JP2001325031A - 太陽光発電制御装置 - Google Patents
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Abstract
速やかな最大電力点追跡制御を可能とする太陽光発電制
御装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 順次、動作電圧V1、V2、V3(V3
<V1<V2)における出力電力W1、W2、W3を求
め(ステップT1〜T13)、第1の条件(W1>W2
かつW1>W3)または第2の条件(W1<W2かつW
1<W3)が成立する(ステップT14、T16でYE
S)ときは電圧V1に戻し(ステップT15)、第1、
第2の条件が共に不成立で第3の条件(W2>W1)が
成立する(ステップT17でYES)ときは電圧V2に
上昇させ(ステップT18)、不成立(ステップT17
でNO)のときは電圧V3に決定する(ステップT
1)。
Description
電力動作点を追跡制御する太陽光発電制御装置に係り、
特にその追跡制御の速度を高めて太陽電池の発電環境の
変化が激しい場合にも的確な制御を可能とするものであ
る。
する太陽電池は、天候(光の照度)や太陽電池の素子の
温度等の発電環境によって最大出力電力を発生するポイ
ント(電圧、電流値)が変化する。図9は、放射照度
(W/m2)が変化した場合の太陽電池の電流、電力−
電圧特性を示す。太陽光発電システムでは、限られた太
陽電池出力を有効に利用するために、最大電力点追跡
(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御が不
可欠である。MPPT制御は、発電環境に応じて変化す
る太陽電池の出力電力が常時最大となるように、太陽電
池の動作電圧、電流をコントロールするものである。現
在、ほとんどの太陽光発電システムで採用されている。
太陽電池の最大電力点を追跡する方法としては各種方法
が考案されているが、発電環境の変化が激しい場合に
は、必ずしも発電環境に対応して素早く追跡しきれてい
るとは言い難い。
ブロック図である。図において、1は太陽光発電システ
ムで、2は太陽電池、3は太陽電池2の出力電圧をモニ
ターする回路、4は太陽電池2の出力電流をモニターす
る回路、5はマイクロプロセッサによりMPPT制御を
行うコントローラで、マイクロプロセッサには太陽電池
動作電圧値、電流値を読み込むためのAD変換器が付属
されている。6は太陽光発電システムの電力変換器であ
るDC/DCコンバータ(あるいはDC/ACインバー
タ)、7は負荷、または系統連系型の場合は商用の系統
電源となる。ここで、コントローラ5のマイクロプロセ
ッサは太陽電池2の電圧と電流とを乗算することによっ
て太陽電池2の出力電力を算出し、メモリー内にその時
の電圧、電力値を記憶することができる。また、コント
ローラ5はDC/DCコンバータ(あるいはDC/AC
インバータ)6の出力をコントロールして、太陽電池2
の動作電圧を変化させることができる。
る。コントローラ5は太陽電池2の動作電圧を定期的に
変化させることにより太陽電池の出力電力を変化させ、
その値をモニターすることによって、どの太陽電池動作
電圧が最も出力電力が大きいかを判断する。出力電力が
大きい太陽電池動作電圧が見付かれば、その電圧を次の
動作電圧の基準値とし、そこから再び太陽電池2の動作
電圧を変化させてその時の太陽電池2の出力電力をモニ
ターし最も出力電力が大きい電圧を探す。この繰り返し
によって太陽電池2の最大電力点を追跡する。
にこの制御内容を更に詳しく説明する。当初、太陽電池
動作電圧がV1の時、コントローラ5のマイクロプロセ
ッサは太陽電池2の出力電圧V1と出力電流I1とをモ
ニターして、V1とI1とを乗算することにより太陽電
池出力電力W1を算出し、メモリーにV1とW1との値
を記憶する(ステップS1〜S3)。次に、コントロー
ラ5の指示により、DC/DCコンバータ6はその出力
電力を増減することによって、太陽電池2から見たDC
/DCコンバータ6のインピーダンスを変化させて、太
陽電池2の動作電圧をV1に比べて数V高い電圧である
任意の電圧値V2へステップ状に変化させる(ステップ
S4)。コントローラ5のマイクロプロセッサは、太陽
電池2の動作電圧がV2に整定するであろう任意のある
一定の期間(例えば0.5秒)をおいて(ステップS
5)、V2の時の太陽電池出力電流I2を測定し、V2
とI2とを乗算して太陽電池出力電力W2を算出し、メ
モリーにV2とW2との値を記憶する(ステップS6〜
S8)。
力電力を2点づつ記憶し、より多く電力を出力している
太陽電池動作電圧を新たな基準点とする。太陽電池動作
電圧を当初のV1からより高い電圧点V2へ変化させた
時に電力が増えた場合(ステップS9でYES)は次の
基準点をV2とし、次に移動させる点もV2より高い点
へ変化させる(ステップS10)。逆に電力が減った場
合(ステップS9でNO)には次に移動させる点はV1
よりも任意の電圧値だけ低い電圧値V3に変化させる
(ステップS11)。
秒)をおいて(ステップS12)、V3の時の太陽電池
出力電流I3を測定し、V3とI3を乗算して太陽電池
出力電力W3を算出し、メモリーにV3とW3との値を
記憶する(ステップS13〜S15)。そして、電圧V
3へ変化させた時に電力が増えた場合(ステップS16
でYES)には次の基準点をV3とし、ステップS11
に戻って、更に電圧を降下させる方向に移行する。逆に
電力が減った場合(ステップS16でNO)には、ステ
ップS4に戻り、再度、電圧を上昇させる方向に移行す
る。
ける出力電力を比較し、より大きい電力を出力している
太陽電池動作電圧を新たに基準動作点V1とする。この
ような制御を繰り返すことによって、太陽電池の最大出
力電力を追跡する。
日射の変動が連続的に発生した場合、必ずしも正確に最
大電力点を追跡しきれない場合がある。すなわち、連続
的に日射量が増加し、太陽電池の発電電力が連続的に増
加している時、本来なら太陽電池動作電圧は高い方が最
大電力点に近いにもかかわらず、発電量が連続して増加
しているため正しく最大電力点の追跡を行うことができ
ず、追跡する動作電圧が逆方向である低い方へ進んでし
まうことなどが考えられる。更に、この弊害は、電圧が
異なる2つの動作点における出力電力の計測時点の間隔
が長時間化することで助長されることになる。即ち電圧
設定値を現状の値からステップ状に変化させた次の設定
値に移行させ、この移行後の電圧における正確な出力電
力を計測するためには、太陽電池が当該移行後の電圧で
安定した動作状態に至るまでの時間、整定時間が必要と
なる。
電池の特性や設置条件、太陽電池のユニット間やDC/
DCコンバータに至る接続配線の長さ、更にはDC/D
Cコンバータを含む回路条件等によって大きく変化する
ため、正確な出力電力を求める観点から、通常は、上述
したように、余裕をみて0.5秒程度の長目の時間に設
定せざるを得ずこのため計測間隔が長くなり、これが日
射量変動時の最大電力動作点追跡の制御に悪影響を及ぼ
す要因となっている訳である。勿論、この整定に長時間
を要すると、日射量の変動が存在しない場合にも、最大
電力動作点に到達するのが遅くなるので、太陽電池の平
均的な運転効率の低下を招くことにもなる。
案が検討されている。即ち、例えば、特開平7−646
60号公報は、重畳電圧源または重畳電流源を新たに設
けることにより、新たな電圧設定値または電流設定値へ
の追従を速めることができる太陽電池の最大電力追尾方
法を開示している。しかるに、この方式は、重畳電圧源
または重畳電流源という高価なハードウェアが必要にな
るとともに、主回路構成が複雑になるという問題点があ
る。
として、例えば、特開平6−35555号公報は、電圧
設定値をV1からV2に変化させ再びV1に戻すこと
で、3時点における出力電力を計測し、これらの比較か
ら太陽電池の最大電力点追跡を行う制御法を開示してい
る。しかるに、この場合、3時点における3つのデータ
を基に1回の比較演算を行い次ステップの電圧設定値を
決めるので、制御動作がその分遅くならざるを得ず、し
かも、その3点の内、2点のデータは同一動作電圧であ
って日射量変化の判定のみに利用され電力−電圧特性上
の現在位置探知のためのデータには成り得ないので、結
果として最大電力点追跡の制御応答としては不十分と言
わざるを得ない。
公報は、電圧または電流の複数の動作点における出力電
力を計測し、これらデータから求める電圧(電流)−電
力特性曲線の曲率に応じて最大電力点の方向を追跡する
電池電源の電力制御装置を開示している。ここでは、少
なくとも、複数の計測データから有極の関数式により決
定される近似曲線の曲率を求めるという複雑な演算処理
が必要となり、その分ソフトウェアが複雑になるととも
に、演算処理時間が大となって迅速な追跡制御を実現す
ることが困難となる。
ためになされたもので、その目的は、電圧または電流の
設定値を変化させる場合の整定に必要な時間を実質的に
短縮して最大電力点追跡の制御動作を速めることができ
る太陽光発電制御装置を得ることである。また、この発
明は、日射量等発電環境の変化を加味するとともに速や
かな最大電力点追跡制御を可能とする太陽光発電制御装
置を得ることを目的とする。
る太陽光発電制御装置は、太陽電池からの電力をその電
圧を変換して負荷または系統に供給する電力変換手段、
上記太陽電池の出力電力を検出する電力検出手段、およ
び上記電力変換手段を制御することにより上記太陽電池
の電圧または電流の設定値を順次ステップ状に変化さ
せ、これら設定値が互いに異なる複数の動作点における
上記太陽電池の出力電力の比較から太陽電池の最大電力
動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽光発電
制御装置において、設定値とする太陽電池の電圧または
電流の変化を監視する監視手段を備え、第1の動作点に
おける電力検出が終了した後、設定目標値を次ステップ
の設定目標値に変更して次に電力を検出すべき第2の動
作点に移行する場合、上記監視手段の出力と上記次ステ
ップの設定目標値との偏差量を検出し、この偏差量が予
め定めた所定範囲内になった時点における出力電力検出
値を上記第2の動作点における出力電力とするものであ
る。
は、その第1の動作点から第2の動作点に移行する場
合、設定目標値を次ステップの設定目標値に変更してか
らの経過時間を検出し、この経過時間が予め定めた所定
時間となった時点で偏差量が所定範囲内になっていない
ときは、当該所定時間における出力電力検出値を上記第
2の動作点における出力電力とするものである。
は、太陽電池からの電力をその電圧を変換して負荷また
は系統に供給する電力変換手段、上記太陽電池の出力電
力を検出する電力検出手段、および上記電力変換手段を
制御することにより上記太陽電池の電圧または電流の設
定値を順次ステップ状に変化させ、これら設定値が互い
に異なる複数の動作点における上記太陽電池の出力電力
の比較から採用すべき動作設定値を決定し太陽電池の最
大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽
光発電制御装置において、出力電力の比較を、第1の設
定値で動作させたときの出力電力検出値W1と、上記第
1の設定値より所定量増加または減少させた第2の設定
値で動作させたときの出力電力検出値W2と、上記第1
の設定値より所定量減少または増加させた第3の設定値
で動作させたときの出力電力検出値W3との3者につい
て行い、第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第
2の条件(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが
成立するときは上記第1の設定値を動作設定値に決定
し、上記第1および第2の条件が共に不成立のときは、
上記3者の内、出力電力検出値が最大となるものの設定
値を動作設定値に決定するものである。
は、太陽電池からの電力をその電圧を変換して負荷また
は系統に供給する電力変換手段、上記太陽電池の出力電
力を検出する電力検出手段、および上記電力変換手段を
制御することにより上記太陽電池の電圧または電流の設
定値を順次ステップ状に変化させ、これら設定値が互い
に異なる複数の動作点における上記太陽電池の出力電力
の比較から採用すべき動作設定値を決定し太陽電池の最
大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽
光発電制御装置において、出力電力の比較を、第1の設
定値で動作させたときの出力電力検出値W1と、上記第
1の設定値より所定量増加または減少させた第2の設定
値で動作させたときの出力電力検出値W2と、上記第1
の設定値より所定量減少または増加させた第3の設定値
で動作させたときの出力電力検出値W3との3者につい
て行い、第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第
2の条件(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが
成立するときは上記第1の設定値を動作設定値に決定
し、上記第1および第2の条件が共に不成立で、それぞ
れ第3の条件(W2>W1)が成立するときは上記第2
の設定値を動作設定値に決定し、上記第3の条件が不成
立のときは上記第3の設定値を動作設定値に決定するも
のである。
は、請求項3または4に記載の太陽光発電制御装置にお
いて、各動作点における出力電力の検出を、請求項1ま
たは2に記載の制御方式で行うものである。
実施の形態1における太陽光発電制御装置のMPPT制
御を説明するためのフローチャートである。なお、制御
装置のハード構成は従来の図10と同様であるので重複
を避けるため図示は省略する。今回提案するMPPT制
御も、太陽電池の電圧または電流の設定値を順次ステッ
プ状に変化させ、これら設定値が互いに異なる複数の動
作点における太陽電池の出力電力の比較から太陽電池の
最大電力動作点を追跡制御するものであるが、従来の図
12では電圧値が互いに異なる2つの動作点における出
力電力の比較から次に採用すべき動作電圧値を決定する
のに対し、ここでは電圧値が互いに異なる3つの動作点
における出力電力の比較から次に採用すべき動作電圧値
を決定する。
点を示す図2を参照しながら、制御動作を図1のフロー
チャートに従って詳細に説明する。先ず、現状の太陽電
池動作電圧V1を第1の設定値として太陽電池出力電流
I1を計測し(ステップT1)、コントローラ5のマイ
クロプロセッサは、V1とI1とを乗算することにより
太陽電池出力電力W1を算出し(ステップT2)、メモ
リーにV1とW1との値を記憶する(ステップT3)。
次に、設定目標値をV1より所定量高い第2の設定値で
あるV2へ移動し(ステップT4)、これに応じてDC
/DCコンバータ6はその出力電力を増減させ、太陽電
池2から見たDC/DCコンバータ6のインピーダンス
を変化させることにより、動作電圧を上昇させ、この整
定のために0.5秒待機する(ステップT5)。なお、
実施の形態1においてこの整定のために一定時間(0.
5秒)待機するという点は従来と同様である。
測し(ステップT6)、コントローラ5のマイクロプロ
セッサは、V2とI2とを乗算することにより太陽電池
出力電力W2を算出し(ステップT7)、メモリーにV
2とW2との値を記憶する(ステップT8)。
低い第3の設定値であるV3へ移動し(ステップT
9)、これに応じてDC/DCコンバータ6はその出力
電力を増減させ、太陽電池2から見たインピーダンスを
変化させることにより、動作電圧を降下させ、この整定
のために0.5秒待機する(ステップT10)。整定後
の動作電圧V3、出力電流I3を計測し(ステップT1
1)、コントローラ5のマイクロプロセッサは、V3と
I3とを乗算することにより太陽電池出力電力W3を算
出し(ステップT12)、メモリーにV3とW3との値
を記憶する(ステップT13)。
ーに記憶された、互いに異なる動作電圧V1、V2、V
3(V3<V1<V2)における出力電力W1、W2、
W3の相互大小比較を後述するステップT14、T1
6、T17で行い、その結果に基づき次に採用すべき動
作設定値を決定する。
2、W3の大小関係は、純数学的には表1に示すK1〜
K6の6つのケースが考えられる。
順で経過していること、また、発電環境としての日射量
は、時間の経過と共に減少する場合、増加する場合、ほ
とんど変化しない場合の3つの場合が想定されること、
更に、図3に示すように、日射量の変動によって出力電
力の値が変動しても、各日射量における太陽電池の最大
電力点となる電圧はあまり変化しないという現象が認め
られることから、3点の出力電力の比較の結果、その間
に日射量が変化したと判断される場合には、動作電圧は
変化させない方が追跡制御動作の全体としては出力電力
量は大きくなると考えられる。
毎に、可能性の高い判定内容とその判定の結果として採
用すべき設定電圧値の出力について説明する。先ず、ケ
ースK1(W1>W2>W3)は、計測時間が経過する
につれて出力電力が単調減少しているので、一つはこの
間で日射量が連続的に減少していることが考えられる。
この場合は、上述した通り、設定電圧値は移動させない
のが得策であり、元の電圧V1を採用する。また、3点
の電圧の中央にある電圧V1における出力電力W1が最
大であるので、別の可能性として、この間に日射量の変
化がなく、しかも、電圧V1が最大電力動作点またはそ
の近傍にあることが考えられる。従って、この場合も採
用すべき電圧はV1となる。
日射量の連続的な変化は考えにくく、日射量の変化がな
く、ケースK1と同様、電圧V1が最大電力動作点近傍
にある可能性が高く、この場合は当然電圧V1を採用す
べきである。以上のように、ケースK1、K2の場合
は、次設定値としてV1を採用すべきことから、図1の
フローチャートでは、これをステップT14の第1の条
件(W1>W2かつW1>W3)の成立(YES)で判
別し、この場合、動作電圧をV1に戻す(ステップT1
5)。
K6の内、ケースK4(W2>W3>W1)は特異な発
電環境の変化を仮定しないと生じないので、現実的には
起こり難いと考えられここでは対象外としてよい。ケー
スK6(W3>W2>W1)は、計測時間が経過するに
つれて出力電力が単調増加しているので、この間で日射
量が連続的に増加していることが考えられる。この場合
は、上述した通り、設定電圧値は移動させないのが得策
であり、元の電圧V1を採用する。従って、このケース
K4、K6をステップT16の第2の条件(W1<W2
かつW1<W3)の成立(YES)で判別し、動作電圧
をV1に戻す(ステップT15)。
ースK3、K5の内、ケースK3(W2>W1>W3)
の場合は、これまでのステップT14、T16における
判別により日射量変化有(減少または増加)の可能性は
排除されているので日射量の変化はほとんど無しと考え
てよく、3点の内、最大の出力電力W2における動作電
圧V2を採用すべきである。これを、ステップT17の
第3の条件(W2>W1)の成立(YES)で判別し、
動作電圧V2に上昇させる(ステップT18)。なお、
このケースK3は、図2において、3点の電圧が最大電
力点の電圧より手前に位置する場合が相当する。
場合は、ケースK3と同様、日射量変化無としてよいの
で、3点の内、最大の出力電力W3における動作電圧V
3を採用すべきである。このケースK5は、図2におい
て、3点の電圧が最大電力点の電圧を越えた部分にある
場合が相当する。図1のフローチャートでは、このケー
スK5の場合をステップT17における不成立(NO)
で判別し、現状の動作電圧、即ち、3点の内最終時点の
動作電圧V3を、新たなV1、従って、次回の比較演算
の3点値の中央電圧値に設定する(ステップT1)。
かの間で等号が成立する場合(W1=W2、W2=W
3、W3=W1またはW1=W2=W3)については触
れていないが、これら等号が成立する場合、即ち、動作
電圧を変化させても太陽電池の出力電力が変化しない場
合は、日没時や曇等、日射量が非常に弱い状態であると
判断される。従って、この等号が成立する場合は、必ず
しも表1で説明した内容による判定および出力結果が得
られないが、このような極低出力状態が一定時間継続す
ると、図示しない監視手段でこれを検知し、太陽電池を
負荷や系統から切り離すことになるので特に問題とはな
らない。
太陽光発電制御装置においては、日射量変化の有無の判
別も可能となり、日射量の変化有と判断される場合は、
動作電圧を移動させることなく、全体として出力電力量
が大きくなる合理的な運転ができ、また、日射量の変化
無と判断される場合は、電圧が互いに異なる3点のいず
れか出力電力が最大となる動作点の電圧を直ちに決定す
ることができ、最大電力点追跡の制御動作を速めること
ができる。
17では、第3の条件としてW2>W1の成立または不
成立を判別するようにしたが、3者の出力電力W1、W
2、W3の内、最大のもの(ここではW2またはW3の
いずれかとなる)を選別し、当該出力電力最大動作点の
電圧を採用するようにしてもよい。
電圧V1の次に、これを所定量増加させた電圧V2と
し、更にその次に、電圧V1を所定量減少させた電圧V
3としたが、上記とは逆に、電圧V1の次にこれを所定
量減少させた電圧V2とし、更にその次に、電圧V1を
所定量増加させた電圧V3としても、図1と同様の要領
で迅速な最大電力点追跡制御を実現することができる。
態2における太陽光発電制御装置を示すブロック図であ
る。この形態2は従来技術で説明した整定に要する時間
の短縮を図ることで、追跡制御の制御速度の向上を実現
するものである。ここでは、図4のコントローラ5の内
部に常時監視手段51を設けている。この常時監視手段
51は、常に(あるいは、1秒間に100回程度の非常
に速い繰り返し周期で)太陽電池の動作電圧をモニター
する構成となっている。
点を示す図5と処理の流れを示すフローチャート図6に
基づき動作について詳細に説明する。なお、図6に示す
フローチャートは、常時監視手段51によって整定の時
間を実質的に短縮する構成を、先の形態1で説明した3
点の電圧における出力電力W1、W2、W3の比較から
採用すべき動作電圧値を決定する方式の追跡制御に適用
したものである。従って、説明が重複する部分は適宜省
略する。
のステップT1〜T3と全く同一で、メモリーにV1と
W1との値を記憶する。次に、ステップU4で、設定目
標値をV1より所定量高い第2の設定値V2へ移動し、
これに応じてDC/DCコンバータ6はその出力電力を
増減させ、太陽電池の動作電圧を上昇させていく。
時刻t1でのV1の値から、太陽電池2を含む配線、更
にはDC/DCコンバータ6や負荷7を含む回路の諸定
数で決定される時定数で上昇を続け目標設定値V2に至
る。この実施の形態2においては、常時監視手段51に
よりこの電圧変化を常時監視し、この監視電圧とV2と
の差がΔV=|V2−V1|の3%以内になったか否か
を常時判別する(ステップU51)。電圧差が3%以内
でなければ(ステップU51でNO)、動作設定値をV
2に移動させた時点(図7では時刻t1が相当)からの
経過時間が、回路条件にかかわらず整定に必要な十分な
時間として従来から設定されている時間0.5秒以上で
あるか否かを判別する(ステップU52)。0.5秒未
満の間はステップU51の判別動作を繰り返す。
と(同ステップU51でYES)、その時点の動作電圧
V2′、出力電流I2′を計測し(ステップU6)、コ
ントローラ5のマイクロプロセッサは、V2′とI2′
とを乗算することにより太陽電池出力電力W2′を算出
し(ステップU7)、メモリーにV2′とW2′との値
を記憶する(ステップU8)。動作設定値をV2に移動
させた時点からの経過時間が0.5秒になっても電圧差
が3%以内にならないときは(ステップU52でYE
S)、この時点で電圧監視を打ち切り、ステップU6〜
U8で、V2′とW2′との値を記憶する。このケース
は監視動作等に何らかの異常が発生してこの整定の時間
が無駄に長大化することを防止することを想定したもの
で、通常の制御動作では起こり得ないと考えられる。
ので、詳細な説明は割愛するが、ステップU101で
は、監視電圧と、V1より所定量低下させた動作設定値
V3との差がΔV=|V3−V1|の3%以内になった
か否かを常時判別する。電圧差が3%以内になると(ス
テップU101でYES)、その時点の動作電圧V
3′、出力電流I3′を計測し、コントローラ5のマイ
クロプロセッサは、V3′とI3′とを乗算することに
より太陽電池出力電力W3′を算出し、メモリーにV
3′とW3′との値を記憶する(ステップU11〜U1
3)。
W2′、W3→W3′、V2→V2′、V3→V3′と
した点を除けば実施の形態1の図1で説明した内容と全
く同一であるので再度の説明は省略する。
は、動作電圧をV1からV2へ、また、V2からV3へ
移行させる場合、従来のように、種々の回路条件を想定
し整定のため十分余裕をもって設定された時間(ここで
は0.5秒)、一律に経過させるのではなく、常時監視
手段51により動作電圧を常時監視し、ほぼ整定したと
みなし得るレベル(ここでは、例えば、監視電圧とV2
との差がΔV=|V2−V1|の3%以内となったレベ
ルとしている)に達した時点で電圧V2′、W3′等を
求め以後の出力電力比較演算処理に移行する。このた
め、全体として、最大電力点追跡制御の速度が高まり、
また、3点の出力電力の計測の時間ずれがその分短縮さ
れるので、その間における日射量の変化による影響も低
減し、追跡制御の精度の向上が期待できる。
電制御装置の実器モデルにおいて出力電圧を変化させた
場合の実測波形を図8に示す。この例は現状の出力電圧
V0=200Vから設定目標値電圧V1=198Vに移
行させる場合で、同図(a)は太陽電池出力電圧、同図
(b)は系統電圧、同図(c)はインバータ出力電流を
示す。ここでは、出力電圧は約0.05秒で整定してお
り、この実施の形態2を適用することにより、0.5秒
一律で処理していた従来の場合に比較して、追跡制御の
速度が大幅に上昇する。
ステップU52、U102で用いた判別基準の具体的数
値(3%、0.5秒)は、装置の能力や特性等に応じて
適宜変更し得ることは言うまでもない。
して整定のための時間の実質的な短縮を実現する発明
を、先の実施の形態1の、互いに異なる3点の電圧にお
ける出力電力の比較から最大電力点追跡制御を行う発明
に適用したが、前者の発明は、互いに異なる任意の複数
の電圧における出力電力の比較から最大電力点追跡制御
を行う場合に広く適用でき、その制御速度を高めるとい
う同等の効果を奏するものである。
の出力電力を計測する場合の設定値として電圧値を採用
したが、電流値を設定値とし、計測された出力電圧とか
ら出力電力を求め、また、電流値を常時監視するように
してもよい。
る太陽光発電制御装置は、太陽電池からの電力をその電
圧を変換して負荷または系統に供給する電力変換手段、
上記太陽電池の出力電力を検出する電力検出手段、およ
び上記電力変換手段を制御することにより上記太陽電池
の電圧または電流の設定値を順次ステップ状に変化さ
せ、これら設定値が互いに異なる複数の動作点における
上記太陽電池の出力電力の比較から太陽電池の最大電力
動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽光発電
制御装置において、設定値とする太陽電池の電圧または
電流の変化を監視する監視手段を備え、第1の動作点に
おける電力検出が終了した後、設定目標値を次ステップ
の設定目標値に変更して次に電力を検出すべき第2の動
作点に移行する場合、上記監視手段の出力と上記次ステ
ップの設定目標値との偏差量を検出し、この偏差量が予
め定めた所定範囲内になった時点における出力電力検出
値を上記第2の動作点における出力電力とするので、整
定を要する時間が実質的に短縮され、最大電力動作点追
跡制御の動作を速めることができる。
は、その第1の動作点から第2の動作点に移行する場
合、設定目標値を次ステップの設定目標値に変更してか
らの経過時間を検出し、この経過時間が予め定めた所定
時間となった時点で偏差量が所定範囲内になっていない
ときは、当該所定時間における出力電力検出値を上記第
2の動作点における出力電力とするので、監視動作等に
異常があって整定の時間が無駄に長大化することを防止
することができる。
は、太陽電池からの電力をその電圧を変換して負荷また
は系統に供給する電力変換手段、上記太陽電池の出力電
力を検出する電力検出手段、および上記電力変換手段を
制御することにより上記太陽電池の電圧または電流の設
定値を順次ステップ状に変化させ、これら設定値が互い
に異なる複数の動作点における上記太陽電池の出力電力
の比較から採用すべき動作設定値を決定し太陽電池の最
大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽
光発電制御装置において、出力電力の比較を、第1の設
定値で動作させたときの出力電力検出値W1と、上記第
1の設定値より所定量増加または減少させた第2の設定
値で動作させたときの出力電力検出値W2と、上記第1
の設定値より所定量減少または増加させた第3の設定値
で動作させたときの出力電力検出値W3との3者につい
て行い、第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第
2の条件(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが
成立するときは上記第1の設定値を動作設定値に決定
し、上記第1および第2の条件が共に不成立のときは、
上記3者の内、出力電力検出値が最大となるものの設定
値を動作設定値に決定するので、発電環境の変化を加味
するとともに速やかな最大電力動作点追跡制御が可能と
なり、全体として大きな発電電力量が確保できる。
は、太陽電池からの電力をその電圧を変換して負荷また
は系統に供給する電力変換手段、上記太陽電池の出力電
力を検出する電力検出手段、および上記電力変換手段を
制御することにより上記太陽電池の電圧または電流の設
定値を順次ステップ状に変化させ、これら設定値が互い
に異なる複数の動作点における上記太陽電池の出力電力
の比較から採用すべき動作設定値を決定し太陽電池の最
大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を備えた太陽
光発電制御装置において、出力電力の比較を、第1の設
定値で動作させたときの出力電力検出値W1と、上記第
1の設定値より所定量増加または減少させた第2の設定
値で動作させたときの出力電力検出値W2と、上記第1
の設定値より所定量減少または増加させた第3の設定値
で動作させたときの出力電力検出値W3との3者につい
て行い、第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第
2の条件(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが
成立するときは上記第1の設定値を動作設定値に決定
し、上記第1および第2の条件が共に不成立で、それぞ
れ第3の条件(W2>W1)が成立するときは上記第2
の設定値を動作設定値に決定し、上記第3の条件が不成
立のときは上記第3の設定値を動作設定値に決定するの
で、発電環境の変化を加味するとともに速やかな最大電
力動作点追跡制御が可能となり、全体として大きな発電
電力量が確保できる。
は、請求項3または4に記載の太陽光発電制御装置にお
いて、各動作点における出力電力の検出を、請求項1ま
たは2に記載の制御方式で行うので、一層高速度で正確
な最大電力動作点追跡制御が可能となる。
制御装置のMPPT制御の動作を説明するためのフロー
チャートである。
図である。
するための図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
図である。
説明するためのフローチャートである。
る。
電力−電圧特性を示す図である。
ロック図である。
す図である。
のフローチャートである。
ター回路、4 電流モニター回路、5 コントローラ、
51 常時監視手段、6 DC/DCコンバータ、7
負荷。
Claims (5)
- 【請求項1】 太陽電池からの電力をその電圧を変換し
て負荷または系統に供給する電力変換手段、上記太陽電
池の出力電力を検出する電力検出手段、および上記電力
変換手段を制御することにより上記太陽電池の電圧また
は電流の設定値を順次ステップ状に変化させ、これら設
定値が互いに異なる複数の動作点における上記太陽電池
の出力電力の比較から太陽電池の最大電力動作点を追跡
制御する電力制御手段を備えた太陽光発電制御装置にお
いて、 設定値とする太陽電池の電圧または電流の変化を監視す
る監視手段を備え、 第1の動作点における電力検出が終了した後、設定目標
値を次ステップの設定目標値に変更して次に電力を検出
すべき第2の動作点に移行する場合、上記監視手段の出
力と上記次ステップの設定目標値との偏差量を検出し、
この偏差量が予め定めた所定範囲内になった時点におけ
る出力電力検出値を上記第2の動作点における出力電力
とすることを特徴とする太陽光発電制御装置。 - 【請求項2】 第1の動作点から第2の動作点に移行す
る場合、設定目標値を次ステップの設定目標値に変更し
てからの経過時間を検出し、この経過時間が予め定めた
所定時間となった時点で偏差量が所定範囲内になってい
ないときは、当該所定時間における出力電力検出値を上
記第2の動作点における出力電力とすることを特徴とす
る請求項1記載の太陽光発電制御装置。 - 【請求項3】 太陽電池からの電力をその電圧を変換し
て負荷または系統に供給する電力変換手段、上記太陽電
池の出力電力を検出する電力検出手段、および上記電力
変換手段を制御することにより上記太陽電池の電圧また
は電流の設定値を順次ステップ状に変化させ、これら設
定値が互いに異なる複数の動作点における上記太陽電池
の出力電力の比較から採用すべき動作設定値を決定し太
陽電池の最大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を
備えた太陽光発電制御装置において、 出力電力の比較を、第1の設定値で動作させたときの出
力電力検出値W1と、上記第1の設定値より所定量増加
または減少させた第2の設定値で動作させたときの出力
電力検出値W2と、上記第1の設定値より所定量減少ま
たは増加させた第3の設定値で動作させたときの出力電
力検出値W3との3者について行い、 第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第2の条件
(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが成立する
ときは上記第1の設定値を動作設定値に決定し、 上記第1および第2の条件が共に不成立のときは、上記
3者の内、出力電力検出値が最大となるものの設定値を
動作設定値に決定することを特徴とする太陽光発電制御
装置。 - 【請求項4】 太陽電池からの電力をその電圧を変換し
て負荷または系統に供給する電力変換手段、上記太陽電
池の出力電力を検出する電力検出手段、および上記電力
変換手段を制御することにより上記太陽電池の電圧また
は電流の設定値を順次ステップ状に変化させ、これら設
定値が互いに異なる複数の動作点における上記太陽電池
の出力電力の比較から採用すべき動作設定値を決定し太
陽電池の最大電力動作点を追跡制御する電力制御手段を
備えた太陽光発電制御装置において、 出力電力の比較を、第1の設定値で動作させたときの出
力電力検出値W1と、上記第1の設定値より所定量増加
または減少させた第2の設定値で動作させたときの出力
電力検出値W2と、上記第1の設定値より所定量減少ま
たは増加させた第3の設定値で動作させたときの出力電
力検出値W3との3者について行い、 第1の条件(W1>W2かつW1>W3)と第2の条件
(W1<W2かつW1<W3)とのいずれかが成立する
ときは上記第1の設定値を動作設定値に決定し、 上記第1および第2の条件が共に不成立で、それぞれ第
3の条件(W2>W1)が成立するときは上記第2の設
定値を動作設定値に決定し、 上記第3の条件が不成立のときは上記第3の設定値を動
作設定値に決定することを特徴とする太陽光発電制御装
置。 - 【請求項5】 請求項3または4に記載の太陽光発電制
御装置において、各動作点における出力電力の検出を、
請求項1または2に記載の制御方式で行うことを特徴と
する太陽光発電制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000143256A JP2001325031A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 太陽光発電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000143256A JP2001325031A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 太陽光発電制御装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010170026A Division JP4988018B2 (ja) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 太陽光発電制御装置 |
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---|---|
JP2001325031A true JP2001325031A (ja) | 2001-11-22 |
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ID=18650101
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006059126A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Daihen Corp | 太陽光発電システムの制御方法 |
JP2006107425A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Daihen Corp | 太陽光発電システムの制御方法 |
JP2006302147A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 昇圧装置 |
JP2007317072A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽光発電システム |
CN102117090A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-07-06 | 河海大学 | 一种光伏电池的最大功率跟踪方法 |
JP2012113639A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Japan Radio Co Ltd | 太陽電池の最大電力点追従法 |
CN105159387A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 江苏金智科技股份有限公司 | 基于三级步长的最大功率点实现方法及装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0991051A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Canon Inc | 電池電源の電圧制御装置および電圧制御方法 |
-
2000
- 2000-05-16 JP JP2000143256A patent/JP2001325031A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0991051A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Canon Inc | 電池電源の電圧制御装置および電圧制御方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006059126A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Daihen Corp | 太陽光発電システムの制御方法 |
JP4676176B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2011-04-27 | 株式会社ダイヘン | 太陽光発電システムの制御方法 |
JP2006107425A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Daihen Corp | 太陽光発電システムの制御方法 |
US7042195B2 (en) | 2004-09-13 | 2006-05-09 | Daihen Corporation | Method of controlling photovoltaic power generation system |
JP4606935B2 (ja) * | 2004-09-13 | 2011-01-05 | 株式会社ダイヘン | 太陽光発電システムの制御方法 |
JP2006302147A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 昇圧装置 |
JP2007317072A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽光発電システム |
JP2012113639A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Japan Radio Co Ltd | 太陽電池の最大電力点追従法 |
CN102117090A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-07-06 | 河海大学 | 一种光伏电池的最大功率跟踪方法 |
CN105159387A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 江苏金智科技股份有限公司 | 基于三级步长的最大功率点实现方法及装置 |
CN105159387B (zh) * | 2015-08-31 | 2016-11-23 | 江苏金智科技股份有限公司 | 基于三级步长的最大功率点实现方法及装置 |
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