JP3145883B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池が発生する直流
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
ンバータ装置に関し、特に最大電力点追尾制御を行うイ
ンバータ装置に関する。
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
ンバータ装置に関し、特に最大電力点追尾制御を行うイ
ンバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池から家庭用の一般交流負荷ある
いは商用電力系統に電力を供給するためには、その直流
電力を交流電力に変換するインバータ装置が必要であ
る。インバータ装置では、一般に、太陽電池から取り出
す電力を最大とするために最大電力点追尾制御が行われ
ている。つまり、太陽電池から取り出した直流電力を検
出し、その電力が最大となるようにインバータを制御し
ている。
いは商用電力系統に電力を供給するためには、その直流
電力を交流電力に変換するインバータ装置が必要であ
る。インバータ装置では、一般に、太陽電池から取り出
す電力を最大とするために最大電力点追尾制御が行われ
ている。つまり、太陽電池から取り出した直流電力を検
出し、その電力が最大となるようにインバータを制御し
ている。
【０００３】図６は、インバータ装置の従来例を示すブ
ロック図である。太陽電池２の直流電力はインバータ１
へ出力され、直流コンデンサ４によりその電圧の変動が
抑えられる。そして、高周波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、太陽
電池２（一次側）と商用電力系統３（二次側）とを絶縁
する機能をもった高周波トランス６の一次側に供給され
る。高周波トランス６に入力された高周波電圧は変圧さ
れて高周波トランス６の２次側より出力され、ダイオー
ドブリッジ７において整流される。そしてＤＣリアクト
ル８と並列に接続されたコンデンサ２４とで構成される
フィルタ回路により全波整流波形に含まれる高周波成分
の除去、及び、平滑が行われる。そして、低周波インバ
ータブリッジ９により、低周波（５０／６０〜数百Ｈ
ｚ）で折返し制御され、低周波の正弦波交流に変換さ
れ、連系リレー１０に出力される。連系リレー１０で
は、商用電力系統３とインバータ１との連系、つまり、
太陽電池２の直流電力の商用電力系統３への供給が行わ
れるとともに、太陽電池の出力低下時等には、商用電力
系統３とインバータ１との切り離しが行われる。また、
高周波インバータブリッジ５の前段には直流入力電流検
出器１２が、高周波トランス５の一次側、もしくは二次
側にはインバータ出力電流検出器１３が接続されてい
る。
ロック図である。太陽電池２の直流電力はインバータ１
へ出力され、直流コンデンサ４によりその電圧の変動が
抑えられる。そして、高周波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、太陽
電池２（一次側）と商用電力系統３（二次側）とを絶縁
する機能をもった高周波トランス６の一次側に供給され
る。高周波トランス６に入力された高周波電圧は変圧さ
れて高周波トランス６の２次側より出力され、ダイオー
ドブリッジ７において整流される。そしてＤＣリアクト
ル８と並列に接続されたコンデンサ２４とで構成される
フィルタ回路により全波整流波形に含まれる高周波成分
の除去、及び、平滑が行われる。そして、低周波インバ
ータブリッジ９により、低周波（５０／６０〜数百Ｈ
ｚ）で折返し制御され、低周波の正弦波交流に変換さ
れ、連系リレー１０に出力される。連系リレー１０で
は、商用電力系統３とインバータ１との連系、つまり、
太陽電池２の直流電力の商用電力系統３への供給が行わ
れるとともに、太陽電池の出力低下時等には、商用電力
系統３とインバータ１との切り離しが行われる。また、
高周波インバータブリッジ５の前段には直流入力電流検
出器１２が、高周波トランス５の一次側、もしくは二次
側にはインバータ出力電流検出器１３が接続されてい
る。
【０００４】低周波インバータブリッジ９のスイッチン
グ素子Ｓ１乃至Ｓ４は、制御回路１４内の折返し制御部
２３で商用電力系統電圧信号に基づいて行われた折返し
制御に従ってゲートドライブ信号生成部２２が発生した
信号により、オン／オフ制御される。
グ素子Ｓ１乃至Ｓ４は、制御回路１４内の折返し制御部
２３で商用電力系統電圧信号に基づいて行われた折返し
制御に従ってゲートドライブ信号生成部２２が発生した
信号により、オン／オフ制御される。
【０００５】高周波インバータブリッジ５を構成するス
イッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４は、ＰＷＭ変調制御部１６
で生成されたパルス列に基づいて、ゲートドライブ信号
生成部１５が発生した信号によりオン／オフ制御され
る。このときの制御量は、ＰＷＭ変調制御で得られるパ
ルス列信号のデューティ比、すなわち、キャリア信号の
振幅に対する正弦波信号の振幅の割合である。ＰＷＭ変
調制御部１６は、その制御量を変化させることにより、
インバータ出力電流検出器１３で検出するインバータ出
力電流信号Ｉt を調節するというフィードバック制御を
行っている。
イッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４は、ＰＷＭ変調制御部１６
で生成されたパルス列に基づいて、ゲートドライブ信号
生成部１５が発生した信号によりオン／オフ制御され
る。このときの制御量は、ＰＷＭ変調制御で得られるパ
ルス列信号のデューティ比、すなわち、キャリア信号の
振幅に対する正弦波信号の振幅の割合である。ＰＷＭ変
調制御部１６は、その制御量を変化させることにより、
インバータ出力電流検出器１３で検出するインバータ出
力電流信号Ｉt を調節するというフィードバック制御を
行っている。
【０００６】図７は太陽電池特性曲線を示す図である。
縦軸は図６の直流入力電流検出器１２で検出された直流
入力電流ＩI N を、横軸は図６の直流コンデンサ４の両
端から検出された直流入力電圧ＶI N を示している。
尚、日射強度Ｅ１，Ｅ２，素子温度ｔ℃における２本の
特性曲線Ｌ1 ，Ｌ2 を示している。この太陽電池特性曲
線上の動作点は制御量を変化させることにより、任意の
点に移動する。例えば、日射強度がＥ１、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 が一定であれば、動作点は特性曲
線Ｌ2 上のＰ1 ’に移動することになる。同様に、動作
点特性曲線Ｌ1 上の動作点Ｐ2 （制御量Ｋ2 ）、Ｐ3
（制御量Ｋ3 ）は、日射強度がＥ１からＥ２に変化した
場合、それぞれ特性曲線Ｌ2 上の動作点Ｐ2 ’、Ｐ3 ’
へ移動する。
縦軸は図６の直流入力電流検出器１２で検出された直流
入力電流ＩI N を、横軸は図６の直流コンデンサ４の両
端から検出された直流入力電圧ＶI N を示している。
尚、日射強度Ｅ１，Ｅ２，素子温度ｔ℃における２本の
特性曲線Ｌ1 ，Ｌ2 を示している。この太陽電池特性曲
線上の動作点は制御量を変化させることにより、任意の
点に移動する。例えば、日射強度がＥ１、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 が一定であれば、動作点は特性曲
線Ｌ2 上のＰ1 ’に移動することになる。同様に、動作
点特性曲線Ｌ1 上の動作点Ｐ2 （制御量Ｋ2 ）、Ｐ3
（制御量Ｋ3 ）は、日射強度がＥ１からＥ２に変化した
場合、それぞれ特性曲線Ｌ2 上の動作点Ｐ2 ’、Ｐ3 ’
へ移動する。
【０００７】次に、太陽電池２から最大電力を取り出す
ための最大電力点追尾制御について説明する。図６の直
流入力電圧ＶI N と直流入力電流ＩI N は制御回路１４
に入力される。電力演算部１８では直流入力電圧ＶI N
と直流入力電流ＩI N の積から直流電力Ｐが算出され、
その値が電力比較部１９において一時記憶される。電力
比較部１９では、前回算出され一時記憶された直流電力
Ｐb と今回算出された直流電力Ｐn とが比較される。こ
こで得られた電力の増減と、制御量演算部１７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とから、
インバータの制御量を新たに決定する。そして、新たに
決定された制御量により、ＰＷＭ変調制御部１６で得ら
れるパルス列信号のデューティ比を変化させることによ
り、太陽電池特性曲線上の太陽電池動作点を変動させ、
太陽電池２の出力が最大となる最大電力点を追尾する。
以上の操作は一定のサンプリング時間毎に繰り返し行わ
れる。
ための最大電力点追尾制御について説明する。図６の直
流入力電圧ＶI N と直流入力電流ＩI N は制御回路１４
に入力される。電力演算部１８では直流入力電圧ＶI N
と直流入力電流ＩI N の積から直流電力Ｐが算出され、
その値が電力比較部１９において一時記憶される。電力
比較部１９では、前回算出され一時記憶された直流電力
Ｐb と今回算出された直流電力Ｐn とが比較される。こ
こで得られた電力の増減と、制御量演算部１７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とから、
インバータの制御量を新たに決定する。そして、新たに
決定された制御量により、ＰＷＭ変調制御部１６で得ら
れるパルス列信号のデューティ比を変化させることによ
り、太陽電池特性曲線上の太陽電池動作点を変動させ、
太陽電池２の出力が最大となる最大電力点を追尾する。
以上の操作は一定のサンプリング時間毎に繰り返し行わ
れる。
【０００８】図８は制御量と太陽電池特性曲線上の動作
点の関係について示す図である。横軸は図６の直流入力
電圧ＶI N を、縦軸は電力演算部１８で計算された直流
電力を示している。太陽電池特性曲線上の任意の動作点
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５のスイッチング素子がオン／
オフ制御されているとする。更に、この点Ａで、制御量
を＋△Ｋだけ変化させた場合に、太陽電池２から取り出
せる電力が増加し、動作点が点Ｂに移動するものとす
る。このとき、前回の電力値であるＰＡと今回の電力値
ＰＢを比較し、電力が増加していること、及び、Ａ点か
らＢ点へ移動した際の制御量の増減符号が正（＋△Ｋ）
であることから、制御量を新たに＋△Ｋだけ変化させ
る。次に、この新たに決定された制御量でＰＷＭ変調制
御を行い、インバータ１をスイッチングさせると、動作
点は点Ｃに移動する。点Ｃでは、前回の点Ｂと同様に、
電力が増加し、制御量の増減符号が正であるため、さら
に制御量を＋△Ｋだけ変化させる。すると、動作点は点
Ｄに移動する。点Ｄでは、前回の電力値ＰＣとの比較し
た結果、電力が減少しており、また点Ｃから点Ｄへ移動
した際、制御量の増減符号が正（＋△Ｋ）であることか
ら、制御量を−△Ｋだけ変化させる。以上の処理を繰り
返して、動作点を最大電力の取り出せる最大電力点に追
尾させる。
点の関係について示す図である。横軸は図６の直流入力
電圧ＶI N を、縦軸は電力演算部１８で計算された直流
電力を示している。太陽電池特性曲線上の任意の動作点
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５のスイッチング素子がオン／
オフ制御されているとする。更に、この点Ａで、制御量
を＋△Ｋだけ変化させた場合に、太陽電池２から取り出
せる電力が増加し、動作点が点Ｂに移動するものとす
る。このとき、前回の電力値であるＰＡと今回の電力値
ＰＢを比較し、電力が増加していること、及び、Ａ点か
らＢ点へ移動した際の制御量の増減符号が正（＋△Ｋ）
であることから、制御量を新たに＋△Ｋだけ変化させ
る。次に、この新たに決定された制御量でＰＷＭ変調制
御を行い、インバータ１をスイッチングさせると、動作
点は点Ｃに移動する。点Ｃでは、前回の点Ｂと同様に、
電力が増加し、制御量の増減符号が正であるため、さら
に制御量を＋△Ｋだけ変化させる。すると、動作点は点
Ｄに移動する。点Ｄでは、前回の電力値ＰＣとの比較し
た結果、電力が減少しており、また点Ｃから点Ｄへ移動
した際、制御量の増減符号が正（＋△Ｋ）であることか
ら、制御量を−△Ｋだけ変化させる。以上の処理を繰り
返して、動作点を最大電力の取り出せる最大電力点に追
尾させる。
【０００９】図９は上記処理手順のフローチャートであ
る。まず、図６の電力比較部１９で前回算出され一時記
憶された直流電力Ｐb と今回算出された直流電力Ｐn と
を比較し、次に図６の制御量演算部１７において前回算
出し一時記憶された制御量の増減符号ｄＫを参照して、
今回の制御量Ｋn が決定される。その後、次回における
制御量の決定のために今回のＰn ，ｄＫ，Ｋn が一時記
憶される。以上の処理は、一定のサンプリング時間毎に
繰返し行われる。
る。まず、図６の電力比較部１９で前回算出され一時記
憶された直流電力Ｐb と今回算出された直流電力Ｐn と
を比較し、次に図６の制御量演算部１７において前回算
出し一時記憶された制御量の増減符号ｄＫを参照して、
今回の制御量Ｋn が決定される。その後、次回における
制御量の決定のために今回のＰn ，ｄＫ，Ｋn が一時記
憶される。以上の処理は、一定のサンプリング時間毎に
繰返し行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ装置では、太陽電池２から取り出すことので
きる電力が、日射強度や素子温度により変化するという
太陽電池２の特性上、全体の制御目標値を決めることが
できず、図９のフローチャートに示したように、前回と
今回との太陽電池電力の増減との増減符号とから次の制
御量を決めているため、最大電力点追尾制御における制
御性が極めて悪く、日射急変時のように動作点が最大電
力点から大きくずれた場合には、次に最大電力点付近に
達するまでの時間がかかりすぎる。特に、太陽が雲間か
ら見え隠れするような場合には、最大電力点になかなか
達しないことが多く、制御応答性が極めて悪くなるとい
う問題点があった。
インバータ装置では、太陽電池２から取り出すことので
きる電力が、日射強度や素子温度により変化するという
太陽電池２の特性上、全体の制御目標値を決めることが
できず、図９のフローチャートに示したように、前回と
今回との太陽電池電力の増減との増減符号とから次の制
御量を決めているため、最大電力点追尾制御における制
御性が極めて悪く、日射急変時のように動作点が最大電
力点から大きくずれた場合には、次に最大電力点付近に
達するまでの時間がかかりすぎる。特に、太陽が雲間か
ら見え隠れするような場合には、最大電力点になかなか
達しないことが多く、制御応答性が極めて悪くなるとい
う問題点があった。
【００１１】インバータ装置は、日射強度安定時におい
ては、常に動作点を最大電力点に保持するために、最大
電力点電圧付近での電圧変動を小さくする必要がある。
つまり、制御量の変化量△Ｋの値をできるだけ小さくす
る必要がある。他方、日射強度が急に変化する日射変動
時においては、動作点が最大電力点から離れた位置に移
動してしまうため、動作点を次の最大電力点に高速に移
動させるように制御する必要がある。この場合、制御量
の変化量△Ｋの値はできるだけ大きくしなければならな
い。しかしながら、従来のインバータ装置では、制御量
の変化量△Ｋは一定値であるため、最大電力点付近の制
御安定性を高めるように制御量の変化量△Ｋを小さく設
定すると、最大電力点から離れた場合、最大電力点に達
する制御応答性が悪くなり、その逆の場合、すなわち、
最大電力点付近の制御安定性を高めるように制御量の変
化量△Ｋを大きく設定すると、最大電力点付近での電圧
変動が大きくなり、最大電力点付近での制御安定性が悪
くなってしまうという問題があった。
ては、常に動作点を最大電力点に保持するために、最大
電力点電圧付近での電圧変動を小さくする必要がある。
つまり、制御量の変化量△Ｋの値をできるだけ小さくす
る必要がある。他方、日射強度が急に変化する日射変動
時においては、動作点が最大電力点から離れた位置に移
動してしまうため、動作点を次の最大電力点に高速に移
動させるように制御する必要がある。この場合、制御量
の変化量△Ｋの値はできるだけ大きくしなければならな
い。しかしながら、従来のインバータ装置では、制御量
の変化量△Ｋは一定値であるため、最大電力点付近の制
御安定性を高めるように制御量の変化量△Ｋを小さく設
定すると、最大電力点から離れた場合、最大電力点に達
する制御応答性が悪くなり、その逆の場合、すなわち、
最大電力点付近の制御安定性を高めるように制御量の変
化量△Ｋを大きく設定すると、最大電力点付近での電圧
変動が大きくなり、最大電力点付近での制御安定性が悪
くなってしまうという問題があった。
【００１２】上記の問題を解決するインバータ装置とし
て、太陽電池からの直流電力の変化量の大小に応じて、
制御量の変化量を決定するインバータ装置が知られてい
る（特公平５−６８７２２号公報）。このインバータ装
置では、日射強度の増減などにより直流電力が大きく変
化し、動作点が最大電力点から離れた場合に、制御量の
変化量を大きくして、動作点を高速に最大電力点に近づ
けるよう制御する。しかしながら、このインバータ装置
も、単に直流電力の変化量の大小により制御量を変化さ
せているにすぎず、制御量の目標値が決まっていないた
め、制御応答性及び制御安定性が不充分であった。
て、太陽電池からの直流電力の変化量の大小に応じて、
制御量の変化量を決定するインバータ装置が知られてい
る（特公平５−６８７２２号公報）。このインバータ装
置では、日射強度の増減などにより直流電力が大きく変
化し、動作点が最大電力点から離れた場合に、制御量の
変化量を大きくして、動作点を高速に最大電力点に近づ
けるよう制御する。しかしながら、このインバータ装置
も、単に直流電力の変化量の大小により制御量を変化さ
せているにすぎず、制御量の目標値が決まっていないた
め、制御応答性及び制御安定性が不充分であった。
【００１３】ところで、日照強度や素子温度が変化する
と、太陽電池の特性曲線は変化する。図２は様々な条件
（日照強度，素子温度）下での太陽電池特性のシミュレ
ーション結果を示す特性曲線（Ｐ−Ｖ曲線）であり、図
中の×部分は各特性曲線での最大電力点を示している。
この図から分かるように、最大電力点は日射強度や素子
温度が変化してもほぼ一定の電圧範囲に収まっている。
と、太陽電池の特性曲線は変化する。図２は様々な条件
（日照強度，素子温度）下での太陽電池特性のシミュレ
ーション結果を示す特性曲線（Ｐ−Ｖ曲線）であり、図
中の×部分は各特性曲線での最大電力点を示している。
この図から分かるように、最大電力点は日射強度や素子
温度が変化してもほぼ一定の電圧範囲に収まっている。
【００１４】本発明は、以上の問題点を解決するため、
上記の太陽電池の性質を考慮して創案されたものであっ
て、最大電力点付近での制御安定性、及び、最大電力点
から離れた場合での制御応答性を改善することにより、
太陽電池から最大の直流電力を効率良く引き出すことの
できるインバータ装置を提供することを目的とする。
上記の太陽電池の性質を考慮して創案されたものであっ
て、最大電力点付近での制御安定性、及び、最大電力点
から離れた場合での制御応答性を改善することにより、
太陽電池から最大の直流電力を効率良く引き出すことの
できるインバータ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のインバ
ータ装置は、ＰＷＭ変調制御における制御量を変化させ
ることにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大と
なるように制御しながら、前記直流電力を交流電力に変
換して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給するイ
ンバータ装置において、前記太陽電池からインバータに
入力される直流入力電圧に基づいて前記制御量の変化量
を決定する制御手段を有し、前記制御手段は、前記制御
量の変化量を決定するための基準となる最大電力点電圧
範囲を予め指定する手段と、前記直流入力電圧と前記最
大電力点電圧範囲とを比較する手段と、前記直流入力電
圧が前記最大電力点電圧範囲内にある場合には前記制御
量の変化量を小さく設定し、前記直流入力電圧が前記最
大電力点電圧範囲外にある場合には前記制御量の変化量
を大きく設定する制御量設定手段と、を備えてなること
を特徴とする。 請求項２に記載のインバータ装置は、請
求項１に記載のインバータ装置において、前記最大電力
点電圧範囲外にある場合には前記制御量の変化量を一定
値にすることを特徴とする。 請求項３に記載のインバー
タ装置は、ＰＷＭ変調制御における制御量を変化させる
ことにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大とな
るように制御しながら、前記直流電力を交流電力に変換
して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給するイン
バータ装置において、前記太陽電池からインバータに入
力される直流入力電圧に基づいて前記制御量の変化量を
決定する制御手段を有し、前記制御手段は、前記制御量
の変化量を決定するための基準となる最大電力点電圧範
囲を指定する手段と、前記最大電力点電圧範囲の略中間
の電圧と前記直流入力電圧との差に重みづけを施した値
から前記制御量の変化量を最大電力点近傍に向かって変
化させて設定する制御量設定手段と、を備えてなること
を特徴とする。 請求項４に記載のインバータ装置は、Ｐ
ＷＭ変調制御における制御量を変化させることにより、
太陽電池から取り出す直流電力が最大となるように制御
しながら、前記直流電力を交流電力に変換して、負荷あ
るいは既存の商用電力系統に供給するインバータ装置に
おいて、前記太陽電池からインバータに入力される直流
入力電圧に基づいて前記制御量の変化量を決定する制御
手段を有し、前記制御手段は、前記制御量の変化量を決
定するための基準となる最大電力点電圧範囲を指定する
手段と、前記直流入力電圧と前記最大電力点電圧範囲と
を比較する手段と、前記直流入力電圧が前記最大電力点
電圧範囲内にある場合には前記制御量の変化量を小さく
設定し、前記直流入力電圧が前記最大電力点電圧範囲外
にある場合には前記最大電力点電圧範囲の略中間の電圧
と前記直流入力電圧との差に重みづけを施した値から前
記制御量の変化量を大きく設定する制御量設定手段と、
を備えてなることを特徴とする。
ータ装置は、ＰＷＭ変調制御における制御量を変化させ
ることにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大と
なるように制御しながら、前記直流電力を交流電力に変
換して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給するイ
ンバータ装置において、前記太陽電池からインバータに
入力される直流入力電圧に基づいて前記制御量の変化量
を決定する制御手段を有し、前記制御手段は、前記制御
量の変化量を決定するための基準となる最大電力点電圧
範囲を予め指定する手段と、前記直流入力電圧と前記最
大電力点電圧範囲とを比較する手段と、前記直流入力電
圧が前記最大電力点電圧範囲内にある場合には前記制御
量の変化量を小さく設定し、前記直流入力電圧が前記最
大電力点電圧範囲外にある場合には前記制御量の変化量
を大きく設定する制御量設定手段と、を備えてなること
を特徴とする。 請求項２に記載のインバータ装置は、請
求項１に記載のインバータ装置において、前記最大電力
点電圧範囲外にある場合には前記制御量の変化量を一定
値にすることを特徴とする。 請求項３に記載のインバー
タ装置は、ＰＷＭ変調制御における制御量を変化させる
ことにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大とな
るように制御しながら、前記直流電力を交流電力に変換
して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給するイン
バータ装置において、前記太陽電池からインバータに入
力される直流入力電圧に基づいて前記制御量の変化量を
決定する制御手段を有し、前記制御手段は、前記制御量
の変化量を決定するための基準となる最大電力点電圧範
囲を指定する手段と、前記最大電力点電圧範囲の略中間
の電圧と前記直流入力電圧との差に重みづけを施した値
から前記制御量の変化量を最大電力点近傍に向かって変
化させて設定する制御量設定手段と、を備えてなること
を特徴とする。 請求項４に記載のインバータ装置は、Ｐ
ＷＭ変調制御における制御量を変化させることにより、
太陽電池から取り出す直流電力が最大となるように制御
しながら、前記直流電力を交流電力に変換して、負荷あ
るいは既存の商用電力系統に供給するインバータ装置に
おいて、前記太陽電池からインバータに入力される直流
入力電圧に基づいて前記制御量の変化量を決定する制御
手段を有し、前記制御手段は、前記制御量の変化量を決
定するための基準となる最大電力点電圧範囲を指定する
手段と、前記直流入力電圧と前記最大電力点電圧範囲と
を比較する手段と、前記直流入力電圧が前記最大電力点
電圧範囲内にある場合には前記制御量の変化量を小さく
設定し、前記直流入力電圧が前記最大電力点電圧範囲外
にある場合には前記最大電力点電圧範囲の略中間の電圧
と前記直流入力電圧との差に重みづけを施した値から前
記制御量の変化量を大きく設定する制御量設定手段と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】図２に示した太陽電池の特性曲線の性質を利用
し、最大電力点電圧範囲を予め指定し、直流入力電圧と
その最大電力点電圧範囲とを比較し、直流入力電圧がそ
の最大電力点電圧範囲内にある場合には制御量を小さく
変化させ、直流入力電圧が最大電力点電圧範囲外にある
場合には制御量を大きく変化させる。また、最大電力点
電圧範囲の略中間の電圧と直流入力電圧との差に重み付
けを施した値から制御量の変化量を変化させて設定して
もよい。これにより、動作点が最大電力点に近い場合に
は、精密に最大電力点に追随させることができ、日照強
度あるいは素子温度の変化等により動作点が最大電力点
から遠くに離れた場合には、動作点を最大電力点近傍に
高速に移動させることができる。
し、最大電力点電圧範囲を予め指定し、直流入力電圧と
その最大電力点電圧範囲とを比較し、直流入力電圧がそ
の最大電力点電圧範囲内にある場合には制御量を小さく
変化させ、直流入力電圧が最大電力点電圧範囲外にある
場合には制御量を大きく変化させる。また、最大電力点
電圧範囲の略中間の電圧と直流入力電圧との差に重み付
けを施した値から制御量の変化量を変化させて設定して
もよい。これにより、動作点が最大電力点に近い場合に
は、精密に最大電力点に追随させることができ、日照強
度あるいは素子温度の変化等により動作点が最大電力点
から遠くに離れた場合には、動作点を最大電力点近傍に
高速に移動させることができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【実施例】以下に本発明のインバータ制御装置の一実施
例について説明する。図１は本例のインバータ装置を示
す回路図である。但し、図６と同一部分については同一
記号を付した。
例について説明する。図１は本例のインバータ装置を示
す回路図である。但し、図６と同一部分については同一
記号を付した。
【００２４】インバータ１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と同一の位相及び周波数５０
／６０Ｈｚをもつ交流電力に変換し、商用電力系統３に
供給する。インバータ１の構成は太陽電池２から入力さ
れる直流電力の変動を抑制する直流コンデンサ４と、イ
ンバータ１に入力された直流電力を高周波交流（数十〜
数百ｋＨｚ）に変換する高周波インバータブリッジ５
と、太陽電池２（一次側）と商用電力系統３（二次側）
とを絶縁する役割をもつ高周波トランス６と、絶縁され
た高周波交流を整流するダイオードブリッジ７と、整流
波形に含まれる高周波成分の除去および平滑を行う目的
でＤＣリアクトル８と並列に接続されたコンデンサ２４
とで構成されるフィルタ回路と、フィルタ回路の直流出
力を低周波（５０／６０〜数百Ｈｚ）で折返し制御を行
い、低周波の正弦波交流を得る低周波インバータブリッ
ジ９と、商用電力系統３との連系、及び切り離しを行う
連系リレー１０と、ＡＣフィルタ１１と、直流入力電流
検出器１２と、インバータ出力電流検出器１３と、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
とを制御する制御回路１４とから構成されている。
直流電力を商用電力系統３と同一の位相及び周波数５０
／６０Ｈｚをもつ交流電力に変換し、商用電力系統３に
供給する。インバータ１の構成は太陽電池２から入力さ
れる直流電力の変動を抑制する直流コンデンサ４と、イ
ンバータ１に入力された直流電力を高周波交流（数十〜
数百ｋＨｚ）に変換する高周波インバータブリッジ５
と、太陽電池２（一次側）と商用電力系統３（二次側）
とを絶縁する役割をもつ高周波トランス６と、絶縁され
た高周波交流を整流するダイオードブリッジ７と、整流
波形に含まれる高周波成分の除去および平滑を行う目的
でＤＣリアクトル８と並列に接続されたコンデンサ２４
とで構成されるフィルタ回路と、フィルタ回路の直流出
力を低周波（５０／６０〜数百Ｈｚ）で折返し制御を行
い、低周波の正弦波交流を得る低周波インバータブリッ
ジ９と、商用電力系統３との連系、及び切り離しを行う
連系リレー１０と、ＡＣフィルタ１１と、直流入力電流
検出器１２と、インバータ出力電流検出器１３と、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
とを制御する制御回路１４とから構成されている。
【００２５】制御回路１４は高周波インバータブリッジ
５をオン／オフ制御するパルス列信号を生成するゲート
ドライブ信号生成部１５と、キャリア信号と正弦波信号
からＰＷＭ変調を行うＰＷＭ変調制御部１６と、ＰＷＭ
変調制御において用いられるキャリア信号の振幅に対す
る正弦波信号の振幅の割合で表わされる制御量を決定す
る制御量演算部１７と、太陽電池２の直流入力電圧ＶI
N と直流入力電流ＩI N から直流電力を算出する電力演
算部１８と、その電力演算部１８で算出された直流電力
と前回算出され一時記憶されていた直流電力を比較する
電力比較部１９と、最大電力点電圧範囲を指定する電圧
範囲設定部２０と、直流入力電圧とその電圧範囲設定部
２０で指定された最大電力点電圧範囲とを比較する電圧
比較部２１と、低周波インバータブリッジ９をオン／オ
フ制御するパルス列信号を生成するゲートドライブ信号
生成部２２と、折り返し制御部２３と、から構成されて
いる。
５をオン／オフ制御するパルス列信号を生成するゲート
ドライブ信号生成部１５と、キャリア信号と正弦波信号
からＰＷＭ変調を行うＰＷＭ変調制御部１６と、ＰＷＭ
変調制御において用いられるキャリア信号の振幅に対す
る正弦波信号の振幅の割合で表わされる制御量を決定す
る制御量演算部１７と、太陽電池２の直流入力電圧ＶI
N と直流入力電流ＩI N から直流電力を算出する電力演
算部１８と、その電力演算部１８で算出された直流電力
と前回算出され一時記憶されていた直流電力を比較する
電力比較部１９と、最大電力点電圧範囲を指定する電圧
範囲設定部２０と、直流入力電圧とその電圧範囲設定部
２０で指定された最大電力点電圧範囲とを比較する電圧
比較部２１と、低周波インバータブリッジ９をオン／オ
フ制御するパルス列信号を生成するゲートドライブ信号
生成部２２と、折り返し制御部２３と、から構成されて
いる。
【００２６】次に、制御動作について説明する。図１の
直流コンデンサ４の両端から検出された直流入力電圧Ｖ
I N と直流入力電流検出器１２で検出された直流入力電
流ＩI N が制御回路１４の電力演算部１８に入力され
る。電力演算部１８では、直流入力電圧ＶI N と直流入
力電流ＩI N の積から直流電力Ｐn が算出され、電力比
較部１９において一時記憶される。電圧比較部２１にお
いて、直流入力電圧ＶI N と電圧範囲設定部２０で指定
された最大電力点電圧範囲とが比較され、直流入力電圧
ＶI N が最大電力点電圧範囲外であれば、直流入力電圧
ＶI N に基づいた制御量の決定を制御量演算部１７で行
い、また直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲内で
あれば、電力比較部１９で一時記憶されていた直流電力
Ｐn に基づいて制御量の決定が制御量演算部１７で行わ
れる。そして、その制御量でもってＰＷＭ変調制御を行
い、高周波インバータブリッジ５をオン／オフ制御する
ゲートドライブ信号を生成する。ＰＷＭ変調制御におい
ては、インバータ出力電流検出器１３からのインバータ
出力電流信号Ｉt を入力しているため、フィードバック
制御が実現されている。
直流コンデンサ４の両端から検出された直流入力電圧Ｖ
I N と直流入力電流検出器１２で検出された直流入力電
流ＩI N が制御回路１４の電力演算部１８に入力され
る。電力演算部１８では、直流入力電圧ＶI N と直流入
力電流ＩI N の積から直流電力Ｐn が算出され、電力比
較部１９において一時記憶される。電圧比較部２１にお
いて、直流入力電圧ＶI N と電圧範囲設定部２０で指定
された最大電力点電圧範囲とが比較され、直流入力電圧
ＶI N が最大電力点電圧範囲外であれば、直流入力電圧
ＶI N に基づいた制御量の決定を制御量演算部１７で行
い、また直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲内で
あれば、電力比較部１９で一時記憶されていた直流電力
Ｐn に基づいて制御量の決定が制御量演算部１７で行わ
れる。そして、その制御量でもってＰＷＭ変調制御を行
い、高周波インバータブリッジ５をオン／オフ制御する
ゲートドライブ信号を生成する。ＰＷＭ変調制御におい
ては、インバータ出力電流検出器１３からのインバータ
出力電流信号Ｉt を入力しているため、フィードバック
制御が実現されている。
【００２７】次に、最大電力点電圧範囲の設定に関して
詳細に説明する。日射強度、及び素子温度が変化する
と、太陽電池特性曲線は図２に示したように変化する。
図２の最大電力点（×部分）は、日射強度、素子温度が
変化してもほぼ一定の電圧範囲（１８５Ｖ〜２００Ｖ）
に収まる。そこで本例では、図３に示すように太陽電池
特性曲線上の最大電力点電圧範囲をＶp 1 〜Ｖp 2 （Ｖ
p 1 ＝１７５Ｖ，Ｖp 2＝２１０Ｖ）と設定した。この
最大電力点電圧範囲は太陽電池２の動作特性によって変
化する。ここでは、シミュレーションを行い、その結果
を基に最大電力点電圧範囲を設定したが、実験結果を基
にして設定しても良い。また、電圧範囲設定部２０でイ
ンバータ１の動作中に制御データの解析を行うことによ
って設定しても良い。
詳細に説明する。日射強度、及び素子温度が変化する
と、太陽電池特性曲線は図２に示したように変化する。
図２の最大電力点（×部分）は、日射強度、素子温度が
変化してもほぼ一定の電圧範囲（１８５Ｖ〜２００Ｖ）
に収まる。そこで本例では、図３に示すように太陽電池
特性曲線上の最大電力点電圧範囲をＶp 1 〜Ｖp 2 （Ｖ
p 1 ＝１７５Ｖ，Ｖp 2＝２１０Ｖ）と設定した。この
最大電力点電圧範囲は太陽電池２の動作特性によって変
化する。ここでは、シミュレーションを行い、その結果
を基に最大電力点電圧範囲を設定したが、実験結果を基
にして設定しても良い。また、電圧範囲設定部２０でイ
ンバータ１の動作中に制御データの解析を行うことによ
って設定しても良い。
【００２８】次に、制御量に関して詳細に説明する。本
例の制御量は、ＰＷＭ変調制御を行うために用いられる
キャリア信号の振幅に対する正弦波信号の振幅の比であ
り、キャリア信号の振幅値を一定値としているため、制
御量の変化は正弦波信号の振幅の変化で表わされる。つ
まり、振幅値の小さな正弦波信号でＰＷＭ変調制御を行
えば、インバータ１の出力は小さくなり、また、振幅値
の大きい正弦波信号でＰＷＭ変調制御を行えば、インバ
ータ１の出力は大きくなる。本実施例では、インバータ
定格出力電流０〜２０Ａ（実効値）に対して、制御量を
１００段階に設定している。
例の制御量は、ＰＷＭ変調制御を行うために用いられる
キャリア信号の振幅に対する正弦波信号の振幅の比であ
り、キャリア信号の振幅値を一定値としているため、制
御量の変化は正弦波信号の振幅の変化で表わされる。つ
まり、振幅値の小さな正弦波信号でＰＷＭ変調制御を行
えば、インバータ１の出力は小さくなり、また、振幅値
の大きい正弦波信号でＰＷＭ変調制御を行えば、インバ
ータ１の出力は大きくなる。本実施例では、インバータ
定格出力電流０〜２０Ａ（実効値）に対して、制御量を
１００段階に設定している。
【００２９】制御量の変化量は、太陽電池特性曲線上の
動作点を最大電力点に近づけるために制御量を増減する
量である。通常、制御量Ｋn は前回決定した制御量Ｋb
と変化量とによって決定される。日照強度及び素子温度
が一定で、最大電力点が変動せず、直流電圧ＶI N が最
大電力点電圧範囲内にある場合は、最大電力点付近での
動作点に制御安定性が要求される。従って、この場合、
変化量△Ｋp は微小な一定量であることが望ましい。一
方、日射強度または素子温度が変化し、最大電力点の電
圧が大きく変動した場合は、直流入力電圧ＶI N は最大
電力点電圧範囲外となる。このときは、動作点が最大電
力点電圧範囲から遠く離れているほど、動作点をできる
だけ高速に最大電力点近傍に移動させるために、即ち、
直流電圧を最大電力点電圧範囲に高速に近づけるため
に、制御量の変化量△Ｋv を大きく設定することが望ま
しい。また、動作点が最大電力点に近づくほど、動作点
が最大電力点を大きく越えてしまわことのないように、
即ち、直流電圧が最大電力点電圧範囲を外れてしまわな
いように、制御量の変化量△Ｋv を小さく設定すること
が望ましい。このように、動作点が最大電力点電圧範囲
からどれだけ離れているかによって、変化量△Ｋv を変
化させるため、本例では、変化量△Ｋv を、最大電力点
電圧範囲の略中間の電圧と動作点電圧との差に対して重
み付けを施して、決定している。この重み付けは、図４
に示す関数△Ｋv ＝ｆ（△Ｖ）により行っている。即
ち、最大電力点電圧範囲の略中間の電圧Ｖp a と直流入
力電圧ＶI N との差の絶対値△Ｖを求め、△Ｖと図４の
関数ｆ（△Ｖ）とから△Ｋv を求めている。ここでは、
最大電力点電圧範囲の中間電圧はＶp a ＝１９２．５Ｖ
である。図４の各設定値はＶ1 ＝１２．５Ｖ、Ｖ２＝２
５Ｖ、△Ｋm a x ＝１０に設定している。
動作点を最大電力点に近づけるために制御量を増減する
量である。通常、制御量Ｋn は前回決定した制御量Ｋb
と変化量とによって決定される。日照強度及び素子温度
が一定で、最大電力点が変動せず、直流電圧ＶI N が最
大電力点電圧範囲内にある場合は、最大電力点付近での
動作点に制御安定性が要求される。従って、この場合、
変化量△Ｋp は微小な一定量であることが望ましい。一
方、日射強度または素子温度が変化し、最大電力点の電
圧が大きく変動した場合は、直流入力電圧ＶI N は最大
電力点電圧範囲外となる。このときは、動作点が最大電
力点電圧範囲から遠く離れているほど、動作点をできる
だけ高速に最大電力点近傍に移動させるために、即ち、
直流電圧を最大電力点電圧範囲に高速に近づけるため
に、制御量の変化量△Ｋv を大きく設定することが望ま
しい。また、動作点が最大電力点に近づくほど、動作点
が最大電力点を大きく越えてしまわことのないように、
即ち、直流電圧が最大電力点電圧範囲を外れてしまわな
いように、制御量の変化量△Ｋv を小さく設定すること
が望ましい。このように、動作点が最大電力点電圧範囲
からどれだけ離れているかによって、変化量△Ｋv を変
化させるため、本例では、変化量△Ｋv を、最大電力点
電圧範囲の略中間の電圧と動作点電圧との差に対して重
み付けを施して、決定している。この重み付けは、図４
に示す関数△Ｋv ＝ｆ（△Ｖ）により行っている。即
ち、最大電力点電圧範囲の略中間の電圧Ｖp a と直流入
力電圧ＶI N との差の絶対値△Ｖを求め、△Ｖと図４の
関数ｆ（△Ｖ）とから△Ｋv を求めている。ここでは、
最大電力点電圧範囲の中間電圧はＶp a ＝１９２．５Ｖ
である。図４の各設定値はＶ1 ＝１２．５Ｖ、Ｖ２＝２
５Ｖ、△Ｋm a x ＝１０に設定している。
【００３０】次に、図１の制御回路部１４における制御
量の決定法について説明する。図５は、その決定法を示
すフロー図である。まず、検出された直流入力電圧ＶI
N と、図１の電圧範囲設定部２０で設定された最大電力
点電圧範囲ＶP 1 〜ＶP 2 とが比較される。ここで、直
流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲外であれば、最
大電力点電圧範囲の略中間の電圧Ｖp a と動作点電圧す
なわち直流入力電圧ＶI N との差の絶対値△Ｖに対して
重み付けを施して制御量の変化量△Ｋv を求め、今回の
制御量Ｋn を決定する。ここで、制御量の変化量△Ｋv
は、前記△Ｖを図４に示す関数△Ｋv ＝ｆ（△Ｖ）に代
入することにより求まる。また、制御量の変化量△Ｋv
の増減は、中間電圧Ｖp a から直流入力電圧ＶI N を引
いたＶp a −ＶI N が正であるか、負であるかにより決
定する。そして、前回の制御量Ｋb と制御量の変化量△
Ｋv により図１の制御量演算部１７で今回の制御量Ｋn
を決定する。決定後は、次回の制御量の決定のために直
流電力Ｐ、制御量Ｋn 、及び今回と前回の制御量との増
減符号ｄＫが一時記憶される。
量の決定法について説明する。図５は、その決定法を示
すフロー図である。まず、検出された直流入力電圧ＶI
N と、図１の電圧範囲設定部２０で設定された最大電力
点電圧範囲ＶP 1 〜ＶP 2 とが比較される。ここで、直
流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲外であれば、最
大電力点電圧範囲の略中間の電圧Ｖp a と動作点電圧す
なわち直流入力電圧ＶI N との差の絶対値△Ｖに対して
重み付けを施して制御量の変化量△Ｋv を求め、今回の
制御量Ｋn を決定する。ここで、制御量の変化量△Ｋv
は、前記△Ｖを図４に示す関数△Ｋv ＝ｆ（△Ｖ）に代
入することにより求まる。また、制御量の変化量△Ｋv
の増減は、中間電圧Ｖp a から直流入力電圧ＶI N を引
いたＶp a −ＶI N が正であるか、負であるかにより決
定する。そして、前回の制御量Ｋb と制御量の変化量△
Ｋv により図１の制御量演算部１７で今回の制御量Ｋn
を決定する。決定後は、次回の制御量の決定のために直
流電力Ｐ、制御量Ｋn 、及び今回と前回の制御量との増
減符号ｄＫが一時記憶される。
【００３１】一方、直流入力電圧ＶI N が最大電力点電
圧範囲内である場合は、まず図１の電力比較部１９で前
回算出され一時記憶された直流電力Ｐb と今回算出され
た直流電力Ｐn とが比較される。該直流電力の比較結果
と、図１の制御量演算部１７において、前回算出し一時
記憶された制御量の増減符号ｄＫとに基づいて、今回の
制御量Ｋn を決定する。該制御量Ｋn は、前回の制御量
Ｋb と一定値である制御量の変化量△Ｋp とから決定さ
れる。そして最後に、直流入力電圧ＶI N が最大電力電
圧範囲外の場合と同様に、次回の制御量の決定のために
今回求められた直流電力Ｐ、制御量Ｋn 、及び制御量の
増減符号ｄＫが一時記憶される。以上の処理は一定時間
毎に繰返し行われる。ここで、該一定時間をできる限り
短かくすることにより、最大電力点付近での動作点の制
御安定性を向上させることができる。
圧範囲内である場合は、まず図１の電力比較部１９で前
回算出され一時記憶された直流電力Ｐb と今回算出され
た直流電力Ｐn とが比較される。該直流電力の比較結果
と、図１の制御量演算部１７において、前回算出し一時
記憶された制御量の増減符号ｄＫとに基づいて、今回の
制御量Ｋn を決定する。該制御量Ｋn は、前回の制御量
Ｋb と一定値である制御量の変化量△Ｋp とから決定さ
れる。そして最後に、直流入力電圧ＶI N が最大電力電
圧範囲外の場合と同様に、次回の制御量の決定のために
今回求められた直流電力Ｐ、制御量Ｋn 、及び制御量の
増減符号ｄＫが一時記憶される。以上の処理は一定時間
毎に繰返し行われる。ここで、該一定時間をできる限り
短かくすることにより、最大電力点付近での動作点の制
御安定性を向上させることができる。
【００３２】以上説明したように、本例では、最大電力
点電圧範囲を指定し、直流入力電圧ＶI N が最大電力点
電圧範囲外にある場合には、最大電力点電圧範囲の中間
電圧Ｖp a と直流入力電圧ＶI N との差が大きいほど、
制御量の変化量△Ｋを大きくするため、動作点を最大電
力点近傍により高速に移動させることができる。また、
最大電力点電圧範囲の中間電圧Ｖp a と直流入力電圧Ｖ
I N との差が小さいほど、制御量の変化量△Ｋを小さく
するため、最大電力点に対して行きすぎることが少なく
なり、制御応答性を高めることができる。更に、直流入
力電圧ＶI N が最大電力点近傍にある場合に、この最大
電力点電圧範囲に限って電力比較法を用いるため、動作
点電圧の変動の少なくし、制御安定性を高めることがで
きる。
点電圧範囲を指定し、直流入力電圧ＶI N が最大電力点
電圧範囲外にある場合には、最大電力点電圧範囲の中間
電圧Ｖp a と直流入力電圧ＶI N との差が大きいほど、
制御量の変化量△Ｋを大きくするため、動作点を最大電
力点近傍により高速に移動させることができる。また、
最大電力点電圧範囲の中間電圧Ｖp a と直流入力電圧Ｖ
I N との差が小さいほど、制御量の変化量△Ｋを小さく
するため、最大電力点に対して行きすぎることが少なく
なり、制御応答性を高めることができる。更に、直流入
力電圧ＶI N が最大電力点近傍にある場合に、この最大
電力点電圧範囲に限って電力比較法を用いるため、動作
点電圧の変動の少なくし、制御安定性を高めることがで
きる。
【００３３】尚、本例では動作点が最大電力点近傍にあ
る場合の制御量の変化量を、直流入力電圧と直流入力電
流の積である直流電力で決定しているが、インバータ出
力電流で決定してもよい。
る場合の制御量の変化量を、直流入力電圧と直流入力電
流の積である直流電力で決定しているが、インバータ出
力電流で決定してもよい。
【００３４】また、制御量の変化量の決定は図５のフロ
ー図に示した方法に限らず、例えば、以下に示す方法に
より行っても良い。
ー図に示した方法に限らず、例えば、以下に示す方法に
より行っても良い。
【００３５】直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範
囲外にある場合の変化量を一定値とする方法。但し、そ
の一定値を、直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲
内にある場合の変化量よりも大きく設定しておく。
囲外にある場合の変化量を一定値とする方法。但し、そ
の一定値を、直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範囲
内にある場合の変化量よりも大きく設定しておく。
【００３６】直流入力電圧ＶI N が最大電力点電圧範
囲内にある場合も、制御量の変化量を、直流入力電圧Ｖ
I N と基準電圧（例えば、図２における最大電力点電圧
範囲の略中間の電圧）との差に重みづけを施すことによ
り決定する方法。
囲内にある場合も、制御量の変化量を、直流入力電圧Ｖ
I N と基準電圧（例えば、図２における最大電力点電圧
範囲の略中間の電圧）との差に重みづけを施すことによ
り決定する方法。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明では、太陽電池か
らインバータに入力する直流入力電圧によって制御量の
変化量を変えるため、太陽電池特性曲線上において動作
点が最大電力点近傍にあるときは、動作点をより精密に
最大電力点に追随させることができ、日射強度あるいは
素子温度の変化等により動作点が最大電力点から離れた
場合には、動作点をより高速に最大電力点近傍に移動さ
せることができる。従って、太陽電池の直流電力を効率
良く引き出し、負荷または商用電力系統に供給すること
ができる。
らインバータに入力する直流入力電圧によって制御量の
変化量を変えるため、太陽電池特性曲線上において動作
点が最大電力点近傍にあるときは、動作点をより精密に
最大電力点に追随させることができ、日射強度あるいは
素子温度の変化等により動作点が最大電力点から離れた
場合には、動作点をより高速に最大電力点近傍に移動さ
せることができる。従って、太陽電池の直流電力を効率
良く引き出し、負荷または商用電力系統に供給すること
ができる。
【図１】本発明のインバータ装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】太陽電池特性曲線（Ｐ−Ｖ曲線）を示す図であ
る。
る。
【図３】太陽電池特性曲線（Ｐ−Ｖ曲線）上の最大電力
点電圧範囲を示す図である。
点電圧範囲を示す図である。
【図４】制御量の変化量を決定する関数ｆ（△Ｖ）を示
す図である。
す図である。
【図５】図１における制御量の変化量の決定方法を示す
フロー図である。
フロー図である。
【図６】従来のインバータ装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】太陽電池特性曲線（Ｉ−Ｖ曲線）を示す図であ
る。
る。
【図８】図６の制御方法を説明する太陽電池特性曲線
（Ｐ−Ｖ曲線）を示す図である。
（Ｐ−Ｖ曲線）を示す図である。
【図９】従来の制御方法を示すフロー図である。
１ インバータ ２ 太陽電池 ３ 商用電力系統 １２ 直流入力電流検出器 １３ インバータ出力電流検出器 １４ 制御回路 １５ ゲートドライブ信号生成部 １６ ＰＷＭ変調制御部 １７ 制御量設定部 １８ 電力演算部 １９ 電力比較部 ２０ 電圧範囲設定部 ２１ 電圧比較部 ＶI N 直流入力電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 哲 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６−83465（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 1/67
Claims (4)
- 【請求項１】 ＰＷＭ変調制御における制御量を変化さ
せることにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大
となるように制御しながら、前記直流電力を交流電力に
変換して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給する
インバータ装置において、前記太陽電池からインバータに入力される直流入力電圧
に基づいて前記制御量の変化量を決定する制御手段を有
し、 前記制御手段は、前記制御量の変化量を決定するための
基準となる最大電力点電圧範囲を予め指定する手段と、 前記直流入力電圧と前記最大電力点電圧範囲とを比較す
る手段と、 前記直流入力電圧が前記最大電力点電圧範囲内にある場
合には前記制御量の変化量を小さく設定し、前記直流入
力電圧が前記最大電力点電圧範囲外にある場合には前記
制御量の変化量を大きく設定する制御量設定手段と、を
備えてなることを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項２】 前記最大電力点電圧範囲外にある場合に
は前記制御量の変化量を一定値にすることを特徴とする
請求項１に記載のインバータ装置。 - 【請求項３】 ＰＷＭ変調制御における制御量を変化さ
せることにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大
となるように制御しながら、前記直流電力を交流電力に
変換して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給する
インバータ装置において、 前記太陽電池からインバータに入力される直流入力電圧
に基づいて前記制御量の変化量を決定する制御手段を有
し、 前記制御手段は、前記制御量の変化量を決定するための
基準となる最大電力点電圧範囲を指定する手段と、 前記最大電力点電圧範囲の略中間の電圧と前記直流入力
電圧との差に重みづけを施した値から前記制御量の変化
量を最大電力点近傍に向かって変化させて設定する制御
量設定手段と、を備えてなることを特徴とするインバー
タ装置。 - 【請求項４】 ＰＷＭ変調制御における制御量を変化さ
せることにより、太陽電池から取り出す直流電力が最大
となるように制御しながら、前記直流電力を 交流電力に
変換して、負荷あるいは既存の商用電力系統に供給する
インバータ装置において、 前記太陽電池からインバータに入力される直流入力電圧
に基づいて前記制御量の変化量を決定する制御手段を有
し、 前記制御手段は、前記制御量の変化量を決定するための
基準となる最大電力点電圧範囲を指定する手段と、 前記直流入力電圧と前記最大電力点電圧範囲とを比較す
る手段と、 前記直流入力電圧が前記最大電力点電圧範囲内にある場
合には前記制御量の変化量を小さく設定し、前記直流入
力電圧が前記最大電力点電圧範囲外にある場合には前記
最大電力点電圧範囲の略中間の電圧と前記直流入力電圧
との差に重みづけを施した値から前記制御量の変化量を
大きく設定する制御量設定手段と、を備えてなることを
特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31484394A JP3145883B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31484394A JP3145883B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08171430A JPH08171430A (ja) | 1996-07-02 |
| JP3145883B2 true JP3145883B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=18058277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31484394A Expired - Fee Related JP3145883B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145883B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-12-19 JP JP31484394A patent/JP3145883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08171430A (ja) | 1996-07-02 |
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