JP2014220920A - Display panel for photovoltaic power generation system, and power conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電等の発電システムで用いられる表示パネル、および、それを備えたパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a display panel used in a power generation system such as solar power generation, and a power conditioner including the display panel.
引用文献1の段落0009には、太陽電池の直流出力を交流電力に変換して系統配電線と連系運転する連系型インバータにおいて、前記インバータの出力電圧を検出する検出部と、検出電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないようにインバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、該出力電圧抑制部が抑制動作している期間を可視化する表示部とを備え、出力電圧抑制部の動作状態を表示することを特徴とする連系型インバータ装置が開示されており、この構成により、ユーザがインバータ出力電圧が抑制されている期間を知ることが出来る。 In paragraph 0009 of Cited Document 1, in a connected inverter that converts the direct current output of a solar cell into alternating current power and operates in an interconnected manner with a system distribution line, a detection unit that detects the output voltage of the inverter, and a detection voltage Based on the output voltage suppression unit that suppresses the output voltage of the inverter so that the system voltage does not exceed a predetermined upper limit during the interconnected operation, and a display unit that visualizes the period during which the output voltage suppression unit is suppressing And a connection type inverter device that displays an operating state of the output voltage suppression unit is disclosed. With this configuration, the user can know a period during which the inverter output voltage is suppressed.
特許文献1の構成では、一般使用者(ユーザ)は系統電圧抑制機能が動作していることは確認できるが、その効果までは確認することが出来ない。例えば、系統電圧抑制機能の限界を超えてやむなくインバータ出力を停止する場合、出力電力の低減によって系統電圧がどれほど抑制されたのか分からなかった。 In the configuration of Patent Document 1, a general user (user) can confirm that the system voltage suppression function is operating, but cannot confirm the effect. For example, when the inverter output is unavoidably stopped beyond the limit of the system voltage suppression function, it has not been known how much the system voltage is suppressed by the reduction of the output power.
上記課題を解決するため、請求項1では、太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられる表示パネルであって、該表示パネルには、前記パワーコンディショナの抑制運転を示す第1の表示手段と、現在の発電電力量を示す第2の表示手段が設けられており、前記パワーコンディショナが抑制モードで動作しているときには、前記第1の表示手段に抑制運転であること、前記第2の表示手段に現在の発電電力量を表示することを特徴とする表示パネルとした。 In order to solve the above problems, in claim 1, a display panel used in a solar power generation system including a solar cell and a power conditioner that converts DC power output from the solar cell into AC power and outputs the AC power to a commercial system. The display panel is provided with first display means for indicating the suppression operation of the power conditioner and second display means for indicating the current power generation amount, and the power conditioner is suppressed. When operating in the mode, the display panel is characterized in that the first display means is in a suppression operation and the current power generation amount is displayed on the second display means.
また、請求項2では、太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられるパワーコンディショナであって、前記太陽電池の出力電力が入力され、直流電力を出力するDC−DCコンバータと、該DC−DCコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータの出力電圧を検出する出力電圧検出部と、該検出部で検出した電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないように前記インバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、該出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、前記出力電圧検出部の検出値を表示する表示パネルと、を具備することとした。 Moreover, in Claim 2, it is the power conditioner used with the solar power generation system which consists of a solar cell and the power conditioner which converts the direct-current power which this solar cell outputs into alternating current power, and outputs it to a commercial system, A DC-DC converter that receives the output power of the solar cell and outputs DC power, an inverter that converts DC power output by the DC-DC converter into AC power, and an output voltage that detects the output voltage of the inverter A detection unit, an output voltage suppression unit that suppresses the output voltage of the inverter so that the system voltage does not exceed a predetermined upper limit value during grid operation, and the output voltage suppression unit based on the voltage detected by the detection unit; And a display panel for displaying a detection value of the output voltage detector while the output voltage of the inverter is being suppressed.
出力電圧抑制機能の動作中において、系統電圧の抑制効果を可視化できる。 During the operation of the output voltage suppression function, the system voltage suppression effect can be visualized.
図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1のパワーコンディショナを図1〜図5を用いて説明する。図1は実施例1のパワーコンディショナを含む太陽光発電システムであり、1はパワーコンディショナ、11は太陽電池パネル、14は商用系統である。また、パワーコンディショナ1は、DC-DCコンバータ12、インバータ13を有しており、表示パネル15が接続されている。 The power conditioner of Example 1 is demonstrated using FIGS. FIG. 1 shows a solar power generation system including the power conditioner according to the first embodiment, in which 1 is a power conditioner, 11 is a solar cell panel, and 14 is a commercial system. The power conditioner 1 includes a DC-DC converter 12 and an inverter 13, and a display panel 15 is connected to the power conditioner 1.
ここに示すように、太陽電池パネル11はその両端がDC-DCコンバータ12の入力端子に接続され、DC-DCコンバータ12の出力端子はインバータ13の入力端子に接続されている。また、インバータ13の出力端子は外部の単相3線式の商用系統14に接続されている。また、表示パネル15はインバータ13に接続されており、LEDや液晶表示素子などの種種の表示手段を用いることができる。 As shown here, both ends of the solar cell panel 11 are connected to the input terminal of the DC-DC converter 12, and the output terminal of the DC-DC converter 12 is connected to the input terminal of the inverter 13. The output terminal of the inverter 13 is connected to an external single-phase three-wire commercial system 14. Further, the display panel 15 is connected to the inverter 13, and various display means such as LEDs and liquid crystal display elements can be used.
DC-DCコンバータ12は、図2に示す太陽電池の特性から、常に最大電力点を追従する制御(以下「最大電力点追従制御」)を備えている。図2において、実線は太陽電池の出力電流Ipvと出力電圧Vpvの特性(以下「電流−電圧特性」)を示すグラフであり、破線は太陽電池の出力電流Ipvと出力電力Ppvの特性(以下「電流−電力特性」)を示すグラフである。ここに示すように、電流−電圧特性は、出力電圧Vpvが0のときに出力電流Ipvが短絡電流Iscとなり、出力電圧Vpvが開放電圧Vocのときに出力電流Ipvが0となる非線形の特性である。また、電流−電力特性は、出力電流IpvがIpmaxのときに出力電力Ppvが最大電力点Pmaxとなる特性を有し、最大電力点Pmaxのときの出力電圧VpvをVpmaxとする。 The DC-DC converter 12 has a control that always follows the maximum power point (hereinafter, “maximum power point tracking control”) from the characteristics of the solar cell shown in FIG. 2. In FIG. 2, the solid line is a graph showing the characteristics of the output current Ipv and the output voltage Vpv of the solar cell (hereinafter, “current-voltage characteristics”), and the broken line is the characteristics of the output current Ipv and the output power Ppv of the solar cell (hereinafter “ It is a graph which shows a current-power characteristic "). As shown here, the current-voltage characteristic is a non-linear characteristic in which the output current Ipv becomes the short-circuit current Isc when the output voltage Vpv is 0, and the output current Ipv becomes 0 when the output voltage Vpv is the open circuit voltage Voc. is there. Further, the current-power characteristic has a characteristic that the output power Ppv becomes the maximum power point Pmax when the output current Ipv is Ipmax, and the output voltage Vpv at the maximum power point Pmax is Vpmax.
DC-DCコンバータ12は、最大電力点追従制御によって得られた電力をインバータ13に出力する。インバータ13は商用系統14と接続し、交流電力を出力する。インバータ13には電圧を監視するため両電圧線U、Vと、中性線Oから信号線が接続されている。 The DC-DC converter 12 outputs the power obtained by the maximum power point tracking control to the inverter 13. The inverter 13 is connected to the commercial system 14 and outputs AC power. Signal lines are connected to the inverter 13 from both voltage lines U and V and a neutral line O to monitor the voltage.
インバータ13においては、中性線とU相線間電圧Vu-oと、中性線とV相線間電圧Vv-oを検出する。検出した系統電圧Vu-o、またはVv-oのいずれかが所定の(例えば予め定めた)上限値Vresに達した場合、系統電圧の上昇を抑制するため出力電力を低減させるが系統電圧が上限値に達している間、表示パネル15のLED等を点灯し系統電圧上昇抑制機能の動作状況を表示する。さらに、検出したVu-o、またはVv-oの検出値を表示パネル15に可視化する。 In the inverter 13, the neutral line and U-phase line voltage Vu-o and the neutral line and V-phase line voltage Vv-o are detected. When either the detected system voltage Vu-o or Vv-o reaches a predetermined (for example, predetermined) upper limit value Vres, the output power is reduced to suppress an increase in the system voltage, but the system voltage is the upper limit. While the value is reached, the LED of the display panel 15 is turned on to display the operation status of the system voltage rise suppression function. Further, the detected value of Vu-o or Vv-o detected is visualized on the display panel 15.
次に、系統電圧上昇抑制機能の動作を説明する。図3は横軸を時間として、系統電圧上昇抑制機能の動作波形を示した図である。上から順に、パワーコンディショナ1の運転動作モード、中性線OとU相線間電圧Vu-o、または中性線OとV相線間電圧Vv-oの波形、インバータ13から商用系統14へ出力される電力を示す。 Next, the operation of the system voltage rise suppression function will be described. FIG. 3 is a diagram showing operation waveforms of the system voltage rise suppression function with the horizontal axis as time. In order from the top, the operation mode of the inverter 1, the waveform of the neutral wire O and U-phase voltage Vu-o, or the neutral wire O and V-phase voltage Vv-o, the inverter 13 to the commercial system 14 The power output to
定常モードでは、DC-DCコンバータ12は太陽電池パネル11の最大電力点の電力を得るように制御してインバータ13に出力する。定常モードで運転中、Vu-oまたはVv-oが上限値Vresに達したとき、運転モードが抑制モードに切り替わる。 In the steady mode, the DC-DC converter 12 is controlled so as to obtain the power at the maximum power point of the solar battery panel 11 and outputs it to the inverter 13. During operation in steady mode, when Vu-o or Vv-o reaches the upper limit value Vres, the operation mode is switched to the suppression mode.
抑制モードでは、DC-DCコンバータ12は太陽電池パネル11から最大電力点から徐々に小さくした電力を得るように制御してインバータ13に出力し、インバータ13の出力電力を抑制する。インバータ13の出力電力を抑制することにより、系統電圧が上限値Vres以上とならないように制御している。Vu-oまたはVv-oが上限値Vresを下回ったとき、抑制モードから定常モードへと切り替わる。このとき、DC-DCコンバータ12は再び太陽電池パネル11の最大電力点の出力電力を得るように制御してインバータ13に出力する。 In the suppression mode, the DC-DC converter 12 is controlled so as to obtain electric power gradually reduced from the maximum power point from the solar cell panel 11 and outputs the electric power to the inverter 13 to suppress the output power of the inverter 13. By controlling the output power of the inverter 13, the system voltage is controlled so as not to exceed the upper limit value Vres. When Vu-o or Vv-o falls below the upper limit value Vres, the suppression mode is switched to the steady mode. At this time, the DC-DC converter 12 performs control so as to obtain the output power at the maximum power point of the solar cell panel 11 again and outputs it to the inverter 13.
図4はインバータ13の系統電圧上昇判定の処理内容を表したPAD図である。図4において、系統電圧上昇判定が開始されると、まず運転モードと系統電圧の状態を判定する。抑制モード中であり、系統電圧が上限値Vresに達した場合、抑制運転を継続し表示パネル15に抑制運転状態と系統電圧検出値の表示を行う。抑制モード中に系統電圧が上限値Vresを下回った場合、運転モードを定常モードに切り替えて、表示パネル15の抑制運転状態と系統電圧検出値の表示を解除する。運転モードが定常モードであり、系統電圧が上限値Vresに達した場合、表示パネル15に系統電圧上昇異常の報知、運転モードを抑制モードに切り替え、抑制運転状態の表示を行い、抑制運転を開始する。 FIG. 4 is a PAD diagram showing the processing contents of the system voltage rise determination of the inverter 13. In FIG. 4, when the system voltage increase determination is started, first, the operation mode and the state of the system voltage are determined. In the suppression mode, when the system voltage reaches the upper limit value Vres, the suppression operation is continued and the suppression operation state and the system voltage detection value are displayed on the display panel 15. When the system voltage falls below the upper limit value Vres during the suppression mode, the operation mode is switched to the steady mode, and the display of the suppression operation state and the system voltage detection value on the display panel 15 is cancelled. When the operation mode is the steady mode and the system voltage reaches the upper limit value Vres, the display panel 15 notifies the system voltage rise abnormality, switches the operation mode to the suppression mode, displays the suppression operation state, and starts the suppression operation. To do.
図5は、パワーコンディショナ1の表示パネル15の構成例を示した図である。表示パネル15は、インバータ13と接続されており、パワーコンディショナの動作状況を遠隔表示することができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the display panel 15 of the power conditioner 1. The display panel 15 is connected to the inverter 13 and can remotely display the operation status of the inverter.
図5において、51は連系運転時に点灯する連系LED、52は自立運転時に点灯する自立LED、53は抑制運転時に点灯する抑制LED、54はパワーコンディショナに異常があった場合に異常コードを表示する7セグメントLED、55は系統電圧上昇抑制運転時に系統電圧検出値を表示する7セグメントLED、56は発電量などを表示する7セグメントLED、57は7セグメントLED56が積算電力量を表示するときに点灯する積算電力量LED、58は7セグメントLED56が発電電力量を表示するときに点灯する発電電力量LEDである。 In FIG. 5, 51 is a connection LED that is turned on during the connection operation, 52 is a self-supporting LED that is turned on during the independent operation, 53 is a suppression LED that is turned on during the suppression operation, and 54 is an error code when there is an abnormality in the power conditioner. 7 segment LED, 55 is a 7 segment LED for displaying the system voltage detection value during the system voltage rise suppression operation, 56 is a 7 segment LED for displaying the amount of power generation, etc., 57 is a 7 segment LED 56 for displaying the integrated power amount The accumulated power amount LED 58 that is sometimes lit is a generated power amount LED 58 that is lit when the 7-segment LED 56 displays the generated power amount.
停止中は、連系LED51、自立LED52、抑制LED53は消灯している。このとき、7セグメント56には停止中であることを表す情報を表示しても良い。 During the stop, the connection LED 51, the self-supporting LED 52, and the suppression LED 53 are turned off. At this time, the 7 segment 56 may display information indicating that it is stopped.
定常モードでは、連系LED51が点灯し、7セグメントLED56に現在の発電電力量(=出力電力)を表示する。 In the steady mode, the grid LED 51 is lit, and the current power generation amount (= output power) is displayed on the 7-segment LED 56.
抑制モードでは、連系LED51と抑制LED53が点灯し、7セグメントLED54に異常内容を知らせる異常コード、7セグメントLED55に系統電圧検出値、7セグメントLED56に現在の発電電力量(=出力電力)を表示する。これにより、抑制運転中に出力電圧の検出値を可視化することができ、抑制モードの効果を確認することができる。 In the suppression mode, the connection LED 51 and the suppression LED 53 are lit, an abnormality code for notifying the abnormality content to the 7-segment LED 54, the system voltage detection value on the 7-segment LED 55, and the current power generation amount (= output power) on the 7-segment LED 56 are displayed. To do. Thereby, the detected value of the output voltage can be visualized during the suppression operation, and the effect of the suppression mode can be confirmed.
なお、抑制LED53を点灯または点滅表示を行うことにより、インバータ13が連系運転している状態のときに系統電圧が所定の(例えば予め定めた)上限値を超えて出力抑制機能が働いた場合と、連続運転に起因した温度上昇で出力電力を抑制している場合を区別してもよい。 When the power supply voltage exceeds a predetermined (for example, predetermined) upper limit value when the inverter 13 is in a connected operation by turning on or blinking the suppression LED 53, the output suppression function is activated. A case where the output power is suppressed by a temperature rise caused by continuous operation may be distinguished.
図6を用いて実施例2を説明する。なお、実施例1と共通する点は説明を省略する。 Example 2 will be described with reference to FIG. Note that the description of the points in common with the first embodiment will be omitted.
実施例1と本実施例の違いとして、表示パネル15は、パワーコンディショナ本体に組み込まれている点が挙げられる。このような構成により、パワーコンディショナの運転状態と配線の接続状態を同時に確認でき、異常の特定が容易になる。 The difference between the first embodiment and the present embodiment is that the display panel 15 is incorporated in the power conditioner body. With such a configuration, it is possible to simultaneously check the operation state of the power conditioner and the connection state of the wiring, and it becomes easy to identify an abnormality.
図7を用いて実施例3を説明する。なお、実施例1または2と共通する点は説明を省略する。 Example 3 will be described with reference to FIG. Note that description of points in common with the first or second embodiment will be omitted.
図7も実施例2と同様に表示パネル15が組み込まれたパワーコンディショナの構成図である。図7において、71は積算電力量、発電電力量、異常内容、系統電圧検出値を表示する7セグメントLEDである。実施例2と本実施例の違いとして、表示パネル15に、異常コード表示部と、系統電圧上昇抑制運転時に表示する系統電圧検出値の表示部がなく、7セグメントLED71にすべての情報を表示する点が挙げられる。 FIG. 7 is also a configuration diagram of a power conditioner in which the display panel 15 is incorporated as in the second embodiment. In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a 7-segment LED that displays the accumulated power amount, the generated power amount, the abnormal content, and the system voltage detection value. As a difference between the second embodiment and the present embodiment, the display panel 15 does not have an abnormal code display portion and a display portion of a system voltage detection value to be displayed at the time of system voltage increase suppression operation, and all information is displayed on the 7-segment LED 71. A point is mentioned.
このような構成により、一般使用者(ユーザ)に必要な時に必要な情報のみ表示することができる。 With such a configuration, only necessary information can be displayed when necessary for a general user (user).
本実施例では、系統電圧上昇抑制運転時において、7セグメントLED71は一定時間ごとに発電電力量と、検討電圧検出値を交互に表示することができる。また、異常発生時に異常コードを一定時間表示することができる。 In the present embodiment, during the system voltage rise suppression operation, the 7-segment LED 71 can alternately display the generated power amount and the examination voltage detection value at regular intervals. In addition, when an abnormality occurs, an abnormal code can be displayed for a certain period of time.
1:パワーコンディショナ
11:太陽電池パネル
12:DC-DCコンバータ
13:インバータ
14:商用系統
15:表示パネル
51:連系LED
52:自立LED
53:抑制LED
54:7セグメントLED
55:7セグメントLED
56:7セグメントLED
57:積算電力量LED
58:発電電力量LED
71:7セグメントLED
1: Power conditioner 11: Solar cell panel 12: DC-DC converter 13: Inverter 14: Commercial system 15: Display panel 51: Interconnection LED
52: Independent LED
53: Suppression LED
54: 7 segment LED
55: 7 segment LED
56: 7 segment LED
57: Integrated power LED
58: Power generation amount LED
71: 7 segment LED
Claims (3)
該表示パネルには、前記パワーコンディショナの抑制運転を示す第1の表示手段と、現在の発電電力量を示す第2の表示手段が設けられており、
前記パワーコンディショナが抑制モードで動作しているときには、前記第1の表示手段に抑制運転であること、前記第2の表示手段に現在の発電電力量を表示することを特徴とする表示パネル。 A display panel used in a solar power generation system including a solar cell and a power conditioner that converts DC power output from the solar cell into AC power and outputs the AC power to a commercial system,
The display panel is provided with first display means for indicating the suppression operation of the power conditioner and second display means for indicating the current amount of generated power,
A display panel, wherein when the power conditioner is operating in a suppression mode, the first display means is in a suppression operation, and the second display means displays a current amount of generated power.
前記太陽電池の出力電力が入力され、直流電力を出力するDC−DCコンバータと、
該DC−DCコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換するインバータと、
該インバータの出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
該検出部で検出した電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないように前記インバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、
該出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、前記出力電圧検出部の検出値を表示する表示パネルと、
を具備することを特徴とするパワーコンディショナ。 A power conditioner used in a solar power generation system including a solar battery and a power conditioner that converts the direct current power output from the solar battery into alternating current power and outputs the alternating current power,
A DC-DC converter that receives the output power of the solar cell and outputs DC power;
An inverter that converts DC power output from the DC-DC converter into AC power;
An output voltage detector for detecting the output voltage of the inverter;
Based on the voltage detected by the detection unit, an output voltage suppression unit that suppresses the output voltage of the inverter so that the system voltage does not exceed a predetermined upper limit value during grid operation,
While the output voltage suppression unit suppresses the output voltage of the inverter, a display panel that displays the detection value of the output voltage detection unit;
A power conditioner comprising:
前記表示パネルには、前記出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、抑制運転であることを表示することを特徴とするパワーコンディショナ。 The power conditioner according to claim 2,
The power conditioner is characterized in that the display panel displays that the operation is a suppression operation while the output voltage suppression unit suppresses the output voltage of the inverter.
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