されており、日射量回復
時にも引き続き最大電力を与えるための電圧差Av工(
=Vn+、。−vII+□。)が小さいため、電圧の移
行時間も極めて短くなる。
:発明の効果)
以上のように本発明によれば、低日射時における動作電
圧のふらつきを最適動作電圧による一定制御によって解
消することができ、また日射量の急激な回復時にも応答
性よく直ちに最大電力を供給できるという効果がある。
圧のふらつきを最適動作電圧による一定制御によって解
消することができ、また日射量の急激な回復時にも応答
性よく直ちに最大電力を供給できるという効果がある。
また、本発明は従来の最大電力トラッキング制御方式に
主として若干のソフトウェアを追加するだけで実現可能
であるから、低コストにて提供することができる。
主として若干のソフトウェアを追加するだけで実現可能
であるから、低コストにて提供することができる。
第1図は本発明の一実施例における最大電力制御用プロ
グラムのフローチャート、第2図は光照射量をパラメー
タとした太陽電池の出力特性図、第3図は最大電力トラ
ッキング制御方式による従来の給電システムのブロック
図、第4図は同じく補正電圧生成器のブロック図、第5
図は最大電力トラッキング制御用プログラムのフローチ
ャート、第6図および第7図は従来例の動作を説明する
ための太陽電池の出力特性図である。 11・・・太陽電池 12・・・変換装置1
5・・・負荷 第2図 →む d
グラムのフローチャート、第2図は光照射量をパラメー
タとした太陽電池の出力特性図、第3図は最大電力トラ
ッキング制御方式による従来の給電システムのブロック
図、第4図は同じく補正電圧生成器のブロック図、第5
図は最大電力トラッキング制御用プログラムのフローチ
ャート、第6図および第7図は従来例の動作を説明する
ための太陽電池の出力特性図である。 11・・・太陽電池 12・・・変換装置1
5・・・負荷 第2図 →む d
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 太陽電池の出力電力を変換装置を介して負荷に給電する
べく構成され、前記出力電力が常に最大になるように補
正電圧を増減させて太陽電池の出力電圧を調節可能とし
た最大電力トラッキング制御方式による給電システムに
おいて、 太陽電池の出力電圧に対する前記出力電力の変化がほぼ
一定になる低日射時に、前記補正電圧をゼロにして最大
電力トラッキング制御を中断すると共に、この低日射時
における真の最大電力を与える一定の出力電圧にて太陽
電池を動作させることを特徴とした給電システムの制御
方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61179402A JPH0625945B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61179402A JPH0625945B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6336317A true JPS6336317A (ja) | 1988-02-17 |
JPH0625945B2 JPH0625945B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=16065239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61179402A Expired - Fee Related JPH0625945B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0625945B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4899269A (en) * | 1988-01-29 | 1990-02-06 | Centre National D'etudes Spatiales | System for regulating the operating point of a direct current power supply |
EP1995656A1 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-26 | SMA Solar Technology AG | Verfahren zur Leistungsanpassung |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61179402A patent/JPH0625945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4899269A (en) * | 1988-01-29 | 1990-02-06 | Centre National D'etudes Spatiales | System for regulating the operating point of a direct current power supply |
EP1995656A1 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-26 | SMA Solar Technology AG | Verfahren zur Leistungsanpassung |
US7564013B2 (en) | 2007-05-23 | 2009-07-21 | SMASolar Technology AG | Method for matching the power of a photovoltaic system to a working point at which the system produces maximum power |
USRE43719E1 (en) | 2007-05-23 | 2012-10-09 | Sma Solar Technology Ag | Maximum power point matching method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0625945B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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