JP2009033797A - Power storage type photovoltaic power generation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage type photovoltaic power generation system capable of specifying the power generated by a solar cell and the discharge power of a power storage device, and preventing a reverse flow of the discharged power of the power storage device charged with the power from a grid. <P>SOLUTION: A power conditioner 20 of the photovoltaic power generation system in which a solar cell 10 is linked to a grid 30 is provided with: a power converter 22 having both functions of an inverter operation of converting DC power from the solar cell 10 into AC and a converter operation of converting AC power from the grid into DC; a first controller 24 for controlling the charging/discharging of power for the first power storage device 50 to suppress variation in output of the solar cell 10; a second controller 26 for controlling the charging/discharging of power for a second power storage device 60 for charging midnight power and stopping if excessive power of the solar cell 10 reversely flows; and a reverse flow relay 28a for detecting that reverse flow occurs in the grid 30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池をパワーコンディショナにより系統と連系させ、太陽電池の発電電力あるいは系統からの電力を負荷に供給すると共に、夜間に系統からの電力を貯蔵するようにした電力貯蔵型太陽光発電システムに関する。   The present invention relates to a power storage solar that connects a solar cell to a grid by a power conditioner, supplies the generated power of the solar battery or power from the grid to a load, and stores the power from the grid at night. It relates to a photovoltaic power generation system.

近年、環境保護の観点からクリーンな自然エネルギーの一つとして太陽光を利用した太陽光発電システムが注目されている。この太陽光発電システムは、太陽電池をパワーコンディショナにより系統と連系させ、太陽電池の発電電力あるいは系統からの電力を負荷に供給すると共に、夜間に系統からの電力を貯蔵するようにした電力貯蔵型太陽光発電システムがある（例えば、特許文献１参照）。   In recent years, a photovoltaic power generation system using sunlight is attracting attention as one of clean natural energy from the viewpoint of environmental protection. In this solar power generation system, a solar cell is connected to the grid by a power conditioner, and the power generated by the solar battery or the power from the grid is supplied to the load, and the power from the grid is stored at night. There is a storage-type solar power generation system (see, for example, Patent Document 1).

この種の太陽光発電システムでは、昼間、太陽電池で発電された直流電力をパワーコンディショナにより交流電力に変換し、系統と連系して電力を負荷に供給するようにしている。このパワーコンディショナは、系統と連系していることから、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも小さい場合、太陽電池の発電電力は全て負荷で消費され、不足分が系統から供給される。また、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも大きい場合には、余剰電力が発生するので、その余剰電力を系統に逆潮流電力として供給するようにしている。   In this type of solar power generation system, DC power generated by a solar cell is converted into AC power by a power conditioner during the daytime, and is connected to the system to supply power to a load. Since this inverter is connected to the grid, if the power generated by the solar cell is smaller than the power consumed by the load, all the power generated by the solar cell is consumed by the load, and the shortage is supplied from the grid. The Further, when the generated power of the solar cell is larger than the power consumption of the load, surplus power is generated, so that the surplus power is supplied to the system as reverse power flow.

一方、太陽電池の発電電力が得られない夜間では、系統からの電力をパワーコンディショナを介してバッテリ等の蓄電器に充電し、昼間にこれを利用することにより昼間の発電電力のピークを抑制し、夜間電力の有効利用を図るようにしている。
特開２００２−１７１６７４号公報（図２） On the other hand, at night when the power generated by the solar cell cannot be obtained, the power from the grid is charged into a battery or other storage device via the power conditioner, and the peak of the generated power during the day is suppressed by using this in the daytime. In order to make effective use of nighttime power.
Japanese Patent Laying-Open No. 2002-171474 (FIG. 2)

ところで、前述した従来の電力貯蔵型太陽光発電システムでは、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも小さい場合、太陽電池の発電電力は全て負荷で消費される。ここで、蓄電器に充電された電力が十分でなければ、負荷の消費電力に対する太陽電池の発電電力の不足分を系統からの電力で補っているが、蓄電器の充電電力が十分な場合、電力の不足分を蓄電器の放電電力で補うようにしている。一方、太陽電池の発電電力と蓄電器の放電電力との和が負荷の消費電力よりも大きい場合、余剰電力が発生するので、その余剰電力を系統に逆潮流電力として供給するようにしている。   By the way, in the above-mentioned conventional power storage type solar power generation system, when the generated power of the solar cell is smaller than the power consumption of the load, all the generated power of the solar cell is consumed by the load. Here, if the power charged in the battery is not enough, the shortage of the generated power of the solar battery with respect to the power consumed by the load is compensated by the power from the grid, but if the charge power of the battery is sufficient, The shortage is compensated by the discharge power of the battery. On the other hand, when the sum of the generated power of the solar battery and the discharged power of the storage battery is larger than the power consumption of the load, surplus power is generated, and the surplus power is supplied to the system as reverse power flow power.

近年、電力会社の電力料金の関係で、前述の逆潮流電力が太陽電池で得られた発電電力であるのか、あるいは蓄電器で得られた放電電力であるのかを特定する必要がある。つまり、太陽電池からの発電電力による余剰電力は、逆潮流時に発電電力として電力料金を計量してもよいが、系統から蓄電器に充電された電力が逆潮流している余剰電力については、発電電力として電力料金を計量することは好ましくない。   In recent years, it has been necessary to specify whether the above-described reverse power flow is generated power obtained from a solar cell or discharged power obtained from a storage battery, in relation to the power charge of an electric power company. In other words, the surplus power generated by the solar cell may be measured as the power generated during reverse power flow, but the surplus power where the power charged from the grid to the battery is flowing back It is not preferable to measure the electricity charge as

しかしながら、従来の電力貯蔵型太陽光発電システムでは、太陽電池で得られた発電電力であるのか、あるいは蓄電器で得られた放電電力であるのかを特定することができないため、前述した電力料金の算定を行うことが困難であるという問題があった。   However, in the conventional power storage type solar power generation system, it is impossible to specify whether the generated power is obtained by a solar cell or the discharged power obtained by a capacitor. There was a problem that it was difficult to do.

そこで、本発明は、前述した問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、太陽電池の発電電力と蓄電器の放電電力とを特定することができ、系統からの電力で充電された蓄電器の放電電力を逆潮流させないようにし得る電力貯蔵型太陽光発電システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to specify the generated power of the solar cell and the discharged power of the capacitor, and charge with the power from the system. It is an object of the present invention to provide a power storage type solar power generation system capable of preventing a reverse power flow of the discharge power of a stored capacitor.

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、太陽電池と系統との間に設置され、前記太陽電池を系統と連系させるパワーコンディショナを備えた太陽光発電システムであって、パワーコンディショナは、太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作および系統からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作の双方向機能を有する電力変換器と、系統に逆潮流が発生したことを検出する逆潮流継電器と、太陽電池の出力変動を抑制する第一の蓄電器に対する電力の充放電を制御する第一の制御器と、夜間電力を充電する第二の蓄電器に対する電力の充放電を制御し、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に逆潮流継電器の出力に基づいて停止する第二の制御器とを備え、電力変換器を太陽電池と系統との間に挿入接続すると共に、逆潮流継電器を電力変換器と系統との間に挿入接続し、第一の制御器と第二の制御器を電力変換器の太陽電池側にそれぞれ接続したことを特徴とする。   As a technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention is a photovoltaic power generation system provided with a power conditioner that is installed between a solar cell and a system and connects the solar cell to the system. The power conditioner is a power converter having a bidirectional function of an inverter operation for converting DC power from a solar cell into AC power and a converter operation for converting AC power from the system into DC power, and a reverse power flow in the system. A reverse flow relay that detects occurrence, a first controller that controls charging / discharging of power to the first capacitor that suppresses fluctuations in the output of the solar cell, and power of the second capacitor that charges nighttime power. A second controller that controls charging / discharging and stops based on the output of the reverse power relay when the reverse power flow of the surplus power of the solar battery occurs, and the power converter is connected to the solar battery and the system The reverse power relay is inserted and connected between the power converter and the grid, and the first controller and the second controller are connected to the solar cell side of the power converter, respectively. Features.

本発明では、太陽電池の出力変動を抑制する第一の蓄電器に対する電力の充放電を制御する第一の制御器と、夜間電力を充電する第二の蓄電器に対する電力の充放電を制御し、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に逆潮流継電器の出力に基づいて停止する第二の制御器とを備え、これら第一の制御器および第二の制御器により、二つの蓄電器で機能を分担させるように制御する。つまり、夜間に系統からの電力を第一の蓄電器に充電せずに第二の蓄電器に充電する。一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、その系統に発生した逆潮流を逆潮流継電器で検出し、その検出信号に基づいて第二の制御器を停止させる。この第二の制御器の停止により、系統からの電力が充電された第二の蓄電器の放電電力が余剰電力として系統に逆潮流されることはない。   In the present invention, a first controller that controls charging / discharging of power to the first capacitor that suppresses output fluctuation of the solar cell, and charging / discharging of power to the second capacitor that charges nighttime power are controlled, A second controller that stops based on the output of the reverse power relay when a reverse power flow of the surplus power of the battery occurs, and the first controller and the second controller function with two capacitors. Control to share. That is, the electric power from the system is charged to the second battery without charging the first battery at night. On the other hand, when the reverse power flow of the surplus power of the solar battery occurs, the reverse power flow generated in the system is detected by the reverse power relay, and the second controller is stopped based on the detection signal. Due to the stop of the second controller, the discharge power of the second capacitor charged with power from the system is not reversely flowed into the system as surplus power.

従って、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力と特定することができ、太陽電池からの発電電力のみを逆潮流時の発電電力として電力料金を計量することができる。なお、第一の蓄電器は、太陽電池の出力変動を抑制するために充放電するものである。   Therefore, the surplus power that flows backward does not include the power from the grid, and the reverse power flow of the surplus power can be identified as the power generated by the solar cell, and only the power generated from the solar cell can be generated during reverse flow. Electricity charges can be measured as electric power. The first battery is charged and discharged in order to suppress the output fluctuation of the solar battery.

（１）前述の特徴点における第一の制御器と電力変換器との間に、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることを阻止する充電防止手段が挿入接続され、第二の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する機械式開閉器が挿入接続されている構成が可能である。   (1) Between the first controller and the power converter in the above-mentioned feature point, a charge preventing means for preventing the power from the system from being charged in the first capacitor is inserted and connected, A configuration is possible in which a mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected between the controller and the power converter.

この構成では、第一の制御器と電力変換器との間に充電防止手段を設けたことにより、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることを阻止することで、この第一の蓄電器の充放電電力を太陽電池の出力変動を抑制することのみに利用する。また、夜間に系統からの電力を機械式開閉器を閉成することより第二の蓄電器に充電する。   In this configuration, by providing a charging prevention means between the first controller and the power converter, the first capacitor is prevented from being charged with power from the system, thereby preventing the first The charge / discharge power of the battery is used only for suppressing the output fluctuation of the solar cell. In addition, the second accumulator is charged with electric power from the system at night by closing the mechanical switch.

一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、第二の制御器を停止した上で機械式開閉器を開成することにより、第二の制御器の停止による第二の蓄電器の電気的な遮断だけでなく、機械式開閉器の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器を系統から確実に切り離すことができる。   On the other hand, when a reverse power flow of the surplus power of the solar cell occurs, the second controller is stopped and then the mechanical switch is opened, so that the second battery The second battery can be surely disconnected from the system not only by a simple interruption, but also by a mechanical interruption by opening the mechanical switch.

その結果、系統からの電力を充電した第二の蓄電器の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second capacitor charged with power from the grid is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include power from the grid, and the reverse flow of surplus power is It is certain that it can be specified only for the generated power.

（２）前述の特徴点における第一の制御器および第二の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に第二の制御器側が開成される機械式切替器が挿入接続されている構成も可能である。   (2) A machine in which the second controller side is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell is generated between the first controller and the second controller and the power converter at the above-described feature points. A configuration in which a type switch is inserted and connected is also possible.

この構成では、夜間、機械式切替器を切り替えて第二の制御器側を閉成することにより、系統からの電力を第二の蓄電器に充電する。この時、機械式切替器の第一の制御器側が開成されているので、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることはない。   In this configuration, by switching the mechanical switch at night and closing the second controller side, the power from the system is charged in the second capacitor. At this time, since the first controller side of the mechanical switch is opened, the power from the system is not charged to the first capacitor.

一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、機械式切替器を切り替えて第二の制御器側を開成することにより、第二の制御器の停止による第二の蓄電器の電気的な遮断だけでなく、機械式切替器の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器を系統から確実に切り離すことができる。   On the other hand, when the reverse power flow of the surplus power of the solar battery occurs, the mechanical switch is switched and the second controller side is opened, so that the electric power of the second capacitor due to the stop of the second controller The second battery can be reliably disconnected from the system not only by the interruption but also by the mechanical interruption by opening the mechanical switch.

その結果、系統からの電力を充電した第二の蓄電器の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second capacitor charged with power from the grid is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include power from the grid, and the reverse flow of surplus power is It is certain that it can be specified only for the generated power.

（３）前述の特徴点における第一の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器が挿入接続され、かつ、第二の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器が挿入接続されている構成も可能である。   (3) A first mechanical switch that is closed when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected between the first controller and the power converter at the above-described feature points, and A configuration in which a second mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected between the second controller and the power converter is also possible.

この構成では、夜間、第二の機械式開閉器を閉成することにより、系統からの電力を第二の蓄電器に充電する。この時、第一の機械式開閉器を開成しているので、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることはない。   In this configuration, the second mechanical switch is closed at night to charge the second capacitor with electric power from the system. At this time, since the first mechanical switch is opened, the power from the system is not charged in the first capacitor.

一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、第二の機械式開閉器を開成することにより、第二の制御器の停止による第二の蓄電器の電気的な遮断だけでなく、第二の機械式開閉器の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器を系統から確実に切り離すことができる。   On the other hand, when the reverse power flow of the surplus power of the solar cell occurs, the second mechanical switch is opened to not only electrically shut off the second capacitor due to the stop of the second controller, but also The second battery can be reliably disconnected from the system by mechanical interruption by opening the second mechanical switch.

その結果、系統からの電力を充電した第二の蓄電器の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second capacitor charged with power from the grid is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include the power from the grid, and the reverse flow of the surplus power is It becomes certain that it can be specified only by the power generated by the battery.

（４）前述の特徴点における第一の制御器は電力変換器の太陽電池側に接続され、かつ、その第一の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器が挿入接続され、第二の制御器は電力変換器の系統側に接続され、かつ、その第二の制御器と電力変換器との間に、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器が挿入接続されている構成も可能である。   (4) The first controller in the above-described feature point is connected to the solar battery side of the power converter, and the reverse power flow of the surplus power of the solar battery is between the first controller and the power converter. A first mechanical switch that is closed when a fault occurs, and a second controller is connected to the system side of the power converter, and between the second controller and the power converter. In addition, a configuration in which a second mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected is also possible.

この構成では、夜間、第二の機械式開閉器を閉成することにより、系統からの電力を第二の蓄電器に充電する。この時、第一の機械式開閉器を開成しているので、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることはない。   In this configuration, the second mechanical switch is closed at night to charge the second capacitor with electric power from the system. At this time, since the first mechanical switch is opened, the power from the system is not charged in the first capacitor.

一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、第二の機械式開閉器を開成することにより、第二の制御器の停止による第二の蓄電器の電気的な遮断だけでなく、第二の機械式開閉器の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器を系統から確実に切り離すことができる。   On the other hand, when the reverse power flow of the surplus power of the solar cell occurs, the second mechanical switch is opened to not only electrically shut off the second capacitor due to the stop of the second controller, but also The second battery can be reliably disconnected from the system by mechanical interruption by opening the second mechanical switch.

その結果、系統からの電力を充電した第二の蓄電器の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second capacitor charged with power from the grid is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include the power from the grid, and the reverse flow of the surplus power is It becomes certain that it can be specified only by the power generated by the battery.

なお、この構成では、第二の制御器を電力変換器の系統側に接続していることから、その第二の制御器は、第二の蓄電器からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作および系統からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作の双方向機能を有することになる。   In this configuration, since the second controller is connected to the system side of the power converter, the second controller operates an inverter that converts DC power from the second capacitor into AC power. In addition, it has a bidirectional function of converter operation for converting AC power from the system into DC power.

本発明では、太陽電池の出力変動を抑制する第一の蓄電器に対する電力の充放電を制御する第一の制御器と、夜間電力を充電する第二の蓄電器に対する電力の充放電を制御し、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に逆潮流継電器の出力に基づいて停止する第二の制御器とにより、二つの蓄電器で機能を分担させるように制御する。つまり、夜間に系統からの電力を第一の蓄電器に充電せずに第二の蓄電器に充電する。一方、太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時、その系統に発生した逆潮流を逆潮流継電器で検出し、その検出信号に基づいて第二の制御器を停止させる。この第二の制御器の停止により、系統からの電力が充電された第二の蓄電器の放電電力が余剰電力として系統に逆潮流されることはない。   In the present invention, a first controller that controls charging / discharging of power to the first capacitor that suppresses output fluctuation of the solar cell, and charging / discharging of power to the second capacitor that charges nighttime power are controlled, Control is performed so that the two capacitors share the function by the second controller that stops based on the output of the reverse power relay when the reverse power flow of the surplus power of the battery occurs. That is, the electric power from the system is charged to the second battery without charging the first battery at night. On the other hand, when the reverse power flow of the surplus power of the solar battery occurs, the reverse power flow generated in the system is detected by the reverse power relay, and the second controller is stopped based on the detection signal. Due to the stop of the second controller, the discharge power of the second capacitor charged with power from the system is not reversely flowed into the system as surplus power.

従って、逆潮流する余剰電力に系統からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池の発電電力と特定することができ、太陽電池からの発電電力のみを逆潮流時の発電電力として電力料金を計量することができ、電力料金の算定を行うことが容易となる。   Therefore, the surplus power that flows backward does not include the power from the grid, and the reverse power flow of the surplus power can be identified as the power generated by the solar cell, and only the power generated from the solar cell can be generated during reverse flow. Electricity charges can be measured as electric power, and it becomes easy to calculate electric charges.

本発明に係る電力貯蔵型太陽光発電システムの実施形態を以下に詳述する。図１は本発明の第一の実施形態における太陽光発電システムの全体構成を例示する。図２（Ａ）（Ｂ）は晴天時および曇天時における太陽光発電システムの運転パターンとして太陽電池の発電電力と負荷電力を例示する。図３は図１の太陽光発電システムの運転アルゴリズムを例示する。   An embodiment of a power storage solar power generation system according to the present invention will be described in detail below. FIG. 1 illustrates the overall configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment of the present invention. 2A and 2B exemplify the generated power and load power of the solar cell as the operation pattern of the solar power generation system in fine weather and cloudy weather. FIG. 3 illustrates an operation algorithm of the photovoltaic power generation system of FIG.

図１に示す第一の実施形態における太陽光発電システムは、太陽電池１０をパワーコンディショナ２０により系統３０と連系させ、昼間に太陽電池１０の発電電力あるいは系統３０からの電力を負荷４０に供給すると共に、夜間に系統３０からの電力を貯蔵する電力貯蔵型である。なお、負荷４０には、一般負荷４２と重要負荷４４とがある。この太陽光発電システムは、太陽電池１０の出力変動を抑制して出力安定化を図るための第一の蓄電器５０と、夜間に系統３０からの電力を充電するための第二の蓄電器６０とを備えている。これら二つの蓄電器５０，６０としては、バッテリ等の二次電池や電気二重層コンデンサが使用可能である。   The solar power generation system in the first embodiment shown in FIG. 1 connects a solar cell 10 to a system 30 by a power conditioner 20, and uses the generated power of the solar cell 10 or the power from the system 30 to the load 40 in the daytime. While being supplied, it is a power storage type that stores power from the grid 30 at night. The load 40 includes a general load 42 and an important load 44. This solar power generation system includes a first battery 50 for suppressing output fluctuation of the solar cell 10 and stabilizing the output, and a second battery 60 for charging power from the system 30 at night. I have. As these two capacitors 50 and 60, a secondary battery such as a battery or an electric double layer capacitor can be used.

パワーコンディショナ２０は、太陽電池１０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作および系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作の双方向機能を有する電力変換器２２と、第一の蓄電器５０に対して電力の充放電を制御する第一の制御器（バッテリコントローラ）２４と、第二の蓄電器６０に対して電力の充放電を制御する第二の制御器（バッテリコントローラ）２６と、系統３０に逆潮流が発生したことを検出する逆潮流継電器（ＲＰＲ）２８ａと、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に逆潮流継電器２８の出力に基づいて開成する機械式開閉器であるスイッチ２１と、系統３０からの電力が第一の蓄電器５０に充電されることを阻止する充電防止手段であるブロッキングダイオード２３と、電力変換器２２の連系運転と自立運転を切り替えるための連系スイッチ２５とを具備する。なお、前述の逆潮流継電器２８ａは、系統３０の不足電力を検出する不足電力継電器（ＵＰＲ）２８ｂと共に受電電力監視部２８を構成する。   The power conditioner 20 includes a power converter 22 having a bidirectional function of an inverter operation for converting DC power from the solar cell 10 into AC power and a converter operation for converting AC power from the system 30 into DC power, The first controller (battery controller) 24 that controls the charging / discharging of power to the second battery 50 and the second controller (battery controller) 26 that controls charging / discharging of the power to the second battery 60. A reverse power flow relay (RPR) 28a that detects the occurrence of reverse power flow in the system 30, and a mechanical switching that opens based on the output of the reverse power flow relay 28 when a reverse power flow of surplus power of the solar cell 10 occurs. A switch 21 that is a charger, and a blocking diode 23 that is a charge prevention means for preventing the power from the grid 30 from being charged in the first battery 50 Comprising the interconnection switch 25 for switching the isolated operation and interconnected operation of the power converter 22. The reverse power flow relay 28a described above constitutes a received power monitoring unit 28 together with an underpower relay (UPR) 28b that detects a power shortage of the system 30.

第一の蓄電器５０が接続された第一の制御器２４は、電力変換器２２の太陽電池１０側に接続され、その第一の制御器２４と電力変換器２２との間にブロッキングダイオード２３が挿入接続されている。また、第二の蓄電器６０が接続された第二の制御器２６は、スイッチ２１を介して、電力変換器２２の太陽電池１０側、つまり、電力変換器２２のブロッキングダイオード２３側に接続されている。逆潮流継電器２８ａは、電力変換器２２と系統３０との間に挿入接続され、連系スイッチ２５は、その逆潮流継電器２８ａと電力変換器２２との間に挿入接続されている。なお、負荷４０のうち、重要負荷４４は、電力変換器２２の系統３０側に接続され、一般負荷４２は、電力変換器２２の系統３０側に連系スイッチ２５を介して接続されている。   The first controller 24 to which the first capacitor 50 is connected is connected to the solar battery 10 side of the power converter 22, and a blocking diode 23 is provided between the first controller 24 and the power converter 22. Insert connected. The second controller 26 to which the second battery 60 is connected is connected to the solar cell 10 side of the power converter 22, that is, the blocking diode 23 side of the power converter 22 via the switch 21. Yes. The reverse power relay 28 a is inserted and connected between the power converter 22 and the system 30, and the interconnection switch 25 is inserted and connected between the reverse power relay 28 a and the power converter 22. Of the loads 40, the important load 44 is connected to the system 30 side of the power converter 22, and the general load 42 is connected to the system 30 side of the power converter 22 via the interconnection switch 25.

図２（Ａ）は、晴天時における太陽光発電システムの運転パターンとして太陽電池１０の発電電力と負荷４０の消費電力との関係を例示し、同図（Ｂ）は、曇天時における太陽光発電システムの運転パターンとして太陽電池１０の発電電力と負荷４０の消費電力との関係を例示する。   2A illustrates the relationship between the generated power of the solar cell 10 and the power consumption of the load 40 as an operation pattern of the solar power generation system in fine weather, and FIG. 2B illustrates the solar power generation in cloudy weather. The relationship between the generated power of the solar cell 10 and the power consumption of the load 40 is illustrated as a system operation pattern.

図２（Ａ）に示すように、晴天時には、昼間料金時間帯で太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力を大きく上回る時間帯があり、この時間帯では太陽電池１０の発電電力のみを負荷４０に供給することになる。また、図２（Ｂ）に示すように、曇天時には、昼間料金時間帯で太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力を下回る時間帯があり、この時間帯では太陽電池１０の発電電力に加えて、第二の蓄電器６０の放電電力、系統３０からの電力を負荷４０に供給することになる。同図（Ａ）（Ｂ）に示すように、晴天時および曇天時の両方において、安い深夜料金となる夜間時間帯では、太陽電池１０の発電電力はなく、系統３０からの電力を第二の蓄電器６０に充電することになる。   As shown in FIG. 2 (A), during fine weather, there is a time zone in which the generated power of the solar cell 10 greatly exceeds the power consumption of the load 40 in the daytime charge time zone, and only the generated power of the solar cell 10 is obtained in this time zone. The load 40 is supplied. In addition, as shown in FIG. 2B, during cloudy weather, there is a time zone in which the generated power of the solar cell 10 is lower than the power consumption of the load 40 in the daytime charge time zone. In this time zone, the generated power of the solar cell 10 is In addition, the discharge power of the second battery 60 and the power from the grid 30 are supplied to the load 40. As shown in FIGS. 4A and 4B, in both the fine weather and the cloudy weather, there is no power generated by the solar cell 10 in the night time zone where the midnight charge is low, and the power from the grid 30 is The battery 60 is charged.

以下、図１の太陽光発電システムの運転アルゴリズムを図３のフローチャートを参照しながら説明する。   Hereinafter, the operation algorithm of the photovoltaic power generation system of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

この太陽光発電システムでは、まず、系統３０に停電などの系統事故が発生しているか否かを判断する（STEP１）。系統事故が発生している場合、連系スイッチ２５を開成することにより（STEP２）、電力変換器２２を系統３０から切り離して電圧制御により自立運転させる（STEP３）。系統事故が発生していない場合には、連系スイッチ２５が閉成された状態にあり、電力変換器２２は系統３０と連系して電流制御により連系運転している。   In this solar power generation system, first, it is determined whether or not a grid fault such as a power failure has occurred in the grid 30 (STEP 1). When a grid fault has occurred, the power switch 22 is disconnected from the grid 30 by opening the grid switch 25 (STEP 2) and is operated independently by voltage control (STEP 3). When no grid fault has occurred, the grid switch 25 is closed, and the power converter 22 is linked to the grid 30 and is linked to the current control.

系統事故の発生により連系スイッチ２５を開成して電力変換器２２が自立運転している状況で、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きいか否かを判断する（STEP４）。太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合には、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給する（STEP５）。逆に、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも小さい場合には、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給すると共に、その不足分を第一の蓄電器５０および第二の蓄電器６０の放電電力で補う。つまり、第一の制御器２４により第一の蓄電器５０の放電電力を負荷４０に供給すると共に、スイッチ２１を閉成して第二の制御器２６により第二の蓄電器６０の放電電力を負荷４０に供給する（STEP６，STEP７）。   It is determined whether or not the generated power of the solar cell 10 is larger than the power consumption of the load 40 in the situation where the power switch 22 is operating independently by opening the interconnection switch 25 due to the occurrence of a grid fault (STEP 4). . When the generated power of the solar cell 10 is larger than the consumed power of the load 40, the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40 (STEP 5). On the contrary, when the generated power of the solar cell 10 is smaller than the consumed power of the load 40, the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, and the shortage is supplied to the first capacitor 50 and the second capacitor. Supplement with 60 discharge power. In other words, the first controller 24 supplies the discharge power of the first capacitor 50 to the load 40, and the switch 21 is closed and the second controller 26 supplies the discharge power of the second capacitor 60 to the load 40. (STEP6, STEP7).

なお、負荷４０への電力供給は、第一の蓄電器５０の放電電力あるいは第二の蓄電器６０の放電電力のいずれか一方であってもよい。太陽電池１０の発電電力、あるいは第一の蓄電器５０の放電電力または第二の蓄電器６０の放電電力を負荷４０に供給する際、電力変換器２２は、太陽電池１０、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作を実行する。   The power supply to the load 40 may be either the discharge power of the first battery 50 or the discharge power of the second battery 60. When supplying the generated power of the solar cell 10 or the discharge power of the first capacitor 50 or the discharge power of the second capacitor 60 to the load 40, the power converter 22 is connected to the solar cell 10, the first capacitor 50 or the first capacitor 50. An inverter operation for converting DC power from the second battery 60 into AC power is executed.

一方、系統事故が発生していない場合には、太陽電池１０の系統連系が夜間モード（夜間料金時間帯）であるか否かを判断する（STEP８）。なお、夜間モード（夜間料金時間帯）でなければ、昼間モード（昼間料金時間帯）となる。   On the other hand, if no grid fault has occurred, it is determined whether or not the grid connection of the solar battery 10 is in the night mode (night charge time zone) (STEP 8). In addition, if it is not night mode (night charge time zone), it will be daytime mode (daytime charge time zone).

夜間モードの場合、電力変換器２２は、系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作（ＤＣ電圧一定制御）を実行する（STEP９）。この時、スイッチ２１を閉成して第二の制御器２６により、系統３０からの電力を第二の蓄電器６０に充電する（STEP１０，STEP１１）。   In the night mode, the power converter 22 performs a converter operation (DC voltage constant control) for converting AC power from the system 30 into DC power (STEP 9). At this time, the switch 21 is closed, and the second controller 26 charges the power from the system 30 to the second battery 60 (STEP 10 and STEP 11).

昼間モードの場合、電力変換器２２を最大電力追従制御して太陽電池１０から最大電力を引き出すことが可能か否か、また、電力変換器２２をＤＣ電圧一定制御することが可能か否かを判断する（STEP１２）。ここで、最大電力追従制御（ＭＰＰＴ制御）とは、常に、太陽電池１０からその時の日射で得られる最大の出力が取り出せるように太陽電池１０の動作点をコントロールすることを意味する。例えば、晴天の場合、電力変換器２２を最大電力追従制御（放電モード）することが可能であり、曇天などで日射量が少ない場合、電力変換器２２の最大電力追従制御による太陽電池からの最大出力が有効に得られないことがある。その時にはＤＣ電圧一定制御（放電モード）を行うことになる。   In the daytime mode, it is determined whether or not the power converter 22 can be subjected to the maximum power follow-up control to extract the maximum power from the solar cell 10, and whether or not the power converter 22 can be controlled at a constant DC voltage. Judgment is made (STEP 12). Here, the maximum power follow-up control (MPPT control) means that the operating point of the solar cell 10 is always controlled so that the maximum output obtained from the solar radiation at that time can be extracted from the solar cell 10. For example, in the case of fine weather, the power converter 22 can be subjected to maximum power tracking control (discharge mode). When the amount of solar radiation is small due to cloudy weather or the like, the maximum power from the solar cell by the maximum power tracking control of the power converter 22 is achieved. The output may not be obtained effectively. At that time, DC voltage constant control (discharge mode) is performed.

従って、晴天の場合、電力変換器２２は、太陽電池１０に対する最大電力追従制御を行い、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作を実行することになる（STEP１３）。曇天などで日射量が少ない場合、電力変換器２２は、太陽電池１０、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作（ＤＣ電圧一定制御）を実行することになる（STEP１４）。   Therefore, in the case of fine weather, the power converter 22 performs maximum power follow-up control on the solar cell 10 and executes an inverter operation for converting DC power from the first capacitor 50 or the second capacitor 60 into AC power. (STEP 13). When the amount of solar radiation is small due to cloudy weather or the like, the power converter 22 performs an inverter operation (DC voltage constant control) for converting DC power from the solar battery 10, the first battery 50 or the second battery 60 into AC power. (STEP 14).

ここで、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きいか否かを判断する（STEP１５）。太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合には、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給する。逆に、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも小さい場合には、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給すると共に、その不足分を第二の蓄電器６０の充電電力で補う。つまり、スイッチ２１を閉成して第二の制御器２６により第二の蓄電器６０の放電電力を負荷４０に供給する。   Here, it is determined whether or not the generated power of the solar cell 10 is larger than the power consumption of the load 40 (STEP 15). When the generated power of the solar cell 10 is larger than the power consumption of the load 40, the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40. On the contrary, when the generated power of the solar cell 10 is smaller than the power consumption of the load 40, the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, and the shortage is supplemented with the charging power of the second battery 60. . That is, the switch 21 is closed and the discharge power of the second battery 60 is supplied to the load 40 by the second controller 26.

前述したように、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給するに際して、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生することがある。このような太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、その系統３０に発生した逆潮流を逆潮流継電器２８ａで検出し、その検出信号に基づいて第二の制御器２６を停止させる（STEP１６）。この第二の制御器２６の停止により、系統３０からの電力が充電された第二の蓄電器６０の放電電力が余剰電力として系統３０に逆潮流されることはない。   As described above, when the generated power of the solar cell 10 is larger than the consumed power of the load 40, when the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, a reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 may occur. is there. When such a reverse power flow of surplus power of the solar cell 10 occurs, the reverse power flow generated in the system 30 is detected by the reverse power relay 28a, and the second controller 26 is stopped based on the detection signal ( STEP16). Due to the stop of the second controller 26, the discharge power of the second battery 60 charged with the power from the grid 30 is not reversely flowed to the grid 30 as surplus power.

太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、逆潮流継電器２８の出力に基づいて第二の制御器２６を停止すると共にスイッチ２１を開成することにより（STEP１６）、系統３０からの電力を充電した第二の蓄電器６０の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統３０からの電力が含まれることなく、余剰電力の逆潮流を太陽電池１０の発電電力のみに特定することができる（STEP１８）。   When a reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs, the second controller 26 is stopped based on the output of the reverse power relay 28 and the switch 21 is opened (STEP 16), so that the power from the system 30 is The discharged power of the charged second battery 60 is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include the power from the grid 30, and the reverse flow of surplus power is used only for the generated power of the solar cell 10. Can be identified (STEP 18).

このように、第二の制御器２６の停止による第二の蓄電器６０の電気的な遮断だけでなく、スイッチ２１の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器６０を系統３０から確実に切り離すことができる。この時、第一の蓄電器５０は、太陽電池１０の出力変動を抑制して出力安定化を図るために充放電される（STEP１７）。なお、スイッチ２１の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器６０を系統３０から確実に切り離した後は、逆潮流継電器２８ａの検出動作を無効にして余剰電力の逆潮流を可能にする。   As described above, the second capacitor 60 is reliably disconnected from the system 30 not only by electrical disconnection of the second capacitor 60 by stopping the second controller 26 but also by mechanically disconnecting by opening the switch 21. be able to. At this time, the first battery 50 is charged and discharged in order to suppress output fluctuation of the solar cell 10 and stabilize the output (STEP 17). After the second battery 60 is reliably disconnected from the system 30 by mechanical interruption due to the opening of the switch 21, the detection operation of the reverse power relay 28a is invalidated to enable the reverse power flow of surplus power.

一方、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも小さい場合、第二の蓄電器６０の充電電圧が十分（満充電状態）であれば（STEP１９）、スイッチ２１を閉成して第二の制御器２６により第二の蓄電器６０を放電させる（STEP２０）。これにより、太陽電池１０の発電電力、第二の蓄電器６０の放電電力および系統３０からの電力が負荷４０に供給されることになる（STEP２２）。なお、第一の蓄電器５０は、太陽電池１０の出力変動を抑制して出力安定化を図るために充放電される（STEP２１）。   On the other hand, when the generated power of the solar cell 10 is smaller than the power consumption of the load 40, if the charging voltage of the second battery 60 is sufficient (fully charged) (STEP 19), the switch 21 is closed and the second The second battery 60 is discharged by the controller 26 (STEP 20). Thereby, the generated power of the solar cell 10, the discharged power of the second battery 60, and the power from the system 30 are supplied to the load 40 (STEP 22). The first battery 50 is charged and discharged in order to suppress output fluctuation of the solar cell 10 and stabilize the output (STEP 21).

この時、第二の蓄電器６０の放電電力が負荷４０に供給されるため、逆潮流継電器２８ａは、その検出動作により逆潮流を監視する状態にある。系統３０に逆潮流が発生した場合には、前述したようにこの逆潮流継電器２８ａの検出出力に基づいてスイッチ２１を開成することにより、第二の蓄電器６０を系統３０から切り離すことになる。   At this time, since the discharge power of the second battery 60 is supplied to the load 40, the reverse power relay 28a is in a state of monitoring the reverse power flow by the detection operation. When a reverse power flow occurs in the system 30, the second capacitor 60 is disconnected from the system 30 by opening the switch 21 based on the detection output of the reverse power relay 28a as described above.

太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも小さい場合、第二の蓄電器６０の充電電圧が不十分であれば（STEP１９）、スイッチ２１を開成して第二の制御器２６を停止させる（STEP２３）。これにより、太陽電池１０の発電電力、系統３０からの電力が負荷４０に供給されることになる（STEP２５）。なお、第一の蓄電器５０は、太陽電池１０の出力変動を抑制して出力安定化を図るために充放電される（STEP２４）。   When the generated power of the solar cell 10 is smaller than the power consumption of the load 40, if the charging voltage of the second battery 60 is insufficient (STEP 19), the switch 21 is opened and the second controller 26 is stopped. (STEP 23). Thereby, the electric power generated by the solar cell 10 and the electric power from the grid 30 are supplied to the load 40 (STEP 25). The first battery 50 is charged and discharged in order to suppress output fluctuation of the solar cell 10 and stabilize the output (STEP 24).

この時、スイッチ２１の開成により、第二の蓄電器６０は系統３０から切り離されてその放電電力が系統３０に逆潮流されることはないので、逆潮流継電器２８ａは、その検出動作を無効にすることにより逆潮流の監視を不要としている。   At this time, since the second battery 60 is disconnected from the system 30 and the discharged power is not reversely flowed to the system 30 due to the opening of the switch 21, the reverse power relay 28a invalidates the detection operation. This makes it unnecessary to monitor reverse power flow.

以上で説明した第一の実施形態では、第一の制御器２４および第二の制御器２６を電力変換器２２の太陽電池１０側にそれぞれ接続し、その第一の制御器２４と電力変換器２２との間に、系統３０からの電力が第一の蓄電器５０に充電されることを阻止するブロッキングダイオード２３を挿入接続し、第二の制御器２６と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成するスイッチ２１を挿入接続した構成としている。   In the first embodiment described above, the first controller 24 and the second controller 26 are respectively connected to the solar cell 10 side of the power converter 22, and the first controller 24 and the power converter are connected. A blocking diode 23 is inserted between the second controller 26 and the power converter 22 so as to prevent the power from the grid 30 from being charged in the first battery 50. A switch 21 that is opened when a reverse power flow of surplus power of the battery 10 occurs is inserted and connected.

本発明における太陽光発電システムは、第一の実施形態のような構成以外に、図４〜図６に示す第二〜第四の実施形態のような構成とすることも可能である。なお、図４〜図６に示す第二〜第四の実施形態の太陽光発電システムにおいて、図１に示す第一の実施形態の太陽光発電システムと同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。   The solar power generation system in the present invention can be configured as in the second to fourth embodiments shown in FIGS. 4 to 6 in addition to the configuration as in the first embodiment. In addition, in the solar power generation system of 2nd-4th embodiment shown in FIGS. 4-6, the same referential mark is attached | subjected to the same part as the solar power generation system of 1st embodiment shown in FIG. A duplicate description is omitted.

図４に示す第二の実施形態の太陽光発電システムは、第一の制御器２４および第二の制御器２６を電力変換器２２の太陽電池１０側にそれぞれ接続し、それら第一の制御器２４および第二の制御器２６と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に第二の制御器２６側が開成される機械式切替器である切替スイッチ２７を挿入接続した構成としている。   In the photovoltaic power generation system of the second embodiment shown in FIG. 4, the first controller 24 and the second controller 26 are connected to the solar cell 10 side of the power converter 22, respectively. 24 and the changeover switch 27 which is a mechanical changer that opens the second controller 26 side when a surplus power reverse flow of the solar cell 10 occurs between the second controller 26 and the power converter 22. Is inserted and connected.

このような構成を具備した太陽光発電システムでは、系統事故が発生していない場合、電力変換器２２が系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作（ＤＣ電圧一定制御）を実行する夜間モードで、切替スイッチ２７を切り替えて第二の制御器２６側を閉成することにより、第二の制御器２６でもって系統３０からの電力を第二の蓄電器６０に充電する。   In the photovoltaic power generation system having such a configuration, when no grid fault has occurred, the power converter 22 performs a converter operation (DC voltage constant control) for converting AC power from the system 30 into DC power. In the night mode, the second switch 26 is closed by switching the changeover switch 27, whereby the power from the system 30 is charged in the second battery 60 by the second controller 26.

この時、切替スイッチ２７の第一の制御器２４側が開成されているので、系統３０からの電力が第一の蓄電器５０に充電されることはない。この切替スイッチ２７の第一の制御器２４側が開成していることで、第一の実施形態におけるブロッキングダイオード２３と同一機能を発揮させている。   At this time, since the first controller 24 side of the changeover switch 27 is opened, the power from the system 30 is not charged in the first capacitor 50. Since the first controller 24 side of the changeover switch 27 is opened, the same function as the blocking diode 23 in the first embodiment is exhibited.

一方、電力変換器２２が太陽電池１０、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作（曇天などで日射量が少ない時：ＤＣ電圧一定制御、晴天時：最大電力追従制御）を実行する昼間モードで、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給するに際して、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生することがある。   On the other hand, an inverter operation in which the power converter 22 converts DC power from the solar battery 10, the first capacitor 50 or the second capacitor 60 into AC power (when the amount of solar radiation is small due to cloudy weather, etc .: DC voltage constant control, clear sky When the generated power of the solar cell 10 is larger than the power consumption of the load 40 in the daytime mode in which (hour: maximum power follow-up control) is executed, when the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, the surplus of the solar cell 10 A reverse power flow may occur.

この太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、逆潮流継電器２８ａの検出信号に基づいて第二の制御器２６を停止させると共に切替スイッチ２７を切り替えて第二の制御器２６側を開成する。これにより、第二の制御器２６の停止による第二の蓄電器６０の電気的な遮断だけでなく、切替スイッチ２７の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器６０を系統３０から確実に切り離すことができる。   When the reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs, the second controller 26 is stopped based on the detection signal of the reverse power relay 28a and the changeover switch 27 is switched to open the second controller 26 side. To do. Thus, the second capacitor 60 is reliably disconnected from the system 30 not only by the electrical disconnection of the second capacitor 60 by the stop of the second controller 26 but also by the mechanical disconnection by the opening of the changeover switch 27. be able to.

その結果、系統３０からの電力を充電した第二の蓄電器６０の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統３０からの電力が含まれることなく、余剰電力の逆潮流を太陽電池１０の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second battery 60 charged with power from the grid 30 is not reversely flowed, and the surplus power that flows backward does not include the power from the grid 30, and the reverse flow of surplus power Can be specified only for the power generated by the solar cell 10.

図５に示す第三の実施形態の太陽光発電システムは、第一の制御器２４および第二の制御器２６を電力変換器２２の太陽電池１０側にそれぞれ接続し、第一の制御器２４と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器である第一のスイッチ２９を挿入接続し、かつ、第二の制御器２６と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器である第二のスイッチ２１を挿入接続した構成としている。   In the solar power generation system of the third embodiment shown in FIG. 5, the first controller 24 and the second controller 26 are respectively connected to the solar battery 10 side of the power converter 22, and the first controller 24. And a first switch 29 that is a first mechanical switch that is closed when a reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs between the power switch 22 and the power converter 22, and A second switch 21, which is a second mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell 10 occurs, is inserted and connected between the controller 26 and the power converter 22.

このような構成を具備した太陽光発電システムでは、系統事故が発生していない場合、電力変換器２２が系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作（ＤＣ電圧一定制御）を実行する夜間モードで、第二のスイッチ２１を閉成することにより、第二の制御器２６でもって系統３０からの電力を第二の蓄電器６０に充電する。   In the photovoltaic power generation system having such a configuration, when no grid fault has occurred, the power converter 22 performs a converter operation (DC voltage constant control) for converting AC power from the system 30 into DC power. By closing the second switch 21 in the night mode, the second controller 60 charges the second battery 60 with the electric power from the system 30.

この時、第一のスイッチ２９を開成しているので、系統３０からの電力が第一の蓄電器５０に充電されることはない。この第一のスイッチ２９が開成していることで、第一の実施形態のおけるブロッキングダイオード２３と同一機能を発揮させている。   At this time, since the first switch 29 is opened, the electric power from the grid 30 is not charged in the first battery 50. Since the first switch 29 is opened, the same function as the blocking diode 23 in the first embodiment is exhibited.

一方、電力変換器２２が太陽電池１０、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作（曇天などで日射量が少ない時：ＤＣ電圧一定制御、晴天時：最大電力追従制御）を実行する昼間モードで、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給するに際して、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生することがある。   On the other hand, an inverter operation in which the power converter 22 converts DC power from the solar battery 10, the first capacitor 50 or the second capacitor 60 into AC power (when the amount of solar radiation is small due to cloudy weather, etc .: DC voltage constant control, clear sky When the generated power of the solar cell 10 is larger than the power consumption of the load 40 in the daytime mode in which (hour: maximum power follow-up control) is executed, when the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, the surplus of the solar cell 10 A reverse power flow may occur.

この太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、逆潮流継電器２８ａの検出信号に基づいて第二の制御器２６を停止させると共に第二のスイッチ２１を開成する。これにより、第二の制御器２６の停止による第二の蓄電器６０の電気的な遮断だけでなく、第二のスイッチ２１の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器６０を系統３０から確実に切り離すことができる。   When the reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs, the second controller 26 is stopped and the second switch 21 is opened based on the detection signal of the reverse power relay 28a. Thus, the second capacitor 60 is reliably disconnected from the system 30 not only by the electrical disconnection of the second capacitor 60 by the stop of the second controller 26 but also by the mechanical disconnection by the opening of the second switch 21. Can be separated.

その結果、系統３０からの電力を充電した第二の蓄電器６０の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統３０からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池１０の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second battery 60 charged with power from the grid 30 is not reversely flowed, and the surplus power flowing backward does not include the power from the grid 30, and the reverse of the surplus power. It becomes certain that the tidal current can be specified only for the generated power of the solar cell 10.

図６に示す第四の実施形態の太陽光発電システムは、第一の制御器２４を電力変換器２２の太陽電池１０側に接続し、その第一の制御器２４と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器である第一のスイッチ２９を挿入接続し、第二の制御器２６’を電力変換器２２の系統３０側に接続し、その第二の制御器２６’と電力変換器２２との間に、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器である第二のスイッチ２１を挿入接続した構成としている。   In the photovoltaic power generation system of the fourth embodiment shown in FIG. 6, the first controller 24 is connected to the solar cell 10 side of the power converter 22, and the first controller 24 and the power converter 22 are connected. A first switch 29, which is a first mechanical switch that is closed when a reverse power flow of surplus power of the solar cell 10 occurs, is inserted and connected therebetween, and the second controller 26 'is connected to the power converter 22. This is a second mechanical switch that is connected to the system 30 side and opens when a reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs between the second controller 26 ′ and the power converter 22. The second switch 21 is inserted and connected.

このような構成を具備した太陽光発電システムでは、系統事故が発生していない場合、第二の制御器２６’が系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作（ＤＣ電圧一定制御）を実行する夜間モードで、第二のスイッチ２１を閉成することにより、第二の制御器２６でもって系統３０からの電力を第二の蓄電器６０に充電する。   In the photovoltaic power generation system having such a configuration, the converter operation in which the second controller 26 ′ converts AC power from the system 30 into DC power (DC voltage constant control) when no grid fault has occurred. By closing the second switch 21 in the night mode in which the second power storage 60 is charged by the second controller 26.

この時、第一のスイッチ２９を開成しているので、系統３０からの電力が第一の蓄電器５０に充電されることはない。この第一のスイッチ２９が閉成していることで、第一の実施形態におけるブロッキングダイオード２３と同一機能を発揮させている。   At this time, since the first switch 29 is opened, the electric power from the grid 30 is not charged in the first battery 50. Since the first switch 29 is closed, the same function as the blocking diode 23 in the first embodiment is exhibited.

一方、電力変換器２２が太陽電池１０、第一の蓄電器５０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作（曇天などで日射量が少ない時：ＤＣ電圧一定制御、晴天時：最大電力追従制御）を実行するか、あるいは第二の制御器２６’が第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作する昼間モードで、太陽電池１０の発電電力が負荷４０の消費電力よりも大きい場合、太陽電池１０の発電電力を負荷４０に供給するに際して、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生することがある。   On the other hand, an inverter operation in which the power converter 22 converts the DC power from the solar cell 10 and the first battery 50 into AC power (when the amount of solar radiation is low due to cloudy weather, etc .: DC voltage constant control, clear weather: maximum power tracking control) ) Or the daytime mode in which the second controller 26 ′ operates as an inverter that converts the DC power from the second battery 60 into AC power, and the generated power of the solar cell 10 is greater than the power consumption of the load 40. Is larger, when the generated power of the solar cell 10 is supplied to the load 40, a reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 may occur.

この太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、逆潮流継電器２８ａの検出信号に基づいて第二の制御器２６’を停止させると共に第二のスイッチ２１を開成する。これにより、第二の制御器２６’の停止による第二の蓄電器６０の電気的な遮断だけでなく、第二のスイッチ２１の開成による機械的な遮断でもって第二の蓄電器６０を系統３０から確実に切り離すことができる。   When the reverse power flow of the surplus power of the solar cell 10 occurs, the second controller 26 'is stopped and the second switch 21 is opened based on the detection signal of the reverse power relay 28a. As a result, the second capacitor 60 is disconnected from the system 30 not only by electrical disconnection of the second capacitor 60 by stopping the second controller 26 ′ but also by mechanically disconnecting by opening the second switch 21. It can be surely separated.

その結果、系統３０からの電力を充電した第二の蓄電器６０の放電電力が逆潮流されることはなく、逆潮流する余剰電力に系統３０からの電力が含まれることなく、その余剰電力の逆潮流を太陽電池１０の発電電力のみに特定できることが確実となる。   As a result, the discharge power of the second battery 60 charged with power from the grid 30 is not reversely flowed, and the surplus power flowing backward does not include the power from the grid 30, and the reverse of the surplus power. It becomes certain that the tidal current can be specified only for the generated power of the solar cell 10.

なお、この太陽光発電システムの構成では、第二の制御器２６’を電力変換器２２と系統３０との間に接続していることから、その第二の制御器２６’は、第二の蓄電器６０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作および系統３０からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作の双方向機能を有することになる。   In this configuration of the photovoltaic power generation system, since the second controller 26 'is connected between the power converter 22 and the system 30, the second controller 26' It has a bidirectional function of an inverter operation for converting DC power from the battery 60 into AC power and a converter operation for converting AC power from the system 30 into DC power.

前述した第一〜第四の実施形態においては、第一の蓄電器５０あるいは第二の蓄電器６０と電力変換器２２との間に機械式開閉器あるいは切替器を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、太陽電池１０の余剰電力の逆潮流が発生した時、第二の制御器２６の停止による第二の蓄電器６０の電気的な遮断だけでよければ、第一の実施形態におけるスイッチ２１，第二の実施形態における切替スイッチ２７，第三および第四の実施形態における第一および第二のスイッチ２９，２１を省略することも可能である。この場合、第一の制御器２４と第二の制御器２６，２６’とが相反する反対動作を実行するように設定する必要がある。   In the first to fourth embodiments described above, the case where a mechanical switch or switch is provided between the first capacitor 50 or the second capacitor 60 and the power converter 22 has been described. The present invention is not limited to this. When a reverse power flow of the surplus power of the solar battery 10 occurs, it is sufficient if the second battery 60 is only electrically cut off by stopping the second controller 26. The switch 21 in this embodiment, the changeover switch 27 in the second embodiment, and the first and second switches 29 and 21 in the third and fourth embodiments can be omitted. In this case, it is necessary to set the first controller 24 and the second controllers 26 and 26 'so as to perform opposite operations.

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.

本発明における第一の実施形態で、太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a solar energy power generation system by 1st embodiment in this invention. （Ａ）は晴天時における太陽光発電システムの運転パターンとして太陽電池の発電電力と負荷電力を示すグラフ、（Ｂ）は曇天時における太陽光発電システムの運転パターンとして太陽電池の発電電力と負荷電力を示すグラフである。(A) is a graph showing the generated power and load power of a solar cell as an operation pattern of the solar power generation system in fine weather, and (B) is a generated power and load power of the solar cell as an operation pattern of the solar power generation system in cloudy weather. It is a graph which shows. 図１の太陽光発電システムの運転アルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the driving | operation algorithm of the solar energy power generation system of FIG. 本発明における第二の実施形態で、太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。In 2nd embodiment in this invention, it is a block diagram which shows the structural example of a solar energy power generation system. 本発明における第三の実施形態で、太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。In 3rd embodiment in this invention, it is a block diagram which shows the structural example of a solar energy power generation system. 本発明における第四の実施形態で、太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。In 4th embodiment in this invention, it is a block diagram which shows the structural example of a solar energy power generation system.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 太陽電池
２０ パワーコンディショナ
２１ （第二の）機械式開閉器〔（第二の）スイッチ〕
２２ 電力変換器
２３ 充電防止手段（ブロッキングダイオード）
２４ 第一の制御器
２６，２６’ 第二の制御器
２７ 機械式切替器（切替スイッチ）
２８ａ 逆潮流継電器
２９ 第一の機械式開閉器（第一のスイッチ）
３０ 系統
５０ 第一の蓄電器
６０ 第二の蓄電器 10 solar cell 20 power conditioner 21 (second) mechanical switch [(second) switch]
22 Power converter 23 Charge prevention means (blocking diode)
24 1st controller 26, 26 '2nd controller 27 Mechanical switch (changeover switch)
28a Reverse power relay 29 First mechanical switch (first switch)
30 systems 50 first capacitor 60 second capacitor

Claims (5)

太陽電池と系統との間に設置され、前記太陽電池を系統と連系させるパワーコンディショナを備えた太陽光発電システムであって、
前記パワーコンディショナは、前記太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作および系統からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ動作の双方向機能を有する電力変換器と、系統に逆潮流が発生したことを検出する逆潮流継電器と、太陽電池の出力変動を抑制する第一の蓄電器に対する電力の充放電を制御する第一の制御器と、夜間電力を充電する第二の蓄電器に対する電力の充放電を制御し、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に前記逆潮流継電器の出力に基づいて停止する第二の制御器とを備え、
前記電力変換器を太陽電池と系統との間に挿入接続すると共に、前記逆潮流継電器を電力変換器と系統との間に挿入接続し、前記第一の制御器と第二の制御器を電力変換器の太陽電池側にそれぞれ接続したことを特徴とする電力貯蔵型太陽光発電システム。 A photovoltaic power generation system provided with a power conditioner that is installed between a solar cell and a system and interconnects the solar cell with the system,
The power conditioner includes a power converter having a bidirectional function of an inverter operation for converting DC power from the solar cell to AC power and a converter operation for converting AC power from the system to DC power, and a reverse power flow to the system. The reverse power flow relay that detects the occurrence of power, the first controller that controls the charging and discharging of power to the first battery that suppresses the output fluctuation of the solar cell, and the power to the second battery that charges nighttime power A second controller that controls charging / discharging of the solar cell and stops based on an output of the reverse power relay when a surplus power reverse power flow of the solar cell occurs,
The power converter is inserted and connected between the solar cell and the system, and the reverse power relay is inserted and connected between the power converter and the system, and the first controller and the second controller are powered. A power storage type solar power generation system characterized in that it is connected to the solar cell side of the converter. 前記第一の制御器と電力変換器との間に、系統からの電力が第一の蓄電器に充電されることを阻止する充電防止手段が挿入接続され、前記第二の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する機械式開閉器が挿入接続されている請求項１に記載の電力貯蔵型太陽光発電システム。   Between the first controller and the power converter, charge preventing means for preventing the power from the system from being charged in the first capacitor is inserted and connected, and the second controller and the power converter The electric power storage type solar power generation system according to claim 1, wherein a mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus electric power of the solar cell is generated is inserted and connected. 前記第一の制御器および第二の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に第二の制御器側が開成される機械式切替器が挿入接続されている請求項１に記載の電力貯蔵型太陽光発電システム。   Between the first controller and the second controller and the power converter, a mechanical switch that is opened on the second controller side when a surplus power reverse flow of the solar cell occurs is inserted and connected The power storage solar power generation system according to claim 1. 前記第一の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器が挿入接続され、かつ、第二の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器が挿入接続されている請求項１に記載の電力貯蔵型太陽光発電システム。   A first mechanical switch that is closed when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected between the first controller and the power converter, and the second controller 2. A power storage type photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein a second mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power of the solar cell occurs is inserted and connected between the power converter and the power converter. . 前記第一の制御器は電力変換器の太陽電池側に接続され、かつ、その第一の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に閉成する第一の機械式開閉器が挿入接続され、前記第二の制御器は電力変換器の系統側に接続され、かつ、その第二の制御器と電力変換器との間に、前記太陽電池の余剰電力の逆潮流が発生した時に開成する第二の機械式開閉器が挿入接続されている請求項１に記載の電力貯蔵型太陽光発電システム。   The first controller is connected to the solar battery side of the power converter, and is closed when a reverse power flow of the surplus power of the solar battery occurs between the first controller and the power converter. A first mechanical switch is inserted and connected, the second controller is connected to the system side of the power converter, and the solar cell is interposed between the second controller and the power converter. The power storage solar power generation system according to claim 1, wherein a second mechanical switch that is opened when a reverse power flow of surplus power occurs is inserted and connected.
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