JP7475201B2 - パワーコンディショニングシステム、制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
図1に示すパワーコンディショニングシステム1は、太陽光パネル91により発電された電力の充放電と、電力系統94への出力とを行うシステムである。太陽光パネル91は、複数の太陽電池モジュール92を有する。複数の太陽電池モジュール92のそれぞれは、太陽光の入力に応じて直流電力を生成し、生成した直流電力を共通の直流ライン93P,93Nに直流電力を出力する。なお、太陽電池モジュール92は、直流ライン93P,93Nに接続されるが、図1においては、太陽電池モジュール92と直流ライン93Nとを接続する配線の図示を省略している。また、図示は省略するが、太陽光パネル91の負極側(直流ライン93N)を接地して太陽光パネル91の電位を正電位とし、太陽電池モジュール92のPID(Potential Induced Degradation:電圧誘起出力低下)現象を抑制するようにしてもよい。電力系統94は、電力会社が電力需要家に交流電力(例えば三相交流電力)を供給するための発電設備、配電設備、及び送電設備を含むシステムである。
続いて、制御方法の一例として、制御装置100が実行する制御手順を例示する。この制御手順は、蓄電池3への充電制御手順と、太陽光パネル91の出力制御手順と、蓄電池3からの放電制御手順とを含む。各手順は、それぞれの実行条件が整う度に繰り返し実行される。以下、各手順を詳細に例示する。
この手順は、蓄電池3への充電電流と、蓄電池3の電圧とに基づいて充電時出力を算出することと、DC/ACコンバータ2の出力を前記充電時出力に追従させることと、を含む。図3に示すように、制御装置100は、まずステップS01,S02,S03,S04を実行する。ステップS01では、接続状態切替部112が、充放電スイッチ4をオフライン状態に保ちながら、日の出に伴い太陽光パネル91の出力が上昇し、所定の充電開始レベルに達するのを待機する。
図6に示すように、制御装置100は、まずステップS31,S32を実行する。ステップS31では、発電効率調節部111が、充放電スイッチ4によりオンライン状態がオフライン状態に切り替えられるのを待機する。ステップS32では、DC/ACコンバータ2の出力が上記上限値未満であるか否かを発電効率調節部111が確認する。
図7に示すように、制御装置100は、まずステップS41,S42,S43,S44を実行する。ステップS41では、接続状態切替部112が放電開始時刻を待機する。ステップS42では、接続状態切替部112が充放電スイッチ4によりオフライン状態をオンライン状態に切り替え、オンライン状態における制御モードを放電モードにセットする。ステップS43では、電流センサ5が検出した電流(上記現在の放電電流)を放電時出力算出部117が取得する。ステップS44では、現在の放電電流が目標放電電流を超えているか否かを放電時出力算出部117が確認する。
以上に説明したように、パワーコンディショニングシステム1は、太陽光パネル91から直流電力が出力される直流ライン93P,93Nに接続され、直流電力を交流電力に変換して出力するDC/ACコンバータ2と、直流ライン93P,93Nに接続され、直流電力を蓄電する蓄電池3と、直流ライン93P,93Nから蓄電池3への充電電流と、蓄電池3の電圧とに基づいて充電時出力を算出し、DC/ACコンバータ2の出力を充電時出力に追従させる制御装置100と、を備える。
Claims (8)
- 太陽光パネルから直流電力が出力される直流ラインに接続され、前記直流電力を交流電力に変換して出力するDC/ACコンバータと、
前記直流ラインに接続され、前記直流電力を蓄電する蓄電池と、
前記直流ラインから前記蓄電池への充電電流と、前記蓄電池の電圧とに基づいて充電時出力を算出し、前記DC/ACコンバータの出力を前記充電時出力に追従させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記蓄電池の電圧が所定の制御電圧に達するまでは、前記直流ラインから前記蓄電池への充電電流を所定の目標充電電流に追従させるように前記充電時出力を算出し、
前記蓄電池の電圧が前記制御電圧に達した後は、前記蓄電池の電圧を前記制御電圧に追従させるように前記充電時出力を算出する、パワーコンディショニングシステム。 - 前記制御装置は、前記蓄電池からの放電電流を所定の目標放電電流に追従させるように放電時出力を算出し、前記DC/ACコンバータの出力を前記放電時出力に追従させる、請求項1記載のパワーコンディショニングシステム。
- 前記蓄電池が前記直流ラインに接続されたオンライン状態と、前記蓄電池が前記直流ラインから遮断されたオフライン状態とを切り替える充放電スイッチを更に備え、
前記制御装置は、少なくとも前記蓄電池の充電レベルに基づいて前記充放電スイッチにより前記オンライン状態と前記オフライン状態とを切り替える、請求項1又は2記載のパワーコンディショニングシステム。 - 前記制御装置は、
前記蓄電池の充電レベルが所定レベルに達した場合に前記充放電スイッチにより前記オンライン状態を前記オフライン状態に切り替え、
所定の放電開始時刻に前記充放電スイッチにより前記オフライン状態を前記オンライン状態に切り替える、請求項3記載のパワーコンディショニングシステム。 - 前記制御装置は、
前記オンライン状態においては、前記直流ラインの電圧を前記蓄電池の電圧に適応させながら前記DC/ACコンバータの出力を変更し、
前記オフライン状態においては、前記直流ラインの電圧を変更することで前記太陽光パネルの出力を変更する、請求項3又は4記載のパワーコンディショニングシステム。 - 前記太陽光パネルの複数のモジュールと、前記直流ラインとの間にそれぞれ介在する複数の解列スイッチを更に備え、
前記制御装置は、
前記オンライン状態において、前記直流ラインに接続されるモジュールの数を前記複数の解列スイッチにより変更することで前記太陽光パネルの出力を変更する、請求項5記載のパワーコンディショニングシステム。 - 太陽光パネルからの直流電力が入力される直流ラインに接続され、前記直流電力を蓄電する蓄電池の電圧が所定の制御電圧に達するまでは、前記直流ラインから前記蓄電池への充電電流を所定の目標充電電流に追従させるように充電時出力を算出し、
前記蓄電池の電圧が前記制御電圧に達した後は、前記蓄電池の電圧を前記制御電圧に追従させるように前記充電時出力を算出し、
前記直流ラインに接続され、前記直流電力を交流電力に変換して出力するDC/ACコンバータの出力を前記充電時出力に追従させる、制御装置。 - 太陽光パネルからの直流電力が入力される直流ラインに接続され、前記直流電力を蓄電する蓄電池の電圧が所定の制御電圧に達するまでは、前記直流ラインから前記蓄電池への充電電流を所定の目標充電電流に追従させるように充電時出力を算出することと、
前記蓄電池の電圧が前記制御電圧に達した後は、前記蓄電池の電圧を前記制御電圧に追従させるように前記充電時出力を算出することと、
前記直流ラインに接続され、前記直流電力を交流電力に変換して出力するDC/ACコンバータの出力を前記充電時出力に追従させることと、を含む制御方法。
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