JPS6336318A - 給電システムの制御方式 - Google Patents
給電システムの制御方式Info
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- JPS6336318A JPS6336318A JP61179403A JP17940386A JPS6336318A JP S6336318 A JPS6336318 A JP S6336318A JP 61179403 A JP61179403 A JP 61179403A JP 17940386 A JP17940386 A JP 17940386A JP S6336318 A JPS6336318 A JP S6336318A
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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-
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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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- Control Of Electrical Variables (AREA)
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
温度変化によって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。
温度変化によって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Ｖｄ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Ｐｍ１．Ｐｍ２゜Ｐ
ｍ、・・・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Ｐ’ｍ１ｇ Ｐ ｍ２ ｇ Ｐ ｍ３・・・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。
は光照射量に応じて最大出力電力点Ｐｍ１．Ｐｍ２゜Ｐ
ｍ、・・・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Ｐ’ｍ１ｇ Ｐ ｍ２ ｇ Ｐ ｍ３・・・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」ルづ〈
従来の給電システムを示すもので、図において１１は太
Ｖ：Ｉ′Ｉ′Ｉ！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Ｖ
ｄ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ＡＶ’および直流電圧Ｖｄ
は電圧調節器１９に入力され、その出力信号が変換器１
２に加えられる。
従来の給電システムを示すもので、図において１１は太
Ｖ：Ｉ′Ｉ′Ｉ！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Ｖ
ｄ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ＡＶ’および直流電圧Ｖｄ
は電圧調節器１９に入力され、その出力信号が変換器１
２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の微小電圧、ａＶ（以下
、調整電圧という）だけ補正電圧、！ｌｖ＊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ｖｘを有し、ｌｖ８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末＋Δ■＊）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の微小電圧、ａＶ（以下
、調整電圧という）だけ補正電圧、！ｌｖ＊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ｖｘを有し、ｌｖ８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末＋Δ■＊）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、！ｊｖ′Ｘ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、！ｊｖ′Ｘ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Δｖｘの増減傾向を判断する。ここで７７本を前
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ｆｆｆ
ｌにあると推測される。よって、７１１ｖ＊を更に増加
させればＰｄが一層増加すると考えられるため、ステッ
プＳ６にてＡＶ末を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Δｖｘの増減傾向を判断する。ここで７７本を前
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ｆｆｆ
ｌにあると推測される。よって、７１１ｖ＊を更に増加
させればＰｄが一層増加すると考えられるため、ステッ
プＳ６にてＡＶ末をΔＶ増加させる処理を行なう。
また、２７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■の状態にあると予測され するため、
ステップＳ７．Ｓ８を経て７１Ｉｖｘを同様にａＶ増加
させる。更に、ｚｖｘ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’をＡＶ減少さ
せればＰｄの増加が期待できる。同様に、ｌ１ｌｖ末を
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、ｚｖｘ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Ｓ１０においてＡＶ＊をΔ
Ｖ減少させるものである。
特性が第６図の■の状態にあると予測され するため、
ステップＳ７．Ｓ８を経て７１Ｉｖｘを同様にａＶ増加
させる。更に、ｚｖｘ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’をＡＶ減少さ
せればＰｄの増加が期待できる。同様に、ｌ１ｌｖ末を
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、ｚｖｘ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Ｓ１０においてＡＶ＊をΔ
Ｖ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
出力電力Ｐｄと前回の出力電力Ｐｄ−＋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Ｐ
ｄの増加が予測される方向に沿って１１ｖ′ｇをサンプ
リング周期間隔にて強制的に増減させ、かかるｚｖ８を
電圧指令値ｖ８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。
出力電力Ｐｄと前回の出力電力Ｐｄ−＋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Ｐ
ｄの増加が予測される方向に沿って１１ｖ′ｇをサンプ
リング周期間隔にて強制的に増減させ、かかるｚｖ８を
電圧指令値ｖ８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。例
えば、日射量が最大日射時の５０％から１００％に急変
したと仮定する。この場合、太１’ＪＩＫ池】１の電力
／電圧特性はそれぞれ第７図のＰ、。およびＰ□。。で
示されるが、各々の最大電力Ｐ ”ｓｏおよびＰｍ１゜
。を与える動作電圧はＶｍ、。からＶｍｘｏｏに移行し
、この間の電圧差はｌ Ｖ ｍとなる。ここで、Ｖ ｍ
５ （１からＶｍｔ。。までの到達時間Ｔを求めてみ
る。
えば、日射量が最大日射時の５０％から１００％に急変
したと仮定する。この場合、太１’ＪＩＫ池】１の電力
／電圧特性はそれぞれ第７図のＰ、。およびＰ□。。で
示されるが、各々の最大電力Ｐ ”ｓｏおよびＰｍ１゜
。を与える動作電圧はＶｍ、。からＶｍｘｏｏに移行し
、この間の電圧差はｌ Ｖ ｍとなる。ここで、Ｖ ｍ
５ （１からＶｍｔ。。までの到達時間Ｔを求めてみ
る。
いま、電圧Ｖｄ、電流Ｉｄのサンプリング期間をＴｓと
すると、１回のサンプリングで補正電圧Δｖ８が増減す
る変化分は調整電圧、！ｌｖに等しいから、Ｔ＝（、ｄ
Ｖｍ／ＪＶ）ＸＴｓ となる。
すると、１回のサンプリングで補正電圧Δｖ８が増減す
る変化分は調整電圧、！ｌｖに等しいから、Ｔ＝（、ｄ
Ｖｍ／ＪＶ）ＸＴｓ となる。
従来においては、調整電圧ＡＶが一定であり、しかもＰ
ｄの微小変化分も検出することができるように７！ｌｖ
を微小値に設定している。このため、上述のような日射
量急変時には急変後にも直ちに最大電力を得るための到
達時間Ｔが長くなり、応答性が悪くなるという問題があ
った。
ｄの微小変化分も検出することができるように７！ｌｖ
を微小値に設定している。このため、上述のような日射
量急変時には急変後にも直ちに最大電力を得るための到
達時間Ｔが長くなり、応答性が悪く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２日射量の急変時における高
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２日射量の急変時における高
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、補正電圧に対して加
減される電圧と゛して第１の調整電圧と、この第１の調
整電圧よりも例えば数倍大きい第２の調整電圧とを設定
し、日射量の急変時に第２の調整電圧を補正電圧に対し
て加減することにより、補正電圧を増減させることを特
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、補正電圧に対して加
減される電圧と゛して第１の調整電圧と、この第１の調
整電圧よりも例えば数倍大きい第２の調整電圧とを設定
し、日射量の急変時に第２の調整電圧を補正電圧に対し
て加減することにより、補正電圧を増減させることを特
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太陽電
池の現在の出力電力と１サンプリング期間前の出力電力
とを常時比軟し、その結果、日射量の急変が検出された
場合には予め用意された２つの調整電圧のうち第２の調
整電圧を用いて補正電圧を増減させる。なお、日射量が
徐々に変化する場合には、従来のように微小な第１の調
整電圧を用いて補正電圧を増減させるものである。
池の現在の出力電力と１サンプリング期間前の出力電力
とを常時比軟し、その結果、日射量の急変が検出された
場合には予め用意された２つの調整電圧のうち第２の調
整電圧を用いて補正電圧を増減させる。なお、日射量が
徐々に変化する場合には、従来のように微小な第１の調
整電圧を用いて補正電圧を増減させるものである。
（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、各サンプリング期間毎にＩｄおよびＶｄ
から算出した現在の出力電力Ｐｄと、前回のサンプリン
グによる出力電力Ｐ ｄ−１との差、！！Ｐｄを求め、
この差、ｄＰｄが例えば最大日射時の１０％の時（低日
射時）の最大出力電力Ｐｍ１ｏよりも太きいか否かを判
定する。この判定結果に応じて、マイクロコンピュータ
１８ｃ内に予め設定された大小２つの調整電圧ＸＶ□ま
たはｚｖ２を選択し、かかる調整電圧ＩＶよまたはｌｖ
２によって補正電圧４７本を増減するものである。
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、各サンプリング期間毎にＩｄおよびＶｄ
から算出した現在の出力電力Ｐｄと、前回のサンプリン
グによる出力電力Ｐ ｄ−１との差、！！Ｐｄを求め、
この差、ｄＰｄが例えば最大日射時の１０％の時（低日
射時）の最大出力電力Ｐｍ１ｏよりも太きいか否かを判
定する。この判定結果に応じて、マイクロコンピュータ
１８ｃ内に予め設定された大小２つの調整電圧ＸＶ□ま
たはｚｖ２を選択し、かかる調整電圧ＩＶよまたはｌｖ
２によって補正電圧４７本を増減するものである。
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偽で
あれば日射量が急変したとはいえないため、ステップＳ
１２で従来の如く微小な第１の調整電圧ΔＶ工を選択し
、この調整電圧Δｖ１を用いて以下のステップで補正電
圧７ｊｖ”を増減する。また、ステップＳｌｌにおいて
前記判定結果が真の場合には日射量が急変したと判断さ
れるから、ステップＳ１３にて第１の調整電圧Ａｖ工よ
りも数倍大きい第２の調整電圧ｌｖ２を選択して補正電
圧Δｖ８の増減に用いる。
トであり、ステップＳｌｌにおいて前記判定結果が偽で
あれば日射量が急変したとはいえないため、ステップＳ
１２で従来の如く微小な第１の調整電圧ΔＶ工を選択し
、この調整電圧Δｖ１を用いて以下のステップで補正電
圧７ｊｖ”を増減する。また、ステップＳｌｌにおいて
前記判定結果が真の場合には日射量が急変したと判断さ
れるから、ステップＳ１３にて第１の調整電圧Ａｖ工よ
りも数倍大きい第２の調整電圧ｌｖ２を選択して補正電
圧Δｖ８の増減に用いる。
このように構成することにより、第７図に示したように
最大電力を与える動作電圧の差ＡＶｍが大きい時でも、
第２の調整電圧ｌｖ２による補正電圧７■８の大幅な増
減によって動作電圧の移行時間を極めて短くすることが
できる。
最大電力を与える動作電圧の差ＡＶｍが大きい時でも、
第２の調整電圧ｌｖ２による補正電圧７■８の大幅な増
減によって動作電圧の移行時間を極めて短くすることが
できる。
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−Ｓ１３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−Ｓ１３以外は第５図
と同一である。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、日射量の急変時に最大電
力を与える動作電圧への到達時間を短くすることができ
、最大電力トラッキング制御の応答性を大幅に向上させ
ることができる。
力を与える動作電圧への到達時間を短くすることができ
、最大電力トラッキング制御の応答性を大幅に向上させ
ることができる。
また、本発明は従来の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。
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トラッキン
グ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
従来の制御方式による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図は同じ
く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 マ白−゛二； ゝ−〜二、／ 第２図 →む ｄ 第７図
グ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
従来の制御方式による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図は同じ
く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 マ白−゛二； ゝ−〜二、／ 第２図 →む ｄ 第７図
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、 前記補正電圧に対して加減される電圧として第１の調整
電圧と、この第１の調整電圧よりも大きい第２の調整電
圧とを設定すると共に、日射量の急変時に前記第２の調
整電圧を前記補正電圧に対して加減することを特徴とし
た給電システムの制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179403A JPS6336318A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179403A JPS6336318A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336318A true JPS6336318A (ja) | 1988-02-17 |
Family
ID=16065256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61179403A Pending JPS6336318A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 給電システムの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336318A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19515786A1 (de) * | 1994-04-28 | 1995-11-09 | Kyocera Corp | Solarenergiesystem |
| JP2018067122A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 日本リライアンス株式会社 | 太陽光発電装置 |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61179403A patent/JPS6336318A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19515786A1 (de) * | 1994-04-28 | 1995-11-09 | Kyocera Corp | Solarenergiesystem |
| US5644219A (en) * | 1994-04-28 | 1997-07-01 | Kyocera Corporation | Solar energy system |
| JP2018067122A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 日本リライアンス株式会社 | 太陽光発電装置 |
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