JPH06138962A - Sunbeam power generating equipment - Google Patents
Sunbeam power generating equipmentInfo
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- JPH06138962A JPH06138962A JP4217684A JP21768492A JPH06138962A JP H06138962 A JPH06138962 A JP H06138962A JP 4217684 A JP4217684 A JP 4217684A JP 21768492 A JP21768492 A JP 21768492A JP H06138962 A JPH06138962 A JP H06138962A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば家庭用のイン
バータ式の空気調和機（エア・コンディショナ）に電力
供給を行う太陽電池を用いた太陽光発電設備に関するも
ので、特に太陽電池から電力系統への逆潮流が発生せ
ず、逆充電も発生しない（系統連系技術要件ガイドライ
ンにて規制されている）太陽光発電設備に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation facility using a solar cell for supplying power to, for example, a home-use inverter type air conditioner (air conditioner). It relates to solar power generation equipment that does not generate reverse power flow to the grid and does not generate reverse charge (regulated by the grid interconnection technical requirement guidelines).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図８に従来のこの種の太陽光発電設備の
一例の概略図を示す。この太陽光発電設備は、インバー
タ式の空気調和機への電力供給に利用したものである。
図８において、５１は電力系統、５２は整流器、５３は
負荷駆動用のインバータ、５４は負荷、５５は太陽電
池、５６は直流／直流コンバータであり、このうち整流
器５２とインバータ５３と負荷５４とを合わせたもの
が、例えば家庭用のインバータ式の空気調和機を構成す
る。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a schematic view of an example of a conventional photovoltaic power generation facility of this type. This solar power generation facility is used to supply power to an inverter type air conditioner.
In FIG. 8, reference numeral 51 is a power system, 52 is a rectifier, 53 is a load driving inverter, 54 is a load, 55 is a solar cell, and 56 is a DC / DC converter. Of these, a rectifier 52, an inverter 53, and a load 54 are provided. The combination of the two forms a home-use inverter type air conditioner.
【０００３】この太陽光発電設備は、太陽電池５５の発
生電力ＰPV（直流／直流コンバータ５６自体の損失はな
いものと仮定し、便宜上直流／直流コンバータ５６の出
力側に記載している）を直流／直流コンバータ５６およ
びインバータ５３を介して負荷（空気調和機の場合は、
モータ）５４へ供給する。負荷５４へは、電力系統５１
からも整流器５２およびインバータ５３を介して電力Ｐ
ACが供給される。In this solar power generation facility, the power P PV generated by the solar cell 55 (assuming that there is no loss in the DC / DC converter 56 itself, is shown on the output side of the DC / DC converter 56 for convenience). Load via the DC / DC converter 56 and the inverter 53 (in the case of an air conditioner,
Motor) 54. The power system 51 is connected to the load 54.
From the rectifier 52 and the inverter 53
AC is supplied.
【０００４】図８の設備では、負荷５４の消費電力Ｐ
LOAD（インバータ５３自体の損失はないと仮定してい
る）が太陽電池５５の発生可能最大電力より大きい場合
においては、太陽電池５５の発生電力ＰPVが負荷５４へ
供給されるが、不足電力（ＰLOAD−ＰPV）が電力系統５
１から整流器５２を介して電力ＰAC（便宜上、整流器５
２の出力側に記載している）としてインバータ５３へ供
給される。In the equipment of FIG. 8, the power consumption P of the load 54 is
When LOAD (assuming that there is no loss in the inverter 53 itself) is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, the power P PV generated by the solar cell 55 is supplied to the load 54, but the power shortage ( P LOAD −P PV ) is power system 5
1 through rectifier 52 to power P AC (for convenience, rectifier 5
2 described on the output side) to the inverter 53.
【０００５】直流／直流コンバータ５６は、太陽電池５
５から負荷５４へ電力を供給する際に、太陽電池５５の
発生電力ＰPVが最大となるように、直流／直流コンバー
タ５６の入力電圧、つまり太陽電池５５の端子電圧ＶPV
を、例えば山登り法のアルゴリズムを使用して制御す
る。また、負荷５４の消費電力ＰLOADが太陽電池５５の
発生可能最大電力より小さいときは、例えば直流／直流
コンバータ５６による制御動作を停止し、直流／直流コ
ンバータ５６の入力端と出力端との間を短絡して太陽電
池５５とインバータ５３とを直結する。The DC / DC converter 56 is used for the solar cell 5
5 when supplying power to the load 54, the input voltage of the DC / DC converter 56, that is, the terminal voltage V PV of the solar cell 55, so that the generated power P PV of the solar cell 55 becomes maximum.
Are controlled using, for example, a hill-climbing algorithm. When the power consumption P LOAD of the load 54 is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, for example, the control operation by the DC / DC converter 56 is stopped and the input / output terminal of the DC / DC converter 56 is stopped. And the solar cell 55 and the inverter 53 are directly connected.
【０００６】この結果、自動的にＰLOAD＝ＰPVとなる動
作点で太陽電池５５の端子電圧ＶPVが安定することにな
る。このときに、電力系統５１から整流器５２を通して
インバータ５３へ供給される電力ＰACは零である。以上
の動作の様子を図９に示す。図９において、横軸が太陽
電池５５の端子電圧ＶPVを示し、縦軸が電力ＰPVおよび
電流ＩPVを示している。また、曲線Ａ1 はあるセル温度
における太陽電池５５の端子電圧ＶPVと太陽電池５５の
発生電力Ｐ PVとの関係を示す特性曲線であり、曲線Ａ2
は曲線Ａ1 に対応する太陽電池５５の端子電圧ＶPVと太
陽電池５５の出力電流ＩPVとの関係を示す特性曲線であ
る。As a result, PLOAD= PPVMovement
Terminal voltage V of the solar cell 55 at the pointPVWill be stable
It At this time, from the power system 51 through the rectifier 52
Electric power P supplied to the inverter 53ACIs zero. that's all
FIG. 9 shows the state of the operation. In Fig. 9, the horizontal axis is the sun
Terminal voltage V of battery 55PVAnd the vertical axis is the power PPVand
Current IPVIs shown. Also, curve A1Is a certain cell temperature
Terminal voltage V of the solar cell 55 atPVAnd the solar cell 55
Generated power P PVIs a characteristic curve showing the relationship with2
Is curve A1Terminal voltage V of the solar cell 55 corresponding toPVAnd Tai
Output current I of positive battery 55PVIs a characteristic curve showing the relationship with
It
【０００７】また、破線Ａ3 は太陽電池５５の発生可能
最大電力より大きい負荷５４の消費電力ＰLOAD1 を示
し、破線Ａ4 は太陽電池５５の発生可能最大電力より小
さい負荷５４の消費電力ＰLOAD2 を示している。太陽電
池５５の発生可能最大電力より負荷５４の消費電力Ｐ
LOAD1 が大きい場合、セル温度の変化等によって、曲線
Ａ1 におけるピークを示す太陽電池５５の端子電圧ＶPV
が変化したとしても、直流／直流コンバータ５６の入力
電圧制御機能により太陽電池５５の端子電圧ＶPVが常に
曲線Ａ1 のピークに対応する端子電圧ＶPV(MAX) となる
ように制御される。The broken line A 3 shows the power consumption P LOAD1 of the load 54 which is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, and the broken line A 4 is the power consumption P LOAD2 of the load 54 which is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 55. Is shown. The power consumption P of the load 54 is greater than the maximum power that can be generated by the solar cell 55.
When LOAD1 is large, the terminal voltage V PV of the solar cell 55 showing a peak on the curve A 1 due to changes in cell temperature and the like.
Even if the voltage changes, the input voltage control function of the DC / DC converter 56 controls the terminal voltage V PV of the solar cell 55 to always be the terminal voltage V PV (MAX) corresponding to the peak of the curve A 1 .
【０００８】電力ＰPV1 はこのときの太陽電池５５の分
担電力で、電力ＰAC1 は電力系統５１の分担電力であ
る。つまり、動作点Ｘ1 上で太陽光発電設備が動作す
る。また、太陽電池５５の発生可能最大電力より負荷５
４の消費電力ＰLOAD2 が小さい場合、例えば直流／直流
コンバータ５６の制御動作を停止し、その入出力端間を
短絡することにより、ＰLOAD2 ＝ＰPV2 となる点で安定
する。つまり、動作点Ｘ2 上で太陽光発電設備が動作す
る。The power P PV1 is the shared power of the solar cell 55 at this time, and the power P AC1 is the shared power of the power system 51. That is, the photovoltaic power generation facility operates on the operating point X 1 . In addition, the load 5 is greater than the maximum power that can be generated by the solar cell 55.
When the power consumption P LOAD2 of No. 4 is small, for example, the control operation of the DC / DC converter 56 is stopped and its input and output terminals are short-circuited to stabilize P LOAD2 = P PV2 . That is, the photovoltaic power generation facility operates on the operating point X 2 .
【０００９】直流／直流コンバータ５６の制御動作の切
替は、例えば負荷５４の消費電力Ｐ LOAD2 が太陽電池５
５の発生電力より大きいかどうかの判定結果に基づいて
行う。Turning off the control operation of the DC / DC converter 56
The replacement is, for example, the power consumption P of the load 54. LOAD2Solar cell 5
Based on the judgment result of whether it is larger than the generated power of 5
To do.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】このような太陽光発電
設備は、直流／直流コンバータ５６が制御する電力は最
大で、太陽電池５５の発生可能な最大電力となり、イン
バータ５３と外形，損失が同程度になる可能性があり、
設備全体として効率低下、コスト高、外形寸法が大にな
るなどの問題があった。In such a photovoltaic power generation facility, the power controlled by the DC / DC converter 56 is the maximum, and the maximum power that can be generated by the solar cell 55 is the same as that of the inverter 53 in terms of outer shape and loss. Can be about
As a whole, there were problems such as reduced efficiency, high cost, and large external dimensions.
【００１１】したがって、この発明の目的は、太陽電池
の発生電力を最大に制御するためのコンバータの容量を
小さくし、効率向上、低コスト化、小型化を図ることが
できる太陽光発電設備を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation facility in which the capacity of a converter for maximally controlling the power generated by a solar cell can be reduced, and efficiency can be improved, cost can be reduced, and size can be reduced. It is to be.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明の太陽光発電設
備は、太陽電池と交流／直流コンバータとの直列回路
を、電力系統から整流器を介して得られる脈動電圧を平
滑するコンデンサに並列接続し、コンデンサの両端から
負荷駆動用のインバータに直流電力を供給している。In the photovoltaic power generation equipment of the present invention, a series circuit of a solar cell and an AC / DC converter is connected in parallel with a capacitor for smoothing a pulsating voltage obtained from a power system through a rectifier. , DC power is supplied from both ends of the capacitor to the inverter for driving the load.
【００１３】この際、交流／直流コンバータの供給電力
と前記整流器の供給電力の和が最小となるように交流／
直流コンバータの出力電圧を増減制御している。At this time, the AC / DC converter is designed to minimize the sum of the power supplied to the AC / DC converter and the power supplied to the rectifier.
The output voltage of the DC converter is controlled to increase or decrease.
【００１４】[0014]
【作用】この発明の構成によれば、太陽電池と直列に交
流／直流コンバータを接続してコンデンサに並列接続し
たことにより、コンデンサの端子電圧を太陽電池と交流
／直流コンバータとで分割することになる。コンデンサ
の端子電圧は電力系統の電圧により決まっており、交流
／直流コンバータの出力電圧を変化させることで太陽電
池の端子電圧を変化させることができる。According to the structure of the present invention, the terminal voltage of the capacitor is divided between the solar cell and the AC / DC converter by connecting the AC / DC converter in series with the solar cell and connecting the capacitor in parallel. Become. The terminal voltage of the capacitor is determined by the voltage of the power system, and the terminal voltage of the solar cell can be changed by changing the output voltage of the AC / DC converter.
【００１５】したがって、太陽電池のセル温度が変化し
て最大電力を発生する端子電圧の値が変化したときに、
交流／直流コンバータの供給電力と前記整流器の供給電
力の和が最小となるように交流／直流コンバータの出力
電圧を増減制御する。この結果、負荷の消費電力が太陽
電池の発生可能最大電力より大きいときには、太陽電池
の発生電力を最大とすることができる。この状態で太陽
電池の発生電力と交流／直流コンバータの発生電力とが
インバータを通して負荷に供給され、不足電力は電力系
統から供給される。Therefore, when the cell temperature of the solar cell changes and the value of the terminal voltage for generating maximum power changes,
The output voltage of the AC / DC converter is increased / decreased so that the sum of the power supplied to the AC / DC converter and the power supplied to the rectifier is minimized. As a result, when the power consumption of the load is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell, the power generated by the solar cell can be maximized. In this state, the power generated by the solar cell and the power generated by the AC / DC converter are supplied to the load through the inverter, and the power shortage is supplied from the power system.
【００１６】また、負荷の消費電力が太陽電池の発生可
能最大電力より小さいときには、太陽電池の発生電力が
負荷の消費電力と合うように動作点が調整される。この
際、交流／直流コンバータの発生電圧は、使用時に予想
されるセル温度の変化範囲内において、セル温度の変化
に伴って最大電力を発生する太陽電池の端子電圧の値の
変化に追従可能な電圧を出力できればよく、その最大値
は太陽電池の端子電圧に比べて小さいので、交流／直流
コンバータの分担電力も太陽電池に比べて小さくてよ
い。When the power consumption of the load is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell, the operating point is adjusted so that the power generated by the solar cell matches the power consumption of the load. At this time, the voltage generated by the AC / DC converter can follow the change in the value of the terminal voltage of the solar cell that generates the maximum power with the change in the cell temperature within the change range of the cell temperature expected during use. It suffices if the voltage can be output, and its maximum value is smaller than the terminal voltage of the solar cell, so the shared power of the AC / DC converter may be smaller than that of the solar cell.
【００１７】したがって、太陽電池の発生電力を最大に
制御するための交流／直流コンバータの容量を小さく
し、効率向上、低コスト化、小型化を図ることができ
る。Therefore, the capacity of the AC / DC converter for controlling the generated electric power of the solar cell to the maximum can be reduced, and the efficiency can be improved, the cost can be reduced, and the size can be reduced.
【００１８】[0018]
【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図７に基づ
いて説明する。この太陽光発電設備は、図１に示すよう
に、太陽電池１と電力系統８より絶縁トランス１５を介
して電力供給を受ける出力可変型の交流／直流コンバー
タ２との直列回路を電力系統８から絶縁トランス１６お
よび整流器３を介して得られる脈動電圧を平滑する電解
コンデンサ等の大容量のコンデンサ（電圧変動を極力少
なくする）４に並列接続し、コンデンサ４の両端からイ
ンバータ５を介して負荷（空気調和機ではモータ）６へ
電力を供給している。この負荷６とインバータ５とコン
デンサ４と整流器３とが、例えば家庭用のインバータ式
の空気調和機を構成することになるが、適用設備として
は上記空気調和機に限らない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this solar power generation facility includes a series circuit including a solar cell 1 and a variable output AC / DC converter 2 which receives power from an electric power system 8 through an insulating transformer 15 from the electric power system 8. It is connected in parallel to a large-capacity capacitor (which minimizes voltage fluctuation) 4 such as an electrolytic capacitor that smoothes the pulsating voltage obtained through the insulating transformer 16 and the rectifier 3, and a load (via an inverter 5 from both ends of the capacitor 4). Electric power is supplied to the motor 6 in the air conditioner. The load 6, the inverter 5, the capacitor 4, and the rectifier 3 constitute, for example, a home-use inverter type air conditioner, but the applicable equipment is not limited to the air conditioner.
【００１９】太陽電池１は、端子電圧がＶPVであり、発
生電力がＰPVである。交流／直流コンバータ２は、例え
ば図２に示すように、ブリッジ接続した４個のスイッチ
ング素子Ｇ1 〜Ｇ4 とそれらに各々逆並列接続したダイ
オードＱ1 〜Ｑ4 からなる回路構成であり、電力系統８
から交流電力が供給されて、直流電力ＰADを出力し、そ
のときの端子電圧はＶADである。The solar cell 1 has a terminal voltage of V PV and a generated power of P PV . AC / DC converter 2, for example, as shown in FIG. 2 is a circuit configuration composed of diode Q 1 to Q 4 in which the four switching elements G 1 ~G 4 which bridge-connected to each antiparallel connected thereto, power Line 8
AC power is supplied from the output terminal to output DC power P AD, and the terminal voltage at that time is V AD .
【００２０】太陽電池１および交流／直流コンバータ２
の直列回路には、逆流阻止ダイオード１４を通して電流
ＩPVが流れる。この場合、太陽電池１と直列に交流／直
流コンバータ２を接続してコンデンサ４に並列接続した
ことにより、コンデンサ４の端子電圧ＶDCを太陽電池１
と交流／直流コンバータ２とで分割することになる。コ
ンデンサ４の端子電圧ＶDCは電力系統８の電圧により決
まっており、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを
変化させることで太陽電池の端子電圧ＶPVを変化させる
ことができる。Solar cell 1 and AC / DC converter 2
A current I PV flows through the reverse current blocking diode 14 in the series circuit of. In this case, the AC / DC converter 2 is connected in series with the solar cell 1 and is connected in parallel with the capacitor 4, so that the terminal voltage V DC of the capacitor 4 can be changed.
And the AC / DC converter 2 will be divided. The terminal voltage V DC of the capacitor 4 is determined by the voltage of the power system 8, and the terminal voltage V PV of the solar cell can be changed by changing the output voltage V AD of the AC / DC converter 2.
【００２１】したがって、太陽電池１のセル温度が変化
して最大電力を発生する端子電圧Ｖ PVの値が変化したと
きに、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを前記し
た山登り法等を用いて交流／直流コンバータ２の供給電
力ＰADと整流器３からの供給電力ＰD との和が最小とな
るように増減制御することにより、負荷６の消費電力Ｐ
LOADが太陽電池１の発生可能最大電力より大きいときに
は、太陽電池１の発生電力ＰPVを最大にすることができ
る。つまり、太陽電池１の端子電圧ＶPVを発生電力ＰPV
が最大となる電圧値にすることができる。Therefore, the cell temperature of the solar cell 1 changes.
Terminal voltage V for generating maximum power PVWhen the value of changes
The output voltage V of the AC / DC converter 2ADThe above
Power supply of AC / DC converter 2 using the mountain climbing method
Power PADAnd the power P supplied from the rectifier 3DAnd the minimum sum of
Power consumption P of the load 6
LOADIs greater than the maximum power that can be generated by solar cell 1,
Is the generated power P of the solar cell 1.PVCan be maximized
It That is, the terminal voltage V of the solar cell 1PVGenerated power PPV
Can be set to a maximum voltage value.
【００２２】このとき、交流／直流コンバータ２は、太
陽電池１のセル温度が高くなって最大電力を発生する端
子電圧ＶPVの値が低くなるにつれて出力電圧ＶADを上昇
させることになる。なお、交流／直流コンバータ２は、
電力系統８への逆潮流を防止するために、負極性の電圧
は発生しないように構成されている。また、負荷６の消
費電力ＰLOADが太陽電池１の発生可能最大電力より小さ
いときには、太陽電池１の発生電力ＰPVが負荷６の消費
電力ＰLOADと合うように動作点が調整される。At this time, the AC / DC converter 2 increases the output voltage V AD as the cell temperature of the solar cell 1 rises and the value of the terminal voltage V PV for generating the maximum power decreases. The AC / DC converter 2 is
In order to prevent reverse power flow to the electric power system 8, a negative voltage is not generated. When the power consumption P LOAD of the load 6 is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 1, the operating point is adjusted so that the power P PV generated by the solar cell 1 matches the power consumption P LOAD of the load 6.
【００２３】整流器３からコンデンサ４へは電力ＰD ，
電流ＩD が供給されるが、この電力ＰD の供給を遮断す
るスイッチ（図示せず）が整流器３に内蔵されている。
スイッチがオンのとき、コンデンサ４の端子電圧はＶDC
となる。また、この太陽光発電設備には、整流器３から
コンデンサ４へ供給される電流ＩD を検出する電流セン
サ９と、太陽電池１の端子電圧ＶPVおよび交流／直流コ
ンバータ２の出力電圧ＶADを検出する電圧センサ１０
と、太陽電池１および交流／直流コンバータ２の直列回
路を流れる電流ＩPVを検出する電流センサ１１と、負荷
電圧ＶLOADを検出する電圧センサ１２と、負荷電流Ｉ
LOADを検出する電流センサ１３と、コンデンサ４の端子
電圧ＶDCを検出する電圧センサ１７とが設けられてい
る。Power P D from the rectifier 3 to the capacitor 4,
The current I D is supplied, but a switch (not shown) for cutting off the supply of the power P D is built in the rectifier 3.
When the switch is on, the terminal voltage of the capacitor 4 is V DC
Becomes In addition, a current sensor 9 for detecting a current ID supplied from the rectifier 3 to the capacitor 4, a terminal voltage V PV of the solar cell 1 and an output voltage V AD of the AC / DC converter 2 are provided in this solar power generation facility. Voltage sensor 10 for detecting
A current sensor 11 for detecting a current I PV flowing through a series circuit of the solar cell 1 and the AC / DC converter 2, a voltage sensor 12 for detecting a load voltage V LOAD , and a load current I PV.
A current sensor 13 that detects LOAD and a voltage sensor 17 that detects the terminal voltage V DC of the capacitor 4 are provided.
【００２４】さらに、交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADとコンデンサ４の電圧ＶDCと電流ＩPVと電流ＩD
とに基づいてＶAD指令値を交流／直流コンバータ２に与
えることにより交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶAD
を制御するとともに、整流器３に内蔵のスイッチのオン
オフを制御する制御部７が設けられている。なお、交流
／直流コンバータ２は、制御部７から与えられるＶAD指
令値に基づき、出力電圧ＶADがＶAD指令値に対応した値
となるように出力電圧ＶADを追従制御することになる。Further, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2, the voltage V DC of the capacitor 4, the current I PV and the current I D.
Output voltage V AD AC / DC converter 2 by providing a V AD command value AC / into DC converter 2 based on the bets
And a control unit 7 for controlling ON / OFF of a switch built in the rectifier 3. Note that the AC / DC converter 2, based on the V AD command value given from the control unit 7, the output voltage V AD is to follow control the output voltage V AD to a value corresponding to V AD command value .
【００２５】この制御部７は、交流／直流コンバータ２
の供給電力ＰADおよび整流器３の供給電力ＰD の和が最
小となるように、交流／直流コンバータ２の出力電圧Ｖ
ADを例えば山登り法によるアルゴリズムを使用して増減
制御するとともに、交流／直流コンバータ２の出力電圧
ＶADを零にしたときに、整流器３に内蔵したスイッチを
オフにして整流器３からコンデンサ４の給電を停止し、
コンデンサ４の端子電圧ＶDCを上昇可能としている。The control unit 7 is composed of an AC / DC converter 2
Supply power P AD and such that the sum of the supply power P D of the rectifier 3 becomes the minimum, the output voltage V of the AC / DC converter 2
AD is controlled to increase / decrease using, for example, an algorithm based on the hill climbing method, and when the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is set to zero, the switch built in the rectifier 3 is turned off to feed power from the rectifier 3 to the capacitor 4. Stop,
The terminal voltage V DC of the capacitor 4 can be increased.
【００２６】この制御により、負荷６の消費電力ＰLOAD
が太陽電池１の発生可能最大電力より大きい場合には、
太陽電池１の発生電力ＰPVが最大となるように調整され
る。また、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池１の発生
可能最大電力より小さい場合には、太陽電池１の発生電
力ＰPVが負荷６の消費電力ＰLOADに合うように動作点が
調整される。この動作点の調整の状態としては、つぎの
２つの状態がある。By this control, the power consumption P LOAD of the load 6
Is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 1,
The generated power P PV of the solar cell 1 is adjusted to be maximum. When the power consumption P LOAD of the load 6 is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 1, the operating point is adjusted so that the power P PV generated by the solar cell 1 matches the power consumption P LOAD of the load 6. . There are the following two states of the adjustment of the operating point.
【００２７】第１の状態は、交流／直流コンバータ２の
出力電圧ＶADが零より大きい状態である。この状態で
は、交流／直流コンバータ２の供給電力ＰADと整流器３
の供給電力と太陽電池１の発生電力との和が負荷６の消
費電力ＰLOADと等しくなる動作点で安定する。第２の状
態は、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADが零とな
り、整流器３に内蔵のスイッチがオフとなっている状態
である。この状態では、電力系統８がコンデンサ４から
切り離され、太陽電池１がコンデンサ４に直結されたの
と等価な状態となり、負荷６の消費電力ＰLOADの変化に
従ってコンデンサ４の端子電圧ＶDC（＝太陽電池１の電
圧ＶPV）が変化することになり、結局コンデンサ４の端
子電圧ＶDCつまり太陽電池１の電圧ＶPVは、太陽電池１
の発生電力ＰPVと負荷６の消費電力ＰLOADとが等しくな
る動作点で安定することになる。In the first state, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is larger than zero. In this state, the supply power P AD of the AC / DC converter 2 and the rectifier 3
Is stable at the operating point where the sum of the power supplied to the load 6 and the power generated by the solar cell 1 is equal to the power consumption P LOAD of the load 6. The second state is a state in which the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 becomes zero and the switch built in the rectifier 3 is turned off. In this state, the electric power system 8 is disconnected from the capacitor 4 and the solar cell 1 is directly connected to the capacitor 4, which is equivalent to a state in which the power consumption P LOAD of the load 6 changes and the terminal voltage V DC (= will be the voltage V PV solar cell 1) is varied, eventually the voltage V PV of the terminal voltage V DC, that the solar cell 1 of the capacitor 4, the solar cell 1
Will be stable at the operating point where the generated power P PV of the load P and the power consumption P LOAD of the load 6 become equal.
【００２８】なお、第１の状態と第２の状態とは、負荷
６の消費電力ＰLOADの変化によって切り替わる。この
際、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADは、予想さ
れるセル温度の変化範囲内において、太陽電池１のセル
温度の変化に伴って最大電力を発生する端子電圧ＶPVの
値の変化に追従可能な電圧を出力できればよく、その最
大値は太陽電池１の端子電圧ＶPVに比べて小さいので、
交流／直流コンバータ２の分担電力ＰADも太陽電池１に
比べて小さくてよい。The first state and the second state are switched by the change in the power consumption P LOAD of the load 6. At this time, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 changes the value of the terminal voltage V PV that generates the maximum power with the change of the cell temperature of the solar cell 1 within the expected change range of the cell temperature. It is only necessary to output a voltage that can track the following, and its maximum value is smaller than the terminal voltage V PV of the solar cell 1,
The shared power P AD of AC / DC converter 2 may be smaller than that of solar cell 1.
【００２９】したがって、太陽電池１の発生電力ＰPVを
最大に制御するための交流／直流コンバータ２の容量を
小さくし、効率向上、低コスト化、小型化を図ることが
できる。例えば、整流器３の出力電圧ＶDCを太陽電池１
の使用最低温度における最大電力発生点の電圧ＶPVL 近
傍に設定しておくことで、交流／直流コンバータ２によ
る最大電力発生制御での、交流／直流コンバータ２の出
力電圧ＶADの最大値は、太陽電池１の使用最高温度にお
ける最大電力発生点の電圧をＶPVH とすると、つぎのよ
うな関係となる。Therefore, the capacity of the AC / DC converter 2 for controlling the generated power P PV of the solar cell 1 to the maximum can be reduced, and the efficiency can be improved, the cost can be reduced, and the size can be reduced. For example, the output voltage V DC of the rectifier 3 is set to the solar cell 1
The maximum value of the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 in the maximum power generation control by the AC / DC converter 2 is set by setting the voltage near the voltage V PVL of the maximum power generation point at the lowest use temperature of When the voltage at the maximum power generation point at the maximum operating temperature of the solar cell 1 is V PVH , the following relationship is established.
【００３０】ＶAD＝ＶPVH −ＶPVL 上式における電圧ＶADは、一般に電圧ＶPVH の１０〜１
５％程度である。さらに、交流／直流コンバータ２の出
力電流は太陽電池１の発生電流と同じになるため、最大
電力発生制御を行うための交流／直流コンバータ２の容
量は太陽電池容量（最大）の１０〜１５％でよい。V AD = V PVH -V PVL The voltage V AD in the above formula is generally 10 to 1 of the voltage V PVH .
It is about 5%. Furthermore, since the output current of the AC / DC converter 2 is the same as the generated current of the solar cell 1, the capacity of the AC / DC converter 2 for performing maximum power generation control is 10 to 15% of the solar cell capacity (maximum). Good.
【００３１】したがって、交流／直流コンバータ２は、
従来例の直流／直流コンバータ５６に比べて小形で、低
損失である。また、この太陽光発電設備では、交流／直
流コンバータ２の供給電力ＰADと整流器３の供給電力Ｐ
DCの和が最小となるように制御するという制御手順と交
流／直流コンバータ２の供給電力ＰADを零にとしたとき
には整流器３をコンデンサ４から切り離すという構成を
採用することで、モード切替なしに負荷６の消費電力Ｐ
LOADが太陽電池１の発生可能最大電力ＰPV（MAX)より大
きい場合および小さい場合の両方に対応することがで
き、制御アルゴリズムの簡略化を図ることができるとと
もに、太陽光発電設備のシステムの汎用性を得ることが
できる。Therefore, the AC / DC converter 2 is
Compared to the DC / DC converter 56 of the conventional example, the size is small and the loss is low. Further, in this solar power generation facility, the power supply P AD of the AC / DC converter 2 and the power supply P of the rectifier 3
By adopting the control procedure of controlling so that the sum of DC is minimized and the configuration in which the rectifier 3 is disconnected from the capacitor 4 when the supply power P AD of the AC / DC converter 2 is set to zero, there is no mode switching. Power consumption P of load 6
It is possible to cope with both cases where LOAD is greater than the maximum power P PV (MAX) that can be generated by the solar cell 1, and where it is smaller, and it is possible to simplify the control algorithm and to use it in a general-purpose solar power generation system. You can get sex.
【００３２】さらに、従来例の直流／直流コンバータ５
６の出力容量は、１０〜１５ｋＶＡ程度が製作限界であ
るため、太陽光発電設備も１０〜１５ｋＷ程度までの容
量のものにしか適用できなかったが、交流／直流コンバ
ータ２では、サイリスタの位相制御を用いると、出力容
量を直流／直流コンバータ５６に比べて大きいものが得
られ、それが太陽電池の容量の１０〜１５％程度に相当
すればよいので、太陽光発電設備としては、ビルの発電
設備等、大容量のシステムにも適用が可能である。Further, the conventional DC / DC converter 5 is used.
The output capacity of No. 6 is limited to about 10 to 15 kVA, so the solar power generation equipment can be applied only to the capacity up to about 10 to 15 kW. However, in the AC / DC converter 2, the phase control of the thyristor is performed. When using, a large output capacity can be obtained as compared with the DC / DC converter 56, and it suffices that the output capacity corresponds to about 10% to 15% of the capacity of the solar cell. It can also be applied to large capacity systems such as equipment.
【００３３】なお、絶縁トランス１５の巻数比（１次：
２次）は、電力系統８を接続した状態におけるコンデン
サ４の端子電圧ＶDCが以下のようになるように決定す
る。つまり、太陽電池１は、セル温度が低くなるにつれ
て最大電力を発生する端子電圧ＶPVの値が高くなる特性
を有するので、電力系統８を接続した状態で太陽電池１
の使用時に予想される最低のセル温度において最大電力
を発生する端子電圧ＶPVの値の近辺に設定（充電）され
るように決定する。The winding ratio of the insulating transformer 15 (primary:
Secondary) is determined so that the terminal voltage V DC of the capacitor 4 in the state where the power system 8 is connected is as follows. That is, since the solar cell 1 has a characteristic that the value of the terminal voltage V PV that generates the maximum power increases as the cell temperature decreases, the solar cell 1 with the power system 8 connected.
Is set (charged) near the value of the terminal voltage V PV that produces the maximum power at the lowest cell temperature expected during use.
【００３４】ここで、図１における制御動作について、
図３ないし図６を参照しながら説明する。図３は、太陽
電池１の端子電圧ＶPVと太陽電池１の発生電力ＰPVの特
性を示すもので、曲線Ｂ1 は太陽電池１の端子電圧ＶPV
と太陽電池１の発生電力ＰPVの特性曲線であり、直線Ｂ
2 は負荷６の消費電力ＰLOADを示している。Here, regarding the control operation in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. 3 shows the characteristics of the terminal voltage V PV of the solar cell 1 and the generated power P PV of the solar cell 1, and the curve B 1 is the terminal voltage V PV of the solar cell 1.
Is a characteristic curve of the generated power P PV of the solar cell 1 and a straight line B
2 indicates the power consumption P LOAD of the load 6.
【００３５】この図３は、負荷６の消費電力ＰLOADが太
陽電池１の発生可能最大電力ＰPV（MAX)より大きい状態
を示している。使用時に予想される最も低いセル温度に
おいて、発生電力ＰPVが最大となるときの太陽電池１の
端子電圧ＶPVに略一致するように、電力系統８の接続時
のコンデンサ４の端子電圧ＶDCを設定し、セル温度が高
い状態において、制御部７によって、交流／直流コンバ
ータ２の供給電力ＰADと整流器３の供給電力ＰDCの和が
最小とするように制御している。この状態では、結果的
に太陽電池１の端子電圧ＶPVが曲線Ｂ1 におけるピーク
である発生可能最大電力ＰPV（MAX)に対応する電圧値と
なるように、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADが
制御される（動作点Ｐ1 ）。FIG. 3 shows a state in which the power consumption P LOAD of the load 6 is larger than the maximum power P PV (MAX) that can be generated by the solar cell 1. At the lowest cell temperature expected at the time of use, the terminal voltage V DC of the capacitor 4 when the power system 8 is connected is approximately equal to the terminal voltage V PV of the solar cell 1 when the generated power P PV becomes maximum. Is set and the control unit 7 controls the sum of the supply power P AD of the AC / DC converter 2 and the supply power P DC of the rectifier 3 to be the minimum when the cell temperature is high. In this state, as a result, the output voltage of the AC / DC converter 2 is adjusted so that the terminal voltage V PV of the solar cell 1 has a voltage value corresponding to the maximum power P PV (MAX) that can be generated, which is the peak of the curve B 1 . V AD is controlled (operating point P 1 ).
【００３６】このとき、太陽電池１の端子電圧Ｖ
PV1 は、 ＶPV＝ＶDC−ＶAD で表され、また負荷６の消費電力ＰLOADは、 ＰLOAD＝ＰPV（MAX)＋ＰAD＋ＰDC で表される。At this time, the terminal voltage V of the solar cell 1
PV1 is represented by V PV = V DC −V AD , and the power consumption P LOAD of the load 6 is represented by P LOAD = P PV (MAX) + P AD + P DC .
【００３７】セル温度が変化して曲線Ｂ1 のピークが変
化すれば、それに応じて自動的に交流／直流コンバータ
２の出力電圧ＶADも変化することになる。図４は、図３
と同様に、太陽電池１の端子電圧ＶPVと太陽電池１の発
生電力Ｐ PVの特性を示すもので、曲線Ｃ1 は太陽電池１
の端子電圧ＶPVと太陽電池１の発生電力ＰPVの特性曲線
であり、直線Ｃ2 は負荷６の消費電力ＰLOADを示してい
る。The curve B changes as the cell temperature changes.1The peak of
AC / DC converter will automatically change accordingly
2 output voltage VADWill also change. FIG. 4 shows FIG.
Similarly to, the terminal voltage V of the solar cell 1PVAnd solar cell 1
Raw power P PVCurve C1Solar cell 1
Terminal voltage VPVAnd the generated power P of the solar cell 1PVCharacteristic curve of
And the straight line C2Is the power consumption P of the load 6LOADShows
It
【００３８】この図４は、負荷６の消費電力ＰLOADが太
陽電池１の発生可能最大電力ＰPV（MAX)より小さい状態
でかつ、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADが零で
ない状態を示している。このときは、制御部７によっ
て、交流／直流コンバータ２の供給電力ＰADと整流器３
の供給電力ＰDCの和が最小とするように制御される。こ
の状態では、結果的に太陽電池１の端子電圧ＶPVが曲線
Ｃ1 におけるピークである発生可能最大電力ＰPV（MAX)
に対応する電圧値とはならずに、負荷６の消費電力Ｐ
LOADが ＰLOAD＝ＰPV＋ＰAD＋ＰDC となる動作点Ｐ2 に交流／直流コンバータ２の出力電圧
ＶADが制御される。In FIG. 4, the power consumption P LOAD of the load 6 is smaller than the maximum power P PV (MAX) that can be generated by the solar cell 1 and the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is not zero. Shows. At this time, the control unit 7 controls the power supply P AD of the AC / DC converter 2 and the rectifier 3
Is controlled so as to minimize the sum of the supplied power P DC . In this state, as a result, the terminal voltage V PV of the solar cell 1 is the peak on the curve C 1 and the maximum power P PV (MAX) that can be generated.
Is not the voltage value corresponding to
The output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is controlled at the operating point P 2 where LOAD becomes P LOAD = P PV + P AD + P DC .
【００３９】このとき、太陽電池１の端子電圧Ｖ
PV1 は、上記と同様に ＶPV＝ＶDC−ＶAD で表されることになる。図５は図４における動作点Ｐ2
付近を拡大した特性図である。図６は、図３と同様に、
太陽電池１の端子電圧ＶPVと太陽電池１の発生電力Ｐ PV
の特性を示すもので、曲線Ｄ1 は太陽電池１の端子電圧
ＶPVと太陽電池１の発生電力ＰPVの特性曲線であり、直
線Ｄ2 は負荷６の消費電力ＰLOADを示している。At this time, the terminal voltage V of the solar cell 1
PV1Is the same as abovePV= VDC-VAD Will be represented by FIG. 5 shows the operating point P in FIG.2
It is the characteristic view which expanded the vicinity. FIG. 6 is similar to FIG.
Terminal voltage V of solar cell 1PVAnd the generated power P of the solar cell 1 PV
Curve D1Is the terminal voltage of solar cell 1
VPVAnd the generated power P of the solar cell 1PVIs the characteristic curve of
Line D2Is the power consumption P of the load 6LOADIs shown.
【００４０】この図６は、負荷６の消費電力ＰLOADが太
陽電池１の発生可能最大電力ＰPV（MAX)より小さい状態
でかつ、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADが零で
ある状態を示している。この状態は、制御部７による交
流／直流コンバータ２の供給電力ＰADと整流器３の供給
電力ＰDCの和を最小とする制御が限界に達した状態、交
流／直流コンバータ２の供給電力ＰADを零にしても安定
動作状態とならない状態である。このときには整流器３
に内蔵のスイッチをオフにすることで、整流器３の供給
電力ＰDCも零にし、コンデンサ４へは太陽電池１から給
電するのみとする。この結果、太陽電池１の自己制御機
能によって、太陽電池１の端子電圧ＶPVが曲線Ｄ1 にお
けるピークである発生可能最大電力ＰPV（MAX)に対応す
る電圧値とはならずに、負荷６の消費電力ＰLOADが ＰLOAD＝ＰPV となる動作点Ｐ3 に太陽電池１の発生電力ＰPVおよび端
子電圧ＶPVが制御される。このとき、コンデンサ４の端
子電圧ＶDCは、整流器３を接続した状態よりも上昇し、
ＶDC′となる。つまり、太陽電池１の端子電圧ＶPVが ＶPV＝ＶDC′ となる。In FIG. 6, the power consumption P LOAD of the load 6 is smaller than the maximum power P PV (MAX) that can be generated by the solar cell 1 and the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is zero. Is shown. In this state, the control unit 7 has reached the limit of the control for minimizing the sum of the power supply P AD of the AC / DC converter 2 and the power supply P DC of the rectifier 3, that is, the power supply P AD of the AC / DC converter 2 . It is a state in which the stable operation state is not obtained even if 0 is set to zero. At this time, the rectifier 3
By turning off the built-in switch, the power supply P DC of the rectifier 3 is also made zero, and only the solar cell 1 supplies power to the capacitor 4. As a result, the terminal voltage V PV of the solar cell 1 does not become a voltage value corresponding to the maximum power P PV (MAX) that can be generated, which is the peak of the curve D 1 , by the self-control function of the solar cell 1, and the load 6 The generated power P PV of the solar cell 1 and the terminal voltage V PV are controlled at the operating point P 3 at which the power consumption P LOAD of P LOAD becomes P LOAD = P PV . At this time, the terminal voltage V DC of the capacitor 4 rises higher than that in the state in which the rectifier 3 is connected,
V DC ′. That is, the terminal voltage V PV of the solar cell 1 becomes V PV = V DC ′.
【００４１】図７は、太陽光発電設備の制御部７の制御
アルゴリズムを示すフローチャートである。以下、この
図７を参照しながら制御部７の制御アルゴリズムを説明
する。まず、サンプリングタイマを起動し（ステップＳ
１）、一定時間経過したときに太陽電池１の出力電流Ｉ
PVと交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADとコンデン
サ４の端子電圧ＶDCと整流器３の出力電流ＩD を入力す
る（ステップＳ２）。FIG. 7 is a flowchart showing a control algorithm of the control unit 7 of the photovoltaic power generation facility. The control algorithm of the controller 7 will be described below with reference to FIG. First, start the sampling timer (step S
1), the output current I of the solar cell 1 when a certain time has elapsed
PV , the output voltage V AD of the AC / DC converter 2, the terminal voltage V DC of the capacitor 4, and the output current ID of the rectifier 3 are input (step S2).
【００４２】つぎに、交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADが零より大きいかどうかを判定する（ステップＳ
３）。ステップＳ３の判定結果がＹＥＳのときは、交流
／直流コンバータ２の出力電圧ＶADと太陽電池１の出力
電流ＩPVとを乗算して交流／直流コンバータ２の供給電
力ＰADを算出するとともに、コンデンサ４の端子電圧Ｖ
DCと整流器３の出力電流ＩD とを乗算して整流器３の供
給電力ＰD を算出する（ステップＳ４）。Next, it is judged whether the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is larger than zero (step S).
3). If the decision result in the step S3 is YES, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 and the output current I PV of the solar cell 1 are multiplied to calculate the supply power P AD of the AC / DC converter 2, and Terminal voltage V of capacitor 4
DC is multiplied by the output current I D of the rectifier 3 to calculate the supply power P D of the rectifier 3 (step S4).
【００４３】つぎに、交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADが前回測定時の交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶAD-1より大きいかどうかを判定する（ステップＳ
５）。ステップＳ５の判定結果がＮＯのときは、今回測
定時の交流／直流コンバータ２の供給電力ＰADと整流器
３の供給電力ＰD との和（ＰAD＋ＰD ）が前回測定時の
交流／直流コンバータ２の供給電力ＰAD-1と整流器３の
供給電力ＰD-1 との和（ＰAD-1＋ＰD-1 ）より大きいか
どうかを判定する（ステップＳ６）。Next, it is determined whether the output voltage V AD-1 is greater than the AC / DC converter 2 output voltage V AD AC of the previous measurement / DC converter 2 (Step S
5). If the decision result in the step S5 is NO, the sum of the supply power P AD AC / DC converter 2 of this measurement time and the supplied power P D of the rectifier 3 (P AD + P D) AC / DC at the time of previous measurement converter sum of the supply power P D-1 of the supply of 2 power P AD-1 and the rectifier 3 (P AD-1 + P D-1) determines whether larger (step S6).
【００４４】ステップＳ５の判定結果がＹＥＳのときも
同様に、今回測定時の交流／直流コンバータ２の供給電
力ＰADと整流器３の供給電力ＰD との和（ＰAD＋ＰD ）
が前回測定時の交流／直流コンバータ２の供給電力Ｐ
AD-1と整流器３の供給電力ＰD- 1 との和（ＰAD-1＋Ｐ
D-1 ）より大きいかどうかを判定する（ステップＳ
７）。ステップＳ６の判定結果がＮＯのときは、交流／
直流コンバータ２の出力電圧ＶADを指令するＶAD指令値
を一定量増加させて（ステップＳ８）、ステップＳ１に
戻る。ステップＳ６の判定結果がＹＥＳのときは、ＶAD
指令値を一定量減少させて（ステップＳ９）、ステップ
Ｓ１に戻る。Similarly, when the result of the determination in step S5 is YES, the sum (P AD + P D ) of the power P AD supplied to the AC / DC converter 2 and the power P D supplied to the rectifier 3 at the time of this measurement
Is the power supply P of the AC / DC converter 2 at the last measurement
The sum of the supply power P D-1 of the AD-1 and the rectifier 3 (P AD-1 + P
D-1 ) to determine whether it is greater than (step S
7). If the determination result in step S6 is NO, the alternating current /
The V AD command value that commands the output voltage V AD of the DC converter 2 is increased by a certain amount (step S8), and the process returns to step S1. If the decision result in the step S6 is YES, V AD
The command value is decreased by a certain amount (step S9), and the process returns to step S1.
【００４５】ステップＳ７の判定結果がＮＯのときは、
ＶAD指令値を一定量減少させて（ステップＳ１０）、ス
テップＳ１に戻る。ステップＳ７の判定結果がＹＥＳの
ときは、ＶAD指令値を一定量増加させて（ステップＳ１
１）、ステップＳ１に戻る。前記のステップＳ３の判定
結果がＮＯのときは、ＶAD指令値を一定量増加させて
（ステップＳ１２）、ステップＳ１に戻る。If the decision result in the step S7 is NO,
The V AD command value is decreased by a certain amount (step S10), and the process returns to step S1. If the decision result in the step S7 is YES, the V AD command value is increased by a certain amount (step S1).
1) and returns to step S1. If the decision result in the step S3 is NO, the V AD command value is increased by a certain amount (step S12), and the process returns to the step S1.
【００４６】以上のような制御アルゴリズムで前記した
ような太陽電池１の発生電力の制御が行われる。図７に
は、図示はしていないが、交流／直流コンバータ２の出
力電圧ＶADが零となったときに、整流器３に内蔵のスイ
ッチをオフにし、交流／直流コンバータ２の出力電圧Ｖ
ADが零より大きくなったときに上記のスイッチをオンす
る制御も、制御部７で実行される。The power generation of the solar cell 1 as described above is controlled by the control algorithm as described above. Although not shown in FIG. 7, when the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 becomes zero, the switch built in the rectifier 3 is turned off to output the output voltage V AD of the AC / DC converter 2.
The control for turning on the above switch when AD becomes larger than zero is also executed by the control unit 7.
【００４７】[0047]
【発明の効果】この発明の太陽光発電設備によれば、太
陽電池と直列に交流／直流コンバータを接続してコンデ
ンサに並列接続し、交流／直流コンバータの供給電力と
整流器の供給電力との和が最小とするように交流／直流
コンバータの出力電圧を増減制御する構成であるので、
負荷の消費電力が太陽電池の発生可能最大電力より大き
い場合において、太陽電池のセル温度が変化して最大電
力を発生する端子電圧の値が変化したときに、それに合
わせて太陽電池の端子電圧を発生電力が最大となる電圧
値にして太陽電池の発生電力を最大にすることができ
る。また、負荷の消費電力が太陽電池の発生可能最大電
力より大きい場合には、上記のような交流／直流コンバ
ータの供給電力と整流器の供給電力との和が最小とする
制御を同じように行うことにより、負荷の消費電力が太
陽電池の発生電力と交流／直流コンバータの供給電力と
整流器の供給電力との和に等しくなるように制御され
る。According to the photovoltaic power generation equipment of the present invention, the AC / DC converter is connected in series with the solar cell and the capacitor is connected in parallel, and the sum of the power supplied to the AC / DC converter and the power supplied to the rectifier is added. Since the output voltage of the AC / DC converter is controlled to increase / decrease so that
When the power consumption of the load is greater than the maximum power that can be generated by the solar cell, when the cell temperature of the solar cell changes and the value of the terminal voltage that generates the maximum power changes, the terminal voltage of the solar cell is adjusted accordingly. The generated power of the solar cell can be maximized by setting the voltage value that maximizes the generated power. In addition, when the power consumption of the load is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell, the same control as described above that minimizes the sum of the power supplied to the AC / DC converter and the power supplied to the rectifier should be performed. Thus, the power consumption of the load is controlled to be equal to the sum of the power generated by the solar cell, the power supplied to the AC / DC converter, and the power supplied to the rectifier.
【００４８】交流／直流コンバータの発生電圧は、予想
されるセル温度の変化範囲内において、セル温度の変化
に伴って最大電力を発生する太陽電池の端子電圧の値の
変化に追従可能な電圧を出力できればよく、その最大値
は太陽電池の端子電圧に比べて小さいので、交流／直流
コンバータの分担電力も太陽電池に比べて小さくてよ
い。The generated voltage of the AC / DC converter is a voltage that can follow the change in the value of the terminal voltage of the solar cell that generates the maximum power with the change in the cell temperature within the expected change range of the cell temperature. It suffices if it can be output, and its maximum value is smaller than the terminal voltage of the solar cell, so the shared power of the AC / DC converter may be smaller than that of the solar cell.
【００４９】したがって、太陽電池の発生電力を最大に
制御するための交流／直流コンバータの容量を小さく
し、効率向上、低コスト化、小型化を図ることができ
る。また、負荷の消費電力が太陽電池の発生可能最大電
力より大きい場合と小さい場合とで同じ制御手順で制御
を行うことができ、制御アルゴリズムの簡略化を図るこ
とができるとともに、汎用性を得ることができる。Therefore, the capacity of the AC / DC converter for controlling the generated power of the solar cell to the maximum can be reduced, and the efficiency can be improved, the cost can be reduced, and the size can be reduced. Also, control can be performed by the same control procedure when the power consumption of the load is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell, and the control algorithm can be simplified and versatility can be obtained. You can
【図１】この発明の一実施例の太陽光発電設備の構成を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.
【図２】交流／直流コンバータの構成を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an AC / DC converter.
【図３】実施例の太陽光発電設備の動作を示す太陽電池
の端子電圧と発生電力および出力電流の特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram of the terminal voltage, generated power, and output current of the solar cell, which shows the operation of the photovoltaic power generation facility of the embodiment.
【図４】同じく太陽光発電設備の動作を示す太陽電池の
端子電圧と発生電力および出力電流の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of the terminal voltage, generated power, and output current of the solar cell, which also shows the operation of the solar power generation facility.
【図５】図４の特性図における動作点付近を拡大した特
性図である。5 is a characteristic diagram in which the vicinity of an operating point in the characteristic diagram of FIG. 4 is enlarged.
【図６】同じく太陽光発電設備の動作を示す太陽電池の
端子電圧と発生電力および出力電流の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of the terminal voltage, generated power, and output current of the solar cell, which similarly shows the operation of the photovoltaic power generation facility.
【図７】太陽光発電設備の制御部の制御動作のアルゴリ
ズムを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an algorithm of a control operation of a control unit of the photovoltaic power generation facility.
【図８】太陽光発電設備の従来例を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example of a photovoltaic power generation facility.
【図９】従来例の太陽光発電設備の動作を示す太陽電池
の端子電圧と発生電力および出力電流の特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of a terminal voltage, generated power, and output current of a solar cell, which shows an operation of a photovoltaic power generation facility of a conventional example.
１ 太陽電池 ２ 交流／直流コンバータ ３ 整流器 ４ コンデンサ ５ インバータ ６ 負荷 ７ 制御部 ８ 電力系統 ９ 電流センサ １０ 電圧センサ １１ 電流センサ １２ 電圧センサ １３ 電流センサ １５ 絶縁トランス １６ 絶縁トランス １７ 電圧センサ 1 Solar Cell 2 AC / DC Converter 3 Rectifier 4 Capacitor 5 Inverter 6 Load 7 Control Section 8 Power System 9 Current Sensor 10 Voltage Sensor 11 Current Sensor 12 Voltage Sensor 13 Current Sensor 15 Insulation Transformer 16 Insulation Transformer 17 Voltage Sensor
Claims (1)
列回路を、電力系統から整流器を介して得られる脈動電
圧を平滑するコンデンサに並列接続し、前記コンデンサ
の両端から負荷駆動用のインバータに直流電力を供給
し、交流／直流コンバータの供給電力と前記整流器の供
給電力の和が最小となるように前記交流／直流コンバー
タの出力電圧を増減制御するようにしたことを特徴とす
る太陽光発電設備。1. A series circuit of a solar cell and an AC / DC converter is connected in parallel with a capacitor for smoothing a pulsating voltage obtained from a power system through a rectifier, and a DC is connected from both ends of the capacitor to an inverter for driving a load. A solar power generation facility, characterized in that power is supplied and the output voltage of the AC / DC converter is increased / decreased so that the sum of the power supplied to the AC / DC converter and the power supplied to the rectifier is minimized. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217684A JPH06138962A (en) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Sunbeam power generating equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217684A JPH06138962A (en) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Sunbeam power generating equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138962A true JPH06138962A (en) | 1994-05-20 |
Family
ID=16708104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4217684A Pending JPH06138962A (en) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Sunbeam power generating equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138962A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007004514A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photovoltaic power generation system utilizing commercial system power supply |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP4217684A patent/JPH06138962A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007004514A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photovoltaic power generation system utilizing commercial system power supply |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |