JP5903341B2 - 発電制御装置、太陽光発電システム、および発電制御方法 - Google Patents
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Description
太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として第1の範囲内で変動させながら太陽電池の実際の発電電力を算出し、第1の範囲内において発電電力を最大化させる駆動変数で太陽電池を発電させる第1のMPPT制御を実行する太陽電池制御部と、
前記第1の範囲内における前記駆動変数の変動中に算出された最大の発電電力と、前記太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線、および前記太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、現在の発電電力が最大の発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、前記第1の範囲を更新する範囲設定部とを備え、
第1のMPPT制御の実行周期は、下限値に依存して変動する
ことを特徴とするものである。
また、当該発電制御装置は、
範囲設定部は、太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または定格PV曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電圧を下降させるか、または、太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または定格PI曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電流を下降させるかのいずれかを実行する
ことが好ましい。
範囲設定部により更新される第1の範囲の上限および下限の少なくとも一方は、定格PV曲線または定格PV曲線の近似線において最大発電電力を生じさせる動作電圧、他方は定格PI曲線または定格PI曲線の近似線において最大発電電力を生じさせる動作電流に相当する
ことが好ましい。
第1のMPPT制御は、動作電圧が上昇するように駆動変数を変動させる上昇方向のMPPT制御、および動作電圧が下降するように駆動変数を変動させる下降方向のMPPT制御を有しており、
上昇方向のMPPT制御および下降方向のMPPT制御の実行周期をそれぞれ独立して有する
ことが好ましい。
駆動変数を動作電圧とする場合における、
下降方向のMPPT制御の実行周期は、太陽電池の開放電圧に対する第1の範囲に対応する電圧の変動範囲の割合が小さくなるほど長くなるように設定され、
上昇方向のMPPT制御の実行周期は、太陽電池の短絡電流に対する第1の範囲に対応する電流の変動範囲の割合が小さくなるほど長くなるように設定される
ことが好ましい。
太陽電池制御部に、第1の周期で第1のMPPT制御を実行させ、第1の周期より短い第2の周期で発電電力が増加する方向に太陽電池の実際の発電電力が最大となるまで変動させる第2のMPPT制御を実行させる方法選択部を備える
ことが好ましい。
太陽電池と、
太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として第1の範囲内で変動させながら太陽電池の実際の発電電力を算出し、第1の範囲内において発電電力を最大化させる駆動変数で太陽電池を発電させる第1のMPPT制御を実行する太陽電池制御部と、第1の範囲内における駆動変数の変動中に算出された最大の発電電力と太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または定格PV曲線の近似線、および太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、現在の発電電力が最大の発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、第1の範囲を更新する範囲設定部とを備え、
第1のMPPT制御の実行周期は、下限値に依存して変動する
ことを特徴とするものである。
また、当該太陽光発電システムは、
範囲設定部は、太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または定格PV曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電圧を下降させるか、または、太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または定格PI曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電流を下降させるかのいずれかを実行する
ことが好ましい。
太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として変動させながら太陽電池の発電電力を最大化させる発電制御方法であって、
駆動変数を所定量だけ変動させる変動ステップと、
変動ステップにおいて変動させた駆動変数で発電させた太陽電池の現在の発電電力を、最大発電電力と比較する比較ステップと、
現在の発電電力が最大発電電力より大きい場合には、該現在の発電電力を最大発電電力に更新する更新ステップと、
最大発電電力と、太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または定格PV曲線の近似線、および太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、現在の発電電力が最大発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、駆動変数の変動範囲を設定する設定ステップと、
駆動変数が変動範囲により定まる上限または下限に達するまで、変動ステップ、比較ステップ、更新ステップ、および設定ステップを繰返させる繰返しステップと、
駆動変数が上限または下限に達したときの最大発電電力で発電させた駆動変数で、太陽電池に発電させる発電ステップとを備え、
繰返しステップの実行周期は、下限値に依存して変動する
ことを特徴としている。
また、当該発電制御方法は、
設定ステップは、太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または定格PV曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電圧を下降させるか、または、太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または定格PI曲線の近似線に基づいて所定の単位変動量で継続的に動作電流を下降させるかのいずれかを実行する
ことが好ましい。
11 負荷機器
12 商用系統
13 太陽電池
14 発電制御装置
15 インバータ
16 電流電圧センサ
17 タイマ
18 太陽電池制御部
19 方法選択部
20 範囲設定部
Claims (18)
- 太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として第1の範囲内で変動させながら前記太陽電池の実際の発電電力を算出し、前記第1の範囲内において前記発電電力を最大化させる前記駆動変数で前記太陽電池を発電させる第1のMPPT制御を実行する太陽電池制御部と、
前記第1の範囲内における前記駆動変数の変動中に算出された最大の発電電力と、前記太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線、および前記太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、現在の発電電力が前記最大の発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、前記駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、前記第1の範囲を更新する範囲設定部とを備え、
前記第1のMPPT制御の実行周期は、前記下限値に依存して変動する
ことを特徴とする発電制御装置。 - 請求項1に記載の発電制御装置であって、
前記範囲設定部は、前記太陽電池の前記動作電圧に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電圧を下降させるか、または、前記太陽電池の前記動作電流に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電流を下降させるかのいずれかを実行することを特徴とする発電制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の発電制御装置であって、前記範囲設定部により更新される前記第1の範囲の上限および下限の少なくとも一方は、前記定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線において前記最大の発電電力を生じさせる動作電圧、他方は前記定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線において前記最大の発電電力を生じさせる動作電流に相当することを特徴とする発電制御装置。
- 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の発電制御装置であって、
前記第1のMPPT制御は、前記動作電圧が上昇するように前記駆動変数を変動させる上昇方向のMPPT制御、および前記動作電圧が下降するように前記駆動変数を変動させる下降方向のMPPT制御を有しており、
前記上昇方向のMPPT制御および前記下降方向のMPPT制御の実行周期をそれぞれ独立して有する
ことを特徴とする発電制御装置。 - 請求項12に記載の発電制御装置であって、
前記駆動変数を動作電圧とする場合における、
前記下降方向のMPPT制御の実行周期は、前記太陽電池の開放電圧に対する前記第1の範囲に対応する電圧の変動範囲の割合が小さくなるほど長くなるように設定され、
前記上昇方向のMPPT制御の実行周期は、前記太陽電池の短絡電流に対する前記第1の範囲に対応する電流の変動範囲の割合が小さくなるほど長くなるように設定される
ことを特徴とする発電制御装置。 - 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の発電制御装置であって、前記太陽電池制御部に、第1の周期で前記第1のMPPT制御を実行させ、前記第1の周期より短い第2の周期で前記発電電力が増加する方向に前記太陽電池の実際の発電電力が最大となるまで変動させる第2のMPPT制御を実行させる方法選択部を備えることを特徴とする発電制御装置。
- 太陽電池と、
太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として第1の範囲内で変動させながら前記太陽電池の実際の発電電力を算出し、前記第1の範囲内において前記発電電力を最大化させる前記駆動変数で前記太陽電池を発電させる第1のMPPT制御を実行する太陽電池制御部と、前記第1の範囲内における前記駆動変数の変動中に算出された最大の発電電力と前記太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線、および前記太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、現在の発電電力が前記最大の発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、前記駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、前記第1の範囲を更新する範囲設定部とを備え、
前記第1のMPPT制御の実行周期は、前記下限値に依存して変動する
ことを特徴とする太陽光発電システム。 - 請求項15に記載の太陽光発電システムであって、
前記範囲設定部は、前記太陽電池の前記動作電圧に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電圧を下降させるか、または、前記太陽電池の前記動作電流に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電流を下降させるかのいずれかを実行することを特徴とする太陽光発電システム。 - 太陽電池の動作電流および動作電圧の少なくとも一方を駆動変数として変動させながら太陽電池の発電電力を最大化させる発電制御方法であって、
前記駆動変数を所定量だけ変動させる変動ステップと、
前記変動ステップにおいて変動させた前記駆動変数で発電させた前記太陽電池の現在の発電電力を、最大発電電力と比較する比較ステップと、
前記現在の発電電力が前記最大発電電力より大きい場合には、該現在の発電電力を最大発電電力に更新する更新ステップと、
前記最大発電電力と、前記太陽電池の動作電圧に対する発電電力の関係を示す定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線、および前記太陽電池の動作電流に対する発電電力の関係を示す定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線の少なくとも一方とに基づいて、前記現在の発電電力が前記最大発電電力より大きい場合にのみ下限値を更新する一方で、前記駆動変数を所定の単位変動量で継続的に変動させることで、前記駆動変数の変動範囲を設定する設定ステップと、
前記駆動変数が前記変動範囲により定まる上限または下限に達するまで、前記変動ステップ、前記比較ステップ、前記更新ステップ、および前記設定ステップを繰返させる繰返しステップと、
前記駆動変数が前記上限または前記下限に達したときの前記最大発電電力で発電させた前記駆動変数で、前記太陽電池に発電させる発電ステップとを備え、
前記繰返しステップの実行周期は、前記下限値に依存して変動する
ことを特徴とする発電制御方法。 - 請求項17に記載の発電制御方法であって、
前記設定ステップは、前記太陽電池の前記動作電圧に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PV曲線または前記定格PV曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電圧を下降させるか、または、前記太陽電池の前記動作電流に対する前記発電電力の関係を示す前記定格PI曲線または前記定格PI曲線の近似線に基づいて前記所定の単位変動量で継続的に前記動作電流を下降させるかのいずれかを実行することを特徴とする発電制御方法。
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