WO2024070005A1 - 回路接続パターンを生成する方法、プログラム、直流電力出力装置、無線電力伝送システム及び太陽光発電システム - Google Patents

回路接続パターンを生成する方法、プログラム、直流電力出力装置、無線電力伝送システム及び太陽光発電システム Download PDF

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WO2024070005A1
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connection
nodes
series
circuit
power supply
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昂 平川
直輝 長谷川
悠太 中本
喜元 太田
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ソフトバンク株式会社
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J50/27—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves characterised by the type of receiving antennas, e.g. rectennas

Definitions

  • the present invention relates to a method for generating a circuit connection pattern that connects multiple DC power supply circuits (e.g., rectifier circuits, solar cells, etc.) in a DC power output device (e.g., a wireless power transmission receiving device, a solar power generation device, etc.).
  • DC power supply circuits e.g., rectifier circuits, solar cells, etc.
  • DC power output device e.g., a wireless power transmission receiving device, a solar power generation device, etc.
  • a power receiving device equipped with multiple rectifier circuits (DC power supply circuits) that rectify signals received by multiple antennas has been known as a DC power output device for wireless power transmission that transmits power via radio waves such as microwaves (see, for example, Patent Document 1).
  • DC power output device In a power receiving device (DC power output device) of a conventional wireless power transmission system, there is a problem of wanting to reduce the time required to optimize the circuit connections that connect multiple rectifier circuits (DC power supply circuits). Note that a similar problem can occur not only in a power receiving device with multiple rectifier circuits, but also in a solar power generation device (DC power output device) with multiple solar cells (DC power supply circuits).
  • a method is a method for generating a circuit connection pattern for connecting multiple DC power supply circuits. This method involves setting, in a circuit model in which multiple DC power supply circuits, positive output terminals, and negative output terminals are nodes, circuit information for the DC power supply circuit, the shortest distance from the positive output terminal, and the shortest distance from the negative output terminal for each node of the multiple DC power supply circuits, determining, in the circuit model, a group of main connection series nodes in which the node of the positive output terminal, the nodes of multiple DC power supply circuits that are part of the multiple DC power supply circuits, and the node of the negative output terminal are connected in series in order, and determining, in the circuit model, a group of main connection series nodes in which determining a sub-connection series node group consisting of nodes of one or more remaining DC power supply circuits of the multiple DC power supply circuits to be connected in parallel to the multiple DC power supply circuits; repeating the determination of the sub-connection series node group until the
  • determining the group of series nodes of the sub-connection may include determining a plurality of candidate connection points for connecting a node at one end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on the shortest distance from the positive output terminal, determining a connection point for connecting a node at one end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on the plurality of candidate connection points, and after determining the connection point for the node at one end of the group of series nodes of the sub-connection, determining a connection point for connecting a node at the other end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on the shortest distance from the negative output terminal.
  • the method includes changing the number of nodes of the DC power supply circuit included in the main connection series node group, and repeating the determination of the main connection series node group and the determination of the sub-connection series node group, and the multiple circuit connection patterns may differ from each other in the number of nodes of the DC power supply circuit included in the main connection series node group.
  • the method may include determining in advance a number of candidates for the number of nodes of the DC power supply circuit in the group of series nodes of the main connection.
  • the method may include specifying a probability distribution for the plurality of candidates when selecting and determining the number of nodes of the DC power supply circuit in the group of series nodes of the main connection from the plurality of candidates.
  • the method includes repeating the determination of the main-connection series node group and the determination of the sub-connection series node group by changing at least one of the number of the sub-connection series node groups, the number of nodes of the DC power supply circuit included in the sub-connection series node group, and the connection point of the sub-connection series node group to the main-connection series node group, and the multiple circuit connection patterns may differ from each other in at least one of the number of the sub-connection series node groups, the number of nodes of the DC power supply circuit in the sub-connection series node group, and the connection point of the sub-connection series node group to the main-connection series node group.
  • the method may include determining in advance a number of candidates for the number of nodes of the DC power supply circuit in the group of series nodes of the sub-connection.
  • the method may include specifying a probability distribution for the plurality of candidates when selecting and determining the number of nodes of the DC power supply circuit in the sub-connection series node group from the plurality of candidates.
  • Another aspect of the present invention is a DC power output device that includes a plurality of DC power supply circuits, a positive output terminal, and a negative output terminal.
  • This DC power output device includes a power combining unit that is configured to be able to switch between a plurality of circuit connection patterns that connect a plurality of DC power supply circuits, combines and outputs the output power of the plurality of DC power supply circuits, a power output unit that is able to measure the DC output power output from the power combining unit, and a control unit that controls the power combining unit.
  • the control unit generates the plurality of circuit connection patterns using any of the methods described above, sequentially switches the circuit connection in the power combining unit to each of the plurality of circuit connection patterns, determines an optimal circuit connection pattern based on the measurement results of the DC output power measured by the power output unit for each of the plurality of circuit connection patterns, and sets the circuit connection in the power combining unit to the optimal circuit connection pattern.
  • the DC power output device may be a power receiving device of a wireless power transmission system
  • the multiple DC power supply circuits may be multiple rectifier circuits connected to multiple antennas that constitute a receiving antenna device of the wireless power transmission system.
  • a system is a wireless power transmission system including a power receiving device which is the DC power output device, and a power transmitting device which transmits a power transmission signal to the power receiving device.
  • the DC power output device may be a power generation device of a solar power generation system, and the multiple DC power supply circuits may be multiple power supply circuits each connected to a solar cell.
  • a further aspect of the present invention is a solar power generation system that includes a power supply device that is the DC power output device.
  • a program according to yet another aspect of the present invention is a program executed on a computer or processor provided in a DC power output device having a plurality of DC power supply circuits, a positive output terminal, and a negative output terminal.
  • This program includes program code for setting, in a circuit model in which each of the plurality of DC power supply circuits, the positive output terminal, and the negative output terminal is a node, circuit information of the DC power supply circuit, a shortest distance from the positive output terminal, and a shortest distance from the negative output terminal for each of the nodes of the plurality of DC power supply circuits, program code for determining, in the circuit model, a main connection series node group in which the node of the positive output terminal, a node of a portion of the plurality of DC power supply circuits, and a node of the negative output terminal are connected in series in order, and program code for determining, in the circuit model, a main connection series node group in which the node of the positive output terminal, a node of a portion of
  • the program code for determining the group of series nodes of the sub-connection includes program code for determining a plurality of candidates for a connection point capable of connecting a node at one end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on a shortest distance from the positive output terminal; program code for determining a connection point for connecting the node at one end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on the plurality of candidates for the connection point; and program code for, after determining the connection point for the node at one end of the group of series nodes of the sub-connection, determining a connection point for connecting the node at the other end of the group of series nodes of the sub-connection to the group of series nodes of the main connection based on a shortest distance from the negative output terminal.
  • the program includes program code for changing the number of nodes of the DC power supply circuit included in the main connection series node group, and repeating the determination of the main connection series node group and the determination of the sub-connection series node group, and the multiple circuit connection patterns may differ from each other in the number of nodes of the DC power supply circuit included in the main connection series node group.
  • the program may include program code for determining in advance a number of candidates for the number of nodes of the DC power supply circuit in the group of series nodes of the main connection.
  • the program may include program code for specifying a probability distribution for the plurality of candidates when selecting and determining the number of nodes of the DC power supply circuit in the group of series nodes of the main connection from the plurality of candidates.
  • the program includes program code for repeating the determination of the main-connection series node group and the determination of the sub-connection series node group by changing at least one of the number of the sub-connection series node groups, the number of nodes of the DC power supply circuit included in the sub-connection series node group, and the connection point of the sub-connection series node group to the main-connection series node group, and the multiple circuit connection patterns may differ from each other in at least one of the number of the sub-connection series node groups, the number of nodes of the DC power supply circuit in the sub-connection series node group, and the connection point of the sub-connection series node group to the main-connection series node group.
  • the program may include program code for determining in advance a number of candidates for the number of nodes of the DC power supply circuit in the sub-connection series node group.
  • the program may include program code for specifying a probability distribution for the plurality of candidates when selecting and determining the number of nodes of the DC power supply circuit in the sub-connection series node group from the plurality of candidates.
  • part or all of the program may be a trained model created by machine learning.
  • multiple circuit connection patterns used to optimize the circuit connections that connect multiple DC power supply circuits can be generated with reduced redundancy and bias, thereby reducing the time required to optimize the circuit connections.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of a wireless power transmission system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power receiving device in a wireless power transmission system according to the embodiment.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram of a circuit model using a graph according to an embodiment.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram of nodes corresponding to a plurality of rectifier circuits in the graph circuit model.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of a circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of an actual circuit corresponding to the circuit connection pattern of the same node.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of a wireless power transmission system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power receiving device in a wireless power transmission system
  • FIG. 5A is an explanatory diagram showing an example of redundancy due to the order of the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram showing an example of redundancy due to the order of the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 5C is an explanatory diagram showing an example of redundancy due to the order of the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram showing an example of redundancy due to the structure of a circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 6B is an explanatory diagram showing an example of redundancy due to the structure of the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating bias in the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 7B is an explanatory diagram of bias in the circuit connection pattern of nodes of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of generation, optimization, and control of a circuit connection pattern using a graph circuit model according to an embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a single node corresponding to a rectifier circuit in a graph circuit model according to the embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a group of series nodes of main connections in a graph circuit model according to the embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a series node group of the second sub-connection in the graph circuit model according to the embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a connection between a group of series nodes of a primary connection and a group of series nodes of a second secondary connection in a graph circuit model according to the embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of connections between a group of primary-connection series nodes and a group of m-th secondary-connection series nodes in a graph circuit model according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of a DC power output device in a solar power generation system according to an embodiment.
  • a method according to an embodiment described herein is a method for reducing the time required to optimize a plurality of circuit connection patterns that connect a plurality of DC power supply circuits, such as a plurality of rectifier circuits, in a DC power output device, such as a power receiving device in a wireless power transfer (WPT) system, by using a graph circuit model.
  • WPT wireless power transfer
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of a wireless power transmission system 10 according to this embodiment.
  • the wireless power transmission system 10 of this embodiment includes a power transmission device 20 that transmits radio waves of a power transmission signal, and a power receiving device (DC power) 30 that receives the radio waves transmitted from the power transmission device 20 and outputs DC power.
  • the radio waves for wireless power transmission are, for example, microwaves or millimeter waves.
  • the power transmission device 20 has an antenna device 21 consisting of an array antenna in which multiple antenna elements (hereinafter also referred to as "antennas”) are arranged two-dimensionally.
  • the array antenna of the power transmission device 20 may be an array of multiple antennas arranged one-dimensionally or three-dimensionally.
  • the power receiving device 30 has an antenna device 31 consisting of an array antenna in which multiple antennas 31a are arranged two-dimensionally.
  • the array antenna of the power receiving device 30 may have multiple antennas 31a arranged one-dimensionally or three-dimensionally.
  • the power receiving device 30 also has a rectifier circuit group 300 consisting of multiple rectifier circuits (DC power supply circuits) arranged to correspond to the multiple antennas 31a of the antenna device 31.
  • the power receiving device 30 includes an antenna device 31 and a rectifier circuit group 300 consisting of a plurality (n) of rectifier circuits (DC power supply circuits) that receive input power from the antenna device 31.
  • the power receiving device 30 further includes a DC synthesis circuit (power synthesis unit) 310 that is configured to be able to switch between a plurality of circuit connection patterns that connect the plurality of rectifier circuits and that synthesizes and outputs the output power of the plurality of rectifier circuits.
  • the rectifier circuit group 300 and the DC synthesis circuit (power synthesis unit) 310 function as an RF-DC power conversion device that converts high-frequency AC power received from radio waves of wireless power transmission into DC power.
  • the power receiving device 30 also includes a DC output measurement device (power output unit) 320 that can measure the DC output power output from the DC synthesis circuit 310, and a control unit 330 that controls the DC synthesis circuit 310.
  • the DC synthesis circuit 310 has a plurality of positive input sections 311(1) to 311(n) to which the positive output terminals of the plurality (n) of rectifier circuits in the rectifier circuit group 300 are connected, a plurality of negative input sections 312(1) to 312(n) to which the negative output terminals of the plurality (n) of rectifier circuits are connected, a positive output terminal (positive input section) 313, and a negative output terminal (negative output section) 314.
  • the DC synthesis circuit 310 is, for example, configured with a switching circuit consisting of multiple switches that are controlled to be turned on and off by the control unit 330, and can switch the circuit connection pattern (connection state) between the rectifier circuit group 300 and the positive output terminal (plus input section) 313 and the negative output terminal (minus output section) 314.
  • the control unit 330 generates multiple circuit connection patterns in the DC combining circuit 310 using a method described below, sequentially switches the circuit connection of the DC combining circuit 310 to each of the multiple circuit connection patterns, determines an optimal circuit connection pattern based on the measurement results of the DC output power measured by the DC output measuring device 320 for each of the multiple circuit connection patterns, and sets the circuit connection in the DC combining circuit 310 to the optimal circuit connection pattern.
  • the optimal circuit connection pattern is determined to be, for example, the circuit connection pattern that maximizes the DC output power among the multiple circuit connection patterns so that the RF-DC conversion efficiency can be improved.
  • the power receiving device 30 configured as described above, there are many methods that utilize randomness, such as genetic algorithms, to generate multiple circuit connection patterns that are candidates for determining the optimal circuit connection pattern.
  • randomness such as genetic algorithms
  • the generated multiple circuit connection patterns may have a large amount of redundancy, or a circuit connection pattern may be generated that is biased toward a specific connection form (for example, only series or only parallel) that does not provide the maximum DC output power, which means that it takes a long time to optimize the circuit connection pattern.
  • the time required to optimize the circuit connection patterns is reduced by generating multiple circuit connection patterns used to optimize the circuit connections in the DC synthesis circuit 310 using a random generation method that uses a novel graph circuit model shown below.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram of a circuit model (hereinafter referred to as a "graph circuit model") 40 using a graph according to an embodiment.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram of nodes 401(1) to 401(n) corresponding to multiple rectifier circuits in the graph circuit model 40.
  • the graph circuit model 40 includes a rectifier circuit node group 400 corresponding to the rectifier circuit group 300, a node 403 corresponding to the positive output terminal 313, and a node 404 corresponding to the negative output terminal 314.
  • redundancy or bias will occur in the generated multiple circuit connection patterns.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of a circuit connection pattern of nodes 401(1) to 401(3) of rectifier circuits 301(1) to 301(3) in graph circuit model 40.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of an actual circuit corresponding to the connection pattern of nodes 401(1) to 401(3) in FIG. 4A.
  • the connection lines between positive output terminal 303, negative output terminal 304, and rectifier circuits 301(1) to 301(3) in the actual circuit in FIG. 4B are represented by line segments between nodes 403, 404, and 401(1) to 401(3) in graph circuit model 40 in FIG. 4A.
  • FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams showing an example of redundancy due to the order of the circuit connection patterns of nodes 401(1) to 401(3) of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • the multiple circuit connection patterns in FIG. 5A to FIG. 5C differ from each other in the order of nodes 401(1) to 401(3) connected to node 403 of the positive output terminal and node 404 of the negative output terminal, but because the same DC power is output between node 403 of the positive output terminal and node 404 of the negative output terminal, they can be treated as redundant circuit connection patterns.
  • FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing an example of redundancy due to the structure of the circuit connection pattern of nodes 401(1) to 401(3) of a rectifier circuit in a graph circuit model.
  • the multiple circuit connection patterns in FIG. 6A and FIG. 6B differ from each other in the vertical structure of nodes 401(1) to 401(3) connected to node 403 of the positive output terminal and node 404 of the negative output terminal, but because the same DC power is output between node 403 of the positive output terminal and node 404 of the negative output terminal, they can be treated as redundant circuit connection patterns.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating bias in the circuit connection pattern of nodes 401(1) to 401(n) of the rectifier circuit in the graph circuit model.
  • FIG. 7A is an example of a biased circuit connection pattern in which the nodes 401(1) to 401(n) of all rectifier circuits in the rectifier circuit group are connected in series. With this circuit connection pattern, a high DC voltage is output, but the output current is small, so the maximum DC output power cannot be obtained.
  • FIG. 7B is an example of a biased circuit connection pattern in which the nodes 401(1) to 401(n) of all rectifier circuits in the rectifier circuit group are connected in parallel. With this circuit connection pattern, a large DC current is output, but the output voltage is low, so the maximum DC output power cannot be obtained. Thus, the circuit connection patterns of FIG. 7A and FIG. 7B do not provide the maximum DC output power.
  • the circuit generation algorithm described below is used to reduce redundancy and bias in the generated circuit connection patterns and reduce the time required to optimize the circuit connection patterns.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of generation, optimization, and control of a circuit connection pattern using a graph circuit model according to this embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a single node corresponding to a rectifier circuit in the graph circuit model used in FIG. 8.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a main connection series node group in the graph circuit model used in FIG. 8.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a second sub-connection series node group in the graph circuit model used in FIG. 8.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a connection between the main connection series node group and the second sub-connection series node group in the graph circuit model used in FIG. 8.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a connection between the main connection series node group and the m-th sub-connection series node group in the graph circuit model used in FIG. 8.
  • the generation, optimization, and control of the circuit connection pattern in FIG. 8 are executed, for example, by the aforementioned control unit 330.
  • the control unit 330 first performs initial setting (or initialization) of the attributes of the multiple nodes 401(1)-401(n) used in the graph circuit model, and the node list and connection point list used to generate the circuit connection pattern (S100).
  • the count number m of the series node group is initially set to 1.
  • node 401 is defined to have connection point 401p for connecting to other nodes.
  • parameter values indicating the attributes of node 401 shown in Table 1 are set for all of the multiple nodes 401(1)-401(n).
  • the list of parameter data in Table 1 for all of the multiple nodes 401(1)-401(n) set for each circuit connection pattern is the node list.
  • a parent node is a node that is closest to the node with the positive output terminal among the nodes to which the target node is connected.
  • a child node is a node that is closest to the node with the negative output terminal among the nodes to which the target node is connected.
  • the information for the parent node and child node is the identification information for the node, and is, for example, any number from 1 to n, which is the node's sequential number.
  • connection point list the data in the list of connection points (hereinafter referred to as the "connection point list") of connection candidates to which the first node (the topmost node in the figure) in each of the sub-connection series node groups described below can be connected is also initialized.
  • the control unit 330 first generates a series node group 410( 1 ) of a main connection (hereinafter also referred to as a "main chain") in which the node 403 of the positive output terminal and nodes 401(1,1) to 401(1,N 1 ) of some (N 1) rectifier circuits of the multiple (n) rectifier circuits are connected in series in order to the node 404 of the negative output terminal, as shown in Fig. 10.
  • N 1 indicates the length of the main chain of the circuit connection pattern to be created, and represents the longest distance between the positive output terminal and the negative output terminal.
  • the "k1" in parentheses of the node reference number 401 (k1, k2) is the identification number of the series node group assigned in the order of creation, and the "k2" in the same parentheses is the identification number of multiple nodes assigned in the up-down order within the series node group.
  • N 1 is the number of nodes included in the main connection (main chain) series node group 410(1), indicates the length of the main connection (main chain) series node group 410(1), and represents the longest distance between the positive output terminal node 403 and the negative output terminal node 404. The value of the longest distance "N 1 " is retained because it is referenced when generating the subsequent sub-connection series node groups.
  • connection points 403p, 401p(1,1) to 401p(1,N 1 ) of main-connection (main chain) series node group 410(1) multiple candidates for connection points to which first node 401(2,1) can be connected are determined based on the value of parameter “pdis” (shortest distance from the positive output terminal) of first node 401(2,1) at the top of the drawing, which is the node at one end of sub-connection series node group 410(2), and a list of these (connection point list) is created (S204).
  • connection point list a connection point for connecting the first node 401(2,1) of the sub-connection series node group 410(2) is determined (S205).
  • the connection point for connecting the N2 -th node 401(2, N2 ) is determined (S206).
  • m is counted up and the creation of the sub-connection series node groups and the connection to the main connection (main chain) series node group 410(1) are repeatedly executed (S208, S202 to S207) until the total number of nodes in the created graph becomes equal to the total number of rectifier circuits n. Note that, during this repeated execution, at least one of the number of sub-connection series node groups, the number of nodes included in the sub-connection series node groups, and the connection points of the sub-connection series node groups in the main connection series node groups may be changed.
  • At least one of the number of sub-connection series node groups, the number of nodes included in the sub-connection series node groups, and the connection points of the sub-connection series node groups in the main connection series node groups differs among the multiple circuit connection patterns that are finally generated, so that the randomness of the multiple circuit connection patterns that are finally generated can be increased.
  • m is counted up to m+1, and the number of nodes N m (1 ⁇ N m ⁇ N m -1 ⁇ ... ⁇ N 2 ⁇ N 1 ) of the sub-connection series node group 410(m), which is the mth (m ⁇ 3) series node group connected in parallel to the main connection (main chain ) series node group 410 ( 1 ) , is determined, and the mth sub-connection series node group 410(m) is created (S203).
  • connection points 403p, 401p(1,1) to 401p(1,N 1 ) of main-connection (main chain) series node group 410(1) multiple candidates for connection points to which first node 401(m,1) can be connected are determined based on the value of parameter “pdis” (shortest distance from the positive output terminal) of first node 401(m,1) at the top of the drawing, which is the node at one end of sub-connection series node group 410(m), and a list of these (connection point list) is created (S204).
  • connection point list a connection point for connecting the first node 401(m,1) of the sub-connected series node group 410(m) is determined (S205), and then, based on the value of the parameter “ndis” (shortest distance from the negative output terminal) of the Nm- th node 401(m, Nm ) at the bottom of the drawing, which is the node at the other end of the sub-connected series node group 410(m), the connection point to which the Nm- th node 401(m, Nm ) is connected is determined (S206).
  • a probability distribution (random number distribution) for multiple candidates may be specified when selecting and determining the number N1 of nodes in the main connection (main chain) series node group 410(1) from multiple candidates. This specification makes it possible to control the randomness of the multiple circuit connection patterns that are generated.
  • a probability distribution (random number distribution) for multiple candidates may be specified when selecting and determining the number of nodes N m (m ⁇ 2) in the sub-connection series node groups 410(2) to 410(m) from multiple candidates. This specification makes it possible to control the randomness of the multiple circuit connection patterns that are generated.
  • the control unit 330 sequentially switches the circuit connections in the DC synthesis circuit 310 to each of the multiple circuit connection patterns, and performs optimization to determine the optimal circuit connection pattern based on the measurement results of the DC output power measured by the DC output measurement device 320 for each of the multiple circuit connection patterns generated (S300). For example, from among the multiple circuit connection patterns generated, the circuit connection pattern that maximizes the DC output power measured by the DC output measurement device 320 is determined as the optimal circuit connection pattern.
  • the control unit 330 controls the circuit connections in the DC synthesis circuit 310 to be set to the optimal circuit connection pattern based on the determined optimal circuit connection pattern (S400). For example, the control unit 330 controls the on/off of the switches of the switching circuits that constitute the DC synthesis circuit 310 based on the data of the node list corresponding to the determined optimal circuit connection pattern, thereby setting the circuit connections in the DC synthesis circuit 310 to the optimal circuit connection pattern.
  • the DC power output device is the power receiving device 30 of a wireless power transmission system
  • the multiple DC power supply circuits are each a rectifier circuit 301
  • the DC power output device and the multiple DC power supply circuits are not limited to the configurations exemplified above.
  • the DC power output device may be a power generation device of a solar power generation system
  • the multiple DC power supply circuits may be multiple power supply circuits each connected to a solar cell.
  • FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a DC power output device 35 of a solar power generation system according to an embodiment. Note that in FIG. 14, parts common to those in FIG. 2 are given the same reference numerals and descriptions thereof are omitted.
  • the positive output terminals of the multiple (n) solar cells that make up the solar cell group 340 are connected to the multiple positive input sections 311(1) to 311(n) of the DC synthesis circuit 310.
  • the negative output terminals of the multiple (n) solar cells that make up the solar cell group 340 are connected to the multiple negative input sections 312(1) to 312(n) of the DC synthesis circuit 310.
  • the multiple circuit connection patterns can be generated with reduced redundancy and bias, thereby reducing the time required to optimize the circuit connections.
  • the value of the number of nodes N1 in the main connection (main chain) series node group 410(1) for each circuit connection pattern it is possible to distinguish between a plurality of circuit connection patterns that are generated so as to have randomness, and by controlling the probability of the value of N1 used for each of a plurality of circuit connection patterns, it is possible to reduce redundancy and bias in the circuit connection patterns.
  • the circuit connection pattern of the DC combining circuit 310 by determining in advance a list of the number of nodes Nm (node number list) in each of the main connection (main chain) series node group 410(1) and the sub-connection series node groups 410(2) to 410( m ) used in generating the circuit connection pattern of the DC combining circuit 310, it is possible to narrow down the circuit connection pattern to be finally generated to a certain extent, and therefore the time required for optimizing the circuit connections of the DC combining circuit 310 can be further reduced.
  • At least one of the number of sub-connection series node groups, the number of nodes included in the sub-connection series node groups, and the connection points of the sub-connection series node groups in the main-connection series node groups is made different among the multiple circuit connection patterns finally generated, thereby increasing the randomness of the multiple circuit connection patterns finally generated.
  • the present invention can also provide a wireless power transmission system and solar power generation system that can maximize DC output power, thereby contributing to the achievement of Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs), which is to "build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization, and promote innovation and infrastructure.”
  • SDGs Sustainable Development Goals
  • the processing units and other means used to realize the above steps and components in an entity may be implemented in one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described herein, computers, or combinations thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described herein, computers, or combinations thereof.
  • the means such as processing units used to realize the above components may be implemented with programs (e.g., code such as procedures, functions, modules, instructions, etc.) that perform the functions described herein.
  • programs e.g., code such as procedures, functions, modules, instructions, etc.
  • any computer/processor readable medium tangibly embodying firmware and/or software code may be used to implement the means such as processing units used to realize the above steps and components described herein.
  • the firmware and/or software code may be stored in a memory and executed by a computer or processor, for example in a control device.
  • the memory may be implemented inside the computer or processor or external to the processor.
  • the firmware and/or software code may also be stored in a computer or processor readable medium, such as, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), flash memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage device, etc.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • NVRAM non-volatile random access memory
  • PROM programmable read only memory
  • EEPROM electrically erasable programmable read only memory
  • flash memory floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage device, etc.
  • CD compact disk
  • DVD digital versatile disk
  • magnetic or optical data storage device etc.
  • the code may be executed by one or more computers or processors and may cause the computers or processors to perform certain aspects of the functionality described herein.
  • the medium may also be a non-transitory recording medium.
  • the program code may be in any format as long as it can be read and executed by a computer, processor, or other device or machine, and the format is not limited to a specific format.
  • the program code may be any of source code, object code, and binary code, or may be a mixture of two or more of these codes.

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Abstract

複数の直流電源回路を接続する回路接続パターンの最適化にかかる時間を抑制することができる方法を提供する。複数の直流電源回路、正側出力端子及び負側出力端子のそれぞれをノードとした回路モデルにおいて、正側出力端子のノードと複数の直流電源回路の一部の複数の直流電源回路のノードと負側出力端子のノードとを順に直列接続した主接続の直列ノード群を決定し、主接続の直列ノード群に並列に接続される複数の直流電源回路のノードからなる副接続の直列ノード群を決定し、主接続の直列ノード群のノードの数及び副接続の直列ノード群におけるノードの数の合計が複数の直流電源回路のノードの総数と等しくなるまで副接続の直列ノード群の決定を繰り返し、決定した主接続の直列ノード群と副接続の直列ノード群とを接続して回路接続パターンを生成する。

Description

回路接続パターンを生成する方法、プログラム、直流電力出力装置、無線電力伝送システム及び太陽光発電システム
　本発明は、直流電力出力装置（例えば、無線電力伝送の受電装置、太陽光発電装置など）における複数の直流電源回路（例えば、整流回路、太陽電池など）を接続する回路接続パターンを生成する方法に関する。
　従来、マイクロ波等の電波を介して電力を伝送する無線電力伝送の直流電力出力装置として、複数のアンテナで受信した受信信号を整流する複数の整流回路（直流電源回路）を備える受電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１９－２１３３１３号公報
　従来の無線電力伝送システムの受電装置（直流電力出力装置）では、複数の整流回路（直流電源回路）を接続する回路接続の最適化にかかる時間を抑制したい、という課題がある。なお、同様な課題は、複数の整流回路を備える受電装置だけでなく、複数の太陽電池（直流電源回路）を備える太陽光発電装置（直流電力出力装置）においても発生し得る。
　本発明の一態様に係る方法は、複数の直流電源回路を接続する回路接続パターンを生成する方法である。この方法は、複数の直流電源回路、正側出力端子及び負側出力端子のそれぞれをノードとした回路モデルにおいて、前記複数の直流電源回路のノードのそれぞれに、前記直流電源回路の回路情報、前記正側出力端子からの最短距離及び前記負側出力端子からの最短距離を設定することと、前記回路モデルにおいて、前記正側出力端子のノードと前記複数の直流電源回路の一部の複数の直流電源回路のノードと前記負側出力端子のノードとを順に直列接続した主接続の直列ノード群を決定することと、前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群に並列に接続される、前記複数の直流電源回路の残りの一又は複数の直流電源回路のノードからなる副接続の直列ノード群を決定することと、前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群のノードの数及び前記副接続の直列ノード群におけるノードの数の合計が、前記複数の直流電源回路のノードの総数と等しくなるまで、前記副接続の直列ノード群の決定を繰り返すことと、前記回路モデルにおいて、前記決定した主接続の直列ノード群と前記決定した副接続の直列ノード群とを接続して前記回路接続パターンを生成することと、を含む。
　前記方法において、前記副接続の直列ノード群を決定することは、前記正側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続可能な接続点の複数の候補を決定することと、前記接続点の複数の候補に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続する接続点を決定することと、前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードの接続点を決定した後、前記負側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の他方の端部のノードを接続する接続点を決定することと、を含んでもよい。
　前記方法において、前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数を変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すことを含み、前記複数の回路接続パターンは、前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数が互いに異なってもよい。
　前記方法において、前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定することを含んでもよい。
　前記方法において、前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定することを含んでもよい。
　前記方法において、前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群における前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくとも一つを変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すことを含み、前記複数の回路接続パターンは、前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群に対する前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくとも一つが互いに異なってもよい。
　前記方法において、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定することを含んでもよい。
　前記方法において、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定することを含んでもよい。
　本発明の他の態様に係る装置は、複数の直流電源回路と正側出力端子と負側出力端子とを備える直流電力出力装置である。この直流電力出力装置は、複数の直流電源回路を接続する複数の回路接続パターンを切り替え可能に構成され、前記複数の直流電源回路の出力電力を合成して出力する電力合成部と、前記電力合成部から出力される直流出力電力を測定可能な電力出力部と、前記電力合成部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記いずれかの方法で前記複数の回路接続パターンを生成し、前記電力合成部における回路接続を前記複数の回路接続パターンのそれぞれに順次切り替え、前記複数の回路接続パターンのそれぞれについて前記電力出力部で測定された直流出力電力の測定結果に基づいて最適な回路接続パターンを決定し、前記電力合成部における回路接続を前記最適な回路接続パターンに設定する。
　前記直流電力出力装置において、当該直流電力出力装置は、無線電力伝送システムの受電装置であり、前記複数の直流電源回路は、無線電力伝送システムの受信アンテナ装置を構成する複数のアンテナに接続された複数の整流回路であってもよい。
　本発明の更に他の態様に係るシステムは、前記直流電力出力装置である受電装置と、前記受電装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、を備える無線電力伝送システムである。
　前記直流電力出力装置において、当該直流電力出力装置は、太陽光発電システムの発電装置であり、前記複数の直流電源回路は、太陽電池がそれぞれ接続された複数の電源回路であってもよい。
　本発明の更に他の態様に係るシステムは、前記直流電力出力装置である電源装置を備える太陽光発電システムである。
　本発明の更に他の態様に係るプログラムは、複数の直流電源回路と正側出力端子と負側出力端子とを有する直流電力出力装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、複数の直流電源回路、正側出力端子及び負側出力端子のそれぞれをノードとした回路モデルにおいて、前記複数の直流電源回路のノードのそれぞれに、前記直流電源回路の回路情報、前記正側出力端子からの最短距離及び前記負側出力端子からの最短距離を設定するためのプログラムコードと、前記回路モデルにおいて、前記正側出力端子のノードと前記複数の直流電源回路の一部の複数の直流電源回路のノードと前記負側出力端子のノードとを順に直列接続した主接続の直列ノード群を決定するためのプログラムコードと、前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群に並列に接続される、前記複数の直流電源回路の残りの一又は複数の直流電源回路のノードからなる副接続の直列ノード群を決定するためのプログラムコードと、前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群のノードの数及び前記副接続の直列ノード群におけるノードの数の合計が、前記複数の直流電源回路のノードの総数と等しくなるまで、前記副接続の直列ノード群の決定を繰り返すためのプログラムコードと、前記回路モデルにおいて、前記決定した主接続の直列ノード群と前記決定した副接続の直列ノード群とを接続して前記回路接続パターンを生成するためのプログラムコードと、を含む。
　前記プログラムにおいて、前記副接続の直列ノード群を決定するためのプログラムコードは、前記正側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続可能な接続点の複数の候補を決定するためのプログラムコードと、前記接続点の複数の候補に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続する接続点を決定するためのプログラムコードと、前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードの接続点を決定した後、前記負側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の他方の端部のノードを接続する接続点を決定するためのプログラムコードと、
を含んでもよい。
　前記プログラムにおいて、前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数を変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すためのプログラムコードを含み、前記複数の回路接続パターンは、前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数が互いに異なってもよい。
　前記プログラムにおいて、前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定するためのプログラムコードを含んでもよい。
　前記プログラムにおいて、前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定するためのプログラムコードを含んでもよい。
　前記プログラムにおいて、前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群における前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくとも一つを変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すためのプログラムコードを含み、前記複数の回路接続パターンは、前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群に対する前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくとも一つが互いに異なってもよい。
　前記プログラムにおいて、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定するためのプログラムコードを含んでもよい。
　前記プログラムにおいて、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定するためのプログラムコードを含んでもよい。
　また、前記プログラムの一部又は全部は、機械学習によって作成された学習済モデルであってもよい。
　本発明によれば、複数の直流電源回路を接続する回路接続の最適化に用いる複数の回路接続パターンを冗長性や偏りを低減して生成できるため、回路接続の最適化にかかる時間を抑制することができる。
図１は、実施形態に係る無線電力伝送システムの概略構成の一例を示す説明図である。 図２は、実施形態に係る無線電力伝送システムにおける受電装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３Ａは、実施形態に係るグラフを用いた回路モデルの説明図である。 図３Ｂは、同グラフ回路モデルにおける複数の整流回路に対応するノードの説明図である。 図４Ａは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの一例を示す説明図である。 図４Ｂは、同ノードの回路接続パターンに対応する実際の回路の説明図である。 図５Ａは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの順番による冗長性の一例を示す説明図である。 図５Ｂは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの順番による冗長性の一例を示す説明図である。 図５Ｃは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの順番による冗長性の一例を示す説明図である。 図６Ａは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの構造による冗長性の一例を示す説明図である。 図６Ｂは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの構造による冗長性の一例を示す説明図である。 図７Ａは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの偏りの説明図である。 図７Ｂは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノードの回路接続パターンの偏りの説明図である。 図８は、実施形態に係るグラフ回路モデルを用いた回路接続パターンの生成、最適化及び制御の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係るグラフ回路モデルにおける整流回路に対応する単体のノードの説明図である。 図１０は、実施形態に係るグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群の一例を示す説明図である。 図１１は、実施形態に係るグラフ回路モデルにおける２番目の副接続の直列ノード群の一例を示す説明図である。 図１２は、実施形態に係るグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群と２番目の副接続の直列ノード群との接続の一例を示す説明図である。 図１３は、実施形態に係るグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群とｍ番目の副接続の直列ノード群との接続の一例を示す説明図である。 図１４は、実施形態に係る太陽光発電システムにおける直流電力出力装置の構成の一例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　本書に記載された実施形態に係る方法は、無線電力伝送（ＷＰＴ）システムの受電装置等の直流電力出力装置において、複数の整流回路等の直流電源回路を接続する複数の回路接続パターンを、グラフの回路モデルを用いて生成することにより、前記回路接続パターンの最適化にかかる時間を抑制することができる方法である。
　図１は、本実施形態に係る無線電力伝送システム１０の概略構成の一例を示す説明図である。本実施形態の無線電力伝送システム１０は、送電信号の電波を送信する送電装置２０と、送電装置２０から送信された電波を受信して直流の電力を出力する受電装置（直流電力）３０とを備える。無線電力伝送の電波は例えばマイクロ波又はミリ波である。
　送電装置２０は、複数のアンテナ素子（以下「アンテナ」ともいう。）が２次元的に配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置２１を有する。送電装置２０のアレーアンテナは複数のアンテナが１次元的に又は３次元的に配置されたものであってもよい。
　受電装置３０は、複数のアンテナ３１ａが２次元的に配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置３１を有する。受電装置３０のアレーアンテナは複数のアンテナ３１ａが１次元的に又は３次元的に配置されたものであってもよい。また、受電装置３０は、アンテナ装置３１の複数のアンテナ３１ａに対応するように設けられた複数の整流回路（直流電源回路）からなる整流回路群３００を有する。
　図２は、実施形態に係る無線電力伝送システムにおける受電装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図２において、受電装置３０は、アンテナ装置３１と、アンテナ装置３１からの入力電力を受ける複数（ｎ個）の整流回路（直流電源回路）からなる整流回路群３００とを備える。更に、受電装置３０は、複数の整流回路を接続する複数の回路接続パターンを切り替え可能に構成され、複数の整流回路の出力電力を合成して出力するＤＣ合成回路（電力合成部）３１０を備える。整流回路群３００及びＤＣ合成回路（電力合成部）３１０は、無線電力伝送の電波を受信した高周波の交流電力を直流電力に変換するＲＦ－ＤＣ電力変換装置として機能する。また、受電装置３０は、ＤＣ合成回路３１０から出力される直流出力電力を測定可能なＤＣ出力測定装置（電力出力部）３２０と、ＤＣ合成回路３１０を制御する制御部３３０とを備える。
　ＤＣ合成回路３１０は、整流回路群３００の複数（ｎ個）の整流回路のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部３１１（１）～３１１（ｎ）と、複数（ｎ個）の整流回路のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部３１２（１）～３１２（ｎ）と、正側出力端子（プラス入力部）３１３と、負側出力端子（マイナス出力部）３１４とを有する。
　ＤＣ合成回路３１０は、例えば、制御部３３０によってオン・オフ制御され複数のスイッチからなるスイッチング回路で構成され、整流回路群３００と正側出力端子（プラス入力部）３１３及び負側出力端子（マイナス出力部）３１４との間の回路接続パターン（接続状態）を切り替えることができる。
　制御部３３０は、後述の方法により、ＤＣ合成回路３１０における複数の回路接続パターンを生成し、ＤＣ合成回路３１０の回路接続を複数の回路接続パターンのそれぞれに順次切り替え、複数の回路接続パターンのそれぞれについてＤＣ出力測定装置３２０で測定された直流出力電力の測定結果に基づいて最適な回路接続パターンを決定し、ＤＣ合成回路３１０における回路接続を最適な回路接続パターンに設定する。ここで、最適な回路接続パターンとしては、例えば、複数の回路接続パターンの中で、ＲＦ－ＤＣ変換効率を向上させることができるように直流出力電力が最大になる回路接続パターンに決定される。
　上記構成の受電装置３０において、最適な回路接続パターンを決定する際の候補となる複数の回路接続パターンを生成する手法としては、遺伝的アルゴリズムなど、ランダム性を利用する手法が多くある。しかしながら、単純なランダム生成を行う場合、生成した複数の回路接続パターンの冗長性が大きくなったり、最大の直流出力電力が得られない特定の接続形態（例えば、直列のみ、又は、並列のみ）に偏った回路接続パターンが生成されたりすることにより、回路接続パターンの最適化に時間がかかるという課題がある。
　そこで、本実施形態では、ＤＣ合成回路３１０における回路接続の最適化に用いる複数の回路接続パターンを、以下に示す新規なグラフの回路モデルを用いたランダム生成手法で生成することにより、回路接続パターンの最適化にかかる時間を抑制している。
　図３Ａは実施形態に係るグラフを用いた回路モデル（以下「グラフ回路モデル」という。）４０の説明図である。図３Ｂは同グラフ回路モデル４０における複数の整流回路に対応するノード４０１（１）～４０１（ｎ）の説明図である。図３Ａにおいて、グラフ回路モデル４０は、整流回路群３００に対応する整流回路ノード群４００と、正側出力端子３１３に対応するノード４０３と、負側出力端子３１４に対応するノード４０４とを含む。整流回路ノード群４００における複数の回路接続パターンを生成する場合、図３Ｂに示す複数（ｎ個）の整流回路に対応するノード４０１（１）～４０１（ｎ）をランダムに選択して接続する必要があるが、単純なランダム選択による回路接続パターンの生成では、生成した複数の回路接続パターンに冗長性や偏りが発生するおそれがある。
　図４Ａは、グラフ回路モデル４０における整流回路３０１（１）～３０１（３）のノード４０１（１）～４０１（３）の回路接続パターンの一例を示す説明図である。図４Ｂ）は、図４Ａのノード４０１（１）～４０１（３）の接続パターンに対応する実際の回路の説明図である。図４Ｂの実際の回路における正側出力端子３０３、負側出力端子３０４及び整流回路３０１（１）～３０１（３）の間の接続線は、図４Ａのグラフ回路モデル４０においてノード４０３、４０４、４０１（１）～４０１（３）間の線分で表される。
　図５Ａ～図５Ｃは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノード４０１（１）～４０１（３）の回路接続パターンの順番による冗長性の一例を示す説明図である。図５Ａ～図５Ｃの複数の回路接続パターンは、正側出力端子のノード４０３と負側出力端子のノード４０４とのに接続されるノード４０１（１）～４０１（３）の順番が互いに異なるが、正側出力端子のノード４０３と負側出力端子のノード４０４との間に同等の直流電力が出力されるため、互いに冗長した回路接続パターンとして扱うことができる。
　図６Ａ及び図６Ｂは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノード４０１（１）～４０１（３）の回路接続パターンの構造による冗長性の一例を示す説明図である。図６Ａ及び図６Ｂの複数の回路接続パターンは、正側出力端子のノード４０３と負側出力端子のノード４０４とのに接続されるノード４０１（１）～４０１（３）の上下方向の構造が互いに異なるが、正側出力端子のノード４０３と負側出力端子のノード４０４との間に同等の直流電力が出力されるため、互いに冗長した回路接続パターンとして扱うことができる。
　図７Ａ及び図７Ｂは、グラフ回路モデルにおける整流回路のノード４０１（１）～４０１（ｎ）の回路接続パターンの偏りの説明図である。図７Ａは、整流回路群のすべての整流回路のノード４０１（１）～４０１（ｎ）が直列接続された偏った回路接続パターンの例である。この回路接続パターンでは、高い直流電圧が出力されるが出力電流が小さいため、最大の直流出力電力が得られない。また、図７Ｂは、整流回路群のすべての整流回路のノード４０１（１）～４０１（ｎ）が並列接続された偏った回路接続パターンの例である。この回路接続パターンでは、大きな直流電流が出力されるが出力電圧が低いため、最大の直流出力電力が得られない。このように図７Ａ及び図７Ｂの回路接続パターンは、最大の直流出力電力が得られない。
　本実施形態では、グラフ回路モデルにおける整流回路のノード４０１（１）～４０１（ｎ）の回路接続パターンの生成において、以下に説明する回路生成アルゴリズムにより、生成される回路接続パターンの冗長性や偏りを抑制し、回路接続パターンの最適化にかかる時間を抑制している。
　図８は、本実施形態に係るグラフ回路モデルを用いた回路接続パターンの生成、最適化及び制御の一例を示すフローチャートである。図９は、図８で用いるグラフ回路モデルにおける整流回路に対応する単体のノードの説明図である。図１０は、図８で用いるグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群の一例を示す説明図である。図１１は、図８で用いるグラフ回路モデルにおける２番目の副接続の直列ノード群の一例を示す説明図である。図１２は、図８で用いるグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群と２番目の副接続の直列ノード群との接続の一例を示す説明図である。図１３は、図８で用いるグラフ回路モデルにおける主接続の直列ノード群とｍ番目の副接続の直列ノード群との接続の一例を示す説明図である。
　図８の回路接続パターンの生成、最適化及び制御は、例えば、前述の制御部３３０で実行される。図８において、制御部３３０は、まず、グラフ回路モデルで用いられる複数のノード４０１（１）～４０１（ｎ）の属性、回路接続パターンの生成に用いるノードリスト及び接続点リストの初期設定（又は初期化）を行う（Ｓ１００）。また、この初期設定では、直列ノード群のカウント数ｍが１に初期設定される。
　図９に示すように、ノード４０１は他と接続するための接続点４０１ｐを有するように定義される。また、生成される回路接続パターン毎に、複数のノード４０１（１）～４０１（ｎ）のすべてについて、表１に示すノード４０１の属性を示すパラメータの値が設定される。この回路接続パターン毎に設定される複数のノード４０１（１）～４０１（ｎ）のすべてについての表１のパラメータのデータのリストが、ノードリストである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中の親ノードは、対象ノードが接続するノードのうち正側出力端子のノードに近いノードである。また、子ノードは、対象ノードが接続するノードのうち負側出力端子のノードに近いノードである。親ノード及び子ノードの情報はそれぞれ、そのノードの識別情報であり、例えば、ノードの連続番号１～ｎのいずれかの数字である。回路接続パターンの開始前は「ｐａｒｅｎｔ」及び「ｃｈｉｌｄｒｅｎ」の欄はブランクであり、回路接続パターンが生成されていく各ステップにおいて必要に応じて更新される。
　また、図８のステップＳ１００においては、後述の副接続の直列ノード群のそれぞれにおける先頭ノード（図中の上端のノード）が接続可能な接続候補の接続点のリスト（以下「接続点リスト」という。）のデータも初期化される。
　次に、制御部３３０は、図８の回路接続パターンの生成（Ｓ２００）において、まず図１０に示すように、正側出力端子のノード４０３と複数（ｎ個）の整流回路の一部の複数（Ｎ１個）の整流回路のノード４０１（１，１）～４０１（１，Ｎ１）と負側出力端子のノード４０４とを順に直列接続した主接続（以下「主鎖」ともいう。）の直列ノード群４１０（１）を生成する。ここで、Ｎ１は、作成対象の回路接続パターンの主鎖の長さを示し、正側出力端子と負側出力端子との間の最長距離を表す。
　ここで、ノードの符号４０１（ｋ１，ｋ２）の括弧内の「ｋ１」は、作成される順番に付される直列ノード群の識別番号であり、当該括弧内の「ｋ２」は、当該直列ノード群内における上下方向に順に付される複数のノードの識別番号である。
　また、上記「Ｎ１」は、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）に含まれるノードの数であり、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）の長さを示し、正側出力端子のノード４０３と負側出力端子のノード４０４との間の最長距離を表す。最長距離「Ｎ１」の値は、以降の副接続の直列ノード群の生成の際に参照されるため、保持される。
　また、「Ｎ１」の値を回路接続パターン毎に変更することにより、ランダム性を有するように生成される複数の回路接続パターンを区別することができ、複数の回路接続パターンのそれぞれに用いる「Ｎ１」の値の確率を制御することにより、回路接続パターンの冗長性及び偏りの低減が可能である。
　次に、ｍが２にカウントアップされ（Ｓ２０２）、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）に対して並列接続する２番目（ｍ＝２）の直列ノード群である副接続の直列ノード群４１０（２）のノード数Ｎ２（１≦Ｎ２≦Ｎ１）を決定し、図１１に示すように副接続の直列ノード群４１０（２）を作成する（Ｓ２０３）。
　次に、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）の接続点４０３ｐ，４０１ｐ（１，１）～４０１ｐ（１，Ｎ１）の中から、副接続の直列ノード群４１０（２）の一方の端部のノードである図中上端の第１ノード４０１（２，１）のパラメータ「ｐｄｉｓ」（正側出力端子からの最短距離）の値に基づいて、第１ノード４０１（２，１）を接続可能な接続点の複数の候補を決定し、そのリスト（接続点リスト）を作成する（Ｓ２０４）。
　次に、上記接続点リストから、副接続の直列ノード群４１０（２）の第１ノード４０１（２，１）を接続する接続点を決定し（Ｓ２０５）、その後、副接続の直列ノード群４１０（２）の他方の端部のノードである図中下端の第Ｎ２ノード４０１（２，Ｎ２）のパラメータ「ｎｄｉｓ」（負側出力端子からの最短距離）の値に基づいて、第Ｎ２ノード４０１（２，Ｎ２）が接続する接続点を決定する（Ｓ２０６）。
　次に、上記決定された第１ノード４０１（２，１）及び第Ｎ２ノード４０１（２，Ｎ２）それぞれの接続点に基づいて、ノードリストにおける各ノードの「ｐａｒｅｎｔ」（親ノードの情報）及び「ｃｈｉｌｄｒｅｎ」（子ノードの情報）を更新し、図１２に示すグラフを作成する（Ｓ２０７）。
　以下、作成したグラフのノード総数が整流回路の総数ｎと等しくなるまで、ｍをカウントアップして副接続の直列ノード群の作成及び主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）への接続を繰り返し実行する（Ｓ２０８，Ｓ２０２～Ｓ２０７）。なお、この繰り返し実行の際に、副接続の直列ノード群の数、副接続の直列ノード群に含まれるノードの数及び主接続の直列ノード群における副接続の直列ノード群の接続点の少なくとも一つを変更してもよい。この場合、最終的に生成される複数の回路接続パターンの間で、副接続の直列ノード群の数、副接続の直列ノード群に含まれるノードの数及び主接続の直列ノード群における副接続の直列ノード群の接続点の少なくとも一つが互いに異なるので、最終的に生成される複数の回路接続パターンのランダム性を高めることができる。
　例えば、ｍがｍ＋１にカウントアップされ、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）に対して並列接続するｍ番目（ｍ≧３）の直列ノード群である副接続の直列ノード群４１０（ｍ）のノード数Ｎｍ（１≦Ｎｍ≦Ｎｍ－１≦．．．≦Ｎ２≦Ｎ１）を決定し、ｍ番目の副接続の直列ノード群４１０（ｍ）を作成する（Ｓ２０３）。
　次に、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）の接続点４０３ｐ，４０１ｐ（１，１）～４０１ｐ（１，Ｎ１）の中から、副接続の直列ノード群４１０（ｍ）の一方の端部のノードである図中上端の第１ノード４０１（ｍ，１）のパラメータ「ｐｄｉｓ」（正側出力端子からの最短距離）の値に基づいて、第１ノード４０１（ｍ，１）を接続可能な接続点の複数の候補を決定し、そのリスト（接続点リスト）を作成する（Ｓ２０４）。
　次に、上記接続点リストから、副接続の直列ノード群４１０（ｍ）の第１ノード４０１（ｍ，１）を接続する接続点を決定し（Ｓ２０５）、その後、副接続の直列ノード群４１０（ｍ）の他方の端部のノードである図中下端の第Ｎｍノード４０１（ｍ，Ｎｍ）のパラメータ「ｎｄｉｓ」（負側出力端子からの最短距離）の値に基づいて、第Ｎｍノード４０１（ｍ，Ｎｍ）が接続する接続点を決定する（Ｓ２０６）。
　次に、上記決定された第１ノード４０１（ｍ，１）及び第Ｎｍノード４０１（ｍ，Ｎｍ）それぞれの接続点に基づいて、ノードリストにおける各ノードの「ｐａｒｅｎｔ」（親ノードの情報）及び「ｃｈｉｌｄｒｅｎ」（子ノードの情報）を更新し、図１３に示すグラフを作成する（Ｓ２０７）。
　以下、予め設定した主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）のノード数Ｎｍの候補の数だけ、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）の生成、副接続の直列ノード群の作成及び主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）への接続を繰り返し実行することにより（Ｓ２０８，Ｓ２１０、Ｓ２０１～Ｓ２０８）、互いに異なる複数の回路接続パターンを生成することができる。
　なお、上記主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）及び上記副接続の直列ノード群４１０（２）～４１０（ｍ）のそれぞれにおけるノード数Ｎｍのリスト（ノード数リスト）を予め決めてもよい。この場合は、最終的に生成される回路接続パターンをある程度絞り込むことができる。
　また、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）におけるノードの数Ｎ１を複数の候補から選択して決定するときの複数の候補に対する確率分布（乱数分布）を指定してもよい。この指定により、生成される複数の回路接続パターンのランダム性を制御することができる。
　また、副接続の直列ノード群４１０（２）～４１０（ｍ）におけるノードの数Ｎｍ（ｍ≧２）を複数の候補から選択して決定するときの複数の候補に対する確率分布（乱数分布）を指定してもよい。この指定により、生成される複数の回路接続パターンのランダム性を制御することができる。
　次に、制御部３３０は、上記複数の回路接続パターンの生成（Ｓ２００）が完了したら、ＤＣ合成回路３１０における回路接続を上記複数の回路接続パターンのそれぞれに順次切り替え、上記生成した複数の回路接続パターンのそれぞれについてＤＣ出力測定装置３２０で測定された直流出力電力の測定結果に基づいて最適な回路接続パターンを決定する最適化を実行する（Ｓ３００）。例えば、上記生成した複数の回路接続パターンの中から、ＤＣ出力測定装置３２０で測定された直流出力電力が最大になる回路接続パターンを最適な回路接続パターンとして決定する。
　次に、制御部３３０は、上記決定した最適な回路接続パターンに基づいて、ＤＣ合成回路３１０における回路接続を上記最適な回路接続パターンに設定するように制御する（Ｓ４００）。例えば、制御部３３０は、上記決定した最適な回路接続パターンに対応するノードリストのデータに基づいて、ＤＣ合成回路３１０を構成するスイッチング回路のスイッチをオン・オフ制御することにより、ＤＣ合成回路３１０における回路接続を上記最適な回路接続パターンに設定する。
　以上、直流電力出力装置が無線電力伝送システムの受電装置３０であり、複数の直流電源回路がそれぞれ整流回路３０１である場合について説明したが、直流電力出力装置及び複数の直流電源回路は前述の例示した構成に限定されない。例えば、直流電力出力装置は太陽光発電システムの発電装置であってもよく、複数の直流電源回路は太陽電池がそれぞれ接続された複数の電源回路であってもよい。
　図１４は、実施形態に係る太陽光発電システムの直流電力出力装置３５の一例を示す回路図である。なお、図１４において、前述の図２と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
　図１４の太陽光発電システムの直流電力出力装置３５において、ＤＣ合成回路３１０の複数のプラス入力部３１１（１）～３１１（ｎ）には、太陽電池群３４０を構成する複数（ｎ個）の太陽電池のプラス出力端子が接続される。また、ＤＣ合成回路３１０の複数のマイナス入力部３１２（１）～３１２（ｎ）には、太陽電池群３４０を構成する複数（ｎ個）の太陽電池のマイナス出力端子が接続される。
　以上、本実施形態によれば、複数の直流電源回路（例えば、整流回路、太陽電池）を接続する回路接続の最適化に用いる複数の回路接続パターンを、グラフの回路モデルを用いて生成することにより、複数の回路接続パターンを冗長性や偏りを低減して生成できるため、回路接続の最適化にかかる時間を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）のノード数Ｎ１の値を回路接続パターン毎に変更することにより、ランダム性を有するように生成される複数の回路接続パターンを区別することができ、複数の回路接続パターンのそれぞれに用いる上記Ｎ１の値の確率を制御することにより、回路接続パターンの冗長性及び偏りの低減が可能である。
　また、本実施形態によれば、ＤＣ合成回路３１０の回路接続パターンの生成に用いる主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）及び副接続の直列ノード群４１０（２）～４１０（ｍ）のそれぞれにおけるノード数Ｎｍのリスト（ノード数リスト）を予め決めることにより、最終的に生成される回路接続パターンをある程度絞り込むことができるので、ＤＣ合成回路３１０の回路接続の最適化にかかる時間を更に抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、主接続（主鎖）の直列ノード群４１０（１）におけるノードの数Ｎ１を複数の候補から選択して決定するときの複数の候補に対する確率分布（乱数分布）を指定することにより、生成される複数の回路接続パターンのランダム性を制御することができる。
　また、本実施形態によれば、副接続の直列ノード群４１０（２）～４１０（ｍ）におけるノードの数Ｎｍ（ｍ≧２）を複数の候補から選択して決定するときの複数の候補に対する確率分布（乱数分布）を指定することにより、生成される複数の回路接続パターンのランダム性を制御することができる。
　また、本実施形態によれば、最終的に生成される複数の回路接続パターンの間で、副接続の直列ノード群の数、副接続の直列ノード群に含まれるノードの数及び主接続の直列ノード群における副接続の直列ノード群の接続点の少なくとも一つが互いに異なるようにすることにより、最終的に生成される複数の回路接続パターンのランダム性を高めることができる。
　また、本発明は、直流出力電力の最大化を図ることができる無線電力伝送システム及び太陽光発電システムを提供できるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。
　なお、本明細書で説明された処理工程並びにシステムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
　ハードウェア実装については、実体（例えば、スイッチング回路、直流電力出力装置、受電装置、送電装置、発電装置、整流回路、電源回路、各種無線通信装置、基地局装置（Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｎｏｄｅ Ｇ）、端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
　また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
　また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。
　また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
１０　　　：無線電力伝送システム
２０　　　：送電装置
２１　　　：アンテナ装置
３０　　　：受電装置
３１　　　：アンテナ装置
３１ａ　　：アンテナ
３５　　　：直流電力出力装置
４０　　　：グラフ回路モデル
３００　　：整流回路群
３０１　　：整流回路（直流電源回路）
３０３　　：正側出力端子
３０４　　：負側出力端子
３１０　　：ＤＣ合成回路（電力合成部）
３１１　　：プラス入力部
３１２　　：マイナス入力部
３１３　　：正側出力端子
３１４　　：負側出力端子
３２０　　：ＤＣ出力測定装置（電力出力部）
３３０　　：制御部
３４０　　：太陽電池群
４００　　：ノード群
４０１　　：整流回路に対応するノード
４０１ｐ　：接続点
４０３　　：正側出力端子に対応するノード
４０３ｐ　：接続点
４０４　　：負側出力端子に対応するノード
４１０　　：直列ノード群

Claims (14)

  1. 　複数の直流電源回路を接続する回路接続パターンを生成する方法であって、
    　複数の直流電源回路、正側出力端子及び負側出力端子のそれぞれをノードとした回路モデルにおいて、前記複数の直流電源回路のノードのそれぞれに、前記直流電源回路の回路情報、前記正側出力端子からの最短距離及び前記負側出力端子からの最短距離を設定することと、
    　前記回路モデルにおいて、前記正側出力端子のノードと前記複数の直流電源回路の一部の複数の直流電源回路のノードと前記負側出力端子のノードとを順に直列接続した主接続の直列ノード群を決定することと、
    　前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群に並列に接続される、前記複数の直流電源回路の残りの一又は複数の直流電源回路のノードからなる副接続の直列ノード群を決定することと、
    　前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群のノードの数及び前記副接続の直列ノード群におけるノードの数の合計が、前記複数の直流電源回路のノードの総数と等しくなるまで、前記副接続の直列ノード群の決定を繰り返すことと、
    　前記回路モデルにおいて、前記決定した主接続の直列ノード群と前記決定した副接続の直列ノード群とを接続して前記回路接続パターンを生成することと、
    を含む、ことを特徴とする方法。
  2. 　請求項１の方法において、
    　前記副接続の直列ノード群を決定することは、
    　　前記正側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続可能な接続点の複数の候補を決定することと、
    　　前記接続点の複数の候補に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードを接続する接続点を決定することと、
    　　前記副接続の直列ノード群の一方の端部のノードの接続点を決定した後、前記負側出力端子からの最短距離に基づいて、前記主接続の直列ノード群に対して前記副接続の直列ノード群の他方の端部のノードを接続する接続点を決定することと、
    を含む、ことを特徴とする方法。
  3. 　請求項１の方法において、
    　前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数を変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すことを含み、
    　前記複数の回路接続パターンは、前記主接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数が互いに異なる、
    ことを特徴とする方法。
  4. 　請求項３の方法において、
    　前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定することを含む、ことを特徴とする方法。
  5. 　請求項４の方法において、
    　前記主接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定することを含む、ことを特徴とする方法。
  6. 　請求項１の方法において、
    　前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群に含まれる前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群における前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくともと一つを変更して、前記主接続の直列ノード群の決定と前記副接続の直列ノード群の決定とを繰り返すことを含み、
    　前記複数の回路接続パターンは、前記副接続の直列ノード群の数、前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数及び前記主接続の直列ノード群に対する前記副接続の直列ノード群の接続点、の少なくともと一つが互いに異なる、
    ことを特徴とする方法。
  7. 　請求項６の方法において、
    　前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数の複数の候補を事前に決定することを含む、
    ことを特徴とする方法。
  8. 　請求項７の方法において、
    　前記副接続の直列ノード群における前記直流電源回路のノードの数を前記複数の候補から選択して決定するときの前記複数の候補に対する確率分布を指定することを含む、ことを特徴とする方法。
  9. 　複数の直流電源回路と正側出力端子と負側出力端子とを備える直流電力出力装置であって、
    　複数の直流電源回路を接続する複数の回路接続パターンを切り替え可能に構成され、前記複数の直流電源回路の出力電力を合成して出力する電力合成部と、
    　前記電力合成部から出力される直流出力電力を測定可能な電力出力部と、
    　前記電力合成部を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　　請求項１乃至８のいずれかの方法で前記複数の回路接続パターンを生成し、
    　　前記電力合成部における回路接続を前記複数の回路接続パターンのそれぞれに順次切り替え、前記複数の回路接続パターンのそれぞれについて前記電力出力部で測定された直流出力電力の測定結果に基づいて最適な回路接続パターンを決定し、
    　　前記電力合成部における回路接続を前記最適な回路接続パターンに設定する、
    ことを特徴とする直流電力出力装置。
  10. 　請求項９の直流電力出力装置において、
    　当該直流電力出力装置は、無線電力伝送システムの受電装置であり、
    　前記複数の直流電源回路は、無線電力伝送システムの受信アンテナ装置を構成する複数のアンテナに接続された複数の整流回路である、ことを特徴とする直流電力出力装置。
  11. 　請求項１０の直流電力出力装置と、
    　前記直流電力出力装置に向けて送電信号を送信する送電装置と、
    を備える、ことを特徴とする無線電力伝送システム。
  12. 　請求項９の直流電力出力装置において、
    　当該直流電力出力装置は、太陽光発電システムの発電装置であり、
    　前記複数の直流電源回路は、太陽電池がそれぞれ接続された複数の電源回路である、ことを特徴とする直流電力出力装置。
  13. 　請求項１２の直流電力出力装置を備える太陽光発電システム。
  14. 　複数の直流電源回路と正側出力端子と負側出力端子とを有する直流電力出力装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
    　複数の直流電源回路、正側出力端子及び負側出力端子のそれぞれをノードとした回路モデルにおいて、前記複数の直流電源回路のノードのそれぞれに、前記直流電源回路の回路情報、前記正側出力端子からの最短距離及び前記負側出力端子からの最短距離を設定するためのプログラムコードと、
    　前記回路モデルにおいて、前記正側出力端子のノードと前記複数の直流電源回路の一部の複数の直流電源回路のノードと前記負側出力端子のノードとを順に直列接続した主接続の直列ノード群を決定するためのプログラムコードと、
    　前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群に並列に接続される、前記複数の直流電源回路の残りの一又は複数の直流電源回路のノードからなる副接続の直列ノード群を決定するためのプログラムコードと、
    　前記回路モデルにおいて、前記主接続の直列ノード群のノードの数及び前記副接続の直列ノード群におけるノードの数の合計が、前記複数の直流電源回路のノードの総数と等しくなるまで、前記副接続の直列ノード群の決定を繰り返すためのプログラムコードと、
    　前記回路モデルにおいて、前記決定した主接続の直列ノード群と前記決定した副接続の直列ノード群とを接続して前記回路接続パターンを生成するためのプログラムコードと、
    を含む、ことを特徴とするプログラム。
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