JP2014081739A - Power conditioner system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電力供給源の運転状況に応じて最大電力を出力させるパワーコンディショナーシステムに関する。 The present invention relates to a power conditioner system that outputs maximum power in accordance with the operating status of a DC power supply source.
図１は、従来のパワーコンディショナーシステム３０１を説明する図である。直流電力供給源１０は例えば太陽電池である。直流電力供給源１０からの電力を昇圧回路１１に入力して電圧を昇圧させ、さらに所望の直流又は交流の電圧となるように電力変換回路１２で調整して出力していた。例えば、電力変換回路１２はＤＣ−ＤＣコンバータやインバータである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional
ここで、太陽電池のような自然エネルギー発電源である直流電力供給源１０は、天候などにより出力電力が変動する。また、パワーコンディショナーシステム３０１に接続された負荷の変動も考慮する必要がある。このため、パワーコンディショナーシステム３０１は、直流電力供給源１０から入力される入力電力の最大ポイントを常時検出し、直流電力供給源１０から最大電力を取り出せるように最大電力追従制御を行う。最大電力追従制御の方法は、制御部１５が入力電力（直流電力供給源１０の出力電力）を監視し、昇圧回路１１の出力を定電流に保ち、出力電圧を変化させる方法（制御Ｃ１）が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
Here, the output power of the DC
昇圧回路１１の後段に電力変換回路１２があるので、昇圧回路１１の出力電圧が変動すると電力変換回路１２の入力電圧が変化する。また、直流電力供給源１０の出力電力が大幅に低下する場合、昇圧回路１１の出力電圧が大幅に低下して電力変換回路１２に設定された起動停止電圧以下になると、パワーコンディショナーシステム３０１が停止することになる。このため、パワーコンディショナーシステム３０１全体での平均電力供給量が下がることになる。
Since the
図２は、パワーコンディショナーシステムへの入力電力に対する電力変換回路の効率を説明する図である。例えば、直流電力供給源が太陽電池とする。電力変換回路はＤＣ−ＤＣコンバータである。ラインＡは、日射量の変化で太陽電池の出力電力の低下に関わらず昇圧回路の出力電圧を一定に保つように制御した場合のＤＣ−ＤＣコンバータの効率を示している。ラインＢは、太陽電池の出力電力の低下に応じて昇圧回路の出力電圧が変動するように制御した場合のＤＣ−ＤＣコンバータの効率を示している。両者を比較すると昇圧回路の出力電圧を変動させる場合のＤＣ−ＤＣコンバータの効率の方が低下している。このため、パワーコンディショナーシステムを高効率で動作させるためにはＤＣ−ＤＣコンバータへの入力電圧を一定に保つことが望ましい。 FIG. 2 is a diagram for explaining the efficiency of the power conversion circuit with respect to the input power to the power conditioner system. For example, the DC power supply source is a solar battery. The power conversion circuit is a DC-DC converter. Line A shows the efficiency of the DC-DC converter when the output voltage of the booster circuit is controlled to be constant regardless of the decrease in the output power of the solar cell due to the change in the amount of solar radiation. Line B shows the efficiency of the DC-DC converter when the output voltage of the booster circuit is controlled to vary in accordance with the decrease in the output power of the solar cell. When both are compared, the efficiency of the DC-DC converter when the output voltage of the booster circuit is varied is lowered. Therefore, it is desirable to keep the input voltage to the DC-DC converter constant in order to operate the power conditioner system with high efficiency.
一方、制御部１５が入力電力（直流電力供給源１０の出力電力）を監視し、昇圧回路１１の出力電圧を一定に保ち、出力電流を変化させる最大電力追従制御の方法（制御Ｃ２）もある。昇圧回路の出力電圧を一定にした場合、最大電力追従制御は電力変換回路１２で行うことになる。しかし、この場合、入力電力の変動をフィードフォワード制御することになり、日射量の急変や出力の急変時に昇圧回路１１が太陽電池からより多くの電力を取り出そうと動作する。このため、太陽電池の最大供給電力を超えることがあり、結果、安定的に最大電力追従制御が行えなくなる。
On the other hand, there is a maximum power follow-up control method (control C2) in which the
すなわち、最大電力追従制御を昇圧回路で行う場合には、電力変換回路の効率が悪化するという課題があり、最大電力追従制御を電力変換回路で行う場合には、直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時に安定的に最大電力追従制御が行えなくなるという課題があった。 That is, when the maximum power tracking control is performed by the booster circuit, there is a problem that the efficiency of the power conversion circuit is deteriorated. When the maximum power tracking control is performed by the power conversion circuit, the output change of the DC power supply source is suddenly changed. There is a problem that maximum power tracking control cannot be stably performed when the required power of the load changes suddenly.
そこで、本発明は、両者の課題を解決すべく、電力変換回路の効率を低下させず、且つ直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時でも安定的に最大電力追従制御が行えるパワーコンディショナーシステムを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve both problems, the present invention is a power that does not decrease the efficiency of the power conversion circuit, and can stably perform maximum power tracking control even when the output of the DC power supply source suddenly changes or the required power of the load suddenly changes. The purpose is to provide a conditioner system.
上記目的を達成するために、本発明に係るパワーコンディショナーシステムは、最大電力追従制御を電力変換回路で行うこととし、直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時の対応を行い直流電力供給源の最大供給電力を超過しないようにすることとした。 In order to achieve the above object, the power conditioner system according to the present invention performs maximum power follow-up control with a power conversion circuit, and copes with a sudden change in output of a DC power supply source or a sudden change in required power of a load. It was decided not to exceed the maximum supply power of the supply source.
具体的には、本発明に係るパワーコンディショナーシステムは、
直流電力供給源からの入力電力の変動に関わらず一定の直流電圧を出力する昇圧回路と、
前記昇圧回路から一定の直流電圧が入力されており、接続された負荷へ電力として出力する電力変換回路と、
前記直流電力供給源からの前記入力電力をモニタし、前記直流電力供給源の電流−電圧特性上の垂下による電圧低下を防止しつつ、前記直流電力供給源からの前記入力電力が最大となる前記直流電力供給源の最大電力供給点を追従するように前記電力変換回路を制御する制御回路と、
を備える。
Specifically, the power conditioner system according to the present invention is:
A booster circuit that outputs a constant DC voltage regardless of fluctuations in input power from a DC power supply source;
A constant DC voltage is input from the booster circuit, and a power conversion circuit that outputs power to a connected load;
The input power from the DC power supply source is maximized while monitoring the input power from the DC power supply source and preventing voltage drop due to droop on the current-voltage characteristics of the DC power supply source. A control circuit for controlling the power conversion circuit so as to follow the maximum power supply point of the DC power supply source;
Is provided.
本発明に係るパワーコンディショナーシステムは、昇圧回路の出力電圧を一定に保ち、最大電力追従制御を電力変換回路で行うこととした。さらに、制御回路が直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時の対応を行う構成とし、直流電力供給源の最大供給電力を超過しないように電力変換回路を制御することとした。 In the power conditioner system according to the present invention, the output voltage of the booster circuit is kept constant, and the maximum power tracking control is performed by the power conversion circuit. Furthermore, the control circuit is configured to cope with a sudden change in the output of the DC power supply source or a sudden change in the required power of the load, and the power conversion circuit is controlled so as not to exceed the maximum supply power of the DC power supply source.
従って、本発明は、電力変換回路の効率を低下させず、且つ直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時でも安定的に最大電力追従制御が行えるパワーコンディショナーシステムを提供することができる。 Therefore, the present invention can provide a power conditioner system that can stably control the maximum power even when the output of the DC power supply source or the required power of the load suddenly changes without reducing the efficiency of the power conversion circuit. .
本発明に係るパワーコンディショナーシステムの前記制御回路は、
前記直流電力供給源からの前記入力電力のモニタとして入力電流Ｉｉｎと入力電圧Ｖｉｎを取得し、前記入力電圧の目標値となる基準電圧Ｖｒｅｆを設定しており、新規に取得した前記入力電力と事前に取得した前記入力電力とを比較して前記入力電力の増減と事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆの増減とを判定して新たな前記基準電圧Ｖｒｅｆを設定する入力電力比較回路と、
前記基準電圧Ｖｒｅｆと前記入力電圧Ｖｉｎとの差分（Ｖｒｅｆ−Ｖｉｎ）が０となるように前記電力変換回路の出力電力を調整する入力電圧補償回路と、
を有する。
The control circuit of the power conditioner system according to the present invention is:
An input current Iin and an input voltage Vin are acquired as a monitor of the input power from the DC power supply source, and a reference voltage Vref that is a target value of the input voltage is set. An input power comparison circuit that compares the input power acquired in step S1 to determine the increase or decrease in the input power and the increase or decrease in the reference voltage Vref in advance and sets the new reference voltage Vref;
An input voltage compensation circuit that adjusts output power of the power conversion circuit so that a difference (Vref−Vin) between the reference voltage Vref and the input voltage Vin becomes 0;
Have
制御回路は、直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時の対応を行う構成として入力電圧補償回路を有している。入力電圧補償回路は、基準電圧Ｖｒｅｆと入力電圧Ｖｉｎとを比較し、その差が０となるように電力変換回路を制御することで、直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時の対応をする。 The control circuit has an input voltage compensation circuit as a configuration for dealing with a sudden change in output of a DC power supply source or a sudden change in required power of a load. The input voltage compensation circuit compares the reference voltage Vref and the input voltage Vin, and controls the power conversion circuit so that the difference becomes 0, so that a sudden change in output of the DC power supply source or a sudden change in required power of the load can be achieved. Take action.
本発明に係るパワーコンディショナーシステムの前記入力電力比較回路は、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに新規に取得した前記入力電力が増加した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに新規に取得した前記入力電力が減少した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに新規に取得した前記入力電力が減少した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに新規に取得した前記入力電力が増加した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
前記入力電力が最大となるように前記基準電圧Ｖｒｅｆを移行させて前記最大電力供給点を検出することを特徴とする。
The input power comparison circuit of the power conditioner system according to the present invention is:
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is increased in advance is increased, the reference voltage Vref is increased to a new value.
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is increased in advance is decreased, the reference voltage Vref is decreased to a new value.
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is decreased in advance, the reference voltage Vref is increased to a new value,
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is decreased in advance, the reference voltage Vref is decreased to a new value,
The maximum power supply point is detected by shifting the reference voltage Vref so that the input power becomes maximum.
制御回路は、直前の基準電圧Ｖｒｅｆと入力電力の変動状態に基づき、基準電圧Ｖｒｅｆを微少量変動させて入力電力を確認することを連続して行っている。このため、本パワーコンディショナーシステムは、最大電力追従制御を行うことができる。 The control circuit continuously checks the input power by slightly changing the reference voltage Vref based on the immediately preceding reference voltage Vref and the fluctuation state of the input power. For this reason, this power conditioner system can perform maximum electric power follow-up control.
本発明に係るパワーコンディショナーシステムの前記入力電力比較回路は、前記直流電力供給源からの前記入力電圧Ｖｉｎの下限電圧が設定されており、前記基準電圧Ｖｒｅｆを移行する際に前記基準電圧Ｖｒｅｆが前記下限電圧を下回わる場合は前記下限電圧を前記基準電圧Ｖｒｅｆとすることを特徴とする。 In the input power comparison circuit of the power conditioner system according to the present invention, a lower limit voltage of the input voltage Vin from the DC power supply source is set, and the reference voltage Vref is changed when the reference voltage Vref is shifted. When the voltage is lower than the lower limit voltage, the lower limit voltage is set to the reference voltage Vref.
パワーコンディショナーシステムには、入力電圧により動作の開始及び停止をする起動停止電圧が設定されている場合がある。上述の下限電圧は起動停止電圧である。基準電圧Ｖｒｅｆが起動停止電圧より下回ると入力電圧が起動停止電圧より低下し、パワーコンディショナーシステムが停止することになる。このため、制御回路は、基準電圧Ｖｒｅｆが起動停止電圧より下回る場合、基準電圧Ｖｒｅｆを起動停止電圧に固定し、最大電力追従制御を停止することでパワーコンディショナーシステムが停止することを回避する。 In the power conditioner system, there is a case where a start / stop voltage for starting and stopping operation is set by an input voltage. The above-mentioned lower limit voltage is a start / stop voltage. When the reference voltage Vref falls below the start / stop voltage, the input voltage falls below the start / stop voltage, and the power conditioner system stops. For this reason, when the reference voltage Vref is lower than the start / stop voltage, the control circuit fixes the reference voltage Vref to the start / stop voltage and stops the power conditioner system by stopping the maximum power tracking control.
本発明は、電力変換回路の効率を低下させず、且つ直流電力供給源の出力急変や負荷の要求電力急変時でも安定的に最大電力追従制御が行えるパワーコンディショナーシステムを提供することができる。 The present invention can provide a power conditioner system that can stably perform maximum power tracking control even when the output of a DC power supply source or the required power of a load suddenly changes without reducing the efficiency of the power conversion circuit.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図３は、本実施形態のパワーコンディショナーシステム３０２を説明する回路図である。パワーコンディショナーシステム３０２は、直流電力供給源１０からの入力電力の変動に関わらず一定の直流電圧を出力する昇圧回路１１と、
昇圧回路１１から一定の直流電圧が入力されており、接続された負荷へ電力として出力する電力変換回路１２と、
直流電力供給源１０からの入力電力をモニタし、直流電力供給源１０の電流−電圧特性上の垂下による電圧低下を防止しつつ、直流電力供給源１０からの入力電力が最大となる直流電力供給源１０の最大電力供給点を追従するように電力変換回路１２を制御する制御回路１３と、
を備える。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the
A
DC power supply in which the input power from the DC
Is provided.
直流電力供給源１０は、例えば、太陽電池である。太陽電池は日射量により出力できる電力が変動する。
The DC
昇圧回路１１は、直流電力供給源１０が出力する電力が入力される。昇圧回路１１は、入力された直流電力供給源１０からの電力（入力電力）の変動に関わらず一定の直流電圧を出力する。図４に昇圧回路１１の回路の一例を示す。この昇圧回路１１は、非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータである。制御部１１ａが出力電圧をモニタしており、設定された電圧となるようにスイッチＳＷのオン／オフのタイミングを制御する。なお、「一定の直流電圧」は、電力変換回路１２がインバータの場合、系統の電圧に基づいて設定され、電力変換回路１２が理想的な共振型のＤＣ−ＤＣコンバータの場合、共振動作になるような値に設定される。
The
電力変換回路１２は、昇圧回路１１から一定の直流電圧が入力されており、接続された負荷あるいは電力系統へ電力として出力する。交流を出力する場合、電力変換回路１２はスイッチブリッジ及びフィルター回路からなるインバータである。インバータの電力変換回路の例は、特許文献１や特許文献２に記載される。
The
直流を出力する場合、電力変換回路１２はスイッチブリッジ、トランス、整流回路及びフィルター回路からなるＤＣ−ＤＣコンバータである。図５は、電力変換回路１２が直列共振型のＤＣ−ＤＣコンバータである場合の回路の一例である。直列共振型のＤＣ−ＤＣコンバータを用いると、スイッチングロスが少なく低ノイズ及び高効率化を図ることができる。
When outputting direct current, the
直列共振型のＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチブリッジ１２ａ、トランスＴ１、整流回路１２ｂ及びフィルター回路Ｃｆを有する。さらに、直列共振型のＤＣ−ＤＣコンバータは、トランスＴ１の１次巻線に直列に共振用インダクタＬｒと共振用コンデンサＣｒを接続する。なお、共振用インダクタＬｒ又は共振用コンデンサＣｒはトランスＴ１の２次側に接続してもよい。電力変換回路１２は、制御部１５の信号でスイッチブリッジ１２ｂのＳＷ１からＳＷ４をオンオフさせるスイッチングを行い、昇圧回路１１から入力される電力を負荷側へ供給する。
The series resonance type DC-DC converter includes a
また、直列共振型ＤＣ−ＤＣコンバータは入力電圧が上昇すると共振モードが理想動作から外れて効率が低下することが知られている。そこで、昇圧回路１１からの出力電圧を一定とし、上述のように共振動作モードで動作させることで、直列共振型ＤＣ−ＤＣコンバータは直列共振型ではないＤＣ−ＤＣコンバータより低ノイズ、高効率化を図ることができる。なお、ここでは直列共振型のＤＣ−ＤＣコンバータを用いたが、並列型などの共振型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いてもよい。
Further, it is known that the resonance mode of the series resonance type DC-DC converter is deviated from the ideal operation when the input voltage is increased, and the efficiency is lowered. Therefore, by making the output voltage from the
制御回路１３は、直流電力供給源１０からの入力電力をモニタし、直流電力供給源１０の電流−電圧特性上の垂下による電圧低下を防止しつつ、直流電力供給源１０からの入力電力が最大となる直流電力供給源１０の最大電力供給点を追従するように電力変換回路１２を制御する。図７を用いて電流−電圧特性上の垂下を説明する。図７は、直流電力供給源１０である太陽電池の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）の一例である。Ｌ１は晴天時の日射量で、太陽電池が出力できる電力のＩ−Ｖ特性である。負荷の電力要求によっては、パワーコンディショナーシステム３０１、３０２が太陽電池に対してより多くの電流を求めるような場合もある。この場合、従来のパワーコンディショナーシステム３０１では太陽電池はＬ１の特性に従うので電圧が低下することになる（垂下）。ここで、電圧が大きく低下し、起動停止電圧ＶＬを下回った場合、パワーコンディショナーシステム３０１が停止してしまうことになる。そこで、本実施形態のパワーコンディショナーシステム３０２では制御回路１３は太陽電池の出力を常にモニタし、太陽電池の出力電圧が起動停止電圧ＶＬを下回らないように電力変換回路１２を制御する。
The
より詳細に説明すれば、制御回路１３は、
直流電力供給源１０からの入力電力のモニタとして入力電流Ｉｉｎと入力電圧Ｖｉｎを取得し、入力電圧の目標値となる基準電圧Ｖｒｅｆを設定しており、新規に取得した入力電力と事前に取得した入力電力とを比較して入力電力の増減と事前の基準電圧Ｖｒｅｆの増減とを判定して新たな基準電圧Ｖｒｅｆを設定する入力電力比較回路１４と、
基準電圧Ｖｒｅｆと入力電圧Ｖｉｎとの差分（Ｖｒｅｆ−Ｖｉｎ）が０となるように電力変換回路１２の出力電力を調整する指示を制御部１５に出力する入力電圧補償回路１６と、
を有する。
In more detail, the
The input current Iin and the input voltage Vin are acquired as a monitor of the input power from the DC
An input
Have
入力電力比較回路１４は、直流電力供給源１０からの入力電力のモニタとして入力電流Ｉｉｎと入力電圧Ｖｉｎを常に取得している。入力電力比較回路１４は、最新の入力電力と事前に取得した入力電力とを比較して入力電力の増減を判断する。また、入力電力比較回路１４は、増減可能な基準電圧Ｖｒｅｆを設定しており、最新の基準電圧Ｖｒｅｆと事前の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して基準電圧Ｖｒｅｆの増減を判定する。そして、入力電力比較回路１４は、入力電力の増減と基準電圧Ｖｒｅｆの増減に基づいて新たな基準電圧Ｖｒｅｆを設定する。
The input
図６は、入力電力比較回路１４の具体的動作を説明するフローチャートである。
まず、入力電力比較回路１４は、入力電圧及び入力電流から最新の入力電力（Ｐｎｅｗ）を算出する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。そして、直前に取得した入力電力（Ｐｏｌｄ）と最新の入力電力（Ｐｎｅｗ）を比較し、電力が減少している場合（Ｐｏｌｄ＞Ｐｎｅｗ）カウンター値を一つ減らし、電力が増加している場合（Ｐｏｌｄ＜Ｐｎｅｗ）カウンター値を一つ減らす（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。なお、図６のステップＳ１４では、入力電力が変化しなかった場合もカウンターを増減させるようにしているが、ある閾値をもたせ、入力電力が微少量変動してもカウンターを変化させないようにしてもよい。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a specific operation of the input
First, the input
カウンター値がＮ（Ｎは任意の整数）より小さい又は−Ｎより大きい場合、再度ステップＳ１１から実施する（ステップＳ１７〜Ｓ１９）。一方、カウンター値がＮ（Ｎは任意の整数）より大きくなった場合（入力電力が増加している場合）（ステップＳ１７）、本フローチャートによる制御で基準電圧Ｖｒｅｆを前回上げたのか下げたのかを確認する（ステップＳ２０）。前回基準電圧Ｖｒｅｆを下げた場合（入力電圧Ｖｉｎを下げている場合）、さらに基準電圧Ｖｒｅｆを下げる（ステップＳ２１）。前回基準電圧Ｖｒｅｆを上げた場合（入力電圧Ｖｉｎを上げている場合）、さらに基準電圧Ｖｒｅｆを上げる（ステップＳ２２）。そして、算出した入力電力Ｐｎｅｗを直前の入力電力Ｐｏｌｄとして保持する（ステップＳ２３）とともに、カウンターの値を０とする（ステップＳ２４）。 When the counter value is smaller than N (N is an arbitrary integer) or larger than -N, the process is performed again from step S11 (steps S17 to S19). On the other hand, when the counter value is larger than N (N is an arbitrary integer) (when the input power is increasing) (step S17), it is determined whether the reference voltage Vref has been previously increased or decreased by the control according to this flowchart. Confirm (step S20). When the reference voltage Vref was lowered last time (when the input voltage Vin was lowered), the reference voltage Vref is further lowered (step S21). When the reference voltage Vref was raised last time (when the input voltage Vin was raised), the reference voltage Vref is further raised (step S22). The calculated input power Pnew is held as the previous input power Pold (step S23), and the counter value is set to 0 (step S24).
また、カウンター値が−Ｎ（Ｎは任意の整数）より小さくなった場合（入力電力が減少している場合）（ステップＳ１８）、本フローチャートによる制御で基準電圧Ｖｒｅｆを前回上げたのか下げたのかを確認する（ステップＳ２５）。前回基準電圧Ｖｒｅｆを下げた場合（入力電圧Ｖｉｎを下げている場合）、基準電圧Ｖｒｅｆを上げる（ステップＳ２６）。前回基準電圧Ｖｒｅｆを上げた場合（入力電圧Ｖｉｎを上げている場合）、基準電圧Ｖｒｅｆを下げる（ステップＳ２７）。そして、算出した入力電力Ｐｎｅｗを直前の入力電力Ｐｏｌｄとして保持する（ステップＳ２８）とともに、カウンターの値を０とする（ステップＳ２９）。 When the counter value is smaller than -N (N is an arbitrary integer) (when the input power is reduced) (step S18), whether the reference voltage Vref was previously raised or lowered by the control according to this flowchart. Is confirmed (step S25). When the reference voltage Vref was previously lowered (when the input voltage Vin was lowered), the reference voltage Vref is raised (step S26). When the reference voltage Vref was previously raised (when the input voltage Vin was raised), the reference voltage Vref is lowered (step S27). Then, the calculated input power Pnew is held as the previous input power Pold (step S28), and the counter value is set to 0 (step S29).
なお、ステップＳ１７及びＳ１８において、Ｎの値を変えることで、入力電力の変動に対する感度を調整することができる。 In steps S17 and S18, the sensitivity to fluctuations in input power can be adjusted by changing the value of N.
すなわち、入力電力比較回路１４は、図６のように動作することで、
事前の基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに入力電力Ｐｏｌｄより入力電力Ｐｎｅｗが増加した場合、基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに入力電力Ｐｏｌｄより入力電力Ｐｎｅｗが減少した場合、基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
事前の基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに入力電力Ｐｏｌｄより入力電力Ｐｎｅｗが減少した場合、基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに入力電力Ｐｏｌｄより入力電力Ｐｎｅｗが増加した場合、基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
入力電力が最大となるように基準電圧Ｖｒｅｆを移行させて最大電力供給点を検出する。
That is, the input
When the input power Pnew increases from the input power Pold when the previous reference voltage Vref increases, the reference voltage Vref is increased to a new value,
If the input power Pnew decreases from the input power Pold when the previous reference voltage Vref increases, the reference voltage Vref is decreased to a new value,
If the input power Pnew decreases from the input power Pold when the previous reference voltage Vref decreases, the reference voltage Vref is increased to a new value,
If the input power Pnew increases from the input power Pold when the previous reference voltage Vref decreases, the reference voltage Vref is decreased to a new value,
The reference voltage Vref is shifted so that the input power becomes maximum, and the maximum power supply point is detected.
図７を用いてパワーコンディショナーシステム３０２の具体的動作を説明する。Ｌ１は晴天時の日射量でのＩ−Ｖ特性であり、Ｌ２は曇り時のＩ−Ｖ特性である。
A specific operation of the
ある日射量で一定だと仮定すると、太陽電池の出力はＩ−Ｖ特性Ｌ１に従う。入力電力比較回路１４は、太陽電池からの入力電力Ｐｏｌｄを取得した後、基準電圧Ｖｒｅｆを微少電圧Ｖａだけ変動させる。制御部１５及び入力電圧補償回路１６が、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆとなるように電力変換回路１２を調整するため、太陽電池は電圧がＶｒｅｆである電力を出力するようになる。入力電力比較回路１４は、太陽電池からの入力電力を取得してこれをＰｎｅｗとし、ＰｏｌｄとＰｎｅｗとを比較する。そして、Ｐｎｅｗの増減と直前の基準電圧Ｖｒｅｆの変動方向に基づいて次の基準電圧Ｖｒｅｆを決定する。制御回路１３がこのように動作することで、パワーコンディショナーシステム３０２は太陽電池からの出力が最大になる最大電力Ｐ１ＭＡＸに追従する。この時、電圧Ｖ１とする。
Assuming that the amount of solar radiation is constant, the output of the solar cell follows the IV characteristic L1. The input
次に、天候の変化により急激に日射量が減少すると、太陽電池の出力電力は減少し、Ｉ−Ｖ特性Ｌ２に従うようになる。この場合、入力電力比較回路１４は、基準電圧Ｖｒｅｆを維持しているので、太陽電池からの出力は電圧Ｖ１を維持するため、入力電流Ｉｉｎが減少し、Ｐ２ＩＮＴとなる。その後、入力電力比較回路１４は、Ｉ−Ｖ特性Ｌ１の説明と同様に、基準電圧Ｖｒｅｆを微少電圧Ｖａだけ変動させながら太陽電池からの出力が最大になる最大電力Ｐ２ＭＡＸに近づくように制御する。図７では、日射量の変動で基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて太陽電池の出力電圧を下げていくことになる。そして、最大電力Ｐ２ＭＡＸとなった後は、Ｉ−Ｖ特性Ｌ１の説明と同様に、パワーコンディショナーシステム３０２は最大電力Ｐ２ＭＡＸを追従する。
Next, when the amount of solar radiation decreases rapidly due to changes in the weather, the output power of the solar cell decreases and follows the IV characteristic L2. In this case, since the input
なお、図７では、日射量の減少で基準電圧Ｖｒｅｆを下げる例を説明したが、太陽電池のＩ−Ｖ特性によっては、日射量が減少したとき基準電圧Ｖｒｅｆを上げることもある。 In FIG. 7, the example in which the reference voltage Vref is decreased by decreasing the amount of solar radiation has been described. However, depending on the IV characteristics of the solar cell, the reference voltage Vref may be increased when the amount of solar radiation decreases.
また、負荷の要求する電力量が直流電力供給源１０の供給できる電力供給量よりも大きい場合、制御回路１３の制御により、パワーコンディショナーシステム３０２は、図７の垂下のように直流電力供給源１０の電圧が起動停止電圧ＶＬ以下となりシステムが停止することを回避でき、直流電力供給源１０が供給できる最大電力（例えばＰ１ＭＡＸ）の状態で負荷への供給を維持することができる。
When the amount of power required by the load is larger than the amount of power that can be supplied by the DC
入力電力比較回路１４は、
直流電力供給源１０からの入力電圧Ｖｉｎの下限電圧ＶＬが設定されており、
基準電圧Ｖｒｅｆを移行する際に基準電圧Ｖｒｅｆが下限電圧ＶＬを下回わる場合は下限電圧ＶＬを基準電圧Ｖｒｅｆとする。
The input
The lower limit voltage VL of the input voltage Vin from the DC
If the reference voltage Vref falls below the lower limit voltage VL when the reference voltage Vref is shifted, the lower limit voltage VL is set as the reference voltage Vref.
図７で説明する。通常、パワーコンディショナーシステムは直流電力供給源からの入力電圧を監視しており、下限電圧ＶＬ以下では動作を停止（負荷への出力を停止）する設定になっている。下限電圧ＶＬをパワーコンディショナーシステムの起動停止電圧ともいう。日射量によっては、Ｌ３のようなＩ−Ｖ特性となることもある。この場合、図６のように制御すると、基準電圧Ｖｒｅｆが下限電圧ＶＬを下回ることもある。基準電圧Ｖｒｅｆが下限電圧ＶＬを下回ると、入力電圧Ｖｉｎが下限電圧ＶＬを下回り、パワーコンディショナーシステム３０２が停止し、パワーコンディショナーシステム３０２の平均電力供給量が下がることになる。そこで、パワーコンディショナーシステム３０２を停止しないようにするため、基準電圧Ｖｒｅｆが下限電圧ＶＬを下回るような場合、基準電圧Ｖｒｅｆを下限電圧ＶＬとし、図６の制御を行わないようにする。
This will be described with reference to FIG. Usually, the power conditioner system monitors the input voltage from the DC power supply source, and is set to stop the operation (stop the output to the load) below the lower limit voltage VL . The lower limit voltage V L is also referred to as a start / stop voltage of the power conditioner system. Depending on the amount of solar radiation, there may be an IV characteristic such as L3. In this case, when the control is performed as shown in FIG. 6, the reference voltage Vref may fall below the lower limit voltage VL . When the reference voltage Vref falls below the lower limit voltage VL , the input voltage Vin falls below the lower limit voltage VL , the
１０：直流電力供給源
１１：昇圧回路
１１ａ：制御部
１２：電力変換回路
１３：制御回路
１４：入力電力比較回路
１５：制御部
１６：入力電圧補償回路
３０１、３０２：パワーコンディショナーシステム
10: DC power supply source 11:
Claims (4)
前記昇圧回路から一定の直流電圧が入力されており、接続された負荷へ電力として出力する電力変換回路と、
前記直流電力供給源からの前記入力電力をモニタし、前記直流電力供給源の電流−電圧特性上の垂下による電圧低下を防止しつつ、前記直流電力供給源からの前記入力電力が最大となる前記直流電力供給源の最大電力供給点を追従するように前記電力変換回路を制御する制御回路と、
を備えるパワーコンディショナーシステム。 A booster circuit that outputs a constant DC voltage regardless of fluctuations in input power from a DC power supply source;
A constant DC voltage is input from the booster circuit, and a power conversion circuit that outputs power to a connected load;
The input power from the DC power supply source is maximized while monitoring the input power from the DC power supply source and preventing voltage drop due to droop on the current-voltage characteristics of the DC power supply source. A control circuit for controlling the power conversion circuit so as to follow the maximum power supply point of the DC power supply source;
Power conditioner system with
前記直流電力供給源からの前記入力電力のモニタとして入力電流Ｉｉｎと入力電圧Ｖｉｎを取得し、前記入力電圧の目標値となる基準電圧Ｖｒｅｆを設定しており、新規に取得した前記入力電力と事前に取得した前記入力電力とを比較して前記入力電力の増減と事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆの増減とを判定して新たな前記基準電圧Ｖｒｅｆを設定する入力電力比較回路と、
前記基準電圧Ｖｒｅｆと前記入力電圧Ｖｉｎとの差分（Ｖｒｅｆ−Ｖｉｎ）が０となるように前記電力変換回路の出力電力を調整する入力電圧補償回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナーシステム。 The control circuit includes:
An input current Iin and an input voltage Vin are acquired as a monitor of the input power from the DC power supply source, and a reference voltage Vref that is a target value of the input voltage is set. An input power comparison circuit that compares the input power acquired in step S1 to determine the increase or decrease in the input power and the increase or decrease in the reference voltage Vref in advance and sets the new reference voltage Vref;
An input voltage compensation circuit that adjusts output power of the power conversion circuit so that a difference (Vref−Vin) between the reference voltage Vref and the input voltage Vin becomes 0;
The power conditioner system according to claim 1, comprising:
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに新規に取得した前記入力電力が増加した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが増加したときに新規に取得した前記入力電力が減少した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに新規に取得した前記入力電力が減少した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを増加させて新たな値とし、
事前の前記基準電圧Ｖｒｅｆが減少したときに新規に取得した前記入力電力が増加した場合、前記基準電圧Ｖｒｅｆを減少させて新たな値とし、
前記入力電力が最大となるように前記基準電圧Ｖｒｅｆを移行させて前記最大電力供給点を検出することを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナーシステム。 The input power comparison circuit includes:
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is increased in advance is increased, the reference voltage Vref is increased to a new value.
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is increased in advance is decreased, the reference voltage Vref is decreased to a new value.
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is decreased in advance, the reference voltage Vref is increased to a new value,
When the input power newly acquired when the reference voltage Vref is decreased in advance, the reference voltage Vref is decreased to a new value,
The power conditioner system according to claim 2, wherein the maximum power supply point is detected by shifting the reference voltage Vref so that the input power becomes maximum.
前記直流電力供給源からの前記入力電圧Ｖｉｎの下限電圧が設定されており、
前記基準電圧Ｖｒｅｆを移行する際に前記基準電圧Ｖｒｅｆが前記下限電圧を下回わる場合は前記下限電圧を前記基準電圧Ｖｒｅｆとすることを特徴とする請求項２又は３に記載のパワーコンディショナーシステム。 The input power comparison circuit includes:
A lower limit voltage of the input voltage Vin from the DC power supply source is set,
4. The power conditioner system according to claim 2, wherein, when the reference voltage Vref is shifted, when the reference voltage Vref falls below the lower limit voltage, the lower limit voltage is set to the reference voltage Vref. 5.
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|---|---|---|---|---|
| CN105068590A (en) * | 2015-08-24 | 2015-11-18 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | Photovoltaic power generation power control method and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0844446A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Method and device for tracking and controlling maximum power point of solar battery |
| JPH0844445A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Method and device for tracking and controlling maximum power point of solar battery |
| JPH09258838A (en) * | 1996-03-27 | 1997-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Maximum electric power control method for photovolatic power generation system |
| JPH11282554A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar power generator |
| JP2005235082A (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Method for tracking and controlling maximum power, and power converting device |
-
2012
- 2012-10-15 JP JP2012228419A patent/JP6194163B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0844446A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Method and device for tracking and controlling maximum power point of solar battery |
| JPH0844445A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Method and device for tracking and controlling maximum power point of solar battery |
| JPH09258838A (en) * | 1996-03-27 | 1997-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Maximum electric power control method for photovolatic power generation system |
| JPH11282554A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar power generator |
| JP2005235082A (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Method for tracking and controlling maximum power, and power converting device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105068590A (en) * | 2015-08-24 | 2015-11-18 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | Photovoltaic power generation power control method and system |
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