JP2014006887A - Voltage control unit and photovoltaic power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電圧制御ユニットおよび太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to a voltage control unit and a photovoltaic power generation system.
太陽光発電システムは、直列に接続された複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングの発電によって出力される電力（出力電力とも言う）を所望の電力に変換するパワーコンディショナとを有する。そして、太陽光発電システムでは、複数の太陽電池ストリングが並列に接続されることがある。例えば、住宅の南側の屋根に第１太陽電池ストリングが配され、東側の屋根に第２太陽電池ストリングが配される構成が考えられる。 A solar power generation system includes a solar cell string composed of a plurality of solar cell modules connected in series, and a power conditioner that converts electric power (also referred to as output power) output by power generation of the solar cell string into desired electric power. And have. And in a solar power generation system, a some solar cell string may be connected in parallel. For example, a configuration in which a first solar cell string is arranged on the south roof of the house and a second solar cell string is arranged on the east roof is conceivable.
しかしながら、住宅の屋根上において、太陽電池ストリングが設置され得る領域の面積が限られていれば、複数の太陽電池ストリングの間で、直列に接続される太陽電池モジュールの数に違いが生じる。これにより、複数の太陽電池ストリングの間で、発電に応じた電圧（出力電圧とも言う）に差が生じる。 However, if the area of the region where the solar cell strings can be installed is limited on the roof of the house, the number of solar cell modules connected in series differs among the plurality of solar cell strings. Thereby, a difference arises in a voltage (also referred to as an output voltage) according to power generation among the plurality of solar cell strings.
そこで、直列に接続された太陽電池モジュールの数が相対的に少ない太陽電池ストリングの出力電圧を、昇圧部によって所望の電圧まで上昇させる技術が提案されている（例えば、下記の特許文献１等を参照）。なお、昇圧部によって電圧を上昇させる前段において、最大電力点追従（Maximum Power Point Tracking：ＭＰＰＴ）制御によって電力が最大となるように出力電圧が調整されても良い。
Therefore, a technique has been proposed in which the output voltage of a solar cell string having a relatively small number of solar cell modules connected in series is increased to a desired voltage by a booster (for example,
図２２には、第１太陽電池部１０１Ｓと第２太陽電池部１０２Ｓとが並列に接続されている太陽光発電システム１００の構成が模式的に示されている。
FIG. 22 schematically illustrates the configuration of the solar
ここでは、第１太陽電池部１０１Ｓは、直列に接続された８つの太陽電池モジュール１０１ＳＭを有し、第２太陽電池部１０２Ｓは、直列に接続された６つの太陽電池モジュール１０１ＳＭを有する。太陽光発電システム１００では、第２太陽電池部１０２Ｓに対して電圧制御ユニット１０２Ｃが接続される。電圧制御ユニット１０２Ｃは、直列に接続されているＭＰＰＴ制御回路１０２ＭＣと昇圧回路１０２ＲＣとを有する。また、第１太陽電池部１０１Ｓが接続部１０１Ｃｎに接続され、電圧制御ユニット１０２Ｃが接続部１０１Ｃｎに接続される。
Here, the first
接続部１０１Ｃｎには、逆流防止ダイオード１０１ＣＤおよび接続点１０１ＣＰが内蔵される。逆流防止ダイオード１０１ＣＤは、第１太陽電池部１０１Ｓと接続点１０１ＣＰとの間に配されている。接続点１０１ＣＰは、逆流防止ダイオード１０１ＣＤと電圧制御ユニット１０２Ｃとを電気的に接続する。これにより、第１太陽電池部１０１Ｓと第２太陽電池部１０２Ｓとが並列に接続される。さらに、接続部１０１Ｃｎは、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣと電力変換部１０１ＣＶとを内蔵するパワーコンディショナ１０１Ｗに接続される。そして、パワーコンディショナ１０１Ｗが、例えば、交流電力を消費する交流負荷１０２ＡＬおよび商用の電力系統１０１ＰＳに対して、電力の供給が可能に接続されている。
The connection portion 101Cn includes a backflow prevention diode 101CD and a connection point 101CP. The backflow prevention diode 101CD is disposed between the first
上記太陽光発電システム１００では、図２３に示すように、第２太陽電池部１０２Ｓの出力電圧が、ＭＰＰＴ制御回路１０２ＭＣにおけるＭＰＰＴ制御によって、電力の最大値（最大出力電力とも言う）Ｐｍ６が得られるように、出力電圧Ｖｍ６とされる。なお、図２３では、横軸が出力電力を示し、縦軸が出力電圧を示す。そして、実線で描かれた曲線
Ｃｖ６が、第２太陽電池部１０２Ｓの出力に係るＰ−Ｖ曲線を示し、実線で描かれた曲線Ｃｖ８が、第１太陽電池部１０１Ｓの出力に係るＰ−Ｖ曲線を示している。また、破線で描かれた曲線Ｃｖ１４が、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣの出力に係る仮想的なＰ−Ｖ曲線を示している。
In the solar
次に、昇圧回路１０２ＲＣによって、最大出力電力Ｐｍ６が保持されたまま、電圧と電流とが入れ替えられる昇圧が行われることで、出力電圧Ｖｍ６が、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電圧Ｖｍ８と等価な電圧Ｖｍ６＋まで上昇させられる。なお、昇圧後の電圧Ｖｍ６＋を昇圧前の出力電圧Ｖｍ６で除した値（昇圧比とも言う）は、例えば、第１および第２太陽電池部１０１Ｓ，１０２Ｓにおける太陽電池モジュールの枚数の比等に応じて設定される。
Next, the boosting circuit 102RC performs boosting in which the voltage and current are switched while the maximum output power Pm6 is maintained, so that the output voltage Vm6 is equivalent to the output voltage Vm8 of the first
さらに、接続部１０１ＣｎおよびＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣによって、出力電圧Ｖｍ８において、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電力Ｐｍ８と第２太陽電池部１０２Ｓの出力電力Ｐｍ６とが合算されて、出力電力Ｐｍ１４が得られる。このとき、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣでは、出力電圧Ｖｍ８が増減されて、出力電力Ｐｍ１４が最大出力電力であるのか否かが検出されつつ、出力電力Ｐｍ１４が最大となるように、出力電圧Ｖｍ８を調整する制御（山登り制御とも言う）が行われる。ここでは、例えば、最大電力点に対応する電圧（動作電圧とも言う）としての出力電圧Ｖｍ８が±２Ｖ増減され、その際に、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣの入力側における電圧と電流との積がモニタリングされる。
Furthermore, the output power Pm14 is obtained by adding the output power Pm8 of the first
また、第１および第２太陽電池部１０１Ｓ，１０２Ｓにおける、温度および太陽光の受光量の変化に応じて、出力電圧Ｖｍ８が増減するとともに、出力電力Ｐｍ６，Ｐｍ８，Ｐｍ１４が増減する。
In addition, the output voltage Vm8 increases and decreases, and the output powers Pm6, Pm8, and Pm14 increase and decrease in accordance with changes in the temperature and the amount of received sunlight in the first and second
ところで、第２太陽電池部１０２Ｓに係る出力電圧Ｖｍ６が昇圧回路１０２ＲＣによって出力電圧Ｖｍ６＋まで昇圧されている場合に、昇圧回路１０２ＲＣからの出力によってパワーコンディショナ１０１Ｗの電力変換の動作が起動されることがある。
By the way, when the output voltage Vm6 related to the second
このとき、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣのＭＰＰＴ制御によって、例えば、昇圧後の出力電圧Ｖｍ６＋において、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電力と第２太陽電池部１０２Ｓに係る出力電力とが合算される。この場合、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電力の最大値である出力電圧Ｖｍ８において、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電力と第２太陽電池部１０２Ｓに係る出力電力とが合算される制御には移行しない問題が生じ得る。
At this time, by the MPPT control of the MPPT control circuit 101MC, for example, the output power of the first
また、第１太陽電池部１０１Ｓおよび第２太陽電池部１０２Ｓの設置方位等の条件によっては、昇圧が行われることなく、第２太陽電池部１０２Ｓの出力のみでパワーコンディショナ１０１Ｗが起動された場合にも同様の問題が生じ得る。
Moreover, depending on conditions such as the installation orientation of the first
また、例えば、一般的に、日の出の後、太陽高度が上昇する過程において、昇圧回路１０２ＲＣによる昇圧動作が開始される前に第１太陽電池部１０１Ｓの出力電力によってパワーコンディショナ１０１Ｗの電力変換の動作が起動されるが、その後、影等の影響によって、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電圧が第２太陽電池部１０２Ｓの昇圧後の出力電圧よりも低下した場合に、昇圧回路１０２ＲＣにおける昇圧後の出力電力によってパワーコンディショナ１０１Ｗの電力変換の動作が起動される場合も考えられる。
In addition, for example, generally, in the process of rising the solar altitude after sunrise, the power conversion of the
この場合、図２４に示すように、第１太陽電池部１０１Ｓに係る最大出力電力Ｐｍ８に対応する出力電圧Ｖｍ８よりも、第２太陽電池部１０２Ｓに係る昇圧後の出力電圧Ｖｍ６＋の方が高くなる。そして、ＭＰＰＴ制御回路１０１ＭＣでは、動作電圧としての出力電圧Ｖｍ６＋の付近において、最大出力電力Ｐｍ１４’が検出される制御が行われる。このため、パワーコンディショナ１０１ＷにおけるＭＰＰＴ制御によって、真の最大出力電力である出力電力Ｐｍ１４が得られない。その結果、太陽光発電システム１００における発電によって得られる電力に損失が生じ得る。なお、この出力電圧Ｖｍ６＋が動作電圧である状態は、昇圧回路１０２ＲＣの出力電圧Ｖｍ６＋が、第１太陽電池部１０１Ｓの最大出力電力Ｐｍ８に係る出力電圧Ｖｍ８よりも低められなければ、解除されない。
In this case, as shown in FIG. 24, the boosted output voltage Vm6 + associated with the second
このような問題を避ける方法として、例えば、昇圧回路１０２ＲＣの出力電圧を第１太陽電池部１００Ｓの出力電圧に合わせる第１方法が考えられる。また、昇圧回路１０２ＲＣにおける昇圧比が、第１および第２太陽電池部１０１Ｓ，１０２Ｓにおける太陽電池モジュール１０１ＳＭの枚数の比に応じて設定される第２方法が考えられる。さらに、パワーコンディショナ１０１Ｗにおける電力変換の動作の起動後に、昇圧回路１０２ＲＣにおける昇圧が開始される第３方法も考えられる。
As a method for avoiding such a problem, for example, a first method for adjusting the output voltage of the booster circuit 102RC to the output voltage of the first solar cell unit 100S is conceivable. A second method is conceivable in which the boost ratio in the booster circuit 102RC is set according to the ratio of the number of solar cell modules 101SM in the first and second
しかしながら、上記第１方法では、例えば、第１太陽電池部１０１Ｓの出力側に逆流防止ダイオードが配されていれば、第１太陽電池部１０１Ｓの出力電圧を測定するための配線が追加される必要がある。このため、部材ならびに施工プロセスの増大を招く。
However, in the first method, for example, if a backflow prevention diode is arranged on the output side of the first
また、上記第２方法では、太陽光発電システム１００を設置する際に、現場の作業者が太陽電池モジュール１０１ＳＭの枚数を考慮して、昇圧比を設定する必要がある。このため、設置作業の複雑化ならびに昇圧比の設定における作業ミスが生じ得る。
In the second method, when the photovoltaic
さらに、上記第３方法では、パワーコンディショナ１０１Ｗにおける電力変換の動作の起動を何らかの手段で判断する必要がある。特に、逆流防止ダイオードが配される構成では、昇圧回路１０２ＲＣにおいて、パワーコンディショナ１０１Ｗにおける電力変換の動作の起動状態を検出することが難しい。
Furthermore, in the third method, it is necessary to determine the start of the power conversion operation in the
したがって、太陽光発電システムにおける発電によって得られる電力の損失を容易に低減することができる技術が望まれている。 Therefore, a technique that can easily reduce the loss of power obtained by power generation in the solar power generation system is desired.
上記課題を解決するために、一態様に係る電圧制御ユニットは、昇圧部、測定部および制御部を備えている。ここで、前記昇圧部は、入力電圧を該入力電圧よりも高い昇圧後電圧まで上昇させる。前記測定部は、前記昇圧部の出力側の電圧を測定する。前記制御部は、前記入力電圧を昇圧目標電圧まで上昇させようとする第１昇圧処理を前記昇圧部に実行させる。さらに、前記制御部は、前記昇圧部による該第１昇圧処理の実行時に前記測定部で測定される前記出力側の電圧に応じて、前記入力電圧を継続的に上昇させる第２昇圧処理を前記昇圧部に実行させる。 In order to solve the above problem, a voltage control unit according to one aspect includes a boosting unit, a measuring unit, and a control unit. Here, the boosting unit raises the input voltage to a boosted voltage higher than the input voltage. The measuring unit measures a voltage on an output side of the boosting unit. The control unit causes the boosting unit to execute a first boosting process for increasing the input voltage to a boost target voltage. Further, the control unit performs a second boosting process for continuously increasing the input voltage according to the voltage on the output side measured by the measurement unit when the boosting unit executes the first boosting process. The boosting unit is executed.
他の一態様に係る太陽光発電システムは、一態様に係る電圧制御ユニット、第１太陽電池部、第２太陽電池部および接続部を備えている。ここで、前記第２太陽電池部は、前記第１太陽電池部よりも最大発電容量が低い。前記接続部は、前記第１太陽電池部に電気的に接続しているとともに、前記電圧制御ユニットを介して前記第２太陽電池部に接続している。 The photovoltaic power generation system which concerns on another one aspect is provided with the voltage control unit which concerns on one aspect, a 1st solar cell part, a 2nd solar cell part, and a connection part. Here, the second solar cell unit has a lower maximum power generation capacity than the first solar cell unit. The connection portion is electrically connected to the first solar cell portion and is connected to the second solar cell portion via the voltage control unit.
一態様に係る電圧制御ユニットによれば、最大発電容量が相対的に高い第１太陽電池部から出力される第１電力と、最大発電容量が相対的に低い第２太陽電池部から電圧制御ユニットを介して出力される第２電力とが合成されて最大電力点追従制御が行われる場合に、第１および第２太陽電池部の出力電力の合算が、電圧制御ユニットにおける昇圧処理後の出力電圧において開始される不具合が回避され得る。したがって、発電によって得られる電力の損失が容易に低減され得る。 According to the voltage control unit according to one aspect, the first power output from the first solar cell unit having a relatively high maximum power generation capacity and the voltage control unit from the second solar cell unit having a relatively low maximum power generation capacity. When the maximum power point tracking control is performed by combining the second power output via the power, the sum of the output power of the first and second solar cell units is the output voltage after the boosting process in the voltage control unit Problems that start in can be avoided. Therefore, the loss of power obtained by power generation can be easily reduced.
また、その他の一態様に係る太陽光発電システムによっても、第１および第２太陽電池部の出力電力の合算が、電圧制御ユニットにおける昇圧処理後の出力電圧において開始される不具合が回避され得る。したがって、発電によって得られる電力の損失が容易に低減され得る。 Also, with the photovoltaic power generation system according to another aspect, it is possible to avoid the problem that the sum of the output powers of the first and second solar cell units is started in the output voltage after the boosting process in the voltage control unit. Therefore, the loss of power obtained by power generation can be easily reduced.
以下、本発明の一実施形態および各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における
各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。また、図５、図６、図９〜１１および図１５では、横軸が時刻（時間の経過）を示しており、縦軸が電圧を示している。そして、図５、図６、図９〜１１および図１５では、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１の変化の一例が細線で描かれた折れ線で示されており、単発昇圧処理による短時間の電圧の上昇が太線で示されている。
Hereinafter, an embodiment and various modifications of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, parts having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted in the following description. Further, the drawings are schematically shown, and the size and positional relationship of various structures in each drawing can be appropriately changed. In FIGS. 5, 6, 9 to 11, and 15, the horizontal axis indicates time (elapsed time), and the vertical axis indicates voltage. And in FIG.5, FIG.6, FIG.9-11 and FIG. 15, the example of the change of the input voltage V1 from the 1st solar cell part 1S to the
＜(１)一実施形態＞
＜(１−１)太陽電池システムの概略構成＞
図１に示すように、一実施形態に係る太陽光発電システム１は、第１太陽電池部１Ｓ、第２太陽電池部２Ｓ、電圧制御ユニット２Ｃ、受付部２ＡＣ、接続部１Ｃｎおよびパワーコンディショナ１Ｗを備えている。
<(1) One Embodiment>
<(1-1) Schematic configuration of solar cell system>
As shown in FIG. 1, a photovoltaic
第１太陽電池部１Ｓおよび第２太陽電池部２Ｓは、それぞれ太陽光を受光して発電する部分である。第１太陽電池部１Ｓは、例えば、第１所定数の太陽電池モジュール１ＳＭが導電材料によって直列に接続されたストリングであれば良い。また、第２太陽電池部２Ｓは、例えば、第１所定数よりも少ない第２所定数の太陽電池モジュール１ＳＭが導電材料によって直列に接続されたストリングであれば良い。ここでは、例えば、第１所定数が８であり、第２所定数が６である。これにより、第２太陽電池部２Ｓの最大発電容量は、第１太陽電池部１Ｓの最大発電容量よりも低い。
The first solar cell unit 1S and the second
各太陽電池モジュール１ＳＭでは、例えば、所定サイズを有する所定枚数の太陽電池セルが直列に接続されていれば良い。ここで、所定サイズは、例えば、一辺が１５０ｍｍの略正方形の受光面を有するサイズであれば良い。所定枚数は、例えば、５６枚であれば良い。太陽電池セルは、例えば、シリコン系等からなる半導体基板等が用いられたバルク型の太陽電池素子が採用されたものであっても良く、アモルファスシリコン系、ＣＩＳ系またはＣＩＧＳ系等からなる半導体薄膜等が用いられた薄膜型の太陽電池素子が採用されたものであっても良い。 In each solar cell module 1SM, for example, a predetermined number of solar cells having a predetermined size may be connected in series. Here, the predetermined size may be a size having a substantially square light receiving surface with a side of 150 mm, for example. The predetermined number may be 56, for example. The solar battery cell may be, for example, a bulk solar cell element using a silicon-based semiconductor substrate or the like, and may be a semiconductor thin film made of amorphous silicon-based, CIS-based, CIGS-based, or the like. A thin-film solar cell element using the above may be employed.
電圧制御ユニット２Ｃは、第２太陽電池部２Ｓに対して電気的に接続されている。電圧制御ユニット２Ｃは、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣおよび昇圧回路２ＲＣを有している。電圧制御ユニット２Ｃでは、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣによって第２太陽電池部２Ｓの出力電力を最大とする最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御が実行される。さらに、電圧制御ユニット２Ｃでは、昇圧回路２ＲＣによって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧が上昇させられる処理（昇圧処理とも言う）が実行される。つまり、昇圧回路２ＲＣは、第２太陽電池部２Ｓからの入力電圧を該入力電圧よりも高い電圧（昇圧後電圧とも言う）まで上昇させる。この昇圧処理は、例えば、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧よりも第２太陽電池部２Ｓの出力電圧が低い場合に実行される。これにより、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧が、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧と等価な値まで高められ得る。
The
受付部２ＡＣは、電圧制御ユニット２Ｃの設定についての操作を受け付ける操作部である。受付部２ＡＣとしては、例えば、ダイアル式の操作部が採用される。なお、受付部２ＡＣは、外部の機器からの情報を受け付けるものであっても良い。
The accepting unit 2AC is an operating unit that accepts an operation for setting the
接続部１Ｃｎは、第１太陽電池部１Ｓに電気的に接続されている。また、接続部１Ｃｎは、電圧制御ユニット２Ｃに電気的に接続されている。つまり、接続部１Ｃｎは、電圧制御ユニット２Ｃを介して第２太陽電池部２Ｓに電気的に接続されている。また、接続部１Ｃｎは、第１太陽電池部１Ｓと電圧制御ユニット２Ｃとを電気的に並列に接続している。そして、接続部１Ｃｎは、第１太陽電池部１Ｓから出力される電力（第１出力電力とも言う）と、電圧制御ユニット２Ｃから出力される電力（第２出力電力とも言う）とを合成する。
The connection part 1Cn is electrically connected to the first solar cell part 1S. The connecting portion 1Cn is electrically connected to the
具体的には、接続部１Ｃｎには、逆流防止ダイオード１ＣＤおよび接続点１ＣＰが内蔵されている。逆流防止ダイオード１ＣＤは、第１太陽電池部１Ｓと接続点１ＣＰとの間に配されており、接続点１ＣＰは、逆流防止ダイオード１ＣＤと電圧制御ユニット２Ｃとを電気的に接続する。これにより、第１太陽電池部１Ｓと第２太陽電池部２Ｓとが並列に接続されている。そして、接続部１Ｃｎでは、第１出力電力と第２出力電力とが合成されることで得られた電力（合成出力電力とも言う）がパワーコンディショナ１Ｗに出力される。
Specifically, the backflow prevention diode 1CD and the connection point 1CP are built in the connection portion 1Cn. The backflow prevention diode 1CD is disposed between the first solar cell unit 1S and the connection point 1CP, and the connection point 1CP electrically connects the backflow prevention diode 1CD and the
パワーコンディショナ１Ｗは、接続部１Ｃｎに対して電気的に接続されている。パワーコンディショナ１Ｗは、制御回路としてのＭＰＰＴ制御回路１ＭＣと電力変換回路としての電力変換部１ＣＶとを内蔵している。
The
ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣは、接続部１Ｃｎに対して電気的に接続されている。ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣでは、接続部１Ｃｎからの合成出力電力を最大とするＭＰＰＴ制御（第１ＭＰＰＴ制御とも言う）が実行される。具体的には、ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣでは、第１太陽電池部１Ｓからの出力電力が最大となるような第１ＭＰＰＴ制御が行われる。該第１ＭＰＰＴ制御では、第１太陽電池部１Ｓの出力電力が最大となるＭＰＰＴ制御回路１ＭＣの動作電圧を確認するために、該動作電圧が増減される。ここで、動作電圧の増減の幅（電圧変動幅とも言う）は、例えば、数ボルトから十数ボルト程度の値であれば良い。また、動作電圧の増減の周期（電圧変動周期とも言う）は、適宜設定されれば良い。例えば、電圧変動幅が２〜６Ｖである場合、電圧変動周期が６〜１２秒などであれば良い。本実施形態では、電圧変動幅が４Ｖであり、電圧変動周期が１０秒である。 The MPPT control circuit 1MC is electrically connected to the connection portion 1Cn. In the MPPT control circuit 1MC, MPPT control (also referred to as first MPPT control) that maximizes the combined output power from the connection unit 1Cn is executed. Specifically, in the MPPT control circuit 1MC, the first MPPT control is performed such that the output power from the first solar cell unit 1S is maximized. In the first MPPT control, the operating voltage is increased or decreased in order to confirm the operating voltage of the MPPT control circuit 1MC that maximizes the output power of the first solar cell unit 1S. Here, the range of increase / decrease in operating voltage (also referred to as voltage fluctuation range) may be a value of about several volts to several tens of volts, for example. In addition, the operating voltage increase / decrease period (also referred to as voltage fluctuation period) may be set as appropriate. For example, when the voltage fluctuation range is 2 to 6 V, the voltage fluctuation period may be 6 to 12 seconds. In the present embodiment, the voltage fluctuation width is 4 V, and the voltage fluctuation period is 10 seconds.
電力変換部１ＣＶは、ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣに対して電気的に接続されている。電力変換部１ＣＶでは、ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣから出力される直流電力が交流電力に変換される。具体的には、電力変換部１ＣＶは、ＤＣ／ＤＣ変換部とインバータ部とを含む。 The power conversion unit 1CV is electrically connected to the MPPT control circuit 1MC. In the power converter 1CV, the DC power output from the MPPT control circuit 1MC is converted into AC power. Specifically, power converter 1CV includes a DC / DC converter and an inverter.
ＤＣ／ＤＣ変換部は、入力電圧を所望の出力電圧に変更する。ＤＣ／ＤＣ変換部は、例えば、スイッチング素子、コンデンサ、リアクトルおよびダイオードを有している。ＤＣ／ＤＣ変換部は、例えば、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓで発電された直流電力から２００〜３００Ｖの直流電圧を生成してインバータ部へ供給する。なお、ＤＣ／ＤＣ変換部は、例えば、入力電圧の変化に対応して出力電圧が調節されるように、いわゆるＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）方式によってスイッチング素子に付与される信号電圧
の波形におけるデューティが制御されれば良い。該デューティは、信号電圧においてスイッチング素子を周期的に導通状態に設定するための電圧が占める時間的な割合を意味する。
The DC / DC converter changes the input voltage to a desired output voltage. The DC / DC converter has, for example, a switching element, a capacitor, a reactor, and a diode. The DC / DC converter generates, for example, a DC voltage of 200 to 300 V from the DC power generated by the first and second
インバータ部は、直流電力を交流電力に変換する動作（電力変換動作とも言う）を実行する。インバータ部は、スイッチング部、周波数制御部およびフィルタ回路を有している。スイッチング部では、トランジスタ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）またはトライアック等を用いたブリッジ回路におけるスイッチングによって直流電力が交流電力に変換される。周波数制御部では、スイッチング部に付与される信号電圧の波形における周波数およびデューティが制御される。該デューティは、信号電圧においてスイッチング素子を周期的に導通状態に設定するための電圧が占める時間的な割合を意味する。フィルタ回路では、スイッチング部で得られた交流電力の波形が、電力系統１ＰＳにおける交流電力の波形に近いものとなるように、交流電力の波形のエッジ部分が鈍らされる。なお、フィルタ回路は、リアクトルと呼ばれるコイルとコンデンサとが組み合わされたものであれば良く、高周波成分を除去するフィルタとして機能する。 The inverter unit performs an operation (also referred to as a power conversion operation) for converting DC power into AC power. The inverter unit includes a switching unit, a frequency control unit, and a filter circuit. In the switching unit, DC power is converted into AC power by switching in a bridge circuit using a transistor, a FET (Field Effect Transistor), a triac, or the like. The frequency control unit controls the frequency and duty in the waveform of the signal voltage applied to the switching unit. The duty means a time ratio of a voltage for periodically setting the switching element to a conductive state in the signal voltage. In the filter circuit, the edge portion of the waveform of the AC power is blunted so that the waveform of the AC power obtained by the switching unit is close to the waveform of the AC power in the power system 1PS. The filter circuit only needs to be a combination of a coil called a reactor and a capacitor, and functions as a filter that removes high-frequency components.
さらに、パワーコンディショナ１Ｗは、交流電力を消費する交流負荷２ＡＬおよび商用の電力系統１ＰＳに対して電力の供給が可能に接続されている。なお、交流負荷２ＡＬは、例えば、家庭用の各種家電製品等であれば良い。また、商用の電力系統１ＰＳに対して電力が供給される場合には、電力会社等に対して売電することが可能である。
Furthermore, the
そして、本実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃでは、第１太陽電池部１Ｓの出力電力によって、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動された後に、昇圧回路２ＲＣで入力電圧を継続的に上昇させる昇圧処理（継続昇圧処理とも言う）が開始される。これにより、太陽光発電システム１における発電によって得られる電力の損失が容易に低減され得る。
And in the
＜(１−２)電圧制御ユニットの構成＞
上述したように、電圧制御ユニット２Ｃは、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣおよび昇圧回路２ＲＣを有している。本実施形態では、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣと昇圧回路２ＲＣとが一部の構成を兼用する。
<(1-2) Configuration of voltage control unit>
As described above, the
図２に示すように、電圧制御ユニット２Ｃは、第１〜４端子部Ｉｎ１〜Ｉｎ４を有している。ここで、第１端子部Ｉｎ１は、第２太陽電池部２Ｓの正極部に接続され、第２端子部Ｉｎ２は、第２太陽電池部２Ｓの負極部に接続されている。また、第３端子部Ｉｎ３は、接続部１Ｃｎの正極部に接続され、第４端子部Ｉｎ４は、接続部１Ｃｎの負極部に接続されている。また、電圧制御ユニット２Ｃは、ＭＰＰＴ制御部１０、電圧測定部１１、電流センサ１２、コイル１３、コンデンサ１４、スイッチング素子１５、電圧測定部１６、ダイオード１７、コンデンサ１８および制御部としての昇圧制御部２０を有している。
As illustrated in FIG. 2, the
ここで、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣには、ＭＰＰＴ制御部１０、電圧測定部１１、電流センサ１２、コイル１３、コンデンサ１４、スイッチング素子１５および昇圧制御部２０が含まれる。また、昇圧回路２ＲＣには、電圧測定部１１、コイル１３、コンデンサ１４、スイッチング素子１５、電圧測定部１６、ダイオード１７、ＭＰＰＴ制御部１０および昇圧制御部２０が含まれる。
Here, the MPPT control circuit 2MC includes an MPPT control unit 10, a
ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣでは、電圧測定部１１によって第２太陽電池部２Ｓの出力電圧が測定される。また、電流センサ１２によって第２太陽電池部２Ｓの出力電流が測定される。このとき、ＭＰＰＴ制御部１０において、電圧測定部１１で測定された出力電圧と、電流センサ１２で測定された出力電流との積が出力電力として算出される。そして、ＭＰＰＴ制御部１０によって、前記出力電力に応じた信号が昇圧制御部２０に出力され、スイッチング素子１５に付与される信号電圧の波形におけるデューティが昇圧制御部２０によって変更される。このデューティは、信号電圧においてスイッチング素子１５を周期的に導通状態に設定するための電圧が占める時間的な割合を意味する。これにより、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧および出力電流が調整される。この際、調整後の出力電圧が、ＭＰＰＴ制御の動作電圧に相当する。
In the MPPT control circuit 2MC, the
また、信号電圧の波形におけるデューティの変更によってＭＰＰＴ制御回路２ＭＣにおける動作電圧が増減されることで、第２太陽電池部２Ｓの出力電力が増減される。このとき、出力電力の最大値が得られる動作電圧が検出される。その後、この動作電圧が基準とされて、スイッチング素子１５に付与される信号電圧の波形におけるデューティが変更されることで、ＭＰＰＴ制御の動作電圧が変更されて、出力電力の新たな最大値が検出される。このようなＭＰＰＴ制御回路２ＭＣの動作が繰り返されることで、第２太陽電池部２Ｓでは最大出力点における発電が行われる。
In addition, the output voltage of the second
なお、ＭＰＰＴ制御部１０は、プロセッサにおいてプログラムが実行されることで実現
されても良いし、専用の電子回路によって実現されても良い。
Note that the MPPT control unit 10 may be realized by executing a program in a processor, or may be realized by a dedicated electronic circuit.
昇圧回路２ＲＣでは、コイル１３、コンデンサ１４、ダイオード１７およびスイッチング素子１５を含む昇圧部２ＲＣｐによって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧を上昇させる昇圧処理が実行される。つまり、昇圧部２ＲＣｐは、第２太陽電池部２Ｓからの入力電圧を該入力電圧よりも高い昇圧後電圧まで上昇させる。また、電圧測定部１１によって、昇圧部２ＲＣｐへの入力電圧が測定される。そして、電圧測定部１６によって、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが測定される。
In the booster circuit 2RC, a boosting process for increasing the output voltage of the second
昇圧制御部２０では、電圧測定部１１で測定された昇圧部２ＲＣｐへの入力電圧の情報と、電圧測定部１６で測定された昇圧部２ＲＣｐからの出力電圧の情報とに基づいて、現在の昇圧比（＝出力電圧／入力電圧）が算出される。そして、昇圧制御部２０によって、目標の出力電圧が得られるように、スイッチング素子１５に付与される信号電圧の波形におけるデューティが制御される。このとき、前記信号電圧に従って、スイッチング素子１５の導通状態が切り替えられつつ、コイル１３、コンデンサ１４、ダイオード１７によって昇圧処理が実行される。なお、コンデンサ１８は、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧を安定化させる。また、電流センサ１２で測定される電流の情報に基づいて、過電流が流れる際に、昇圧制御部２０が昇圧部２ＲＣｐにおける昇圧処理を停止させるセーフティ機能を有していても良い。なお、昇圧制御部２０は、プロセッサにおいてプログラムが実行されることで実現されても良いし、専用の電子回路によって実現されても良い。
In the boost control unit 20, based on the information on the input voltage to the
なお、昇圧部２ＲＣｐの出力電圧は、例えば、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲であり、且つ該入力運転電圧範囲の最大定格値以下であれば良い。この場合、最大定格値以上の電圧の入力によって、パワーコンディショナ１Ｗが破損する不具合が回避され得る。例えば、パワーコンディショナ１Ｗが住宅用のものである場合、入力運転電圧範囲は、１５０〜３００Ｖ程度に設定される。また、例えば、パワーコンディショナ１Ｗが産業用のものである場合、入力運転電圧範囲の上限値が６００Ｖを超えるものもある。なお、ここで、パワーコンディショナの入力運転電圧範囲は、日本工業規格（ＪＩＳ）のＣ８９６０に規定されている。具体的には、パワーコンディショナの入力運転電圧範囲は、出力電圧、周波数等の定格緒量を満足し、安定に運転できる直流入力電圧の範囲であり、パワーコンディショナが安定に運転できる直流入力電圧範囲のことである。
Note that the output voltage of the booster 2RCp may be, for example, the input operating voltage range of the
＜(１−３)ＭＰＰＴ制御の基本的な動作フロー＞
図３は、ＭＰＰＴ制御の基本的な動作フローの一例を示すフローチャートである。ここでは、電圧制御ユニット２ＣのＭＰＰＴ制御回路２ＭＣにおけるＭＰＰＴ制御（第２ＭＰＰＴ制御とも言う）の基本的な動作フローを例に挙げて説明する。なお、この動作フローは、ＭＰＰＴ制御部１０による制御によって実現され得る。
<(1-3) Basic operation flow of MPPT control>
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a basic operation flow of MPPT control. Here, a basic operation flow of MPPT control (also referred to as second MPPT control) in the MPPT control circuit 2MC of the
ステップＳ１では、電圧測定部１１および電流センサ１２によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ０および出力電流Ｉ０が測定される。
In step S1, the
ステップＳ２では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ステップＳ１で測定された出力電圧Ｖ０と出力電流Ｉ０との積によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ０が算出される。
In step S2, the MPPT control unit 10, by the product of the output voltage V 0 that is measured in step S1 and the output current I 0, the output power W 0 of the second
ステップＳ３では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣにおける動作電圧Ｖ０が所定値δｖ上昇される。所定値δｖは、例えば、２〜６Ｖであれば良い。このとき、ＭＰＰＴ制御部１０によって、昇圧制御部２０を介してスイッチング素子１５に付与される信号電圧の波形におけるデューティが制御される。これにより、動作電圧Ｖ０がδｖ上昇される。
In step S3, the MPPT control unit 10, the operating voltage V 0 in the MPPT control circuit 2MC is raised a predetermined value .delta.v. The predetermined value δv may be, for example, 2 to 6V. At this time, the duty in the waveform of the signal voltage applied to the switching
ステップＳ４では、電圧測定部１１および電流センサ１２によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ１Ｕおよび出力電流Ｉ１Ｕが測定される。
In step S4, the
ステップＳ５では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ステップＳ４で測定された出力電圧Ｖ１Ｕと出力電流Ｉ１Ｕとの積によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ１Ｕが算出される。
In step S5, the MPPT control unit 10, by the product of the measured output voltage V 1U and the output current I 1U in step S4, the output power W 1U of the second
ステップＳ６では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ステップＳ２で算出された第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ０よりも、ステップＳ５で算出された第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ１Ｕの方が大きいか否か判定される。ここで、出力電力Ｗ０よりも出力電力Ｗ１Ｕの方が大きければ、ステップＳ７に進み、出力電力Ｗ０よりも出力電力Ｗ１Ｕの方が大きくなければ、ステップＳ８に進む。
In step S6, the output power W 1U of the second
ステップＳ７では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、最大出力点に係る動作電圧Ｖ０の値が、電圧Ｖ１Ｕの値に変更される。そして、ステップＳ１の前に戻る。 In step S7, the MPPT control unit 10, the value of the operating voltage V 0 according to the maximum output point is changed to a value of the voltage V 1U. And it returns to before step S1.
ステップＳ８では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣにおける動作電圧Ｖ０が所定値δｖ下降される。このとき、ＭＰＰＴ制御部１０によって、昇圧制御部２０を介してスイッチング素子１５に付与される信号電圧の波形におけるデューティが制御される。これにより、動作電圧Ｖ０がδｖ下降される。
In step S8, the MPPT control unit 10, the operating voltage V 0 in the MPPT control circuit 2MC is lowered a predetermined value .delta.v. At this time, the duty in the waveform of the signal voltage applied to the switching
ステップＳ９では、電圧測定部１１および電流センサ１２によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２Ｄおよび出力電流Ｉ２Ｄが測定される。
In step S9, the
ステップＳ１０では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ステップＳ９で測定された出力電圧Ｖ２Ｄと出力電流Ｉ２Ｄとの積によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ２Ｄが算出される。
In step S10, the MPPT control unit 10, by the product of the measured output voltage V 2D and the output current I 2D in step S9, the output power W 2D of the second
ステップＳ１１では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ステップＳ２で算出された第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ０よりも、ステップＳ１０で算出された第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ２Ｄの方が大きいか否か判定される。ここで、出力電力Ｗ０よりも出力電力Ｗ２Ｄの方が大きければ、ステップＳ１２に進み、出力電力Ｗ０よりも出力電力Ｗ２Ｄの方が大きくなければ、動作電圧Ｖ０がステップＳ１で測定された時の値に戻されて、ステップＳ１の前に戻る。
In step S11, the MPPT control unit 10, than the output power W 0 of the second
ステップＳ１２では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、最大出力点に係る動作電圧Ｖ０の値が、電圧Ｖ２Ｄの値に変更される。そして、ステップＳ１の前に戻る。 In step S12, the MPPT control unit 10, the value of the operating voltage V 0 according to the maximum output point is changed to a value of the voltage V 2D. And it returns to before step S1.
なお、パワーコンディショナ１ＷのＭＰＰＴ制御回路１ＭＣにおいても、電圧制御ユニット２ＣのＭＰＰＴ制御回路２ＭＣと同様な動作フローが実行される。
In the MPPT control circuit 1MC of the
ここで、仮に、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧が、電圧制御ユニット２Ｃにおいて一定電圧まで上昇される場合を想定する。この場合、一般的には、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧が、電圧制御ユニット２Ｃによる昇圧後の出力電圧（昇圧後電圧）よりも大きな電圧になるまで、第１太陽電池部１Ｓの出力電力は、パワーコンディショナ１Ｗに供給されない。この場合、単独昇圧運転と称される状態にある。該状態では、例えば、ステップＳ１１において、出力電力Ｗ０よりも出力電力Ｗ２Ｄの方が大きくないものと判定されると、第２太陽電池部２Ｓの最大出力電力が、２つの太陽電池部１Ｓ，２Ｓの合成出力電力における最大値であるものと誤認される場合がある。この状態では、ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣ，２ＭＣの動作によって、最大出力電力が得られるものと判定された動作電圧が、第１太陽電池部１Ｓの出力電力が最大となる動作電圧には移動しなくなる。これにより、合成出力電力の最大値が適正に得られず、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの発電で得られる電力に損失が生じ得る。このような問題は、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの出力電力が不安定な朝方等において生じ易い。
Here, it is assumed that the output voltage of the second
＜(１−４)参考としての電圧制御ユニットにおける基本的な動作フロー＞
ここで、参考として、電圧制御ユニット２Ｃにおける基本的な動作フローについて説明する。図４は、参考としての電圧制御ユニット２Ｃにおける基本的な動作フローの一例を示すフローチャートである。なお、該動作フローは、ＭＰＰＴ制御部１０および昇圧制御部２０による制御によって実現され得る。
<(1-4) Basic Operation Flow in Voltage Control Unit as Reference>
Here, as a reference, a basic operation flow in the
ステップＳ２１では、電圧測定部１６によって、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が測定される。なお、ここでは、第１太陽電池部１Ｓは、逆流防止ダイオード１ＣＤを介して第２太陽電池部２Ｓと電気的に並列に接続されている。しかしながら、昇圧回路２ＲＣのダイオード１７が逆流防止ダイオードの機能を果たす。このため、昇圧回路２ＲＣの出力側に配される電圧測定部１６によって、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が測定され得る。
In step S21, the voltage measurement unit 16 measures the input voltage V1 from the first solar cell unit 1S to the
ステップＳ２２では、昇圧制御部２０によって、ステップＳ２１で測定された入力電圧Ｖ１が、予め設定された所定電圧Ｖ１set以上であるか否か判定される。所定電圧Ｖ１setは、例えば、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路の起動に必要な電源電圧の最低値であれば良く、本実施形態では、８０Ｖである。この所定電圧Ｖ１setの情報は、予めＣＰＵ
等に記憶させておく以外に、例えば、受付部２ＡＣの操作部が操作されることで入力されても良いし、受付部２ＡＣを介してその他の外部機器から入力されても良い。
In step S22, the boost control unit 20 determines whether or not the input voltage V1 measured in step S21 is equal to or higher than a preset predetermined voltage V1set. The predetermined voltage V1set may be, for example, the minimum value of the power supply voltage necessary for starting the control circuit of the
For example, it may be input by operating the operation unit of the reception unit 2AC, or may be input from another external device via the reception unit 2AC.
ここで、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set未満であれば、ステップＳ２１の前に戻る
。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していない。一方、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set以上であれば、ステップＳ２３に進む。このとき、パ
ワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動している可能性がある。このため、ステップＳ２３以降において、電圧制御ユニット２Ｃにおける継続昇圧処理を開始させるための予備動作が実施される。
If the input voltage V1 is less than the predetermined voltage V1set, the process returns to step S21. At this time, the power conversion operation in the
ステップＳ２３では、昇圧制御部２０およびＭＰＰＴ制御部１０によって、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣにおける第２ＭＰＰＴ制御が開始される。 In step S23, the boost control unit 20 and the MPPT control unit 10 start the second MPPT control in the MPPT control circuit 2MC.
ステップＳ２４では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ２が第２ＭＰＰＴ制御によって最大出力電力に到達しているか否か判定される。ここで、出力電力Ｗ２が、最大出力電力に到達していなければ、ステップＳ２１の前に戻る。このとき、第２ＭＰＰＴ制御において、電圧測定部１１で測定された電圧と電流センサ１２で測定された電流との積である第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ２が、測定の度に上昇している状態である。一方、出力電力Ｗ２が、最大出力電力に到達していれば、ステップＳ２５に進む。このとき、第２太陽電池部２Ｓの出力電力Ｗ２が最大出力点を追従している。
In step S24, the MPPT control unit 10 determines whether or not the output power W2 of the second
ステップＳ２５では、昇圧制御部２０によって、昇圧部２ＲＣｐにおける継続昇圧処理が開始される。 In step S25, the boosting control unit 20 starts the continuous boosting process in the boosting unit 2RCp.
ステップＳ２６では、昇圧制御部２０によって、電圧測定部１６で測定される昇圧後電圧としての昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが、予め設定されている昇圧の上限電圧（昇圧上限電圧とも言う）Ｖlimit以上であるか否か判定される。昇圧上限電圧は、パワ
ーコンディショナ１Ｗの故障を回避するために、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧
が、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の上限値を超えないように規制するものである。例えば、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲が、１５０〜３００Ｖであれば、昇圧上限電圧Ｖlimitが３００Ｖに設定されれば良い。なお、昇圧上限電圧Ｖlimitは、入力運転電圧範囲の上限値である３００Ｖよりも若干低い電圧である２９９Ｖ程度でも構わない。ここで、出力側の電圧Ｖ２ｒが、昇圧上限電圧Ｖlimit以上であれば、ステップＳ２７に進む。一方、出力側の電圧Ｖ２ｒが、昇圧上限電圧Ｖlimit未満であれば、ステップＳ２８に進む。
In step S26, the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp as the post-boosting voltage measured by the voltage measuring unit 16 by the boosting control unit 20 is set to a preset upper limit voltage (also referred to as boost upper limit voltage). It is determined whether or not Vlimit is exceeded. The step-up upper limit voltage regulates the input voltage to the
ステップＳ２７では、昇圧制御部２０によって、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimit未満となるように、昇圧部２ＲＣｐにおける昇圧比が変更されることで、出力側の
電圧Ｖ２ｒが低減される。例えば、昇圧上限電圧Ｖlimitが３００Ｖである場合、出力側
の電圧Ｖ２ｒが３００Ｖを超えないように、出力側の電圧Ｖ２ｒが３００Ｖ未満の所定電圧まで低減される。該所定電圧は、例えば、昇圧上限電圧Ｖlimitである３００Ｖよりも
若干低い２９９Ｖ等であれば良い。
In step S27, the boost control unit 20 changes the boost ratio in the boost unit 2RCp so that the output side voltage V2r is less than the boost upper limit voltage Vlimit, thereby reducing the output side voltage V2r. For example, when the boost upper limit voltage Vlimit is 300V, the output side voltage V2r is reduced to a predetermined voltage less than 300V so that the output side voltage V2r does not exceed 300V. The predetermined voltage may be, for example, 299 V that is slightly lower than 300 V that is the boost upper limit voltage Vlimit.
ステップＳ２８では、昇圧制御部２０によって、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが、予め設定されている所定電圧Ｖmin未満であるか否か判
定される。所定電圧Ｖminは、例えば、パワーコンディショナ１Ｗの起動電圧であれば良
い。パワーコンディショナ１Ｗの起動電圧は、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が開始される電源電圧である。
In step S28, the boost control unit 20 determines whether or not the voltage V2r on the output side of the boost unit 2RCp measured by the voltage measurement unit 16 is less than a preset predetermined voltage Vmin. The predetermined voltage Vmin may be, for example, the starting voltage of the
ここで、出力側の電圧Ｖ２ｒが、所定電圧Ｖmin以上であれば、ステップＳ２６の前に
戻る。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が実行されているものと推定されるため、昇圧処理の実行が維持される。一方、出力側の電圧Ｖ２ｒが、所定電圧Ｖmin未満であれば、ステップＳ２９に進む。このとき、出力側の電圧Ｖ２ｒと等価な
パワーコンディショナ１Ｗの入力電圧が所定電圧Ｖmin未満である。このため、パワーコ
ンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の実行が維持できない。
If the output-side voltage V2r is equal to or higher than the predetermined voltage Vmin, the process returns to step S26. At this time, since it is estimated that the power conversion operation in the
なお、出力側の電圧Ｖ２ｒがパワーコンディショナ１Ｗの起動電圧未満である場合、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧が極めて低い状態にある。このため、第２太陽電池部２Ｓの出力電力のみがパワーコンディショナ１Ｗに供給されている。すなわち、いわゆる単独昇圧運転と称される状態が生じている。
In addition, when the voltage V2r on the output side is less than the starting voltage of the
ステップＳ２９では、昇圧制御部２０によって、昇圧部２ＲＣｐにおける継続昇圧処理が停止されて、ステップＳ２１の前に戻る。 In step S29, the boosting control unit 20 stops the continuous boosting process in the boosting unit 2RCp and returns to the step before step S21.
ところで、上記ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理によって継続昇圧処理が開始されれば、継続昇圧処理の開始時点において単独昇圧運転が生じる場合がある。そこで、本実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃでは、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が開始された後に、継続昇圧処理が開始されるような動作が行われる。
By the way, if the continuous boosting process is started by the processes of steps S21 to S25, the single boosting operation may occur at the start of the continuous boosting process. Therefore, in the
＜(１−５)一実施形態に係る電圧制御ユニットにおける継続昇圧処理の開始動作＞
図５および図６は、本実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃにおいて継続昇圧処理が開始される動作について説明するための図である。図６は、図５において破線で囲まれた部分の拡大図である。
<(1-5) Start Operation of Continuous Boosting Process in Voltage Control Unit According to One Embodiment>
5 and 6 are diagrams for explaining an operation in which the continuous boosting process is started in the
ここでは、パワーコンディショナ１Ｗは、時間の経過とともに、期間Ｐ１〜Ｐ４において順次異なる状態に設定される。期間Ｐ１では、パワーコンディショナ１Ｗは、制御回路も起動していない状態に設定される。期間Ｐ２では、パワーコンディショナ１Ｗは、制御回路の起動を試行する状態に設定される。期間Ｐ３では、パワーコンディショナ１Ｗは、
制御回路が起動して電力変換動作の起動を試行する状態に設定される。期間Ｐ４では、パワーコンディショナ１Ｗは、電力変換動作が実施されている状態に設定される。
Here, the
The control circuit is activated and set to a state in which it is attempted to activate the power conversion operation. In the period P4, the
以下、期間Ｐ１〜Ｐ４におけるパワーコンディショナ１Ｗの状態の変化ならびに電圧制御ユニット２Ｃの動作について説明する。
Hereinafter, a change in the state of the
まず、期間Ｐ１において、日の出の後、太陽高度が上昇して、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの出力電力が上昇する。このとき、点Ａｐにおける所定電圧Ｖ１setは、パ
ワーコンディショナ１Ｗの制御回路の起動に必要な電源電圧の最低値である。所定電圧Ｖ１setは、パワーコンディショナ１Ｗの設計によって適宜設定されれば良い。なお、本実
施形態では、所定電圧Ｖ１setは、８０Ｖに設定されている。そして、パワーコンディシ
ョナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１setに到達すれば、パワーコンディショナ１
Ｗは、制御回路の起動を試行し始める。
First, in the period P1, after sunrise, the solar altitude increases, and the output power of the first and second
W begins to try to activate the control circuit.
ここで、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１setに到達するまでは、第１および第２太陽電
池部１Ｓ，２Ｓの出力電力は、パワーコンディショナ１Ｗ等の各種回路において消費されない。このため、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの出力電流がどの程度得られるのか把握することができない。しかし、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set以上のある程度
の値まで上昇すれば、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの出力電流がある程度得られるものと予想される。そこで、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１setに到達すれば、パワー
コンディショナ１Ｗは、制御回路の起動を試行し始める。すなわち、期間Ｐ２に移行する。
Here, until the input voltage V1 reaches the predetermined voltage V1set, the output power of the first and second
期間Ｐ２においては、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路の起動が試行される。しかしながら、期間Ｐ２に移行した時点では、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓの出力電流が、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路の起動には不十分であることが殆どである。このため、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路に電力が供給され始めると、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路による電流の吸い込みが生じ、入力電圧Ｖ１が急激に低下し始める。このとき、入力電圧Ｖ１が所定値Ｄ１まで低下すると、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１setよりも下回っているものとされて、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路への電
力の供給が停止される。すなわち、パワーコンディショナ１Ｗにおける制御回路の起動の試行が停止される。
In the period P2, activation of the control circuit of the
その後、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路による電流の吸い込みが停止されると、入力電圧Ｖ１が再び上昇して所定電圧Ｖ１setに到達する。このとき、パワーコンディシ
ョナ１Ｗの制御回路に電力が供給され始めると、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路による電流の吸い込みが生じ、入力電圧Ｖ１が急激に低下し始める。そして、入力電圧Ｖ１が所定値Ｄ１まで低下すると、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路への電力の供給が停止される。
Thereafter, when the current suction by the control circuit of the
期間Ｐ２においては、上述した入力電圧Ｖ１の上昇、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路への電力の供給の開始、入力電圧Ｖ１の急降下およびパワーコンディショナ１Ｗの制御回路への電力の供給の停止の一連の処理が、複数回繰り返される。そして、期間Ｐ２の移行からの時間が経過すれば経過する程、太陽高度の上昇に伴って、入力電圧Ｖ１の上昇が短時間で生じる。なお、期間Ｐ２の初期では、パワーコンディショナ１Ｗに内蔵されている平滑用コンデンサ等への再充電に電力が消費されるため、入力電圧Ｖ１の上昇にある程度の時間を要する。また、この期間Ｐ２においては、昇圧回路２ＲＣにおける消費電力は、パワーコンディショナ１Ｗにおける消費電力と比較して、ごく小さい。このため、昇圧回路２ＲＣが起動されて、昇圧処理を行うことが可能な状態に設定される。
In the period P2, the above-described series of the rise of the input voltage V1, the start of supply of power to the control circuit of the
また、期間Ｐ２においては、昇圧回路２ＲＣは、所定電圧Ｖ１setを超える昇圧回路２
ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが測定されれば、ごく短時間の単発的な昇圧処理（単発昇圧処理とも言う）を実施する。具体的には、昇圧制御部２０が、昇圧部２ＲＣｐに入力される入力電圧を昇圧目標電圧まで上昇させようとする第１昇圧処理としての単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させる。これにより、ごく短時間において昇圧回路２ＲＣから単発的な電圧（トリガ電圧とも言う）Ｔ１が出力される。単発昇圧処理におけるごく短時間は、例えば、３００〜８００μ秒間程度であれば良い。このとき、パワーコンディショナ１Ｗの起動に必要な電力を瞬間的に供給することができる。このため、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒの上昇、すなわちパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１の上昇が観測され得る。ここでは、昇圧目標電圧が、入力運転電圧範囲の上限値である３００Ｖに設定されていれば、単発昇圧処理によって、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に３００Ｖまで上昇し得る。
In the period P2, the booster circuit 2RC is the
If the voltage V2r on the output side of RC is measured, a very short time boosting process (also referred to as a single boosting process) is performed. Specifically, the boosting control unit 20 causes the boosting unit 2RCp to execute a single boosting process as a first boosting process for increasing the input voltage input to the boosting unit 2RCp to the boosting target voltage. Thereby, a single voltage (also called trigger voltage) T1 is output from the booster circuit 2RC in a very short time. The very short time in the single boosting process may be, for example, about 300 to 800 μsec. At this time, it is possible to instantaneously supply power necessary for starting up the
なお、昇圧目標電圧は、パワーコンディショナ１Ｗの設定等に合わせて変更されれば良い。例えば、受付部２ＡＣによって、昇圧目標電圧の設定に係る操作が受け付けられ、昇圧制御部２０によって、受付部２ＡＣで受け付けられる操作に応じて昇圧目標電圧が設定されれば良い。これにより、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の最大定格値に合わせて、昇圧目標電圧が設定され得る。また、昇圧目標電圧は、太陽光発電システム１の使用状況に合わせて自動的に設定されても良い。例えば、電圧測定部１６によって、１日間における第１太陽電池部１Ｓの出力電圧としての開放電圧の最大値が測定され、昇圧制御部２０によって、この開放電圧に基づいて昇圧目標電圧が設定されても良い。このとき、昇圧目標電圧は開放電圧以上に設定されれば良い。
The boost target voltage may be changed in accordance with the setting of the
ここで、仮に、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していれば、パワーコンディショナ１Ｗで消費される電力が大きく、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に昇圧目標電圧まで上昇しない。このため、瞬間的に昇圧目標電圧に至る昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒにおける短時間の上昇が、電圧測定部１６によって測定されれば、パワーコンディショナ１Ｗは、電力変換動作が起動していない状態にあるものと判定され得る。この場合、昇圧回路２ＲＣは継続昇圧処理を開始することなく、所定時間が経過する度に単発昇圧処理を実行する。図５では、トリガ電圧Ｔ２，Ｔ３が順次に出力される一例が示されている。
Here, if the power conversion operation in the
次に、図５の点Ｂｐにおいて、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路の電源が入り、この制御回路が起動することで、期間Ｐ３に移行する。この時点で、パワーコンディショナ１ＷのＭＰＰＴ制御回路１ＭＣにおける第１ＭＰＰＴ制御が開始されれば良い。但し、この時点で、ＭＰＰＴ制御回路１ＭＣにおける第１ＭＰＰＴ制御は開始されなくても良い。なお、本実施形態では、期間Ｐ３への移行時にＭＰＰＴ制御回路１ＭＣにおける第１ＭＰＰＴ制御が開始される。この場合、期間Ｐ３では、第１ＭＰＰＴ制御によって、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電力が最大となるため、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路等に電力が消費されても、余剰電力が生じ得る。これにより、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電力が、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動に必要な電力へ早期に到達し得る。
Next, at the point Bp in FIG. 5, the power source of the control circuit of the
期間Ｐ３では、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路によって、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電力が、電力変換部１ＣＶにおける電力変換動作に必要な電圧を維持できる程度のものであるか否かを確認する動作が行われる。つまり、電力変換動作の起動が試行される。
In the period P3, an operation for confirming whether or not the input power to the
具体的には、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電力が十分でなければ、電力変換動作の起動が試行された瞬間に、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧が急激に低下する。
このとき、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧が所定電圧Ｄ２まで低下すると、電力変換動作の起動が停止される。所定電圧Ｄ２は、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の下限値以下であれば良い。電力変換動作が停止された状態では、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧が急速に上昇する。そして、所定のタイミングで、電力変換動作の起動が繰り返し試行される。なお、所定のタイミングとしては、例えば、約５〜６秒間隔のタイミングであれば良い。また、所定のタイミングは、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧が所定値以上となったタイミングであっても良い。
Specifically, if the input power to the
At this time, when the input voltage to the
また、期間Ｐ３においても、昇圧回路２ＲＣは、所定のタイミングで単発昇圧処理を実施する。具体的には、昇圧制御部２０が、昇圧部２ＲＣｐに入力される入力電圧を昇圧目標電圧（ここでは、３００Ｖ）まで上昇させようとする第１昇圧処理としての単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させる。これにより、例えば、ごく短時間において昇圧回路２ＲＣからトリガ電圧Ｔ４が出力される。 Also in the period P3, the booster circuit 2RC performs a single boosting process at a predetermined timing. Specifically, the boost control unit 20 performs a single boost process as a first boost process to increase the input voltage input to the boost unit 2RCp to the boost target voltage (300 V in this case). Let it run. Thereby, for example, the trigger voltage T4 is output from the booster circuit 2RC in a very short time.
ここでも、仮にパワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していれば、パワーコンディショナ１Ｗで消費される電力が大きく、単発昇圧処理によって昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に昇圧目標電圧まで上昇しない。このため、瞬間的に昇圧目標電圧に至る昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒの短時間の上昇が、電圧測定部１６によって測定されれば、パワーコンディショナ１Ｗは、電力変換動作が起動していない状態にあるものと判定され得る。この場合、昇圧回路２ＲＣは継続昇圧処理を開始させることなく、所定時間が経過する度に単発昇圧処理を実行する。図５では、トリガ電圧Ｔ５〜Ｔ８が順次に出力される一例が示されている。
Also here, if the power conversion operation in the
次に、図５の点Ｃｐにおいて、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電力Ｖ１が、電力変換部１ＣＶにおける電力変換動作に必要な電圧を維持できる程度のものとなる。これにより、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が開始されることで、期間Ｐ４に移行する。期間Ｐ４では、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が実行されている状態が維持される。
Next, at a point Cp in FIG. 5, the input power V1 to the
そして、期間Ｐ４においても、昇圧回路２ＲＣは所定のタイミングで単発昇圧処理を実施する。具体的には、昇圧制御部２０が、昇圧部２ＲＣｐに入力される入力電圧を昇圧目標電圧（ここでは、３００Ｖ）まで上昇させようとする第１昇圧処理としての単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させる。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しているため、パワーコンディショナ１Ｗで消費される電力が大きい。これにより、単発昇圧処理が行われても、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に昇圧目標電圧まで上昇しない。このため、単発昇圧処理が行われる際における昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが測定されることで、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が認識され得る。なお、図５では、トリガ電圧Ｔ９は、数ボルト程度となり、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒについての昇圧目標電圧に至る瞬間的な上昇が観測されない様子が示されている。
Also in the period P4, the booster circuit 2RC performs the single boosting process at a predetermined timing. Specifically, the boost control unit 20 performs a single boost process as a first boost process to increase the input voltage input to the boost unit 2RCp to the boost target voltage (300 V in this case). Let it run. At this time, since the power conversion operation in the
そこで、昇圧回路２ＲＣでは、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒに応じて、昇圧部２ＲＣｐへの入力電圧を継続的に上昇させる継続昇圧処理を、昇圧部２ＲＣｐに実行させ始める。これにより、太陽光発電システム１における発電によって得られる電力が、単独昇圧運転等によって損失する不具合の発生が低減され得る。具体的には、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧目標電圧まで到達しない場合に、継続昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させ始める。これにより、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動している状態で、継続昇圧処理が開始され得る。
Therefore, in the booster circuit 2RC, the input voltage to the booster unit 2RCp is continuously applied according to the voltage V2r on the output side of the booster unit 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 when the single boosting process is performed by the booster unit 2RCp. The boosting unit 2RCp starts to execute the continuous boosting process for increasing. Thereby, generation | occurrence | production of the malfunction which the electric power obtained by the electric power generation in the solar
なお、ここでは、継続昇圧処理が実施される際に、例えば、昇圧回路２ＲＣが３００Ｖの電圧を出力しようとすれば良い。この場合、パワーコンディショナ１Ｗでは、第１太陽電池部１Ｓの最大出力点に係る動作電圧において第１ＭＰＰＴ制御が行われている。このため、昇圧回路２ＲＣは、第１ＭＰＰＴ制御の動作電圧を超える電圧を出力することができない。その結果、第１太陽電池部１Ｓからの出力電力と、第２太陽電池部２Ｓからの出力電力とが、第１ＭＰＰＴ制御における動作電圧において合成され得る。
Here, when the continuous boosting process is performed, for example, the booster circuit 2RC may try to output a voltage of 300V. In this case, in the
ところで、パワーコンディショナ１Ｗの起動に必要な電力が非常に大きく、単発昇圧処理によって入力電圧Ｖ１が瞬間的に上昇し難い場合もあり得る。この場合には、入力電圧Ｖ１が予め設定された設定電圧以上にあるときに、単発昇圧処理によってトリガ電圧が出力されるようにしても良い。設定電圧は、例えば、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が実行される際におけるパワーコンディショナ１Ｗの最適な動作電圧よりも若干低めの電圧に設定されれば良い。具体的には、最適な動作電圧が２１０Ｖである場合、設定電圧が、例えば、最適な動作電圧の８５〜９５％程度である１８０〜２００Ｖ程度であれば良い。本実施形態では、設定電圧は、図６の太い破線で示された１８０Ｖに設定される。このような構成では、所定時間が経過する度に単発昇圧処理が実行されない場合がある。このため、例えば、所定時間が経過し、且つ入力電圧Ｖ１が設定電圧以上となれば、単発昇圧処理が実行されれば良い。
By the way, the power required for starting up the
具体的には、電圧制御ユニット２Ｃにおいて、例えば、昇圧制御部２０は、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧以上であれば、第１昇圧処理としての単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させれば良い。この場合、入力電圧Ｖ１がある程度確保されている状態でトリガ電圧が出力される。このため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していない状態では、単発昇圧処理によって入力電圧Ｖ１が瞬間的に上昇し易い。これにより、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しているか否かの判定が精度良く行われ得る。
Specifically, in the
以上のようにして、電圧制御ユニット２Ｃでは、第１太陽電池部１Ｓの出力電力によってパワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動後に、昇圧回路２ＲＣにおいて継続昇圧処理が開始される。これにより、単独昇圧運転の発生が低減されるため、太陽光発電システム１における発電によって得られる電力の損失が低減され得る。
As described above, in the
＜(１−６)一実施形態に係る電圧制御ユニットの動作フロー＞
図７および図８は、本実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃの動作フローの一例を示すフローチャートである。本動作フローは、ＭＰＰＴ制御部１０および昇圧制御部２０による制御によって実現され得る。なお、本動作フローでは、図４に示す基本的な動作フローと比較して、継続昇圧処理が開始されるまでの動作が異なっており、継続昇圧処理が開始された後の動作は同一である。このため、本動作フローでは、図８のステップＳ４２で継続昇圧処理が開始されると、図４に示す基本的な動作フローのステップＳ２６に進む。
<(1-6) Operation Flow of Voltage Control Unit According to One Embodiment>
7 and 8 are flowcharts showing an example of an operation flow of the
以下、図７および図８の動作フローについて説明する。なお、実際にはダイオード１７による損失によってＶ１とＶ２の値には１Ｖ程度の差が生じるので補正が行われるが、便宜上、上記損失は無視することとして説明する。
Hereinafter, the operation flow of FIGS. 7 and 8 will be described. Actually, a difference of about 1 V is generated in the values of V1 and V2 due to the loss due to the
まず、図７のステップＳ３１では、図４のステップＳ２１と同様に、電圧測定部１６によって、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が測定される。
First, in step S31 of FIG. 7, the input voltage V1 from the first solar cell unit 1S to the
ステップＳ３２では、図４のステップＳ２２と同様に、昇圧制御部２０によって、ステ
ップＳ３１で測定された入力電圧Ｖ１が、予め設定された所定電圧Ｖ１set以上であるか
否か判定される。ここで、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set未満であれば、ステップＳ
３１の前に戻る。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作は起動していない。一方、入力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set以上であれば、ステップＳ３３に進む
。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動している可能性がある。
In step S32, as in step S22 of FIG. 4, the boost control unit 20 determines whether or not the input voltage V1 measured in step S31 is equal to or higher than a predetermined voltage V1set set in advance. If the input voltage V1 is less than the predetermined voltage V1set, step S
Return to before 31. At this time, the power conversion operation in the
ステップＳ３３では、電圧測定部１１によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２が測定される。なお、電圧制御ユニット２Ｃに内蔵されるダイオード１７の存在によって、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧Ｖ１の影響を受けることなく、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２が測定される。
In step S33, the
ステップＳ３４では、昇圧制御部２０によって、ステップＳ３１で測定された出力電圧Ｖ１とステップＳ３３で測定された出力電圧Ｖ２とが同一であるか否か判定される。ここで、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが同一であれば、ステップＳ３１の前に戻る。このとき、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２が、昇圧部２ＲＣｐで昇圧されなくとも、出力電圧Ｖ１と同一であるか、第１太陽電池部１Ｓの設置方向や故障等によって、主として第２太陽電池部２Ｓが発電している様な場合が考えられる。この場合、第１太陽電池部１Ｓから十分な電力が得られないため、ステップＳ３１の前に戻ることで、単独昇圧運転の発生等が回避される。一方、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが同一でなければ、ステップＳ３５に進む。このとき、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖ１set以上である。
In step S34, the boost control unit 20 determines whether or not the output voltage V1 measured in step S31 is the same as the output voltage V2 measured in step S33. Here, if the output voltage V1 and the output voltage V2 are the same, it will return before step S31. At this time, even if the output voltage V2 of the second
ステップＳ３５では、昇圧制御部２０によって、ステップＳ３３で測定された出力電圧Ｖ２が、予め設定された設定電圧Ｖ２set以上であるか否か判定される。設定電圧Ｖ２setは、例えば、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が実行される際におけるパワーコンディショナ１Ｗの最適な動作電圧よりも若干低めの電圧に設定されれば良い。具体的には、本実施形態では１８０Ｖである。この設定電圧Ｖ２setの情報は、例えば、受
付部２ＡＣの操作部が操作されることで入力されても良いし、受付部２ＡＣを介してその他の外部機器から入力されても良い。ここで、出力電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２set未満であ
れば、ステップＳ３１の前に戻る。このとき、第２太陽電池部２Ｓの出力電力が十分ではないため、不安定な昇圧処理が生じ得る。このため、ステップＳ３１の前に戻る。一方、出力電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２set以上であれば、ステップＳ３６に進む。
In step S35, the boost control unit 20 determines whether or not the output voltage V2 measured in step S33 is equal to or higher than a preset set voltage V2set. For example, the set voltage V2set may be set to a voltage slightly lower than the optimum operating voltage of the
ステップＳ３６では、ＭＰＰＴ制御部１０によって、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣによる第２ＭＰＰＴ制御が開始される。 In step S36, the MPPT control unit 10 starts the second MPPT control by the MPPT control circuit 2MC.
ステップＳ３７では、昇圧制御部２０によって、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理が開始される。このとき、単発昇圧処理によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２が、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒまで上昇される。昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒの昇圧目標電圧が、例えば、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の上限値である３００Ｖに設定されていれば、単発昇圧処理によって、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に３００Ｖまで上昇し得る。
In step S37, the boost control unit 20 starts a single boost process by the boost unit 2RCp. At this time, the output voltage V2 of the second
図８のステップＳ３８では、昇圧制御部２０によって、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧Ｖmin未満であるか否か判定される。昇圧後電圧とし
ての出力側の電圧Ｖ２ｒは、電圧測定部１６において測定される。所定電圧Ｖminは、例
えば、パワーコンディショナ１Ｗの起動電圧であれば良い。パワーコンディショナ１Ｗの起動電圧は、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が開始される電圧である。
In step S38 in FIG. 8, the boost control unit 20 determines whether or not the output-side voltage V2r as the boosted voltage is less than a predetermined voltage Vmin. The voltage V2r on the output side as the boosted voltage is measured by the voltage measuring unit 16. The predetermined voltage Vmin may be, for example, the starting voltage of the
ここで、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが所定電圧Ｖmin未満であれば、ステ
ップＳ４１で昇圧制御部２０によって単発昇圧処理が停止されて、図７のステップＳ３１前に戻る。このとき、パワーコンディショナ１Ｗへの出力電圧Ｖ１が、所定電圧Ｖmin未
満であるため、パワーコンディショナ１Ｗへの電力供給が電力変換動作の起動には不十分である。一方、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが所定電圧Ｖmin以上であれば、
ステップＳ３９に進む。
If the output-side voltage V2r as the post-boost voltage is less than the predetermined voltage Vmin, the single boost process is stopped by the boost control unit 20 in step S41, and the process returns to step S31 in FIG. At this time, since the output voltage V1 to the
Proceed to step S39.
ステップＳ３９では、昇圧制御部２０によって、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧目標電圧としての予め設定された昇圧の上限電圧（昇圧上限電圧）Ｖlimit未満
であるか否か判定される。昇圧上限電圧は、パワーコンディショナ１Ｗの故障を回避するために、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧が、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の上限値を超えないように規制するものである。例えば、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲が、１５０〜３００Ｖであれば、昇圧上限電圧Ｖlimitが３０
０Ｖに設定されれば良い。なお、昇圧上限電圧Ｖlimitは、入力運転電圧範囲の上限値で
ある３００Ｖよりも若干低い電圧である２９０Ｖ程度でも構わない。
In step S39, the boost control unit 20 determines whether or not the output-side voltage V2r as the boosted voltage is less than a preset boost upper limit voltage (boost upper limit voltage) Vlimit as the boost target voltage. The step-up upper limit voltage regulates the input voltage to the
What is necessary is just to set to 0V. The boost upper limit voltage Vlimit may be about 290 V, which is a voltage slightly lower than 300 V that is the upper limit value of the input operation voltage range.
ここで、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimitに到達していれば、ステップＳ４
０に進む。一方、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimit未満であれば、ステップＳ
４２に進む。このとき、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しており、パワーコンディショナ１Ｗで消費される電力が大きい。このため、単発昇圧処理が行われても、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に昇圧目標電圧（ここでは、３００Ｖ）まで上昇しない。その結果、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が認識され得る。
If the output-side voltage V2r has reached the boost upper limit voltage Vlimit, step S4 is performed.
Go to 0. On the other hand, if the output-side voltage V2r is less than the boost upper limit voltage Vlimit, step S
Go to 42. At this time, the power conversion operation in the
ステップＳ４０では、昇圧制御部２０によって、ステップＳ３７における単発昇圧処理の開始から所定時間が経過したか否か判定される。所定時間は、例えば、３００〜８００μ秒間であれば良い。ここで、単発昇圧処理の開始から所定時間が経過していなければ、ステップＳ３８の前に戻る。一方、単発昇圧処理の開始から所定時間が経過していれば、ステップＳ４１で昇圧制御部２０によって単発昇圧処理が停止されて、図７のステップＳ３１の前に戻る。このとき、昇圧回路２ＲＣの出力側の電圧Ｖ２ｒが、昇圧上限電圧Ｖlimitに到達しているため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動されていない。
In step S40, the boost control unit 20 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the single boost process in step S37. The predetermined time may be, for example, 300 to 800 μsec. If the predetermined time has not elapsed since the start of the single boosting process, the process returns to step S38. On the other hand, if a predetermined time has elapsed since the start of the single boosting process, the single boosting process is stopped by the boost control unit 20 in step S41, and the process returns to step S31 in FIG. At this time, since the voltage V2r on the output side of the booster circuit 2RC has reached the boost upper limit voltage Vlimit, the power conversion operation in the
ステップＳ４２では、昇圧制御部２０によって、継続昇圧処理が開始される。すなわち、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧目標電圧まで到達しない場合に、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始める。そして、図４に示す基本的な動作フローのステップＳ２６に進む。 In step S42, the boost control unit 20 starts the continuous boosting process. That is, when the single boosting process by the boosting unit 2RCp is executed, if the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 does not reach the boost target voltage, the continuous boosting process is executed by the boosting unit 2RCp. start. And it progresses to step S26 of the basic operation | movement flow shown in FIG.
＜(１−７)一実施形態のまとめ＞
以上のように、一実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃによれば、単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧目標電圧まで到達しない場合に、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始める。
<Summary of (1-7) One Embodiment>
As described above, according to the
このような構成によって、第１太陽電池部１Ｓの出力電圧を測定するための特別な配線の追加が不要となる。その結果、太陽光発電システム１の部材ならびに施工プロセスの増加が低減される。また、昇圧回路２ＲＣにおける昇圧比が、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓにおける太陽電池モジュール１ＳＭの枚数の比に応じて設定されなくても良い。その結果、太陽光発電システム１の設置作業の複雑化ならびに昇圧比の設定における作業ミスが生じ難い。さらに、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動状態が
昇圧回路２ＲＣ側の電路から検出することが可能である。したがって、単独昇圧運転等の不具合が生じ難く、太陽光発電システム１における発電によって得られる電力の損失が容易に低減され得る。
With such a configuration, it is not necessary to add special wiring for measuring the output voltage of the first solar cell unit 1S. As a result, an increase in members and construction processes of the photovoltaic
また、昇圧制御部２０によって、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧以上であれば、第１昇圧処理としての単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させても良い。これにより、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗの入力電圧Ｖ１がある程度確保されている状態でトリガ電圧が出力される。このため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していない状態では、単発昇圧処理によって、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが瞬間的に上昇し易い。その結果、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しているか否かの判定が精度良く行われ得る。
Further, if the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 is equal to or higher than the set voltage, the boosting control unit 20 causes the boosting unit 2RCp to execute a single boosting process as the first boosting process. Also good. Thereby, the trigger voltage is output in a state where the input voltage V1 of the
＜(２)変形例＞
なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<(2) Modification>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention as described below.
＜(２−１)第１変形例＞
まず、第１変形例について説明する。上記一実施形態では、昇圧制御部２０によって、単発昇圧処理の実行時に昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧目標電圧まで到達しない場合に、継続昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐで実行させ始めた。
<(2-1) First Modification>
First, the first modification will be described. In the above embodiment, when the voltage V2r on the output side of the booster 2RCp does not reach the boost target voltage by the boost controller 20 when the single boost process is executed, the booster 2RCp starts to execute the continuous boost process.
しかしながら、単発昇圧処理の実行時における昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒに応じて、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始める態様としては、これに限られない。例えば、昇圧制御部２０によって、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇圧処理による上昇量が予め設定された設定量未満である場合に、継続昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させ始めても良い。以下、第１変形例に係る太陽光発電システム１Ａについて説明する。
However, the aspect in which the continuous boosting process starts to be executed in the boosting unit 2RCp according to the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp when the single boosting process is executed is not limited to this. For example, the continuous boosting process is performed when the boosting amount by the single boosting process for the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 is less than a preset set amount by the boosting control unit 20. The boosting unit 2RCp may start to execute. Hereinafter, the solar
第１変形例に係る太陽光発電システム１Ａは、上記一実施形態に係る太陽光発電システム１がベースとされて、昇圧制御部２０が昇圧制御部２０Ａに置換され、該置換に伴って、電圧制御ユニット２Ｃが電圧制御ユニット２ＣＡに置換されたものであれば良い。
The photovoltaic
例えば、上記特許文献１の技術では、昇圧回路１０２ＲＣにおける昇圧比が、第１および第２太陽電池部１０１Ｓ，１０２Ｓにおける太陽電池モジュール１０１ＳＭの枚数の比に応じて設定される。この場合、昇圧処理によって、第２太陽電池部１０２Ｓの出力電圧が所定数倍に上昇される。
For example, in the technique of
ところで、図５および図６に示すように、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が確認される期間Ｐ２〜Ｐ３においては、入力電圧Ｖ１の上下変動が生じる。このため、仮に昇圧比が固定されていれば、トリガ電圧が出力されるタイミングによって、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが到達する電圧が異なる。
Incidentally, as shown in FIGS. 5 and 6, the input voltage V <b> 1 fluctuates in the period P <b> 2 to P <b> 3 in which the start of the power conversion operation in the
具体的には、例えば、第１太陽電池部１Ｓが、直列接続された１０枚の太陽電池モジュール１ＳＭを有し、第２太陽電池部２Ｓが、直列接続された８枚の太陽電池モジュール１ＳＭを有する場合、昇圧比が、１．２５倍に設定される場合がある。この場合、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２の１．２５倍である出力側の電圧Ｖ２ｒが電圧測定部１６によって測定される。このため、図９に示すように、入力電圧Ｖ１の上下変動の存在によって、単発昇圧処理によってトリガ電圧Ｔ１１〜Ｔ１４が出力されるタイミングによって、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが到達する電圧が異なる。なお、この場合における昇圧目標電圧は、第２太陽電池部２Ｓの出力電圧Ｖ２に昇圧比である１．２５倍が乗じられた値である。
Specifically, for example, the first solar cell unit 1S includes ten solar cell modules 1SM connected in series, and the second
そして、電圧測定部１６で測定される出力側の電圧Ｖ２ｒが、図５および図６ではトリガ電圧Ｔ１〜Ｔ８の出力によって昇圧上限電圧Ｖlimitに到達していたが、図９ではトリ
ガ電圧Ｔ１２〜Ｔ１４の出力によって昇圧上限電圧Ｖlimitに到達しない場合もある。例
えば、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路による電流の吸い込みが生じていないタイミングでは、トリガ電圧Ｔ１１によって、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimitに到
達する。一方、パワーコンディショナ１Ｗの制御回路による電流の吸い込みが生じているタイミングでは、トリガ電圧Ｔ１２によって、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimitに到達しない。しかも、単発昇圧処理によって出力側の電圧Ｖ２ｒが到達する電圧が、
入力電圧Ｖ１の上下変動に埋もれてしまう場合も生じ得る。
The output-side voltage V2r measured by the voltage measuring unit 16 reaches the boost upper limit voltage Vlimit by the output of the trigger voltages T1 to T8 in FIGS. 5 and 6, but in FIG. 9, the trigger voltages T12 to T14 are reached. May not reach the boost upper limit voltage Vlimit. For example, at the timing when no current is sucked by the control circuit of the
There may be a case where the input voltage V1 is buried in the vertical fluctuation.
そこで、第１変形例に係る太陽光発電システム１Ａの電圧制御ユニット２ＣＡでは、トリガ電圧が出力される直前における入力電圧Ｖ１が測定される。つまり、トリガ電圧が出力される直前における昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが電圧測定部１６によって測定される。そして、トリガ電圧の出力時における昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒについての最大値が電圧測定部１６によって測定される。そして、トリガ電圧の出力直前とトリガ電圧の出力時における出力側の電圧Ｖ２ｒの差として算出される出力側の電圧Ｖ２ｒの上昇量に基づいて、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換処理の起動が確認される。そして、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換処理の起動が確認されれば、継続昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させ始める。
Therefore, in the voltage control unit 2CA of the photovoltaic
具体的には、昇圧制御部２０Ａによって、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇圧処理による上昇量２Ａｒが予め設定された設定量未満である場合に、継続昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させ始める。所定量は、例えば、単発昇圧処理における出力側の電圧Ｖ２ｒの上昇量の予想値に設定されれば良い。ここで、単発昇圧処理における昇圧比が固定されている場合、トリガ電圧の出力時における出力側の電圧Ｖ２ｒは、トリガ電圧の出力直前の出力側の電圧Ｖ２ｒの固定数倍となり得る。固定数倍は、例えば、１．２５倍であれば良い。このため、所定量は、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒの固定数倍の電圧から、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒを減じた値であれば良い。この場合、トリガ電圧の出力時における出力側の電圧Ｖ２ｒが、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒの固定数倍の電圧以上であり且つ昇圧上限電圧Ｖlimit未満である場合には、継続昇圧処理が開始さ
れない。
Specifically, when the increase amount 2Ar due to the single boost processing for the voltage V2r on the output side of the booster 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 is less than a preset set amount by the boost controller 20A. The boosting unit 2RCp starts to execute the continuous boosting process. The predetermined amount may be set to an expected value of the increase amount of the output-side voltage V2r in the single boosting process, for example. Here, when the boost ratio in the single boosting process is fixed, the output-side voltage V2r at the time of outputting the trigger voltage can be a fixed multiple of the output-side voltage V2r immediately before the trigger voltage is output. The fixed number times may be, for example, 1.25 times. For this reason, the predetermined amount may be a value obtained by subtracting the output-side voltage V2r immediately before the trigger voltage output from a voltage that is a fixed multiple of the output-side voltage V2r immediately before the trigger voltage output. In this case, if the output side voltage V2r at the time of outputting the trigger voltage is equal to or higher than a fixed multiple of the output side voltage V2r immediately before the output of the trigger voltage and less than the boost upper limit voltage Vlimit, the continuous boosting is performed. Processing does not start.
なお、図９では、トリガ電圧Ｔ１５の出力による出力側の電圧Ｖ２ｒの上昇量２Ａｒが、数ボルト程度となり、上昇量２Ａｒが所定量未満である様子が示されている。 FIG. 9 shows a state in which the increase amount 2Ar of the output-side voltage V2r due to the output of the trigger voltage T15 is about several volts, and the increase amount 2Ar is less than a predetermined amount.
また、単発昇圧処理時におけるパワーコンディショナ１Ｗによる電流の吸い込みが大きな場合、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していないにも拘わらず、トリガ電圧の出力によって出力側の電圧Ｖ２ｒが十分に上昇しない場合が考えられる。具体的には、トリガ電圧の出力時における出力側の電圧Ｖ２ｒが、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒの固定数倍の電圧まで到達しない場合も考えられる。このような場合を想定すると、設定量は、例えば、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒの固定数倍の電圧から、トリガ電圧の出力直前における出力側の電圧Ｖ２ｒを減じた値以下であっても良い。例えば、設定量は、第１ＭＰＰＴ制御において動作電圧を変動させる幅であるδｖ以上であっても良い。具体的には、δｖが２〜６Ｖであれば、所定量は、例えば、余裕を持たせた１０Ｖ等に設定されれば良い。
Further, when the current sink by the
このような構成が採用されることで、昇圧比が固定されている場合であっても、単発昇圧処理によってパワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が認識され得る。そして、パワーコンディショナ１Ｗによる電流の吸い込み量が大きな場合、および第２太陽電池部２Ｓによる出力電力が小さい場合であっても、出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧まで到達したら、単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させるといった設定が不要となる。
By adopting such a configuration, even when the step-up ratio is fixed, the activation of the power conversion operation in the
通常、パワーコンディショナ１Ｗの起動前において、電流の吸い込みが行われるタイミングは一定間隔ではない。例えば、図１０に示すように、上記期間Ｐ３において、例えば、入力電圧Ｖ１が大きく低下した後に電流の吸い込み前の値まで復帰するのに要する復帰時間が長い期間Ｐ３ａと、復帰時間が短い期間Ｐ３ｂとが混在する場合がある。期間Ｐ３ａでは、例えば、日射強度が小さい場合等には、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓにおける発電電力が小さいため、復帰時間が長くなり得る。また、期間Ｐ３ｂでは、例えば、日射強度の上昇等によって、第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓにおける発電電力が増加することで、復帰時間が短くなり得る。すなわち、電流の吸い込みが行われるタイミングは、日射強度に応じた第１および第２太陽電池部１Ｓ，２Ｓにおける発電状態によって変化し得る。このため、図６および図９に示すように、電流の吸い込みの発生の有無に拘わらず、トリガ電圧が一定間隔で出力される場合には、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しているか否かを判定する処理が複雑となる。
Usually, before the
そこで、トリガ電圧の出力が一定周期で行われずに、入力電圧Ｖ１の変動幅が検知され、この変動幅が小さければトリガ電圧の出力が行われるようにしても良い。すなわち、図１０に示すように、例えば、期間Ｐ３ａにおけるトリガ電圧Ｔ１６，Ｔ１７、および、期間Ｐ３ｂにおけるトリガ電圧Ｔ１８，Ｔ１９の出力のタイミングが、基本タイミングとして、例えば５秒間隔毎といった具合に設定される。但し、この５秒間隔の各基本タイミングに至った際に、入力電圧Ｖ１の変動が略一定でなければトリガ電圧が出力されず、入力電圧Ｖ１の変動が略一定である状態が検知されれば、トリガ電圧が出力されれば良い。ここで、入力電圧Ｖ１の変動が略一定である状態は、例えば、図１１に示すように、入力電圧Ｖ１が電流の吸い込み前の値まで復帰した後における入力電圧Ｖ１の変動幅Ｖｓが所定幅以下である状態が所定時間継続した状態とされ得る。所定幅は例えば５Ｖであれば良い。また、所定時間は例えば１秒間程度であれば良い。 Therefore, the output of the trigger voltage may not be performed at a constant cycle, and the fluctuation range of the input voltage V1 may be detected. If the fluctuation range is small, the trigger voltage may be output. That is, as shown in FIG. 10, for example, the output timings of the trigger voltages T16 and T17 in the period P3a and the trigger voltages T18 and T19 in the period P3b are set as basic timings, for example, every 5 seconds. The However, when each of the basic timings at intervals of 5 seconds is reached, if the fluctuation of the input voltage V1 is not substantially constant, the trigger voltage is not output, and if the state where the fluctuation of the input voltage V1 is substantially constant is detected. The trigger voltage may be output. Here, the state in which the fluctuation of the input voltage V1 is substantially constant is, for example, as shown in FIG. 11, in which the fluctuation width Vs of the input voltage V1 after the input voltage V1 returns to the value before current sink is a predetermined width. The following state may be a state that continues for a predetermined time. The predetermined width may be 5V, for example. The predetermined time may be about 1 second, for example.
図１２および図１３は、第１変形例に係る電圧制御ユニット２ＣＡの動作フローの一例を示すフローチャートである。本動作フローは、ＭＰＰＴ制御部１０および昇圧制御部２０Ａによる制御によって実現され得る。なお、本動作フローでは、図４に示す基本的な動作フローと比較して、継続昇圧処理が開始されるまでの動作が異なっており、継続昇圧処理が開始された後の動作は同一である。このため、本動作フローでは、図１３のステップＳ５５で継続昇圧処理が開始されると、図４に示す基本的な動作フローのステップＳ２６に進む。 12 and 13 are flowcharts showing an example of an operation flow of the voltage control unit 2CA according to the first modification. This operation flow can be realized by control by the MPPT control unit 10 and the boost control unit 20A. Note that this operation flow differs from the basic operation flow shown in FIG. 4 in the operation until the continuous boosting process is started, and the operation after the continuous boosting process is started is the same. . For this reason, in this operation flow, when the continuous boosting process is started in step S55 of FIG. 13, the process proceeds to step S26 of the basic operation flow shown in FIG.
以下、図１２および図１３の動作フローについて説明する。 Hereinafter, the operation flow of FIGS. 12 and 13 will be described.
まず、図１２のステップＳ５１〜Ｓ５３では、図７のステップＳ３１〜Ｓ３３と同様な処理が行われる。 First, in steps S51 to S53 in FIG. 12, processing similar to that in steps S31 to S33 in FIG. 7 is performed.
ステップＳ５４では、電流センサ１２によって、第２太陽電池部２Ｓの出力電流Ｉ２が測定される。なお、ここでは、昇圧制御部２０Ａによって、スイッチング素子１５が導通状態に設定されることで、第２太陽電池部２Ｓの両端の電極が短絡させられる。そして、その際の短絡電流が出力電流Ｉ２として測定される。
In step S54, the
ステップＳ５５〜Ｓ５６では、図７のステップＳ３４〜Ｓ３５と同様な処理が行われる
。
In steps S55 to S56, processing similar to that in steps S34 to S35 in FIG. 7 is performed.
ステップＳ５７では、昇圧制御部２０Ａによって、ステップＳ５４で測定された出力電流Ｉ２が、予め設定された所定電流Ｉset以上であるか否か判定される。なお、所定電流
Ｉsetは、例えば、５００ｍ秒のトリガ電圧の出力が実現される場合であれば、２アンペ
ア（Ａ）に設定されれば良い。この所定電流Ｉsetの情報は、例えば、受付部２ＡＣの操
作部が操作されることで入力されても良いし、受付部２ＡＣを介してその他の外部機器から入力されても良い。ここで、出力電流Ｉ２が所定電流Ｉset未満であれば、ステップＳ
５１の前に戻る。このとき、第２太陽電池部２Ｓの出力電力がトリガ電圧の出力の実現に対して十分ではない。一方、出力電流Ｉ２が設定電流Ｉ２set以上であれば、ステップＳ
５８に進む。
In step S57, the boost control unit 20A determines whether or not the output current I2 measured in step S54 is greater than or equal to a preset predetermined current Iset. Note that the predetermined current Iset may be set to 2 amperes (A) if, for example, output of a trigger voltage of 500 milliseconds is realized. The information on the predetermined current Iset may be input, for example, by operating the operation unit of the reception unit 2AC, or may be input from another external device via the reception unit 2AC. If the output current I2 is less than the predetermined current Iset, step S
Go back to 51. At this time, the output power of the second
Go to 58.
ステップＳ５８では、図７のステップＳ３６と同様な処理が行われる。 In step S58, processing similar to that in step S36 in FIG. 7 is performed.
ステップＳ５９では、電圧測定部１６によって、単発昇圧処理の直前の出力側の電圧Ｖ２ｒが測定される。 In step S59, the voltage measuring unit 16 measures the output-side voltage V2r immediately before the single boosting process.
ステップＳ６０では、図７のステップＳ３７と同様に、単発昇圧処理が開始されて、図１３のステップＳ６１に進む。 In step S60, as in step S37 in FIG. 7, the single boosting process is started, and the process proceeds to step S61 in FIG.
ステップＳ６１では、図８のステップＳ３８と同様に、昇圧制御部２０Ａによって、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧Ｖmin未満であるか否か
判定される。昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒは、電圧測定部１６において測定される。ここで、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが所定電圧Ｖmin未満であれば、
ステップＳ６５で昇圧制御部２０Ａによって単発昇圧処理が停止されて、図１２のステップＳ５１の前に戻る。一方、昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが所定電圧Ｖmin以
上であれば、ステップＳ６２に進む。
In step S61, as in step S38 of FIG. 8, the boost control unit 20A determines whether or not the output-side voltage V2r as the boosted voltage is less than a preset predetermined voltage Vmin. The voltage V2r on the output side as the boosted voltage is measured by the voltage measuring unit 16. Here, if the output-side voltage V2r as the boosted voltage is less than the predetermined voltage Vmin,
In step S65, the single boosting process is stopped by the boosting control unit 20A, and the process returns to step S51 in FIG. On the other hand, if the output side voltage V2r as the boosted voltage is equal to or higher than the predetermined voltage Vmin, the process proceeds to step S62.
ステップＳ６２では、図８のステップＳ３９と同様に、昇圧制御部２０Ａによって、電圧測定部１６で測定される昇圧後電圧としての出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された昇圧上限電圧Ｖlimit未満であるか否か判定される。ここで、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限
電圧Ｖlimitに到達していれば、ステップＳ６３に進む。一方、出力側の電圧Ｖ２ｒが昇
圧上限電圧Ｖlimit未満であれば、ステップＳ６４に進む。
In step S62, as in step S39 of FIG. 8, is the output side voltage V2r as the boosted voltage measured by the voltage measuring unit 16 measured by the boost control unit 20A less than a preset boost upper limit voltage Vlimit? It is determined whether or not. If the output-side voltage V2r has reached the boost upper limit voltage Vlimit, the process proceeds to step S63. On the other hand, if the output-side voltage V2r is less than the boost upper limit voltage Vlimit, the process proceeds to step S64.
ステップＳ６３では、図８のステップＳ４０と同様に、昇圧制御部２０Ａによって、ステップＳ６０における単発昇圧処理の開始から所定時間が経過したか否か判定される。ここで、単発昇圧処理の開始から所定時間が経過していなければ、ステップＳ６１の前に戻る。一方、単発昇圧処理の開始から所定時間が経過していれば、ステップＳ６５で昇圧制御部２０Ａによって単発昇圧処理が停止されて、図１２のステップＳ５１の前に戻る。このとき、パワーコンディショナ１Ｗへの出力電圧Ｖ１が、昇圧上限電圧Ｖlimitに到達し
ているため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動されていない。
In step S63, as in step S40 of FIG. 8, the boost control unit 20A determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the single boost process in step S60. If the predetermined time has not elapsed since the start of the single boosting process, the process returns to the step S61. On the other hand, if the predetermined time has elapsed since the start of the single boosting process, the single boosting process is stopped by the boost control unit 20A in step S65, and the process returns to the step before step S51 in FIG. At this time, since the output voltage V1 to the
ステップＳ６４では、昇圧制御部２０Ａによって、電圧測定部１６で測定される出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇圧処理による上昇量２Ａｒが予め設定された設定量未満であるか否か判定される。ここで、上昇量２Ａｒが設定量以上であれば、ステップＳ６５で昇圧制御部２０Ａによって単発昇圧処理が停止されて、図１２のステップＳ５１の前に戻る。一方、上昇量２Ａｒが設定量未満であれば、ステップＳ６６に進む。 In step S64, the boost control unit 20A determines whether or not the increase amount 2Ar due to the single boost process for the output-side voltage V2r measured by the voltage measurement unit 16 is less than a preset set amount. Here, if the increase amount 2Ar is equal to or larger than the set amount, the single boosting process is stopped by the boosting control unit 20A in step S65, and the process returns to step S51 in FIG. On the other hand, if the increase amount 2Ar is less than the set amount, the process proceeds to step S66.
ステップＳ６６では、昇圧制御部２０Ａによって、継続昇圧処理が開始される。すなわち、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇
圧処理による上昇量２Ａｒが予め設定された設定量未満である場合に、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始める。そして、図４に示す基本的な動作フローのステップＳ２６に進む。
In step S66, the continuous boosting process is started by the boosting control unit 20A. That is, the continuous boosting process is executed in the boosting unit 2RCp when the increase amount 2Ar by the single boosting process for the voltage V2r on the output side of the boosting unit 2RCp measured by the voltage measuring unit 16 is less than a preset set amount. Start to be. And it progresses to step S26 of the basic operation | movement flow shown in FIG.
ところで、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が試行される際における電流の吸い込み量が非常に大きい場合には、単発昇圧処理によって、出力側の電圧Ｖ２ｒが十分上昇しない場合がある。そこで、出力側の電圧Ｖ２ｒの単発昇圧処理による上昇量２Ａｒが設定量未満であっても、単発昇圧処理時に出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧まで到達しなければ、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動していないものと判定されても良い。
By the way, when the amount of current sucked when the power conversion operation is attempted in the
ここで、設定電圧としては、例えば、パワーコンディショナ１Ｗの入力運転電圧範囲の下限値以上の電圧値が採用されれば良い。本変形例では、設定電圧は、図９の太い破線で示された１８０Ｖに設定される。また、設定電圧は、入力電圧Ｖ１の上下変動の上限の電圧であっても良い。さらに、設定電圧は、入力電圧Ｖ１の上下変動の上限の電圧に、所定値（例えば、１０Ｖ程度）のマージンを加えた電圧とされても良い。これにより、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動しているか否か判定する際に、電圧測定部１６の測定に対するノイズの影響による判定精度の低下が低減される。
Here, as the set voltage, for example, a voltage value equal to or higher than the lower limit value of the input operation voltage range of the
したがって、本変形例においては、次の条件〔Ｉ〕および条件〔II〕が満たされた場合に、昇圧制御部２０Ａによって、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始めても良い。条件〔Ｉ〕は、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇圧処理による上昇量２Ａｒが予め設定された設定量未満であること。条件〔II〕は、昇圧部２ＲＣｐによる単発昇圧処理の実行時に、電圧測定部１６で測定される出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された設定電圧まで到達したこと。 Therefore, in the present modification, when the following condition [I] and condition [II] are satisfied, the boosting control unit 20A may start to execute the continuous boosting process in the boosting unit 2RCp. Condition [I] is that when the single boosting process is performed by the boosting unit 2RCp, the increase amount 2Ar by the single boosting process for the output-side voltage V2r measured by the voltage measuring unit 16 is less than a preset set amount. . Condition [II] is that the output-side voltage V2r measured by the voltage measuring unit 16 has reached a preset voltage when the single boosting process is performed by the boosting unit 2RCp.
このような構成における電圧制御ユニット２ＣＡの動作フローのフローチャートは、例えば、図１４に示すように、図１３のフローチャートに、ステップＳ６４Ａが追加されたものであれば良い。 The flowchart of the operation flow of the voltage control unit 2CA having such a configuration may be anything as long as step S64A is added to the flowchart of FIG. 13 as shown in FIG.
具体的には、ステップＳ６４において、上昇量２Ａｒが設定量未満であれば、ステップＳ６４Ａに進む。ステップＳ６４Ａでは、出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧以上であるか否か判定される。ここで、出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧未満であれば、ステップＳ６５で昇圧制御部２０Ａによって単発昇圧処理が停止されて、図１２のステップＳ５１の前に戻る。一方、出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧以上であれば、ステップＳ６６で、昇圧制御部２０Ａによって、継続昇圧処理が開始される。すなわち、単発昇圧処理の実行時に、出力側の電圧Ｖ２ｒについての単発昇圧処理による上昇量２Ａｒが所定量未満であり、且つ出力側の電圧Ｖ２ｒが設定電圧以上であれば、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐで実行され始める。そして、図４に示す基本的な動作フローのステップＳ２６に進む。 Specifically, if the increase amount 2Ar is less than the set amount in step S64, the process proceeds to step S64A. In step S64A, it is determined whether or not the output-side voltage V2r is equal to or higher than the set voltage. Here, if the output-side voltage V2r is less than the set voltage, the single boosting process is stopped by the boosting control unit 20A in step S65, and the process returns to step S51 in FIG. On the other hand, if the output-side voltage V2r is equal to or higher than the set voltage, the step-up control unit 20A starts the continuous step-up process in step S66. That is, when the single boosting process is performed, if the increase amount 2Ar by the single boosting process for the output side voltage V2r is less than a predetermined amount and the output side voltage V2r is equal to or higher than the set voltage, the continuous boosting process is performed. It starts to run at 2RCp. And it progresses to step S26 of the basic operation | movement flow shown in FIG.
このような構成が採用されれば、入力電圧Ｖ２が予め設定された設定電圧Ｖ２set以上
であるときに、単発昇圧処理によってトリガ電圧が出力されるような条件が規定されなくても良い。例えば、ステップＳ５６で示された処理が省略されても良い。
If such a configuration is adopted, it is not necessary to define a condition that the trigger voltage is output by the single boosting process when the input voltage V2 is equal to or higher than the preset setting voltage V2set. For example, the process shown in step S56 may be omitted.
＜(２−２)第２変形例＞
次に、第２変形例について説明する。パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動直前において、単発昇圧処理が開始されても良い。これにより、単発昇圧処理によるトリガ電圧の出力によって周辺の機器に及ぼされるノイズの影響が低減され得る。以下、第２変形例に係る太陽光発電システム１Ｂについて説明する。
<(2-2) Second Modification>
Next, a second modification will be described. The single boosting process may be started immediately before starting the power conversion operation in the
第２変形例に係る太陽光発電システム１Ｂは、上記一実施形態に係る太陽光発電システム１がベースとされて、昇圧制御部２０が昇圧制御部２０Ｂに置換され、該置換に伴って、電圧制御ユニット２Ｃが電圧制御ユニット２ＣＢに置換されたものであれば良い。
The photovoltaic
第２変形例に係る電圧制御ユニット２ＣＢでは、図１５に示すように、パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が予め設定された所定電圧未満まで低下しなくなった場合に、単発昇圧処理が開始される。具体的には、昇圧制御部２０Ｂが、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧未満まで低下しなくなった場合に、単発昇圧処理を昇圧部２ＲＣｐに実行させる。このような構成が採用されれば、短時間において、複数回のトリガ電圧を集中的に出力させることが可能となる。このため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動がより早く認識される。その結果、継続昇圧処理の開始が早められる。したがって、太陽光発電システム１Ｂにおける発電によって得られる電力の損失が容易に低減され得る。
In the voltage control unit 2CB according to the second modification, as shown in FIG. 15, when the input voltage V1 to the
所定電圧は、例えば、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が実行される際におけるパワーコンディショナ１Ｗの最適な動作電圧よりも若干低めの電圧に設定されれば良い。具体的には、最適な動作電圧が２１０Ｖである場合、所定電圧が、例えば、最適な動作電圧の８５〜９５％程度である１８０〜２００Ｖ程度であれば良い。本実施形態では、所定電圧は、図１５の太い破線で示された１８０Ｖに設定される。
For example, the predetermined voltage may be set to a voltage slightly lower than the optimum operating voltage of the
図１５には、出力側の電圧Ｖ２ｒが所定電圧未満まで低下しなくなった後に、トリガ電圧Ｔ２１，Ｔ２２の出力によって出力側の電圧Ｖ２ｒが昇圧上限電圧Ｖlimitまで上昇す
る様子が示されている。さらに、図１５には、その後に、トリガ電圧Ｔ２３〜２５の出力によって出力側の電圧Ｖ２ｒが殆ど上昇しない様子も示されている。ここで、複数回（例えば、２回または３回）のトリガ電圧の出力によって出力側の電圧Ｖ２ｒが殆ど上昇しないことが認識された場合に、継続昇圧処理が開始されても良い。これにより、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が精度良く認識され得る。すなわち、単独昇圧運転等の不具合がさらに生じ難くなる。
FIG. 15 shows how the output side voltage V2r rises to the boost upper limit voltage Vlimit by the output of the trigger voltages T21 and T22 after the output side voltage V2r does not drop below a predetermined voltage. Further, FIG. 15 also shows a state in which the output side voltage V2r hardly increases due to the output of the trigger voltages T23 to T25. Here, when it is recognized that the output-side voltage V2r hardly increases due to the output of the trigger voltage a plurality of times (for example, twice or three times), the continuous boosting process may be started. Thereby, starting of the power conversion operation in the
図１６は、第２変形例に係る電圧制御ユニット２ＣＢの動作フローの一例を示すフローチャートである。本動作フローは、ＭＰＰＴ制御部１０および昇圧制御部２０Ｂによる制御によって実現され得る。本動作フローは、図１２に示す第１変形例に係る動作フローと比較して、単発昇圧処理が開始されるまでの動作が異なっており、単発昇圧処理が開始された後の動作は同一である。このため、本動作フローでは、図１６のステップＳ８１で単発昇圧処理が開始されると、図１３または図１４のステップＳ６１に進む。 FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of an operation flow of the voltage control unit 2CB according to the second modification. This operation flow can be realized by control by the MPPT control unit 10 and the boost control unit 20B. This operation flow differs from the operation flow according to the first modification shown in FIG. 12 in the operation until the single boosting process is started, and the operation after the single boosting process is started is the same. is there. Therefore, in this operation flow, when the single boosting process is started in step S81 of FIG. 16, the process proceeds to step S61 of FIG. 13 or FIG.
以下、図１６の動作フローについて説明する。 Hereinafter, the operation flow of FIG. 16 will be described.
まず、図１６のステップＳ７１〜Ｓ７８では、図１２のステップＳ５１〜Ｓ５８と同様な処理が行われる。 First, in steps S71 to S78 in FIG. 16, processing similar to that in steps S51 to S58 in FIG. 12 is performed.
ステップＳ７９では、昇圧制御部２０Ｂによって、電圧測定部１６で測定されるパワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１が所定電圧Ｖ１pd未満まで低下しなくなったか否かが判定される。ここでは、パワーコンディショナ１Ｗによって起動のための電流の吸い込みが開始されて、次の電流の吸い込みが開始されるまでの期間において、入力電圧Ｖ１が所定電圧Ｖ１pd未満まで低下しないか否か判定される。パワーコンディショナ１Ｗへの入力電圧Ｖ１は、昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒと等価である。所定電圧Ｖ１pdは、上述したように、例えば、パワーコンディショナ１Ｗにおいて電力変換動作が実行される際のパワーコンディショナ１Ｗの最適な動作電圧よりも若干低めの電圧に設定されれば良
い。
In step S79, the boost control unit 20B determines whether or not the input voltage V1 to the
このステップＳ７９の判定は、入力電圧Ｖ１が所定電圧Ｖ１pd未満まで低下しなくなるまで繰り返される。そして、入力電圧Ｖ１が所定電圧Ｖ１pd未満まで低下しなくなれば、ステップＳ８０に進み、図１２のステップＳ５９、Ｓ６０と同様に、ステップＳ８０で出力側の電圧Ｖ２ｒが測定された後に、ステップＳ８１で単発昇圧処理が開始される。 The determination in step S79 is repeated until the input voltage V1 does not drop below the predetermined voltage V1pd. If the input voltage V1 does not drop below the predetermined voltage V1pd, the process proceeds to step S80. Similarly to steps S59 and S60 in FIG. 12, the output-side voltage V2r is measured in step S80, and then in step S81. The boosting process is started.
ところで、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動直前において、単発昇圧処理が行われる頻度が高められる態様も考えられる。
By the way, a mode is also conceivable in which the frequency of the single boosting process is increased immediately before the power conversion operation in the
具体的には、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作を起動させる際には、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動直前でない第１期間と、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動直前である第２期間とが存在している。第１期間では、パワーコンディショナ１Ｗによる電流の吸い込みによって、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧未満まで低下する。一方、第２期間では、パワーコンディショナ１Ｗによる電流の吸い込みに拘わらず、電圧測定部１６で測定される昇圧部２ＲＣｐの出力側の電圧Ｖ２ｒが予め設定された所定電圧未満まで低下しない。ここで、昇圧制御部２０Ｂによって、第１期間よりも第２期間において、昇圧部２ＲＣｐの単発昇圧処理をより多く繰り返し実行させても良い。このような態様によっても、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動直前の短時間において、複数回のトリガ電圧を集中的に出力することが可能となる。このため、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動がより早く認識され得る。その結果、継続昇圧処理の開始がより早められる。したがって、太陽光発電システム１Ｂにおける発電によって得られる電力の損失が低減され得る。
Specifically, when starting the power conversion operation in the
＜(２−３)第３変形例＞
次に、第３変形例について説明する。上記一実施形態、第１変形例ならびに第２変形例に係る電圧制御ユニット２Ｃ，２ＣＡ，２ＣＢでは、同一の昇圧部２ＲＣｐによって単発昇圧処理と継続昇圧処理とが実行されたが、これに限られない。例えば、別々の昇圧部によって単発昇圧処理と継続昇圧処理とが実行されても良い。
<(2-3) Third Modification>
Next, a third modification will be described. In the
図１７は、第３変形例に係る太陽光発電システム１Ｃの概略的な構成を例示する図である。図１７に示すように、第３変形例に係る太陽光発電システム１Ｃは、上記一実施形態に係る太陽光発電システム１のうち、電圧制御ユニット２Ｃが、電圧制御ユニット２ＣＣに置換されたものであれば良い。電圧制御ユニット２ＣＣは、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣＣ、第１昇圧回路２ＲＣ１および第２昇圧回路２ＲＣ２を備えている。ここで、ＭＰＰＴ制御回路２ＭＣＣは、上記一実施形態に係るＭＰＰＴ制御回路２ＭＣと同様な役割を果たすものであれば良い。また、第１昇圧回路２ＲＣ１は、単発昇圧処理を行う第１昇圧部を有し、第２昇圧回路２ＲＣ２は、継続昇圧処理を行う第２昇圧部を有していれば良い。これにより、第１昇圧部と第２昇圧部とによって、昇圧部２ＲＣｐの役割が果たされる。換言すれば、本変形例では、電圧制御ユニット２Ｃにおける昇圧部に、単発昇圧処理を行う第１昇圧部と、継続昇圧処理を行う第２昇圧部とが含まれていれば良い。
FIG. 17 is a diagram illustrating a schematic configuration of a solar
＜(２−４)第４変形例＞
次に、第４変形例について説明する。上記一実施形態ならびに第１〜３変形例に係る太陽光発電システム１，１Ａ〜１Ｃでは、第１太陽電池部１Ｓと第２太陽電池部２Ｓとが電気的に並列に接続されていたが、これに限られない。例えば、３以上の太陽電池部が電気的に並列に接続されていても良い。
<(2-4) Fourth Modification>
Next, a fourth modification will be described. In the photovoltaic
図１８は、第４変形例に係る太陽光発電システム１Ｄの概略的な構成を例示する図であ
る。図１８に示すように、太陽光発電システム１Ｄは、上記一実施形態に係る太陽光発電システム１に、第３太陽電池部３Ｓ、電圧制御ユニット３Ｃおよび受付部３ＡＣが追加されたものである。そして、第３太陽電池部３Ｓ、電圧制御ユニット３Ｃおよび受付部３ＡＣは、上記一実施形態に係る第２太陽電池部２Ｓ、電圧制御ユニット２Ｃおよび受付部２ＡＣと同様な構成を有している。
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of a photovoltaic
つまり、第３太陽電池部３Ｓは、第１太陽電池部１Ｓよりも最大発電容量が低い。電圧制御ユニット３Ｃは、電圧制御ユニット２Ｃとは異なり且つ第２太陽電池部３Ｓの出力電圧を上昇させる他の電圧制御ユニットである。また、第３太陽電池部３Ｓは、電圧制御ユニット３Ｃを介して接続部１Ｃｎの接続点１ＣＰに接続されている。つまり、接続部１Ｃｎは、第１太陽電池部１Ｓと電圧制御ユニット２Ｃと電圧制御ユニット３Ｃとを電気的に並列に接続している。
That is, the third
また、図２に示すように、電圧制御ユニット３Ｃは、他の昇圧部としての昇圧部２ＲＣｐＣ、他の測定部としての電圧測定部１６Ｃおよび他の制御部としての昇圧制御部２０Ｃを有している。昇圧部２ＲＣｐＣ、電圧測定部１６Ｃおよび昇圧制御部２０Ｃは、上記一実施形態に係る電圧制御ユニット２Ｃの昇圧部２ＲＣｐ、電圧測定部１６および昇圧制御部２０とそれぞれ同様な機能を有するが、異なる部分である。ここで、昇圧部２ＲＣｐＣは、第３太陽電池部３Ｓの出力電圧を上昇させる。電圧測定部１６Ｃは、昇圧部２ＲＣｐＣの出力側の電圧を測定する。昇圧制御部２０Ｃは、昇圧部２ＲＣｐＣにおける昇圧処理を制御する。
As shown in FIG. 2, the
電圧制御ユニット３Ｃでは、電圧制御ユニット２Ｃにおける単発昇圧処理が行われる際に、電圧測定部１６Ｃで測定される昇圧部２ＲＣｐＣの出力側の電圧に応じて、昇圧制御部２０Ｃによって、継続昇圧処理が昇圧部２ＲＣｐＣに実行させ始めるようにしても良い。この場合、電圧測定部１６Ｃで測定される昇圧部２ＲＣｐＣの出力側の電圧の変化によって、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作が起動されているか否かが認識され得る。このような構成が採用されることで、電圧制御ユニット３Ｃにおけるトリガ電圧の出力が省略され、電力の損失ならびに他の機器に対するノイズの影響がそれぞれ低減され得る。
In the
＜（２−５）第５変形例＞
次に、第５変形例について説明する。図４、図７および図１２に示す電圧制御ユニットのフローチャートにおいて、早朝など日射がかなり低いには、パワーコンディショナ１Ｗの電力変換動作を起動させないようにするために、第１太陽電池部１Ｓからパワーコンディショナ１Ｗのへの入力電圧Ｖ１の測定の前に、第２太陽電池部２Ｓの入力電流Ｉ１を図２に示す電流センサ１２によって測定して、入力電流Ｉ１が予め設定されている所定電流Ｉmin以上であるかをを判定する。
<(2-5) Fifth Modification>
Next, a fifth modification will be described. In the flowchart of the voltage control unit shown in FIGS. 4, 7 and 12, in order to prevent the power conversion operation of the
例えば、図４に示すフローチャートの場合、図１９に示すように、ステップS２１の前
において、まず、ステップＳ９１では、第２太陽電池部２Ｓの入力電流Ｉ１を電流センサ１２によって測定する。
For example, in the case of the flowchart shown in FIG. 4, as shown in FIG. 19, before step S21, first, in step S91, the input current I1 of the second
次に、ステップＳ９２では、入力電流Ｉ１が予め設定されている所定電流Ｉmin以下で
あるかを判定する。ここで、入力電流Ｉ１が所定電流Ｉmin未満であれば、ステップＳ９
１の前まで戻る。一方、入力電流Ｉ１が所定電流Ｉmin以上であれば、ステップＳ２１に
進む。所定電流Ｉminは、パワーコンディショナ１Ｗの電力変換動作の起動に必要な最低
電流を設定しておけばよく、例えば１〜６Ａ程度であればよい。また、入力電流Ｉ１が所定電流Ｉmin以下であるかの判定は、図２に示すＭＰＰＴ制御部１０で行う。
Next, in step S92, it is determined whether or not the input current I1 is equal to or less than a predetermined current Imin. Here, if the input current I1 is less than the predetermined current Imin, step S9.
Return to before 1. On the other hand, if the input current I1 is greater than or equal to the predetermined current Imin, the process proceeds to step S21. The predetermined current Imin should just set the minimum electric current required for starting the power conversion operation | movement of the
図１９において、ステップＳ２１以降の処理については、図４と同様であるので説明を省略する。 In FIG. 19, the processing after step S21 is the same as that in FIG.
また、図７に示すフローチャートの場合、上述したように、ステップS３１の前におい
て、図１９に示すステップＳ９１およびステップＳ９２を行う。また同様に、図１２に示すフローチャートの場合においても、ステップS５１の前において、図１９に示すステッ
プＳ９１およびステップＳ９２を行う。ただし、図１２に示すフローチャートの場合は、図１６のフローチャートは不要である。なぜなら、本変形例では第２太陽電池２Ｓの発電電力が十分大きい場合にパワーコンディショナ１Ｗの電力変換動作を起動させるからである。
In the case of the flowchart shown in FIG. 7, as described above, step S91 and step S92 shown in FIG. 19 are performed before step S31. Similarly, in the case of the flowchart shown in FIG. 12, step S91 and step S92 shown in FIG. 19 are performed before step S51. However, in the case of the flowchart shown in FIG. 12, the flowchart of FIG. 16 is unnecessary. This is because, in the present modification, the power conversion operation of the
このように、ステップＳ９１およびステップＳ９２を第２ＭＰＰＴ制御の開始および継続昇圧処理の開始の条件として追加したことによって、第２太陽電池部２Ｓの発電が十分であることを確実に判定することができて、第２太陽電池部２Ｓの電力不足のままでパワーコンディショナ１Ｗの電力変換動作の検出動作を行わせることがなく、パワーコンディショナ１Ｗの起動認識の誤りを抑制することができる。これにより、第２太陽電池部２Ｓの発電が十分な状態で、確実にパワーコンディショナ１Ｗが起動した状態であるかを検出し、パワーコンディショナ１ＷのＭＰＰＴ制御が第１太陽電池部１Ｓに対して行われるようにすることができる。
Thus, by adding step S91 and step S92 as conditions for starting the second MPPT control and starting the continuous boosting process, it is possible to reliably determine that the power generation of the second
＜（２−６）第６変形例＞
次に、第６変形例について説明する。例えば、図６において、トリガ電圧Ｔ７〜Ｔ９の代わりに、図２０に示すように、パワーコンディショナ１Ｗが電流を吸い込んで電圧が低下する時間ｔｖ（例えば４秒程度）よりも長い時間（例えば６秒程度）において、トリガ電圧Ｔ７１〜Ｔ７４を発生させる。図２０のトリガ電圧Ｔ７１〜Ｔ７４は、トリガ電圧を連続して発生させた場合を示したものであり、図２１のトリガ電圧Ｔ７１〜Ｔ７４は断続的に継続して（ピントリガを）発生させた場合を示したものである。
<(2-6) Sixth Modification>
Next, a sixth modification will be described. For example, in FIG. 6, instead of the trigger voltages T7 to T9, as shown in FIG. 20, a time (for example, 6 seconds) longer than a time tv (for example, about 4 seconds) during which the
上記のようなトリガ電圧の発生によって、パワーコンディショナ１Ｗによる電流吸い込み時間が長い場合であっても、また、電流吸い込みによってトリガ信号が所定の電圧値に到達できない場合においても、確実にトリガ電圧を発生させることができる。また、トリガ電圧が十分な高さで発生させることができる場合は、第１太陽電池部１Ｓの発電電力が十分にある場合であるので、第１太陽電池部１Ｓの発電状態をこのトリガ電圧の高さによって確認することも可能である。
Even when the current sink time by the
＜(２−７)その他の変形例＞
上記一実施形態および第１〜６変形例に係る太陽光発電システム１，１Ａ〜１Ｄでは、第１〜３太陽電池部１Ｓ〜３Ｓの間で、電気的に直列に接続されている太陽電池モジュール１ＳＭの数が異なることで、最大発電容量が異なっていたが、これに限られない。例えば、電気的に直列に接続されている太陽電池モジュール１ＳＭの数が異なる代わりに、１つの太陽電池モジュール１ＳＭにおいて電気的に直列に接続される太陽電池セルの数が異なることで、最大発電容量が異なっていても良い。すなわち、第１〜３太陽電池部１Ｓ〜３Ｓの間で、最大発電容量が異なっていれば良い。
<(2-7) Other modifications>
In the photovoltaic
上記一実施形態および第１〜６変形例に係る太陽光発電システム１，１Ａ〜１Ｄでは、電力変換動作が行われる電力変換部１ＣＶが設けられていたが、これに限られない。例えば、直流電力を電池に蓄電するような場合には、電力変換部１ＣＶが設けられていなくても良い。この場合、パワーコンディショナ１Ｗにおける電力変換動作の起動が認識される代わりに、上記一実施形態および第１〜６変形例に係る同様な動作フローによって、パワーコンディショナ１Ｗにおける第１ＭＰＰＴ制御の起動が認識されれば良い。これにより、太陽光発電システムにおける発電によって得られる直流電力の損失が低減され得る。一方、電力変換部１ＣＶが設けられる場合には、太陽光発電システムにおける発電によって得られる交流電力の損失が低減され得る。
In the photovoltaic
なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。 Needless to say, all or a part of each of the above-described embodiment and various modifications can be combined as appropriate within a consistent range.
１，１Ａ〜１Ｄ 太陽光発電システム
１Ｃｎ 接続部
１ＣＶ 電力変換部
１ＭＣ，２ＭＣ，２ＭＣＣ ＭＰＰＴ制御回路
１Ｓ〜３Ｓ 第１〜３太陽電池部
１ＳＭ 太陽電池モジュール
１Ｗ パワーコンディショナ
２ＡＣ，３ＡＣ 受付部
２Ｃ，２ＣＡ〜２ＣＣ，３Ｃ 電圧制御ユニット
２ＲＣ，２ＲＣ１，２ＲＣ２ 昇圧回路
２ＲＣｐ，２ＲＣｐＣ 昇圧部
１１，１６，１６Ｃ 電圧測定部
２０，２０Ａ〜２０Ｃ 昇圧制御部
1, 1A to 1D Photovoltaic power generation system 1Cn Connection unit 1CV Power conversion unit 1MC, 2MC, 2MCC MPPT control circuit 1S to 3S First to third solar cell units 1SM
Claims (13)
該昇圧部の出力側の電圧を測定する測定部と、
前記入力電圧を昇圧目標電圧まで上昇させようとする第１昇圧処理を前記昇圧部に実行させ、該昇圧部による該第１昇圧処理の実行時に前記測定部で測定される前記出力側の電圧に応じて、前記入力電圧を継続的に上昇させる第２昇圧処理を前記昇圧部に実行させる制御部とを備える電圧制御ユニット。 A booster that raises the input voltage to a boosted voltage higher than the input voltage;
A measuring unit for measuring the voltage on the output side of the boosting unit;
The boosting unit is caused to execute a first boosting process for increasing the input voltage to a boosting target voltage, and the output side voltage measured by the measuring unit when the boosting unit executes the first boosting process. And a control unit that causes the boosting unit to execute a second boosting process that continuously increases the input voltage.
前記制御部は、前記受付部で受け付けられる前記操作に応じて前記昇圧目標電圧を設定する請求項２または請求項３に記載の電圧制御ユニット。 A reception unit that receives an operation related to the setting of the boost target voltage;
The voltage control unit according to claim 2, wherein the control unit sets the boost target voltage in accordance with the operation received by the receiving unit.
第１太陽電池部と、
該第１太陽電池部よりも最大発電容量が小さい第２太陽電池部と、
前記第１太陽電池部に電気的に接続しているとともに、前記電圧制御ユニットを介して前記第２太陽電池部に接続している接続部とを備える太陽光発電システム。 A voltage control unit according to any one of claims 1 to 10,
A first solar cell unit;
A second solar cell unit having a maximum power generation capacity smaller than that of the first solar cell unit;
A solar power generation system comprising: a connection portion electrically connected to the first solar cell portion and connected to the second solar cell portion via the voltage control unit.
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