JP3111273B2 - Inverter control method and inverter device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の独立
した直流電源が発生する直流電力を交流電力に変換し
て、家庭用、事務用の一般交流負荷、あるいは既存の商
用電力系統に電力を供給するインバータの制御方法、お
よびこの制御方法を適用したインバータ装置にかかり、
詳しくは、その最大電力点追尾制御に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts DC power generated by an independent DC power supply such as a solar cell into AC power, and supplies power to a general AC load for home use, office use, or an existing commercial power system. A control method of an inverter for supplying the power, and an inverter device to which the control method is applied,
Specifically, it relates to the maximum power point tracking control.

【０００２】[0002]

【従来の技術】直流電源である太陽電池の出力特性は日
射量や、太陽電池の素子温度等の条件の変動により変化
し、太陽電池の出力特性曲線上には太陽電池の最大電力
を取り出せる最大電力点が存在することが知られてい
る。そこで、従来から、インバータ装置においては、太
陽電池の出力特性曲線上の動作点をこの最大電力点に一
致させるように制御することにより、太陽電池から最大
電力を取り出すことが行われている。2. Description of the Related Art The output characteristics of a solar cell, which is a DC power supply, change due to fluctuations in conditions such as the amount of solar radiation and the element temperature of the solar cell. It is known that a power point exists. Therefore, conventionally, in an inverter device, the maximum power has been taken out from the solar cell by controlling the operating point on the output characteristic curve of the solar cell to coincide with the maximum power point.

【０００３】このような最大電力点追尾制御としては、
従来から、刻々と変化する太陽電池の出力特性曲線を求
めて、最大電力点を決定する方法があるが、出力特性曲
線が非線形であるため、出力特性曲線を計算により求め
るのは容易なことではないうえ、出力特性曲線は刻々と
変化するため、この方法を採用したインバータ装置の構
成は複雑になる。[0003] Such maximum power point tracking control includes:
Conventionally, there is a method of determining the output characteristic curve of a solar cell that changes every moment and determining the maximum power point.However, since the output characteristic curve is nonlinear, it is not easy to obtain the output characteristic curve by calculation. In addition, since the output characteristic curve changes every moment, the configuration of the inverter device employing this method becomes complicated.

【０００４】そこで、このような不都合を解消した従来
のインバータの制御方法として、太陽電池の直流電圧と
直流電流とから太陽電池の出力電力を検出して動作点を
最大電力点に追尾させる制御方法がある。具体的には、
得られた太陽電池の出力電力値が最大となるように出力
特性曲線に沿って動作点を変動させて、最大電力点を見
つけ出している。この制御方法が適用された従来のイン
バータ装置５０を図１１に従って説明する。Therefore, as a conventional inverter control method which has solved such inconveniences, a control method of detecting the output power of the solar cell from the DC voltage and the DC current of the solar cell and tracking the operating point to the maximum power point. There is. In particular,
The operating point is varied along the output characteristic curve so as to maximize the obtained output power value of the solar cell, and the maximum power point is found. A conventional inverter device 50 to which this control method is applied will be described with reference to FIG.

【０００５】インバータ装置５０は、太陽電池５１から
出力された直流電力を商用電力系統５３と同―の位相及
び周波数５０／６０Ｈｚをもつ交流電力に変換して商用
電力系統５３に供給するようになっている。The inverter device 50 converts DC power output from the solar cell 51 into AC power having the same phase and frequency of 50/60 Hz as the commercial power system 53 and supplies the AC power to the commercial power system 53. ing.

【０００６】太陽電池５１からインバータ装置５０に入
力された直流電力は高周彼インバータブリッジ５４にお
いて高周波交流（数十〜数百ＫＨｚ）に変換され、高周
波トランス５５の一次側に供給される。高周波トランス
５５は太陽電池５１側（一次側）と商用電力系統５３側
（二次側）とを絶縁する役割をもっており、この高周波
トランス５５によって絶縁された高周波交流は高周波ト
ランス５５の二次側に設けられたダイオードブリッジ５
６により整流される。ダイオードブリッジ５６で整流さ
れた整流成分は、ＤＣリアクトルとこれに並列に接続さ
れたコンデンサとで構成されるフィルタ回路５７により
高周波成分の除去、および平滑が行われる。そして、フ
ィルタ回路５７により全波整流波形状にされた直流を、
低周波インバータブリッジ５８において、低周波（５０
／６０〜数百Ｈｚ）で折返し制御することで、低周波の
正弦波交流が得られる。[0006] The DC power input from the solar cell 51 to the inverter device 50 is converted into a high-frequency AC (several tens to several hundreds KHz) in a high-frequency inverter bridge 54 and supplied to the primary side of a high-frequency transformer 55. The high-frequency transformer 55 has a role of insulating the solar cell 51 side (primary side) and the commercial power system 53 side (secondary side), and the high-frequency AC insulated by the high-frequency transformer 55 is supplied to the secondary side of the high-frequency transformer 55. Provided diode bridge 5
6 is rectified. The rectified component rectified by the diode bridge 56 is subjected to removal and smoothing of a high-frequency component by a filter circuit 57 including a DC reactor and a capacitor connected in parallel to the DC reactor. Then, the direct current formed into the full-wave rectified wave shape by the filter circuit 57 is
In the low frequency inverter bridge 58, the low frequency (50
/ 60 to several hundred Hz), a low-frequency sine-wave alternating current can be obtained.

【０００７】また、高周波インバータブリッジ５４の前
段には、インバータ装置５０への入力電力の変動を抑え
る直流コンデンサ５９と直流入力電流検出器６０とが設
けられている。高周波トランス５５の一次側もしくは二
次側（図では一次側）には、インバータ出力電流検出器
６１が接続されている。低周波インバータブリッジ５８
の後段には、商用電力系統５３側との連系、及び切り離
しを行う連系リレー６２、および高調波成分を吸収する
ＡＣフィルタ６３が設けられている。[0007] A DC capacitor 59 and a DC input current detector 60 for suppressing fluctuations in input power to the inverter device 50 are provided at a stage preceding the high-frequency inverter bridge 54. An inverter output current detector 61 is connected to a primary side or a secondary side (primary side in the figure) of the high-frequency transformer 55. Low frequency inverter bridge 58
In the subsequent stage, a connection relay 62 for connecting to and disconnecting from the commercial power system 53 side, and an AC filter 63 for absorbing harmonic components are provided.

【０００８】高周波インバータブリッジ５４および低周
波インバータブリッジ５８のスイッチング制御は制御回
路６４により次のようにして行われる。まず、低周波イ
ンバータブリッジ５８のスイッチング制御を説明する。
すなわち、ＡＣフィルタ６３の後段から検出された商用
電力系統電圧信号Ｖ_outに基づき、制御回路６４内の折
返し制御部６５で全波整流波形状の直流を低周波（５０
／６０〜数百Ｈｚ）で折返し制御を行うことで、ゲート
ドライブ信号生成部６６で低周波インバータブリッジ５
８の４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオン／オフ制
御する。[0008] Switching control of the high frequency inverter bridge 54 and the low frequency inverter bridge 58 is performed by the control circuit 64 as follows. First, the switching control of the low-frequency inverter bridge 58 will be described.
That is, based on the commercial power system voltage signal V _out detected from the subsequent stage of the AC filter 63, the return control unit 65 in the control circuit 64 converts the full-wave rectified waveform DC to a low frequency (50
/ 60 to several hundred Hz), the gate drive signal generation unit 66 allows the low-frequency inverter bridge 5
8 on / off control of the four switching elements S1 to S4.

【０００９】高周波インバータブリッジ５４のスイッチ
ング制御は次のようにして行われる。すなわち、制御回
路６４内の制御量演算部６８で電流指令信号（インバー
タ出力電流の標準波形信号）Ｉ_refを作成する。そし
て、ＰＷＭ変調制御部６７において、インバータ出力電
流検出器６１で検出されたインバータ出力電流信号Ｉ
_outと電流指令信号Ｉ_refとの間の誤差を算出する。さら
に、その誤差を増幅して得られる誤差増幅信号とキャリ
ア信号とからＰＷＭ変調制御を行ってパルス列信号ＰＬ
を生成する。さらに、生成したパルス列信号ＰＬをゲー
トドライブ信号生成部６９に出力し、このパルス列信号
ＰＬを基にして高周波インバータブリッジ５５の４つの
スイッテング素子Ｑｌ〜Ｑ４をオン／オフ制御する。The switching control of the high-frequency inverter bridge 54 is performed as follows. That is, the control command calculator 68 in the control circuit 64 creates a current command signal (standard waveform signal of the inverter output current) _Iref . Then, in the PWM modulation control section 67, the inverter output current signal I detected by the inverter output current detector 61 is output.
An error between _out and the current command signal _Iref is calculated. Further, PWM modulation control is performed on the error-amplified signal obtained by amplifying the error and the carrier signal, and the pulse train signal PL
Generate Furthermore, the generated pulse train signal PL is output to the gate drive signal generator 69, and the four switching elements Q1 to Q4 of the high frequency inverter bridge 55 are turned on / off based on the pulse train signal PL.

【００１０】このようなインバータ装置５０においてイ
ンバータ出力を変化させるインバータの制御量は、ＰＷ
Ｍ変調制御で用いられる電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒと
なる。In such an inverter device 50, the control amount of the inverter for changing the inverter output is PW
It becomes the amplitude R of the current command signal _Iref used in the M modulation control.

【００１１】ところで、太陽電池５１から最大電力を取
り出す動作点の電圧は、日射強度や太陽電池５１の素子
温度により刻々と変化するという特性がある。そのた
め、横軸に直流入力電圧Ｖ_inを、縦軸に直流入力電流Ｉ
_inをそれぞれとる太陽電池特性曲線は図１２で示すよう
になる。図１２は日射強度Ｅｌ、Ｅ２、及び素子温度ｔ
℃における特性曲線を示している。また、電流指令信号
Ｉ_refの振幅Ｒであるインバータの制御量Ｋ_l、Ｋ₂、Ｋ₃
は図１２において各制御量を示す線分の傾きとして示さ
れている。By the way, the voltage at the operating point at which the maximum power is extracted from the solar cell 51 has a characteristic that it changes every moment depending on the solar radiation intensity and the element temperature of the solar cell 51. Therefore, the DC input voltage V _in the horizontal axis, DC on the vertical axis the input current I
_The solar cell characteristic curve taking each _in is as shown in FIG. FIG. 12 shows the solar radiation intensities El and E2 and the element temperature t.
2 shows a characteristic curve at ° C. The control of the inverter is the amplitude R of the current command signal _{I ref K l, K 2,} K 3
Is shown as the slope of the line segment indicating each control amount in FIG.

【００１２】日射強度がＥｌの場合の特性曲線をＬ_lと
すると、制御量Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃を変化させることによ
り、特性曲線Ｌ_l上の動作点を任意の点（Ｐ₁、Ｐ₂、
Ｐ₃）まで制御することができる。すなわち、日射強度
がＥｌ、制御量がＫ₁の場合の動作点をＰ₁とすると、日
射強度がＥ２に変化した場合、制御量Ｋ₁が―定であれ
ば、動作点は特性曲線Ｌ₁上の点Ｐ₁から特性曲線Ｌ₂上
のＰ₁’に移動することになる。同様に、動作点Ｐ₂，Ｐ
₃はＰ₂’，Ｐ₃’へと移動する。Assuming that the characteristic curve when the solar radiation intensity is El is L ₁ , by changing the control amounts K ₁ , K ₂ , and K ₃ , the operating point on the characteristic curve L ₁ can be changed to an arbitrary point (P ₁ , P ₂ ,
P ₃ ). That is, assuming that the operating point when the solar radiation intensity is El and the control amount is K ₁ is P ₁ , when the solar radiation intensity changes to E 2, and when the control amount K ₁ is constant, the operating point is the characteristic curve L ₁ It will move from the point P ₁ above the P ₁ 'on the characteristic curve L _2. Similarly, operating points P ₂ , P
₃ moves to P ₂ ′, P ₃ ′.

【００１３】このような特性を有する太陽電池５１から
最大電力を取り出す制御については次のようになる。す
なわち、直流コンデンサ５９の両端から検出された直流
入力電圧Ｖ_inと直流入力電流検出器６０で検出された直
流入力電流Ｉ_inとが制御回路６４内の電力演算部７０に
入力される。電力演算部７０は入力された直流入力電圧
Ｖ_inと直流入力電流Ｉ_inとで直流入力電力Ｗ_inを算出し
て、電力比較部７１に出力する。電力比較部７１は入力
された直流入力電力Ｗ_inを一時記憶する。The control for extracting the maximum power from the solar cell 51 having such characteristics is as follows. That is, a DC input current I _in both ends and the detected DC input voltage V _in from a detected DC input current detector 60 of the DC capacitor 59 is input to the power calculation unit 70 in the control circuit 64. Power calculating section 70 calculates the DC input power W _in between inputted DC input voltage V _in and the DC input current I _in, and outputs to the power comparing unit 71. Power comparing unit 71 temporarily stores the DC input power W _in input.

【００１４】そして、電力比較部７１において、前回算
出されて一時記憶された直流入力電力Ｗ_in’と今回算出
されて新たに入力された直流入力電力Ｗ_inとを比較す
る。そして、ここで得られた電力の増減と、制御量演算
部６８において一時記憶していた前回までの制御量の増
減符号（制御量を増加させた場合は正符号、反対に制御
量を減少させた場合は負符号）とから、インバータの制
御量、すなわち、ＰＷＭ変調制御で用いられる電流指令
信号Ｉ_refの振幅Ｒを新たに決定する。[0014] Then, the power comparing unit 71 compares the DC input power W _in the newly inputted is calculated this time and the DC input power W _in 'temporarily stored is calculated last time. Then, the increase / decrease of the power obtained here and the increase / decrease sign of the control amount up to the previous time temporarily stored in the control amount calculation unit 68 (the positive sign when the control amount is increased, and conversely, the control amount is decreased. , The control amount of the inverter, that is, the amplitude R of the current command signal _Iref used in the PWM modulation control is newly determined.

【００１５】そして、新たに決定された制御量に基づい
て、高周波インバータブリッジ５８のスイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４をオン／オフ制御することで、太陽電池特性
曲線上の動作点Ｐを変動させ、これによって太陽電池５
１の出力が最大電力点を追尾させるように制御する。Then, by controlling the switching elements Q1 to Q4 of the high-frequency inverter bridge 58 to be turned on / off based on the newly determined control amount, the operating point P on the solar cell characteristic curve is changed. Solar cell 5
1 is controlled so as to track the maximum power point.

【００１６】制御量と太陽電池特性曲線上の動作点との
関係について、図１３を基にして説明する。図１３は横
軸に直流入力電圧Ｖ_inを、縦軸に直流入力電力Ｗ_inをそ
れぞれとった、日射強度Ｅ１，Ｅ２における太陽電池特
性曲線である。The relationship between the control amount and the operating point on the solar cell characteristic curve will be described with reference to FIG. Figure 13 is a DC input voltage V _in the horizontal axis, the DC input power W _in the taken respectively on the vertical axis, a solar cell characteristic curve in solar irradiance E1, E2.

【００１７】図１３の太陽電池特性曲線上の動作点Ａに
おいて、制御量ＫＡでのＰＷＭ変調制御により、高周波
インバータブリッジ５４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４
をオン／オフ制御しているとする。この状態でさらに、
点Ａから最大電力点を追尾するように、制御量を１段階
大きくしたＫＢの状態で、高周波インバータブリッジ５
４のスイッチング素子をオン／オフ制御すると、動作点
はＢ点に移動し、太陽電池５１から取り出させる直流入
力電力Ｗ_inは増加する。At the operating point A on the solar cell characteristic curve shown in FIG. 13, the switching elements Q1 to Q4 of the high-frequency inverter bridge 54 are controlled by the PWM modulation with the control amount KA.
Is on / off controlled. In this state,
In order to track the maximum power point from point A, the high-frequency inverter bridge 5
When ON / OFF control 4 of the switching element, the operating point moves to point B, the DC input power W _in which taken from the solar battery 51 is increased.

【００１８】ここで、 ・前回の電力値Ｗ_in’（Ｗ_A）より今回の電力値Ｗ
_in（Ｗ_B）が増加している、 ・前回動作点（Ａ）から今回動作点（Ｂ）へ移動した際
の制御量の増減符号が正（＋ｌ段階）である、このよう
な条件を満たせば、制御量を新たにｌ段階大きくする。[0018] In this case, the - the previous power value W _in '(W _A) than the current power value W
_in (W _B ) is increased. The condition that the increase / decrease sign of the control amount when moving from the previous operating point (A) to the current operating point (B) is positive (+1 level) can be satisfied. For example, the control amount is newly increased by one step.

【００１９】そして、新たに設定した制御量ＫＣでＰＷ
Ｍ変調制御を行い、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオン
／オフ制御すると、動作点は点Ｃに移動する。Then, the PW is calculated using the newly set control amount KC.
When the M modulation control is performed and the on / off control of the switching elements Q1 to Q4 is performed, the operating point moves to the point C.

【００２０】点Ｃでは、前回の点Ｂと同様、電力値が増
加し、制御量の増減符号が正であるため、さらに制御量
をｌ段階大きくしてＫＤにする。そして、新たに設定さ
れた制御量ＫＤでＰＷＭ変調制御を行い、スイッテング
素子Ｑ１〜Ｑ４をオン／オフ制御すると、動作点は点Ｄ
に移動する。At the point C, as in the previous point B, the power value increases and the increase / decrease sign of the control amount is positive, so the control amount is further increased by one step to KD. Then, PWM modulation control is performed with the newly set control amount KD, and the on / off control of the switching elements Q1 to Q4 is performed.
Go to

【００２１】ここで、 ・前回の電力値Ｗ_in’（Ｗ_C）より今回の電力値Ｗ
_in（Ｗ_D）が減少している、 ・前回動作点（Ｃ）から今回動作点（Ｄ）へ移動した際
の制御量の増減符号が正（＋ｌ段階）である、このよう
な条件を満たせば、制御量を１段階小さくしてＫＣにす
る。[0021] In this case, the - the previous power value W _in '(W _C) than the current power value W
_in (W _D ) is reduced. The condition that the sign of increase / decrease of the control amount when moving from the previous operating point (C) to the current operating point (D) is positive (+1 level) is satisfied. For example, the control amount is reduced by one step to KC.

【００２２】そして、新たに設定した制御量ＫＣでＰＷ
Ｍ変調制御を行い、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオン
／オフ制御する。Then, the PW is calculated using the newly set control amount KC.
The M modulation control is performed to control ON / OFF of the switching elements Q1 to Q4.

【００２３】そして、制御量を１段階小さくしてＫＣに
した結果、電力値Ｗ_inが減少する、すなわち、 ・前回の電力値Ｗ_in’より今回の電力値Ｗ_inが増加して
いる、 ・前回動作点から今回動作点へ移動した際の制御量の増
減符号が負（−ｌ段階）である、このような条件を満た
せば、制御量をｌ段階大きくする。[0023] Then, as a result of the KC a control amount by one level smaller, reduced power value W _in is, i.e., the current power value W _in than, the previous power value W _in 'is increasing, - If such a condition that the sign of increase or decrease of the control amount when moving from the previous operating point to the current operating point is negative (−1 stage) is satisfied, the control amount is increased by 1 stage.

【００２４】以上の制御処理を繰り返して、動作点が最
大電力点を追尾するように制御する。The above control process is repeated to control the operating point to track the maximum power point.

【００２５】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータの制御方法は、・直流入力電圧信号Ｖ_in、直
流入力電流信号Ｉ_inを検出する、・検出した信号Ｖ_in，
Ｉ_inから直流入力電力値Ｗ_inを演算して電力の増減を調
べる、・調べた電力の増減と制御量の増減符号とにより
インバータの制御量を決定する、といった各種操作を順
次行うことで、太陽電池出力特性曲線上の動作点を制御
するため、制御操作に時間をかかるうえ、動作点を制御
した後、太陽電池５１の出力電力が変化するのにも時間
がかかるため、制御応答性が悪かった。[SUMMARY OF THE INVENTION However, the control method of the conventional inverter-DC input voltage signals V _in, to detect the DC input current signal I _in, - detecting signal V _in,
By calculating the I _in the DC input power value W _in examining the increase or decrease of the power, determines the control amount of the inverter by the change sign of increase or decrease of power examined, and the control amount, by sequentially performing that various operations such as, In order to control the operating point on the solar cell output characteristic curve, it takes time for the control operation and also it takes time for the output power of the solar cell 51 to change after controlling the operating point. It was bad.

【００２６】また、動作点が移動した際に日射量が急変
した場合、電力の変化が動作点の移動により生じたの
か、または日射量の変化により生じたのか判断できず、
動作点が間違った方向に移動してしまい、なかなか最大
電力点に達しえずに太陽電池５１の最大電力を効率的に
取り出すことができなかった。Further, if the amount of solar radiation changes suddenly when the operating point moves, it cannot be determined whether the change in power has occurred due to the movement of the operating point or the amount of solar radiation.
The operating point moved in the wrong direction, and the maximum power point could not be easily reached, and the maximum power of the solar cell 51 could not be efficiently extracted.

【００２７】さらには、制御の手法上、直流入力電圧Ｖ
_inと直流入力電流Ｉ_inを検出する必要があり、これらを
検出する検出器および検出回路が必要であるうえ、太陽
電池５１の出力電力を演算してその増減を調べる回路も
必要であることから、制御を行う回路を安価に構成する
ことができなかった。Further, the DC input voltage V
_in and the DC input current I _in need to be detected, a detector and a detection circuit for detecting these are necessary, and a circuit for calculating the output power of the solar cell 51 and examining the increase or decrease is also necessary. However, a circuit for performing control cannot be configured at low cost.

【００２８】本発明は、このような課題を解決するため
に創案されたものであって、制御応答性が高く、最大出
力電力を効率良く引き出せるうえ、部品コストも低く抑
えることのできるインバータ制御方法、およびインバー
タ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an inverter control method which has a high control responsiveness, can efficiently extract the maximum output power, and can suppress the parts cost low. , And an inverter device.

【００２９】[0029]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においては、太陽電池等の直流電源に
接続されたスイッチング素子の開閉操作を、予め作成し
ておいた標準電流波形信号とインバータ出力電流波形と
の間の誤差がなくなるようにＰＷＭ変調制御すること
で、前記直流電源の直流電力を交流に変換するインバー
タの制御方法であって、前記ＰＷＭ変調制御に用いられ
るパルス列信号のパルス幅を監視し、所定時間内に前記
パルス幅の変動がなくなる場合は、前記直流電源の出力
特性曲線上の動作点が最大電力点より開放電圧側にある
と判断する一方、前記パルス幅の変動が所定時間経過し
てもなくならない場合は、前記動作点が最大電力点より
短絡電流側にあると判断し、これらの判断に基づいて、
前記動作点が最大電力点を追尾するように、スイッッチ
ング素子の開閉操作をＰＷＭ変調制御している。In order to solve such a problem, in the present invention, a switching operation of a switching element connected to a DC power supply such as a solar cell is performed by a standard current waveform prepared in advance. A method of controlling an inverter for converting DC power of the DC power supply into AC by performing PWM modulation control so that an error between a signal and an inverter output current waveform is eliminated, wherein a pulse train signal used for the PWM modulation control is provided. When the pulse width does not change within a predetermined time, it is determined that the operating point on the output characteristic curve of the DC power supply is closer to the open voltage side than the maximum power point, while the pulse width is monitored. If the fluctuation does not disappear after the elapse of a predetermined time, it is determined that the operating point is on the short-circuit current side from the maximum power point, and based on these determinations,
The opening and closing operation of the switching element is PWM-modulated so that the operating point tracks the maximum power point.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００３１】実施の形態１ 図ｌは本発明の実施の形態１であるインバータ装置１を
示す回路図である。Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.

【００３２】インバータ装置ｌは太陽電池２から出力さ
れた直流電力を商用電力系統３と同―の位相、及び周波
数５０／６０Ｈｚをもつ交流電力に変換して、商用電力
系統３に供給している。The inverter 1 converts the DC power output from the solar cell 2 into AC power having the same phase as the commercial power system 3 and a frequency of 50/60 Hz, and supplies the AC power to the commercial power system 3. .

【００３３】インバータ装置ｌは、直流コンデンサ４と
高周波インバータブリッジ５と高周波トランス６とダイ
オードブリッジ７とフィルタ回路８と低周波インバータ
ブリッジ９と連係リレー１０とＡＣフィルタ１１とイン
バータ出力電流検出器１２と制御回路１３とを備えてい
る。The inverter 1 includes a DC capacitor 4, a high-frequency inverter bridge 5, a high-frequency transformer 6, a diode bridge 7, a filter circuit 8, a low-frequency inverter bridge 9, a link relay 10, an AC filter 11, an inverter output current detector 12, And a control circuit 13.

【００３４】直流コンデンサ４は、太陽電池２から入力
される直流電力の変動を抑制している。高周波インバー
タブリッジ５はインバータ装置ｌに入力された直流電力
を高周波交流（数十〜数百ＫＨｚ）に変換している。高
周波トランス６は太陽電池２側（一次側）と商用電力系
統３側（二次側）とを絶縁する役割を担っている。ダイ
オードブリッジ７は高周波トランス６の二次側に接続さ
れて高周波交流を整流している。フィルタ回路８は互い
に並列に接続されたＤＣリアクトルおよびコンデンサで
構成されており、整流波形に含まれる高周波成分の除去
および平滑を行っている。低周波インバータブリッジ９
はフィルタ回路８の後段に接続されて全波整流波形状の
直流を低周波（５０／６０〜数百Ｈｚ）で折返し制御を
行って低周波の正弦波交流を形成している。連系リレー
１０は商用電力系統３側との連系及び切り離しを行って
いる。ＡＣフィルタｌｌは高調波成分の吸収を行ってい
る。インバータ出力電流検出器ｌ２は高周波トランス６
の一次側でインバータ出力電流Ｉ_outを検出して制御回
路１３に出力している。制御回路１３は高周波インバー
タブリッジ５と低周波インバータブリッジ９とを制御し
ている。The DC capacitor 4 suppresses a change in DC power input from the solar cell 2. The high-frequency inverter bridge 5 converts DC power input to the inverter device 1 into high-frequency AC (several tens to several hundreds KHz). The high-frequency transformer 6 has a role of insulating the solar cell 2 (primary side) from the commercial power system 3 (secondary side). The diode bridge 7 is connected to the secondary side of the high-frequency transformer 6 and rectifies high-frequency alternating current. The filter circuit 8 includes a DC reactor and a capacitor connected in parallel with each other, and removes and smoothes a high-frequency component included in the rectified waveform. Low frequency inverter bridge 9
Is connected to the subsequent stage of the filter circuit 8 and controls the return of the full-wave rectified wave DC at a low frequency (50/60 to several hundred Hz) to form a low-frequency sine wave AC. The interconnection relay 10 interconnects with and disconnects from the commercial power system 3. The AC filter 11 absorbs harmonic components. The inverter output current detector 12 is a high-frequency transformer 6
The primary side detects the inverter output current I _out and outputs it to the control circuit 13. The control circuit 13 controls the high-frequency inverter bridge 5 and the low-frequency inverter bridge 9.

【００３５】制御回路１３は、高周波インバータブリッ
ジ制御系１３ａと低周波インバータブリッジ制御系１３
ｂとからなっている。The control circuit 13 comprises a high frequency inverter bridge control system 13a and a low frequency inverter bridge control system 13a.
b.

【００３６】高周波インバータブリッジ制御系１３ａは
制御量演算部１４とＰＷＭ変調制御部ｌ５とゲートドラ
イブ信号生成部１６とを備えている。制御量演算部１４
は、インバータ出力電流Ｉ_outの標準波形信号であり、
かつインバータ装置１の制御量がその振幅Ｒに相当する
電流指令信号Ｉ_refを生成している。ＰＷＭ変調制御部
ｌ５は、電流指令信号Ｉ_refとインバータ出力電流信号
Ｉ_outとの誤差を増幅して得られる誤差増幅信号とキャ
リア信号とからＰＷＭ変調制御を行ってパルス列信号Ｐ
Ｌを生成している。ゲートドライブ信号生成部１６は、
ＰＷＭ変調制御部１５が生成したパルス列信号に基づい
て高周彼インバータブリッジ５の４つのスイッチング素
子Ｑｌ〜Ｑ４をオン／オフ制御している。The high-frequency inverter bridge control system 13a includes a control amount calculator 14, a PWM modulation controller 15, and a gate drive signal generator 16. Control amount calculator 14
Is a standard waveform signal of the inverter output current I _out ,
In addition, the control amount of the inverter device 1 generates a current command signal _Iref corresponding to the amplitude R. PWM modulation control unit l5, the current command signal I _ref and the inverter output current signal I _out a pulse train signal P error from the error amplification signal and a carrier signal obtained by amplifying the performing PWM modulation control of
L is generated. The gate drive signal generation unit 16
On / off control of the four switching elements Ql to Q4 of the high-frequency inverter bridge 5 is performed based on the pulse train signal generated by the PWM modulation control unit 15.

【００３７】低周波インバータブリッジ制御系１３ｂ
は、折返し制御部１７とゲートドライブ信号生成部１８
とを備えている。折返し制御部１７はＡＣフィルタｌｌ
の後段から検出された商用電力系統電圧信号Ｖ_outに基
づき、全彼整流波形状の直流を低周波（５０／６０〜数
百Ｈｚ）で折返し制御を行っている。ゲートドライブ信
号生成部１８は、折返し制御部１７による制御に基づい
て低周波インバータブリッジ９の４つのスイッチング素
子Ｓ１〜Ｓ４をオン／オフ制御している。Low frequency inverter bridge control system 13b
Are a return control unit 17 and a gate drive signal generation unit 18
And The return control unit 17 is an AC filter 11
Based on the commercial power system voltage signal _Vout detected from the subsequent stage, the DC of the rectified waveform is turned back at a low frequency (50/60 to several hundred Hz). The gate drive signal generation unit 18 controls on / off of the four switching elements S1 to S4 of the low frequency inverter bridge 9 based on the control of the return control unit 17.

【００３８】なお、高周彼インバータブリッジ５のスイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、及び低周波インバータブリッ
ジ９のスイッチング素子Ｓｌ〜Ｓ４としては、例えばＩ
ＧＢＴ等を用いることができる。The switching elements Q1 to Q4 of the high-frequency inverter bridge 5 and the switching elements S1 to S4 of the low-frequency inverter bridge 9 are, for example, I.
GBT or the like can be used.

【００３９】次に、上記構成のインバータ装置１の動作
について説明する。Next, the operation of the inverter device 1 having the above configuration will be described.

【００４０】まず、制御量演算部１４でインバータの制
御量である電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを決定して電流
指令信号Ｉ_refを生成して、ＰＷＭ変調制御部１５に出
力する。また、インバータ出力電力検出器１２は、その
ときのインバータ出力電流Ｉ_outを検出してＰＷＭ変調
制御部１５に出力する。ＰＷＭ変調制御部１５では、入
力された電流指令信号Ｉ_refおよびインバータ出力電流
信号Ｉ_outとの誤差を増幅し、得られた誤差増幅信号と
キャリア信号とによりＰＷＭ変調制御を行って、高周波
インバータブリッジ５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を
オン／オフ制御するパルス列信号ＰＬを生成してゲート
ドライブ信号生成部１６に出力する。ＰＷＭ変調制御部
１５によるＰＷＭ変調制御は電流指令信号Ｉ_refとイン
バータ出力電流信号Ｉ_Outとの誤差がゼロに収束するよ
うに行われ、インバータ出力電流信号Ｉ_outは電流指令
信号Ｉ_refに限りなく近づいていく。First, the control amount calculation unit 14 determines the amplitude R of the current command signal I _ref which is the control amount of the inverter, generates a current command signal I _ref, and outputs it to the PWM modulation control unit 15. Further, the inverter output power detector 12 detects the inverter output current I _out at that time and outputs it to the PWM modulation control unit 15. The PWM modulation control unit 15 amplifies an error between the input current command signal _Iref and the inverter output current signal _Iout , performs PWM modulation control using the obtained error amplified signal and the carrier signal, and performs a high frequency inverter bridge. A pulse train signal PL for controlling ON / OFF of the five switching elements Q1 to Q4 is generated and output to the gate drive signal generation unit 16. The PWM modulation control by the PWM modulation control unit 15 is performed so that the error between the current command signal I _ref and the inverter output current signal I _Out converges to zero, and the inverter output current signal I _out is not limited to the current command signal I _ref. Approaching.

【００４１】このようにして、インバータ出力電流を制
御するのであるが、このような制御においては電流指令
信号Ｉ_refがインバータ出力電流信号Ｉ_outの制御目標と
なっている。In this way, the inverter output current is controlled. In such control, the current command signal _Iref is the control target of the inverter output current signal _Iout .

【００４２】ゲートドライブ信号生成部１６では、入力
されたパルス列信号ＰＬに基づいて高周波インバータブ
リッジ５の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオン／オフ
制御する。これによって、太陽電池２から入力された直
流電力は高周彼インバータブリッジ５において高周波交
流（数十〜数百ＫＨｚ）に変換されて高周波トランス６
の一次側に供給される。高周波トランス６は太陽電池２
側（一次側）と商用電力系統３側（二次側）とを絶縁し
ており、この高周波トランス６によって絶縁された高周
波交流は高周波トランス６の二次側に設けられたダイオ
ードブリッジ７により整流される。ダイオードブリッジ
７で整流された整流成分はフィルタ回路８により高周波
成分の除去、および平滑が行われる。そして、フィルタ
回路８により全波整流波形状にされた直流は、低周波イ
ンバータブリッジ９において、低周波（５０／６０〜数
百Ｈｚ）で折返し制御されることで、低周波の正弦波交
流となる。そして、正弦波交流に対して連系リレー１０
によって商用電力系統３側との連系及び切り離しを行
い、さらにＡＣフィルタｌｌで高調波成分の吸収を行っ
た後、商用電力系統３に出力される。The gate drive signal generator 16 controls the switching elements Q1 to Q4 of the high-frequency inverter bridge 5 on / off based on the input pulse train signal PL. As a result, the DC power input from the solar cell 2 is converted into a high-frequency AC (several tens to several hundreds KHz) by the high-frequency inverter bridge 5 and the high-frequency transformer 6
To the primary side. The high frequency transformer 6 is a solar cell 2
Side (primary side) and the commercial power system 3 side (secondary side) are insulated, and the high-frequency alternating current insulated by the high-frequency transformer 6 is rectified by a diode bridge 7 provided on the secondary side of the high-frequency transformer 6. Is done. The rectified component rectified by the diode bridge 7 is subjected to removal and smoothing of high-frequency components by a filter circuit 8. The low-frequency inverter bridge 9 loops back the low-frequency inverter bridge 9 at a low frequency (50/60 to several hundreds of Hz) so that the low-frequency inverter bridge 9 turns the direct current into a full-wave rectified wave shape. Become. And, for the sine wave AC, the interconnection relay 10
Thus, the power is connected to and disconnected from the commercial power system 3 side, and the harmonic component is absorbed by an AC filter 11, and then output to the commercial power system 3.

【００４３】インバータ装置１は、以上のようにして直
流電力を交流電力に変換している。次に、このインバー
タ装置１による最大電力点追尾制御を説明する。まず、
その要点を述べる。すなわち、ＰＷＭ変調制御部１５で
得られたパルス列信号ＰＬを制御量演算部１４にも入力
して、ここで、パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ_Wを常時
監視する。パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ_Wは太陽電池
２の出力電力の変化に応じた所定の規則性をもって変動
するので、パルス幅Ｐ_Wの変化を監視することにより、
太陽電池出力特性曲線上の動作点が最大電力点より開放
電圧Ｖ_OC側にあるのか、短絡電流Ｉ_SC側にあるのかを判
断し、それに応じて電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ、すな
わちインバータの制御量を変化させることで、太陽電池
２から最大電力を取り出している。The inverter device 1 converts DC power into AC power as described above. Next, the maximum power point tracking control by the inverter device 1 will be described. First,
The point is described. That is, the pulse train signal PL obtained by the PWM modulation controller 15 is also input to the control amount calculator 14, where the pulse width P _W of the pulse train signal PL is constantly monitored. Since the pulse width P _W of the pulse train signal PL fluctuates with a predetermined regularity according to the change of the output power of the solar cell 2, by monitoring the change of the pulse width P _W ,
It is determined whether the operating point on the solar cell output characteristic curve is on the open voltage V _OC side or on the short circuit current I _SC side of the maximum power point, and the amplitude R of the current command signal I _ref , that is, the inverter R The maximum power is extracted from the solar cell 2 by changing the control amount.

【００４４】ところで、このようなインバータの制御方
法においては、以下に示すことが要求される。すなわ
ち、太陽電池２には、実際には日射強度や太陽電池２の
構成素子の温度により出力特性が刻々と変化するという
特徴がある。そのため、太陽電池特性曲線上の動作点が
最大電力点を追尾するようにインバータの制御量を制御
するためには、動作点の制御応答性の優れた制御、つま
り、日射強度ないし太陽電池２の素子温度が変化し、太
陽電池特性が急激に変化した場合に、瞬時に変化後の最
大電力点を追尾できるような制御が要求される。Incidentally, such an inverter control method requires the following. That is, the solar cell 2 has a characteristic that the output characteristics actually change every moment depending on the solar radiation intensity and the temperature of the constituent elements of the solar cell 2. Therefore, in order to control the control amount of the inverter such that the operating point on the solar cell characteristic curve tracks the maximum power point, control with excellent control response of the operating point, that is, the solar radiation intensity or the solar cell 2 When the element temperature changes and the solar cell characteristics change abruptly, control is required so that the maximum power point after the change can be tracked instantaneously.

【００４５】この点を踏まえて、上述の動作点制御方法
についてさらに詳細に説明する。制御量演算部１４で作
成する電流指令信号Ｉ_refは、上述したようにインバー
タ出力電流信号Ｉ_outの目標値となる信号である。ま
た、この電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒは太陽電池特性曲
線上の動作点を制御する制御量であるインバータ制御量
に対応している。したがって、インバータの制御値であ
る電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを変動させることで、太
陽電池特性曲線上の動作点を制御することができる。Based on this point, the above-described operating point control method will be described in more detail. The current command signal I _ref generated by the control amount calculation unit 14 is a signal that becomes the target value of the inverter output current signal I _out as described above. Further, the amplitude R of the current command signal _Iref corresponds to an inverter control amount which is a control amount for controlling an operating point on a solar cell characteristic curve. Therefore, the operating point on the solar cell characteristic curve can be controlled by changing the amplitude R of the current command signal _Iref , which is the control value of the inverter.

【００４６】そこで、図２に示すように、比較的低い日
射強度Ｅ１において太陽電池特性曲線上の最大電力点よ
りも開放電圧Ｖ_OC側にあるＡに動作点があるとする。こ
の場合、電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ（制御量）を拡縮
いずれに変更（図２では、振幅Ｒを拡幅する側、すなわ
ち、制御量を大きくする側に変更）してＰＷＭ変調制御
を行っても、図３、図４に示すように、所定時間（ｔ＝
Ｔ）後には、動作点はＡ’に移動してインバータ出力電
流信号Ｉ_outの振幅ｒは拡幅した振幅Ｒ₁に収束してしま
い、誤差Ｇはほぼなくなってしまう。なお、図３（ａ）
は、ＰＷＭ変調制御初期（ｔ＝０）時であって、誤差Ｇ
が十分ある状態を示しており、図３（ｂ）は所定時間
（ｔ＝Ｔ）経過後であって、誤差Ｇがほとんどなくなっ
た状態を示している。また、図４は、インバータ出力電
流Ｉ_outの時間変化を示した図である。Therefore, as shown in FIG. 2, it is assumed that there is an operating point at A which is closer to the open voltage V _OC than the maximum power point on the solar cell characteristic curve at the relatively low solar radiation intensity E1. In this case, the PWM modulation control is performed by changing the amplitude R (control amount) of the current command signal I _ref to either enlargement or reduction (in FIG. 2, change the amplitude R to the side where the amplitude R is widened, that is, the side where the control amount is increased). However, as shown in FIGS. 3 and 4, the predetermined time (t =
After T), the operating point will converge to the amplitude R ₁ amplitude r is obtained by widening of the inverter output current signal I _out go to A ', the error G is thus substantially eliminated. FIG. 3 (a)
Is the initial state of the PWM modulation control (t = 0), and the error G
FIG. 3B shows a state after a predetermined time (t = T) has elapsed and the error G has almost disappeared. FIG. 4 is a diagram showing a time change of the inverter output current _Iout .

【００４７】このとき、パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ
_Wは次のように変動する。すなわち、パルス幅Ｐ_Wは誤差
Ｇが存在するＰＷＭ変調制の初期時には変動するもの
の、誤差Ｇが小さくなるとともにその変動も小さくな
り、誤差Ｇがなくなると、パルス幅Ｐ_Wの変動はなくな
り、所定時間後には安定したパルス幅Ｐ_W1に収束してし
まう。なお、制御量を大きくした場合はパルス幅Ｐ_Wは
拡幅する方向に変動し、制御量を小さくした場合には、
縮幅する方法にそれぞれ変動する。このようなパルス幅
Ｐ_Wの変動は制御量演算部１４によって監視される。At this time, the pulse width P of the pulse train signal PL
_W varies as follows. That is, although the pulse width P _W fluctuates at the initial stage of the PWM modulation system in which the error G exists, the error G decreases and the fluctuation also decreases. When the error G disappears, the fluctuation of the pulse width P _W disappears. After a time, the pulse width converges to a stable pulse width P _W1 . Note that when the control amount is increased, the pulse width P _W fluctuates in the direction in which the pulse width is increased, and when the control amount is reduced,
The width varies depending on the method. Such fluctuation of the pulse width P _W is monitored by the control amount calculation unit 14.

【００４８】そして、このようなパルス幅Ｐ_Wの変動が
認められる場合には、動作点Ａは、最大電力点より開放
電圧Ｖ_OC側に位置していると判断して、制御量を大きく
する方向（電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを拡幅する方向
に制御する）、すなわち、制御量の目標値を前回より１
ステップ大きく設定する。When such a change in the pulse width P _W is recognized, it is determined that the operating point A is located closer to the open voltage V _OC than the maximum power point, and the control amount is increased. Direction (control in the direction to widen the amplitude R of the current command signal _Iref ), that is, set the target value of the control amount to 1
Set the step larger.

【００４９】そして、この状態で、さらに、高周波イン
バータブリッジ５をＰＷＭ変調制御する。すると、所定
時間（ｔ＝Ｔ）後には、インバータ出力電流信号Ｉ_out
の振幅ｒは、振幅Ｒよりさらに拡幅設定した振幅Ｒに収
束して誤差Ｇはほぼなくなってしまう。このとき、パル
ス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ_Wは次のように変動する。す
なわち、パルス幅Ｐ_Wはこの期間におけるＰＷＭ変調制
御の初期時にはパルス幅Ｐ_W1より拡幅する側に向けて変
動するものの、所定時間後には安定したパルス幅Ｐ
_W2（Ｐ_W2＞Ｐ_W1）に収束してしまう。In this state, the high-frequency inverter bridge 5 is further subjected to PWM modulation control. Then, after a predetermined time (t = T), the inverter output current signal I _out
The amplitude r converges to the amplitude R set to be wider than the amplitude R, and the error G is almost eliminated. At this time, the pulse width P _W of the pulse train signal PL changes as follows. That is, although the pulse width P _W fluctuates toward the side wider than the pulse width P _W1 at the beginning of the PWM modulation control in this period, the pulse width P _W becomes stable after a predetermined time.
It converges to _W2 ( _PW2 > _PW1 ).

【００５０】パルス幅Ｐ_Wがこのように変動したことを
制御量演算部１４が検知すると、動作点はＡ’より１ス
テップ最大電力点側のＢに移動したものの、まだ、最大
電力点を越えて短絡電流側に移動していないと判断し、
振幅Ｒの拡幅制御を継続する。When the control amount calculator 14 detects that the pulse width P _W has changed in this way, the operating point has moved to B, which is one step maximum power point side from A ′, but still exceeds the maximum power point. To determine that it has not moved to the short-circuit current side,
The widening control of the amplitude R is continued.

【００５１】このような振幅拡幅制御を継続して、動作
点が開放電圧Ｖ_OC側から最大電力点を越えて短絡電流Ｉ
_SC側に移動すると、振幅Ｒの変動は次のようになる。す
なわち、図５に示すように、動作点が最大電力点より短
絡電流Ｉ_SC側に移動した状態で、高周波インバータブリ
ッジ５をＰＷＭ変調制御すると、所定時間（ｔ＝Ｔ）後
であってもインバータ出力電流信号Ｉ_outの振幅ｒは設
定した振幅Ｒに収束することはなく、誤差Ｇはなくなら
ない。When such an amplitude widening control is continued, the operating point exceeds the maximum power point from the open voltage V _OC side and the short-circuit current I
Moving to the _SC side, the variation of the amplitude R is as follows. That is, as shown in FIG. 5, when the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control in a state where the operating point has moved from the maximum power point to the short-circuit current I _SC , even after a predetermined time (t = T), amplitude r of the output current signal I _out is not able to converge to the amplitude R which is set, the error G is not lost.

【００５２】このとき、パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ
_Wは次のように変動する。すなわち、パルス幅Ｐ_Wは所定
時間後であっても安定せず、パルス幅の変動はなくなら
ない。At this time, the pulse width P of the pulse train signal PL
_W varies as follows. That is, the pulse width P _W is not stable even after a predetermined time, and the fluctuation of the pulse width does not disappear.

【００５３】そして、このようなパルス幅Ｐ_Wの変動が
認められる場合には、動作点は、最大電力点より短絡電
流Ｉ_SC側に移動したと判断して、電流指令信号Ｉ_refの
振幅Ｒを１ステップ縮幅する、すなわち、制御量の目標
値を１ステップ小さく設定し、この状態で、高周波イン
バータブリッジ５をＰＷＭ変調制御する。When such a change in the pulse width P _W is recognized, it is determined that the operating point has moved from the maximum power point to the short-circuit current I _SC , and the amplitude R of the current command signal I _ref is determined. Is reduced by one step, that is, the target value of the control amount is set smaller by one step, and in this state, the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control.

【００５４】一方、図２に示すように、日射強度Ｅ１に
おいて太陽電池特性曲線上の最大電力点よりも短絡電流
Ｉ_SC側にあるＣに動作点があるとする。この場合、電流
指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ（制御量）を拡縮いずれに変更
（図２では、制御量の目標値を１ステップ小さくして、
動作点の目標をＣ’に設定する、すなわち、振幅Ｒを１
ステップ縮幅する側に変更）しＰＷＭ変調制御を行う
と、所定時間（ｔ＝Ｔ）経過すると、インバータ出力電
流信号Ｉ_outの振幅ｒは拡幅した振幅Ｒ₁に収束せず、誤
差Ｇはなくならない。On the other hand, as shown in FIG. 2, it is assumed that there is an operating point at C which is closer to the short-circuit current I _SC than the maximum power point on the solar cell characteristic curve at the solar radiation intensity E1. In this case, the amplitude R (control amount) of the current command signal _Iref is changed to either expansion or contraction (in FIG. 2, the target value of the control amount is reduced by one step,
Set the target of the operating point to C ′, that is, set the amplitude R to 1
Step reduced width changes on the side) to perform PWM modulation control, a predetermined time (t = T) has elapsed, the amplitude r of the inverter output current signal I _out is not converged to the amplitude R ₁ which is widened, the error G is not No.

【００５５】このとき、パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ
_Wは次のように変動する。すなわち、パルス幅Ｐ_Wは所定
時間後であっても安定せず、パルス幅の変動はなくなら
ない。At this time, the pulse width P of the pulse train signal PL
_W varies as follows. That is, the pulse width P _W is not stable even after a predetermined time, and the fluctuation of the pulse width does not disappear.

【００５６】そして、このようなパルス幅Ｐ_Wの変動が
認められる場合には、動作点Ｃは、最大電力点より短絡
電流Ｉ_SC側に位置すると判断して、制御量の目標値（電
流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ）を１スチップ縮幅する方向
に制御する、すなわち、動作点の目標をＤに設定する。If such a change in the pulse width P _W is recognized, it is determined that the operating point C is located closer to the short-circuit current I _SC than the maximum power point, and the target value of the control amount (current command The amplitude R) of the signal _Iref is controlled in a direction to reduce the width by one chip, that is, the target of the operating point is set to D.

【００５７】そして、この状態で、さらに、高周波イン
バータブリッジ５をＰＷＭ変調制御し、パルス幅Ｐ_Wが
次のように変動したことを制御量演算部１４が検知する
と、動作点はＣ’より最大電力点側のＤに移動したもの
の、まだ、最大電力点を越えて開放電力Ｖ_OC側に移動し
ていないと判断する。すなわち、所定時間経過しても、
インバータ出力電流信号Ｉ_outの振幅ｒは、振幅Ｒより
さらに縮幅設定した振幅Ｒに収束せず、誤差Ｇはやはり
なくならない状態を継続し、これに伴って、パルス列信
号ＰＬのパルス幅Ｐ_Wは所定時間後であっても安定せ
ず、パルス幅Ｐ_Wの変動はなくならない状態となる。Then, in this state, the high frequency inverter bridge 5 is further subjected to PWM modulation control, and when the control amount calculating section 14 detects that the pulse width P _W has fluctuated as follows, the operating point is higher than C ′. Although it has moved to D on the power point side, it is determined that it has not yet moved to the open power V _OC side beyond the maximum power point. That is, even if the predetermined time has elapsed,
The amplitude r of the inverter output current signal I _out does not converge to the amplitude R set to a smaller width than the amplitude R, and the error G continues to be in a state where it does not disappear. Accordingly, the pulse width P _W of the pulse train signal PL is changed. Is not stable even after a predetermined time, and the pulse width P _W remains unchanged.

【００５８】動作点がＣ’より最大電力点側のＤに移動
したものの、まだ、最大電力点を越えて開放電力Ｖ_OC側
に移動していないと判断すると、振幅Ｒの縮幅制御（制
御量の縮小制御）を継続する。If it is determined that the operating point has moved to D on the maximum power point side from C ′, but has not yet moved to the open power V _OC side beyond the maximum power point, the width control of the amplitude R is performed. Control (amount reduction control).

【００５９】このような縮幅制御を継続して、動作点が
短絡電流Ｉ_SC側から最大電力点を越えて開放電圧Ｖ_OC側
に移動すると、振幅Ｒの変動は次のようになる。すなわ
ち、動作点が最大電力点より開放電圧Ｖ_OC側に移動した
状態で、高周波インバータブリッジ５をＰＷＭ変調制御
して所定時間（ｔ＝Ｔ）経過しても、インバータ出力電
流信号Ｉ_outの振幅ｒは設定した振幅Ｒに収束し、誤差
Ｇはなくなる。When the operating point moves from the short-circuit current I _SC side to the open-circuit voltage V _OC side beyond the maximum power point while continuing such width reduction control, the fluctuation of the amplitude R becomes as follows. That is, in a state where the operating point has moved from the maximum power point to the open voltage V _OC side, even if a predetermined time (t = T) has elapsed after the high-frequency inverter bridge 5 has been subjected to the PWM modulation control, the amplitude of the inverter output current signal I _out has increased. r converges to the set amplitude R, and the error G disappears.

【００６０】このとき、パルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ
_Wは次のように変動する。すなわち、パルス幅Ｐ_Wは所定
時間（ｔ＝Ｔ）経過すると安定して、パルス幅Ｐ_Wの変
動はなくなる。このようなパルス幅Ｐ_Wの変動を制御量
演算部１４が検知すると、動作点は、最大電力点より開
放電圧Ｖ_OC側に移動したと判断して、電流指令信号Ｉ
_refの振幅Ｒを拡幅する方向（制御量を大きくする方
向）に制御する。At this time, the pulse width P of the pulse train signal PL
_W varies as follows. That is, the pulse width P _W is stabilized after a predetermined time (t = T) has elapsed, and the pulse width P _W does not change. When the control amount calculation unit 14 detects such a change in the pulse width P _W , it is determined that the operating point has moved from the maximum power point to the open voltage V _OC side, and the current command signal I
The amplitude R of _ref is controlled in the direction of widening (the direction of increasing the control amount).

【００６１】このような制御を繰り返し行うことで、動
作点が最大電力点に追尾するように、高周波インバータ
ブリッジ５をＰＷＭ変調制御する。By repeatedly performing such control, the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control so that the operating point tracks the maximum power point.

【００６２】以上の制御方法は、比較的小さい日射強度
Ｅ１の場合の制御方法である。次に、晴天時のように、
大きな日射強度Ｅ２の場合の制御方法を説明する。この
場合、上述した制御方法と異なるのは、開放電圧Ｖ_OC側
にある動作点が開放電圧Ｖ_ＯＣ側から最大電力点を越え
て短絡電流Ｉ_ＳＣ側に移動したことを判断する方法であ
る。The above control method is a control method in the case of relatively low solar radiation intensity E1. Next, like in fine weather,
A control method in the case of a large solar radiation intensity E2 will be described. In this case, different from the control method described above is a method for determining the operating point in the open-circuit voltage V _OC side is moved to the short-circuit current I _SC side beyond the maximum power point from the open-circuit voltage V _OC side.

【００６３】図２に示すように、大きい日射強度Ｅ２の
状態において、開放電圧Ｖ_OC側にある動作点Ｈを振幅拡
幅制御によって最大電力点側に移動させていき、動作点
が開放電圧Ｖ_OC側から最大電力点を越えて短絡電流Ｉ_SC
側にあるＪに移動するとパルス幅Ｐ_Wの変動は次のよう
になる。すなわち、図６に示すように、制御量演算部１
４において、監視していたパルス幅Ｐ_Wが予め設定して
おいた許容最大幅Ｐ_WEより大きくなる。このような状態
になると、動作点は開放電圧Ｖ_OC側から最大電力点を越
えて短絡電流Ｉ_SC側に移動したと判断し、上述した制御
方法と同様、制御量を大きくする制御から制御量を小さ
くする制御に切り替える。なお、図６（ａ）は、パルス
幅Ｐ_Wが許容最大幅Ｐ_WEを越えない状態を示し、図６
（ｂ）はパルス幅Ｐ_Wが許容最大幅Ｐ_WEを越えた場合を
示している。As shown in FIG. 2, in the state of the large solar radiation intensity E2, the operating point H on the open voltage V _OC side is moved to the maximum power point side by the amplitude widening control, and the operating point becomes the open voltage V _OC. From the side beyond the maximum power point, the short-circuit current I _SC
Moving to J on the side, the variation in pulse width P _W is as follows. That is, as shown in FIG.
In 4, the monitored pulse width P _W becomes larger than the preset maximum allowable width P _WE . In such a state, it is determined that the operating point has moved from the open-circuit voltage V _OC side to the short-circuit current I _SC side beyond the maximum power point, and similar to the above-described control method, the control amount is increased from the control amount to the control amount. Is switched to a control that reduces. FIG. _6A shows a state where the pulse width P _W does not exceed the allowable maximum width P _WE .
(B) shows a case where the pulse width P _W exceeds the allowable maximum width P _WE .

【００６４】ここで、予め設定しておいた許容最大幅Ｐ
_WEとは、パルス幅Ｐ_Wのもつ最大幅（例えば、２６．２
μｓ）の９０％程度が最適である。また、常に監視する
パルス幅Ｐ_Wは任意の位置のパルス幅でよいが、特に半
周期パルス信号データの中央付近のパルス幅Ｐ_Wが最適
である。Here, the allowable maximum width P set in advance
_WE is the maximum width of the pulse width P _W (for example, 26.2
μs) is about 90%. The pulse width P _W to be constantly monitored may be a pulse width at an arbitrary position. In particular, the pulse width P _W near the center of the half-period pulse signal data is optimal.

【００６５】さらには、許容最大幅Ｐ_WEはあらかじめ設
定しておいた値とする他、インバータ電力変化、及び日
射強度変化や太陽電池２の素子温度変化等により変動さ
せてもよい。Further, the allowable maximum width _PWE may be set to a preset value, or may be changed by a change in inverter power, a change in solar radiation intensity, a change in element temperature of the solar cell 2, or the like.

【００６６】また、大きな日射強度Ｅ２上で動作点が最
大電力点を追尾している時に日射強度が比較的小さな日
射強度Ｅ１に急減した場合を説明する。すなわち、図７
に示すように、最大電力点を追尾していた動作点Ｆが日
射強度の急変により、短絡電流Ｉ_SC側の動作点Ｆ’へ移
動したとする。A case will be described in which the solar radiation intensity suddenly decreases to a relatively small solar radiation intensity E1 while the operating point is tracking the maximum power point on the large solar radiation intensity E2. That is, FIG.
Suppose that the operating point F, which has been tracking the maximum power point, has moved to the operating point F 'on the short-circuit current _ISC side due to a sudden change in the insolation intensity.

【００６７】すると、図８（ａ）に示すように、動作点
Ｆでは、電流指令信号Ｉ_refとインバータ出力電流信号
Ｉ_outとの誤差Ｇはほとんど存在しなかったものの、図
８（ｂ）に示すように、点Ｆ’に移動した直後時間ｔ＝
０では、インバータ出力電流信号Ｉ_outが小さくなるた
め、誤差Ｇが大きくなる。この時、電流指令信号Ｉ_ref
を変化させなければ、インバータ出力電流信号Ｉ_outは
目標値である電流指令信号Ｉ_refに向かって増加しよう
とするが、このときの日射強度Ｅ１において太陽電池２
から取り出せる最大電力出力時におけるインバータ出力
電流Ｉ_outは目標値である電流指令信号Ｉ_refを下回るた
め、インバータ出力電流信号Ｉ_outは電流指令信号Ｉ_ref
に近づくことができず、所定時間ｔ＝Ｔになっても電流
指令信号Ｉ_outに達することがない。そのため、図８
（ｂ）に示すように、所定時間（ｔ＝Ｔ）経過しても誤
差Ｇが残る。この時、パルス幅Ｐ_Wは常に広がり、時間
ｔ＝Ｔになってもさらに広がろうとする。このような状
態の場合は、動作点Ｆ’が最大電力点よりも短絡電流側
Ｉ_SCにあると判断して、新たに目標値を１段階小さく設
定する、すなわち、電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを１ス
テップ小さくする。このように振幅Ｒを１ステップ小さ
く設定することにより、図８（ｃ）に示すように、前回
設定した電流指令信号Ｉ_refとインバータ出力電流信号
Ｉ_outとの間の誤差Ｇより、新たに設定した電流指令信
号Ｉ_refとインバータ出力電流信号Ｉ_outとの間の誤差Ｇ
の方が小さくなる。そして、所定時間（ｔ＝Ｔ）内に誤
差Ｇがほとんど存在しなくなるまで、次々と電流指令信
号Ｉ_refの振幅Ｒを１段階ずつ小さくしていく。そし
て、所定時間（ｔ＝Ｔ）内に誤差Ｇがほとんど存在しな
い状態になれば、動作点が短絡電流Ｉ_SC側から最大電力
点を越えて開放電圧Ｖ_OC側に移動したと判断して、制御
量減少制御から制御量増大制御に切り替える。すなわ
ち、電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを１段階ずつ大きくし
ていく。以上の処理を繰り返し行うことにより、動作点
は最大電力点を追尾することになる。Then, as shown in FIG. 8A, at the operating point F, although there was almost no error G between the current command signal _Iref and the inverter output current signal _Iout , FIG. As shown, immediately after moving to the point F ′, the time t =
At 0, the error G increases because the inverter output current signal I _out decreases. At this time, the current command signal I _ref
If changing the, the inverter output current signal I _out tries to increase toward a target value the current command signal I _ref, the solar cell 2 in solar irradiance E1 in this case
Since the inverter output current I _out at the time of the maximum power output that can be taken out from the inverter is lower than the current command signal I _ref which is the target value, the inverter output current signal I _out is the current command signal I _ref
, And does not reach the current command signal I _out even when the predetermined time t = T. Therefore, FIG.
As shown in (b), the error G remains even after a predetermined time (t = T) elapses. At this time, the pulse width P _W is always widened, and is going to be further widened even at time t = T. In such a state, it is determined that the operating point F ′ is on the short-circuit current side I _SC from the maximum power point, and the target value is newly set one step smaller, that is, the amplitude of the current command signal I _ref . Reduce R by one step. By thus setting the amplitude R 1 step smaller, as shown in FIG. 8 (c), the error G from newly set between the current command signal I _ref and the inverter output current signal I _out previously set G between the current command signal I _ref and the inverter output current signal I _out
Is smaller. Then, the amplitude R of the current command signal _Iref is reduced one by one until the error G hardly exists within the predetermined time (t = T). Then, when the error G becomes almost nonexistent within a predetermined time (t = T), it is determined that the operating point has moved from the short-circuit current I _SC to the open-circuit voltage V _OC beyond the maximum power point. The control amount is switched from the control amount decrease control to the control amount increase control. That is, the amplitude R of the current command signal _Iref is increased step by step. By repeatedly performing the above processing, the operating point tracks the maximum power point.

【００６８】このインバータ装置１では、インバータ定
格出力電流０〜１５Ａ（実効値）に対して、制御量を２
５６段階に設定している。また、高周波インバータプリ
ッジ５をオン／オフ制御するパルス幅Ｐ_Wの監視に関し
ては、パルス列信号ＰＬのオン時間のパルス幅Ｐ_Wでも
オフ時間のパルス幅Ｐ_Wのどちらを用いてもよい。In this inverter device 1, the control amount is set to 2 with respect to the inverter rated output current of 0 to 15 A (effective value).
There are 56 levels. Regarding the monitoring of the pulse width P _W to ON / OFF control of the frequency inverter Purijji 5, Which may be used for the pulse width P _W of the off-time even pulse width P _W of the on-time of the pulse train signal PL.

【００６９】上記実施例では、インバータ出力電流検出
器１２を高周波トランス６の―次側に接続しているが、
二次側に接続してもよい。また、上記実施例では、制御
量すなわちインバータ出力電流信号Ｉ_outの目標値であ
る電流指令信号Ｉ_refの振幅変化量をｌステップ刻みと
一定にしていたが、電流指令信号Ｉ_refの振幅変化量を
可変としてもよい。In the above embodiment, the inverter output current detector 12 is connected to the minus side of the high frequency transformer 6,
It may be connected to the secondary side. Further, in the above embodiment, the amplitude variation of the current command signal I _ref is a target value of the controlled variable i.e. the inverter output current signal I _out has been fixed and increments l step, the amplitude variation of the current command signal I _ref May be variable.

【００７０】このように、インバータ装置１によれば、
太陽電池２から直流電力を最大限に取り出すために太陽
電池特性曲線上の動作点を最大電力点に追尾させる制御
に関して、制御性が優れ、さらには日射強度が急変した
場合でも早急に最大電力点を追尾することのできる制御
応答性の優れた制御を実現することができる。さらに
は、太陽電池２の最大出力電力をより正確にかつ効率よ
く引き出せ、負荷、または商用電力系統３に電力供給す
ることができるとともに、部品コストを低く抑えること
ができる。As described above, according to the inverter device 1,
Regarding the control for tracking the operating point on the solar cell characteristic curve to the maximum power point in order to extract the DC power from the solar cell 2 to the maximum, the controllability is excellent, and even when the solar radiation intensity changes suddenly, the maximum power point Control with excellent control responsiveness, which can track the vehicle speed, can be realized. Further, the maximum output power of the solar cell 2 can be more accurately and efficiently extracted, power can be supplied to the load or the commercial power system 3, and component costs can be reduced.

【００７１】ところで、インバータ装置１では、ＰＷＭ
変調制御に用いられるパルス列信号ＰＬのパルス幅Ｐ_W
を監視することで、動作点が最大電力点のどちら側にあ
るのかを判断していたが、この他、誤差Ｇを監視するこ
とでも動作点が最大電力点のどちら側にあるのかを判断
することができる。以下、この場合の制御方法を説明す
る。Incidentally, in the inverter device 1, the PWM
Pulse width P _W of pulse train signal PL used for modulation control
Is monitored to determine which side of the maximum power point the operating point is. In addition, by monitoring the error G, it is also determined which side of the maximum power point the operating point is. be able to. Hereinafter, a control method in this case will be described.

【００７２】図２に示すように、比較的低い日射強度Ｅ
１において太陽電池特性曲線上の最大電力点よりも開放
電圧Ｖ_OC側にあるＡに動作点があるとする。この場合、
電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ（制御量）を拡縮いずれに
変更（図２では、振幅Ｒを拡幅する側、すなわち、制御
量を大きくする側に変更）してＰＷＭ変調制御を行って
も、図３、図４に示すように、所定時間（ｔ＝Ｔ）後に
は、動作点はＡ’に移動してインバータ出力電流信号Ｉ
_outの振幅ｒは拡幅した振幅Ｒに収束してしまい、誤差
Ｇはほぼなくなってしまう。このような誤差Ｇの変動を
制御演算部１４によって監視する。As shown in FIG. 2, the relatively low solar radiation intensity E
It is assumed that there is an operating point at A on the open-circuit voltage V _OC side of the maximum power point on the solar cell characteristic curve in FIG. in this case,
Even if the amplitude R (control amount) of the current command signal _Iref is changed to either enlargement or reduction (in FIG. 2, the amplitude R is widened, that is, the control amount is increased), and the PWM modulation control is performed, As shown in FIGS. 3 and 4, after a predetermined time (t = T), the operating point moves to A ′ and the inverter output current signal I
The amplitude r of _out converges to the widened amplitude R, and the error G almost disappears. Such a change in the error G is monitored by the control calculation unit 14.

【００７３】そして、誤差Ｇがなくなるのであれば、動
作点Ａは、最大電力点より開放電圧Ｖ_OC側に位置してい
ると判断して、制御量を大きくする方向（電流指令信号
Ｉ_refの振幅Ｒを拡幅する方向に制御する）、すなわ
ち、制御量の目標値を前回より１ステップ大きく設定す
る。If the error G disappears, it is determined that the operating point A is located closer to the open circuit voltage V _OC than the maximum power point, and the control amount is increased (in the direction of increasing the current command signal I _ref ). (The amplitude R is controlled in the direction of increasing the width), that is, the target value of the control amount is set to be one step larger than the previous value.

【００７４】このような振幅拡幅制御を継続して、動作
点が開放電圧Ｖ_OC側から最大電力点を越えて短絡電流Ｉ
_SC側に移動すると、誤差Ｇは次のように変動する。すな
わち、動作点が最大電力点より短絡電流Ｉ_SC側に移動し
た状態で、高周波インバータブリッジ５をＰＷＭ変調制
御すると、所定時間（ｔ＝Ｔ）後であってもインバータ
出力電流信号Ｉ_outの振幅ｒは設定した振幅Ｒに収束す
ることはなく、誤差Ｇはなくならない。By continuing such amplitude widening control, when the operating point exceeds the maximum power point from the open-circuit voltage V _OC, the short-circuit current I
Moving to the _SC side, the error G fluctuates as follows. That is, when the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control with the operating point shifted from the maximum power point to the short-circuit current I _SC , the amplitude of the inverter output current signal I _out is increased even after a predetermined time (t = T). r does not converge to the set amplitude R, and the error G does not disappear.

【００７５】そして、このよう誤差Ｇの変動が認められ
る場合には、動作点は、最大電力点より短絡電流Ｉ_SC側
に移動したと判断して、電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを
１ステップ縮幅する、すなわち、制御量の目標値を１ス
テップ小さく設定し、この状態で、高周波インバータブ
リッジ５をＰＷＭ変調制御する。When such a change in the error G is recognized, it is determined that the operating point has moved from the maximum power point to the short-circuit current I _SC , and the amplitude R of the current command signal I _ref is increased by one step. The width is reduced, that is, the target value of the control amount is set smaller by one step, and in this state, the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control.

【００７６】一方、図２に示すように、日射強度Ｅ１に
おいて太陽電池特性曲線上の最大電力点よりも短絡電流
Ｉ_SC側にあるＣに動作点があるとする。この場合、電流
指令信号Ｉ_refの振幅Ｒ（制御量）を拡縮いずれに変更
（図２では、制御量の目標値を１ステップ小さくして、
点の目標をＣ’に設定する、すなわち、振幅Ｒを１ステ
ップ縮幅する側に変更）して変調制御を行うと、所定時
間（ｔ＝Ｔ）経過すると、インバータ出力電流信号Ｉ
_outの振幅ｒは拡幅した振幅Ｒに収束せず、誤差Ｇはな
くならない。On the other hand, as shown in FIG. 2, it is assumed that there is an operating point at C which is closer to the short-circuit current I _SC than the maximum power point on the solar cell characteristic curve at the solar radiation intensity E1. In this case, the amplitude R (control amount) of the current command signal _Iref is changed to either expansion or contraction (in FIG. 2, the target value of the control amount is reduced by one step,
When the target of the point is set to C ′, that is, the amplitude R is changed to the side that reduces the width by one step) and the modulation control is performed, after a predetermined time (t = T) elapses, the inverter output current signal I
The amplitude r of _out does not converge to the widened amplitude R, and the error G does not disappear.

【００７７】そして、このような誤差Ｇの変動が認めら
れる場合には、動作点Ｃは、最大電力点より短絡電流Ｉ
_SC側に位置すると判断して、制御量の目標値（電流指令
信号Ｉ_refの振幅Ｒ）を１ステップ縮幅する方向に制御
する、すなわち、動作点の目標をＤに設定する。When such a change in the error G is recognized, the operating point C is shifted from the maximum power point to the short-circuit current I.
_When it is determined to be located on the _SC side, the target value of the control amount (the amplitude R of the current command signal _Iref ) is controlled to be reduced by one step, that is, the target of the operating point is set to D.

【００７８】このような制御量縮小制御を継続して、動
作点が短絡電流Ｉ_OC側から最大電力点を越えて開放電圧
Ｖ_OC側に移動すると、振幅Ｒの変動は次のようになる。
すなわち、動作点が最大電力点より開放電圧Ｖ_OC側に移
動した状態で、高周波インバータブリッジ５をＰＷＭ変
調制御して所定時間（ｔ＝Ｔ）経過すると、インバータ
出力電流信号Ｉ_outの振幅ｒは設定した振幅Ｒに収束
し、誤差Ｇはなくなる。When the operating point moves from the short-circuit current I _OC side to the open-circuit voltage V _OC side beyond the maximum power point while continuing such control amount reduction control, the fluctuation of the amplitude R becomes as follows.
That is, when a predetermined time (t = T) has elapsed after the high-frequency inverter bridge 5 has been subjected to the PWM modulation control while the operating point has moved from the maximum power point to the open voltage V _OC side, the amplitude r of the inverter output current signal I _out becomes It converges on the set amplitude R, and the error G disappears.

【００７９】このようなパルス誤差Ｇの変動を制御量演
算部１４が検知すると、動作点は、最大電力点より開放
電力Ｖ_OC側に移動したと判断して、電流指令信号Ｉ_ref
の振幅Ｒを拡幅する方向（制御量を大きくする方向）に
制御する。When the control amount calculation unit 14 detects such a change in the pulse error G, it is determined that the operating point has moved from the maximum power point to the open power V _OC side, and the current command signal I _ref
Is controlled in the direction of widening the amplitude R (in the direction of increasing the control amount).

【００８０】そして、このような制御を繰り返し行うこ
とで、動作点が最大電力点に追尾するように、高周波イ
ンバータブリッジ５をＰＷＭ変調制御する。By repeating such control, the high-frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control so that the operating point tracks the maximum power point.

【００８１】なお、大きな日射強度Ｅ２の場合におい
て、動作点が開放電圧Ｖ_OC側から最大電力点を越えて短
絡電流側に移動したか否かの判断は、前述した説明と同
様、パルス幅Ｐ_Wが許容最大幅Ｐ_WEを越えたか否かで判
断する。In the case of the large solar radiation intensity E2, it is determined whether or not the operating point has moved from the open circuit voltage V _OC side to the short circuit current side beyond the maximum power point, similarly to the above description. Judgment is made based on whether _W exceeds the allowable maximum width _PWE .

【００８２】実施の形態２ 図９は、本発明の実施の形態２のインバータ装置３０の
回路図である。Embodiment 2 FIG. 9 is a circuit diagram of an inverter device 30 according to Embodiment 2 of the present invention.

【００８３】このインバータ装置３０は、実施の形態１
のインバータ装置１と同一ないし同様の構成が多々あ
り、同一ないし同様の部分には同一の符号を付し、それ
らに付いての詳細な説明は省略する。The inverter device 30 according to the first embodiment
There are many configurations that are the same or similar to those of the inverter device 1 described above, and the same or similar portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【００８４】このインバータ装置３０は制御回路１３に
おいて、図ｌに示すＰＷＭ変調制御部１５に代えて、ヒ
ステリシス比較部３１を有することに特徴がある。ヒス
テリシス比較部３１はインバータ出力電流信号Ｉ_outと
電流指令信号Ｉ_refとを比較し、電流指令信号Ｉ_refの上
下に所定の幅をもった範囲内にインバー夕出力電流信号
Ｉ_outの実際値が入るように制御している。つまり、ヒ
ステリシス比較部３１はインバータ出力電流を瞬時値制
御している。The inverter device 30 is characterized in that the control circuit 13 includes a hysteresis comparison unit 31 instead of the PWM modulation control unit 15 shown in FIG. The hysteresis comparison unit 31 compares the inverter output current signal I _out with the current command signal I _ref, and _{finds that} the actual value of the inverter output current signal I _out falls within a range having a predetermined width above and below the current command signal I _ref. It is controlled to enter. That is, the hysteresis comparison unit 31 controls the inverter output current instantaneously.

【００８５】次に、このインバータ装置３０のインバー
タ制御動作について説明する。制御量演算部１４でイン
バータの制御量である電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを決
定して電流指令信号Ｉ_refを生成する。そして、ヒステ
リシス比較部３１で電流指令信号Ｉ_refとインバータ出
力電流信号Ｉ_outとの比較を行い、高周彼インバータブ
リッジ５の４つのスイッチング素子Ｑｌ〜Ｑ４をオン／
オフ制御するためのパルス列信号ＰＬをゲートドライブ
信号生成部１６へ出力する。そしてパルス列信号ＰＬの
パルス幅を制御量演算部１４で監視しておき、前記パル
ス幅Ｐ_Wの変化により動作点が最大電力点よりも開放電
圧Ｖ_OC側にあるのか、それとも最大電力点より短絡電流
Ｉ_SC側にあるのかを判断し、その判断結果に基づいて、
動作点が最大電力点を追尾するように、高周波インバー
タブリッジ５をＰＷＭ変調制御する。Next, an inverter control operation of the inverter device 30 will be described. The control amount calculation unit 14 determines the amplitude R of the current command signal _Iref , which is the control amount of the inverter, and generates the current command signal _Iref . Then, a comparison between a current command signal I _ref and the inverter output current signal I _out at the hysteresis comparator 31, on the four switching elements Ql~Q4 high circumferential he inverter bridge 5 /
A pulse train signal PL for turning off is output to the gate drive signal generator 16. Then, the pulse width of the pulse train signal PL is monitored by the control amount calculation unit 14, and whether the operating point is closer to the open voltage V _OC than the maximum power point or short-circuited from the maximum power point due to the change in the pulse width P _W. It is determined whether the current is on the current I _SC side, and based on the determination result,
The high frequency inverter bridge 5 is subjected to PWM modulation control so that the operating point tracks the maximum power point.

【００８６】次に、ヒステリシス比較部３１における動
作について説明する。ヒステリシス比較部３１において
は、図１０に示すように、電流指令信号Ｉ_refに対し
て、一定値ΔＩを持つ上限値Ｉ⁺（＝Ｉ＋Δ）と、下限
値Ｉ^-（＝Ｉ―Δ）とを予め設定値として与えておく。
そして、インバータ出力電流検出器１２でインバータ出
力電流信号Ｉ_outを検出し、制御量演算部１４で生成さ
れた電流指令信号Ｉ_refとインバータ出力電流信号Ｉ_out
とをヒステリシス比較部３１において比較する。そし
て、インバータ出力電流信号Ｉ_outが上限設定値Ｉ⁺を越
えていることがわかると、高周波インバータプリッジ５
のスイッチング素子Ｑｌ、Ｑ４をオンし、Ｑ２、Ｑ３を
オフするパルス列信号ＰＬを生成してゲートドライブ信
号生成部１６に出力する。このパルス列信号ＰＬによ
り、高周波インバータプリッジ５がスイッテングされる
と、インバータ出力電流信号Ｉ_outは減少して、電流勾
配は減少する。Next, the operation of the hysteresis comparing section 31 will be described. As shown in FIG. 10, the hysteresis comparison unit 31 compares an upper limit value I ⁺ (= I + Δ) having a constant value ΔI and a lower limit value I ⁻ (= I−Δ) with respect to the current command signal _Iref . It is given in advance as a set value.
Then, the inverter output current signal I _out is detected by the inverter output current detector 12, and the current command signal I _ref generated by the control amount calculation unit 14 and the inverter output current signal I _out
Are compared in the hysteresis comparing section 31. When it is found that the inverter output current signal I _out exceeds the upper limit set value I ⁺ ,
A pulse train signal PL for turning on the switching elements Ql and Q4 and turning off the switching elements Q2 and Q3 is generated and output to the gate drive signal generation unit 16. The pulse train signal PL, the high-frequency inverter Purijji 5 is Suittengu, the inverter output current signal I _out decreases, the current slope is decreased.

【００８７】次に、インバータ出力電流信号Ｉ_outが下
限設定値Ｉ^-を下回ると、高周波インバータブリッジ５
のスイッテング素子Ｑｌ、Ｑ４をオフし、Ｑ２、Ｑ３を
オンするパルス列信号ＰＬを生成してゲートドライブ信
号生成部１６に出力する。このパルス列信号ＰＬによ
り、高周波インバータブリッジ５がスイッテングされる
と、インバータ出力電流信号Ｉ_outは増加して電流勾配
は増加する。[0087] Then, the inverter output current signal I _out is the lower limit set value I ^- below the high-frequency inverter bridge 5
A pulse train signal PL that turns off the switching elements Ql and Q4 and turns on Q2 and Q3 is generated and output to the gate drive signal generation unit 16. When the high-frequency inverter bridge 5 is switched by the pulse train signal PL, the inverter output current signal I _out increases and the current gradient increases.

【００８８】このようなスイッチング制御をおこなうこ
とでインバータ出力電流信号Ｉ_outは上限設定値Ｉ⁺と、
下限設定値Ｉ^-との間でスイッチング毎に往復するよう
に推移する。すなわち、インバータ出力電流信号Ｉ_out
は電流指令信号Ｉ_refを中心として±Δの幅で繰り返し
柱復して追従するフィードバック制御が実現される。そ
のため、電流指令信号Ｉ_refの振幅Ｒを制御量演算部１
４において変化させることにより、インバータの出力を
変化させることができる。By performing such switching control, the inverter output current signal I _out becomes the upper limit set value I ⁺ ,
Lower limit set value I ^- transitions back and forth for each switching between. That is, the inverter output current signal I _out
As a result, feedback control is realized in which the current command signal _Iref is repeatedly centered on the current command signal _Iref with a width of ± Δ. Therefore, the amplitude R of the current command signal I _ref is determined by the control amount calculation unit 1.
4, the output of the inverter can be changed.

【００８９】このインバータ装置３０の最大電力点追尾
制御は、上述した実施の形態１のおける最大電力点追尾
制御と同一であるので、その説明は省略する。The maximum power point tracking control of the inverter device 30 is the same as the maximum power point tracking control in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

【００９０】[0090]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【００９１】請求項１および請求項４の効果 太陽電池から直流電力を最大限に取り出すために、直流
入力電圧、直流入力電流等の精度の劣る外部信号に基づ
いて動作点の制御を行うのではなく、スイッチング素子
をオン／オフ制御するパルス列信号のパルス幅というイ
ンバータの内部信号に基づいてインバータ制御するの
で、インバータの制御量をインバー夕出力電流に応じて
迅速に変化させることが可能となった。そのため、動作
点を高速に制御することができるようになり、日射量及
び素子温度変化に対して精度がすぐれ、制御応答性のよ
い最大電力点追尾制御を行うことができるようになっ
た。Effects of Claims 1 and 4 In order to extract DC power from the solar cell to the maximum extent, it is not possible to control the operating point based on an external signal having low accuracy such as DC input voltage and DC input current. Instead, the inverter control is performed based on the internal signal of the inverter, ie, the pulse width of the pulse train signal for controlling the ON / OFF of the switching element, so that the control amount of the inverter can be quickly changed according to the output current of the inverter. . Therefore, the operating point can be controlled at high speed, and the maximum power point tracking control with good control response and excellent accuracy with respect to the amount of solar radiation and element temperature change can be performed.

【００９２】また、日射強度が急激に変化した場合であ
っても、インバータ制御を追随せさて、動作点を最大電
力点を追尾させることができるので、その分でも、制御
応答性のよい最大電力点追尾制御を行うことができるよ
うになった。Even if the solar radiation intensity changes rapidly, the operating point can be tracked to the maximum power point by following the inverter control. Point tracking control can now be performed.

【００９３】さらには、直流入力電流、直流入力電圧等
の外部データを検出する構成および太陽電池の電力演算
部、電力比較部が不必要となり、その分、回路構成を簡
単にしてコストを低く抑えることができるようになっ
た。Furthermore, a configuration for detecting external data such as a DC input current and a DC input voltage, and a power calculation unit and a power comparison unit of the solar cell are not required, and the circuit configuration is simplified and the cost is reduced accordingly. Now you can do it.

【００９４】請求項２および請求項５の効果 日射強度が大きい場合でも、精度よく最大電力点追尾制
御を行うことができ、その分、さらに、最大電力点追尾
制御の制御応答性を向上させることができるようになっ
た。Advantageous Effects of Claims 2 and 5 Even when the solar radiation intensity is high, the maximum power point tracking control can be performed with high accuracy, and the control response of the maximum power point tracking control can be further improved accordingly. Is now available.

【００９５】請求項３および請求項６の効果 太陽電池から直流電力を最大限に取り出すために、直流
入力電圧、直流入力電流等の精度の劣る外部信号に基づ
いて動作点の制御を行うのではなく、標準電流波形信号
とインバータ出力電流波形との間の誤差というインバー
タの内部信号に基づいてインバータ制御するので、イン
バータの制御量をインバー夕出力電流に応じて迅速に変
化させることが可能となった。そのため、動作点を高速
に制御することができるようになり、日射量及び素子温
度変化に対して精度がすぐれ、制御応答性のよい最大電
力点追尾制御を行うことができるようになった。Effects of Claims 3 and 6 In order to extract DC power from the solar cell to the maximum extent, it is not necessary to control the operating point based on an external signal having low accuracy such as DC input voltage and DC input current. Inverter control based on the internal signal of the inverter, which is the error between the standard current waveform signal and the inverter output current waveform, makes it possible to quickly change the control amount of the inverter according to the inverter output current. Was. Therefore, the operating point can be controlled at high speed, and the maximum power point tracking control with good control response and excellent accuracy with respect to the amount of solar radiation and element temperature change can be performed.

【００９６】また、日射強度が急激に変化した場合であ
っても、インバータ制御を追随せさて、動作点を最大電
力点を追尾させることができるので、その分でも、制御
応答性のよい最大電力点追尾制御を行うことができるよ
うになった。Even if the solar radiation intensity changes abruptly, the operating point can be tracked to the maximum power point by following the inverter control. Point tracking control can now be performed.

【００９７】さらには、直流入力電流、直流入力電圧等
の外部データを検出する構成および太陽電池の電力演算
部、電力比較部が不必要となり、その分、回路構成を簡
単にしてコストを低く抑えることができるようになっ
た。Further, a configuration for detecting external data such as a DC input current and a DC input voltage, and a power calculation unit and a power comparison unit of the solar cell are not required, and the circuit configuration is simplified and the cost is reduced accordingly. Now you can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の実施の形態１のインバータ装置のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 実施の形態１の太陽電池特性曲線上の動作点
の変化を表わした図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a change in an operating point on a solar cell characteristic curve according to the first embodiment.

【図３】 実施の形態１における電流指令信号Ｉ_refと
インバータ出力電流信号Ｉ_outとの関係をそれぞれ表わ
した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a current command signal I _ref and an inverter output current signal I _{out according} to the first embodiment.

【図４】 実施の形態１における所定時間Ｔでのインバ
ータ出力電流信号Ｉ_outの変化を表わした図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a change in an inverter output current signal I _out at a predetermined time T in the first embodiment.

【図５】 実施の形態１における所定時間Ｔでのインバ
ータ出力電流信号Ｉ_outの変化を表わした図である。FIG. 5 is a diagram showing a change in an inverter output current signal I _out at a predetermined time T in the first embodiment.

【図６】 実施の形態１のパルス幅Ｐ_Wの変化を表わし
た図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a change in a pulse width P _W according to the first embodiment.

【図７】 実施の形態１の太陽電池特性曲線上の動作点
の変化を表わした図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a change in an operating point on a solar cell characteristic curve according to the first embodiment.

【図８】 実施の形態１の電流指令信号Ｉ_refとインバ
ータ出力電流信号Ｉ_outとの関係をそれぞれ表わした図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a current command signal I _ref and an inverter output current signal I _{out according} to the first embodiment.

【図９】 本発明の実施の形態２のインバータ装置のブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram of an inverter device according to a second embodiment of the present invention.

【図１０】 実施の形態２のおける電流指令信号Ｉ_ref
とインバータ出力電流信号Ｉ_outとの関係を表わした図
である。FIG. 10 shows a current command signal I _ref according to the second embodiment.
And is a diagram showing the relationship between the inverter output current signal I _out.

【図１１】 従来例のインバータ装置のブロック図であ
る。FIG. 11 is a block diagram of a conventional inverter device.

【図１２】 従来例の太陽電池特性曲線を表わした図で
ある。FIG. 12 is a diagram showing a solar cell characteristic curve of a conventional example.

【図１３】 従来例の太陽電池特性曲線を表わした図で
ある。FIG. 13 is a diagram showing a solar cell characteristic curve of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ インバータ装置 ２ 太陽電池 ３ 商用電力系統 ５ 高周波インバ
ータブリッジ ９ 低周波インバータブリッジ １２ インバータ出
力電流検出器 １３ 制御回路 １４ ゲートドラ
イブ信号生成部 １４ 制御量演算部 ｌ５ ＰＷＭ変調
制御部 ｌ６ ゲートドライブ信号生成部 ３０ インバータ装置 ３１ ヒステリシ
ス比較部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter apparatus 2 Solar cell 3 Commercial power system 5 High frequency inverter bridge 9 Low frequency inverter bridge 12 Inverter output current detector 13 Control circuit 14 Gate drive signal generation part 14 Control amount calculation part 15 PWM modulation control part 16 Gate drive signal generation part 30 Inverter device 31 Hysteresis comparison unit

フロントページの続き (72)発明者 竹林 司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−28537（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259152（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 Continuation of the front page (72) Inventor Tsukasa Takebayashi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-7-28537 (JP, A) JP-A-6-259152 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H02M 7/48

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 太陽電池等の直流電源に接続されたスイ
ッチング素子の開閉操作を、予め作成しておいた標準電
流波形信号とインバータ出力電流波形との間の誤差がな
くなるようにＰＷＭ変調制御することで、前記直流電源
の直流電力を交流に変換するインバータの制御方法であ
って、 前記ＰＷＭ変調制御に用いられるパルス列信号のパルス
幅を監視し、所定時間内に前記パルス幅の変動がなくな
る場合は、前記直流電源の出力特性曲線上の動作点が最
大電力点より開放電圧側にあると判断する一方、前記パ
ルス幅の変動が所定時間経過してもなくならない場合
は、前記動作点が最大電力点より短絡電流側にあると判
断し、これらの判断に基づいて、前記動作点が最大電力
点を追尾するように、スイッチング素子の開閉操作をＰ
ＷＭ変調制御することを特徴とするインバータの制御方
法。An open / close operation of a switching element connected to a DC power supply such as a solar cell is controlled by PWM modulation so that an error between a standard current waveform signal created in advance and an inverter output current waveform is eliminated. A method of controlling an inverter that converts DC power of the DC power supply into AC power, wherein a pulse width of a pulse train signal used for the PWM modulation control is monitored, and the pulse width does not change within a predetermined time. Determines that the operating point on the output characteristic curve of the DC power supply is on the open voltage side from the maximum power point, but if the pulse width does not disappear even after the lapse of a predetermined time, the operating point becomes the maximum. It is determined that the power point is on the short-circuit current side, and based on these determinations, the switching operation of the switching element is performed so that the operating point tracks the maximum power point.
A method for controlling an inverter, comprising performing WM modulation control. 【請求項２】 前記パルス幅が予め設定しておいた許容
最大幅以上になった場合は、前記動作点が最大電力点よ
り短絡電流側にあると判断して、前記動作点が開放電圧
側に移動するように、前記スイッチング素子の開閉操作
を制御することを特徴とする請求項１記載のインバータ
の制御方法。2. When the pulse width is equal to or larger than a preset allowable maximum width, it is determined that the operating point is on the short-circuit current side from the maximum power point, and the operating point is on the open-circuit voltage side. 2. The method according to claim 1, wherein the switching operation of the switching element is controlled so that the switching element moves. 【請求項３】 太陽電池等の直流電源に接続されたスイ
ッチング素子の開閉操作を、予め作成しておいた標準電
流波形信号とインバータ出力電流波形との間の誤差がな
くなるように帰還制御することで、前記直流電源の直流
電力を交流に変換するインバータの制御方法であって、 前記誤差が所定時間内になくなる場合は、前記直流電源
の出力特性曲線上の動作点が最大電力点より開放電圧側
にあると判断して、前記標準電流波形信号の振幅を拡幅
制御して前記動作点を短絡電流側に移動させる一方、前
記誤差が所定時間を経過してもなくならない場合は、前
記動作点が最大電力点より短絡電流側にあると判断し
て、前記標準電流波形信号の振幅を縮幅制御して前記動
作点を開放電圧側に移動させることを特徴とするインバ
ータの制御方法。3. A feedback control for opening and closing a switching element connected to a DC power supply such as a solar cell so as to eliminate an error between a standard current waveform signal created in advance and an inverter output current waveform. In the method of controlling an inverter that converts DC power of the DC power supply into AC power, when the error disappears within a predetermined time, the operating point on the output characteristic curve of the DC power supply has an open voltage from a maximum power point. Side, the amplitude of the standard current waveform signal is widened to move the operating point to the short-circuit current side, and if the error does not disappear after a predetermined time, the operating point Is determined to be closer to the short-circuit current side than the maximum power point, and the amplitude of the standard current waveform signal is subjected to width reduction control to move the operating point to the open-circuit voltage side. 【請求項４】 太陽電池等の直流電源に接続されたスイ
ッチング素子の開閉操作を、予め作成しておいた標準電
流波形信号とインバータ出力電流波形との間の誤差がな
くなるようにＰＷＭ変調制御することで、前記直流電源
の直流電力を交流に変換するインバータ装置であって、 前記ＰＷＭ変調制御に用いられる前記パルス列信号のパ
ルス幅変動を監視するパルス幅監視手段と、 前記パルス幅監視手段によって監視しているパルス幅変
動が所定時間内になくなる場合は、前記直流電源の出力
特性曲線上の動作点が最大電力点より開放電圧側にある
と判断する一方、前記パルス幅監視手段によって監視し
ているパルス幅変動が所定時間経過してもなくならない
場合は、前記動作点が最大電力点より短絡電流側にある
と判断し、これらの判断に基づいて前記動作点が最大電
力点を追尾するように、前記スイッチング素子の開閉操
作をＰＷＭ変調制御する制御手段と、 を備えていることを特徴とするインバータ装置。4. An open / close operation of a switching element connected to a DC power supply such as a solar cell is controlled by PWM modulation so that an error between a standard current waveform signal created in advance and an inverter output current waveform is eliminated. An inverter device for converting DC power of the DC power supply into AC power, wherein the pulse width monitoring means monitors a pulse width change of the pulse train signal used for the PWM modulation control, and the pulse width monitoring means monitors the pulse width signal. When the fluctuation of the pulse width disappears within a predetermined time, it is determined that the operating point on the output characteristic curve of the DC power supply is closer to the open voltage than the maximum power point, and the pulse width is monitored by the pulse width monitoring means. If the pulse width variation does not disappear after a predetermined time, it is determined that the operating point is on the short-circuit current side from the maximum power point, and based on these determinations, As the operating point tracks the maximum power point you are, inverter device, characterized in that it comprises a control means for PWM modulation controls the opening and closing operation of the switching element. 【請求項５】 前記パルス幅を、予め設定しておいた許
容最大幅と比較するパルス幅比較手段を更に備えるとと
もに、 前記制御手段は、前記パルス幅比較手段により前記パル
ス幅が前記許容最大幅より広いと判定されると、前記動
作点が最大電力点より短絡電流側にあると判断して、前
記動作点が開放電圧側に移動するように、前記スイッチ
ング素子の開閉操作を制御するものであることを特徴と
する請求項４記載のインバータ装置。5. A pulse width comparison means for comparing the pulse width with a preset maximum allowable width, wherein the control means controls the pulse width by the pulse width comparison means to adjust the pulse width to the maximum allowable width. When it is determined that the operating point is wider, the operating point is determined to be on the short-circuit current side from the maximum power point, and the opening and closing operation of the switching element is controlled so that the operating point moves to the open-circuit voltage side. The inverter device according to claim 4, wherein: 【請求項６】 太陽電池等の直流電源に接続されたスイ
ッチング素子の開閉操作を、予め作成しておいた標準電
流波形信号とインバータ出力電流波形との間の誤差がな
くなるように帰還制御することで、前記直流電源の直流
電力を交流に変換するインバータ装置であって、 前記誤差が所定時間内になくなる場合は、前記直流電源
の出力特性曲線上の動作点が最大電力点より開放電圧側
にあると判断して、標準電流波形信号の振幅を拡幅制御
して前記動作点を短絡電流側に移動させる一方、前記誤
差が所定時間を経過してもなくならない場合は、前記動
作点が最大電力点より短絡電流側にあると判断して、前
記標準電流波形信号の振幅を縮幅制御して前記動作点を
開放電圧側に移動させる制御手段を備えていることを特
徴とするインバータ装置。6. A feedback control for opening and closing a switching element connected to a DC power supply such as a solar cell so as to eliminate an error between a standard current waveform signal created in advance and an inverter output current waveform. In the inverter device for converting the DC power of the DC power supply to AC, the operating point on the output characteristic curve of the DC power supply is closer to the open voltage side than the maximum power point when the error disappears within a predetermined time. When it is determined that there is a signal, the operating point is shifted to the short-circuit current side by widening control of the amplitude of the standard current waveform signal, and if the error does not disappear after a predetermined time, the operating point has the maximum power. An inverter device which judges that the operating point is on the short-circuit current side from the point and controls the amplitude of the standard current waveform signal to reduce the amplitude to move the operating point to the open-circuit voltage side.