JPH01164236A - 太陽光発電システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、太陽電池の出力により充電される蓄電池の
出力直流をインバータにより交流に変換し、変換した交
流電力を商用電力系統に連系して送出する太陽光発電シ
ステムの制御方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電気事業を営む電力会社の電源設備の運用は、
原子力発電設備をベースにして、水力発電、火力発電そ
の他の設備の各出力を、１日の負荷変動に応じて調整し
ており、この場合過去の負荷実績などにもとづき、おお
よその負荷予測を行ない、予め運用計画をたてることが
通常行なわれている。

ところで、最近新だな発電システムとして、太陽電池を
用いた太陽光発電システムの開発が盛んに進められてお
９、この太陽光発電システムを多数分散配置し、各シス
テムの全電電カケ直ヂ壺商用電力系統に回生ずることが
考えられているが、太陽光発電システムの出力が日射条
件によってランダムに変化するだめ、配電系統全体にわ
たって電圧管理を適正に行なうことは非常に困難である
。

そこで従来、新エネルギー総合開発機構〔ＮＥＤＯ〕の
昭和６１年度研究成果年報（旧太陽、燃料・貯蔵、アル
コール、バイオマヌ等技術開発編の２１４〜２１９頁に
記載されているように、電気事業における貯蔵装置すな
わち蓄電池付きの太陽光発電システムの最適運用方式を
確立するだめに、日射量比例運転方式、定電力運転方式
（負荷のピーク時に定格出力で運転する方式）や潮流安
定化運転方式（変電所との連系点の潮流を管理値内に安
定化する方式）などが検討され、実証試験が行なわれて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記した各運転方式は、電気事業用の大規模な
電源設備として、変電所レベルでのシステムの集中監視
を行ない、電力通信網を使った遠隔制御を行なう場合の
方式であり、一般家庭に適用される２〜３　ＫＷの小規
模の分散配置型の太陽光発電システムでは、個々のシス
テムすべてに対し、前記した大規模設備のように集中的
な監視や遠隔制御を行なうことは極めて困難であるため
、各発電システムごとに出力調整を行なわなければなら
ないが、従来の小規模分散配置型の太陽光発電システム
の場合、各発電システムごとに有効な出力調整機能を備
えておらず、各発電システムの出力変化を予測できず、
電力系統の安定化を図ることができないという問題点が
ある。

そこで、この発明では、各一般家庭に適用される小規模
分散型の太陽光発電システムにおいて、発電システムの
出力変化を予測して電力系統の安定化を図れるようにす
ることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

そして、前記した従来技術の問題点を解決するだめの手
段を、実施例に対応する第１図ないし第３図を用いて説
明する。

すなわち、太陽電池（１）と、前記太陽電池（１）の出
力により充電される蓄電池（２）と、前記両電池（１）
。

（２）の出力直流を交流に変換し、変換した交流電力を
商用電力系統（４）に連糸して送出するインバータ（３
）とからなる太陽光発電システムを制御する太陽光発電
システムの制御方法において、この発明では、 日毎の前記太陽電池（１）の発電電力量をコントローラ
（６）により計測し、前日の前記太陽電池（１）の発電
電力量に、当日の前記インバータ（３）の出力電力量が
比例するよう、コントローラ（６）により前記インバー
タ（３）の出力を制御するという技術的手段を講じてい
る。

〔作　用〕

したがって、この発明によると、日毎の太陽電池（１）
の発電電力量がコントローラ（６）により計測され前日
の太陽電池（１）の発電電力量に、当日のインバータ（
３）の出力電力量が比例するようコントローラ（６）に
よシインパータ（３）の出力が制御されるため、一般家
庭に適用される小規模分散型の太陽光発電システムにお
いて、発電システム単位での出力調整が行なえ、発電シ
ステムの出力変化、すなわちインバータ（３）の出力変
化の予測が可能になる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

第１図において、（１）は太陽電池、（２）は太陽電池
（１）の出力により充電される蓄電池、（３）はインバ
ータであり、太陽電池（１）および蓄電池（２）の出力
直流を交流に変換し、商用電力系統（４）に連系して送
出するようになっている。

（５）は太陽電池（１）とインバータ（３）との間に設
けられ太陽電池（１）の出力電流を検出する分流器、（
６）はインバータ（３）のコントローラであシ、分流器
（５）により検出された太陽電池（１）の出力電流と、
蓄電池（２）の出力電圧との積から、太陽電池（１）の
発電電力を求め、たとえば１０秒などの所定時間ごとに
その瞬時値を累積し、日毎の太陽電池（１）の発電電力
量を計測し、計測した前日の前記発電電力量に。

インバータ（３）の出力電力量が比例するよう、インバ
ータ（３）の出力を後述のＲＯＭに記憶された出カバタ
ーンに従って制御するようになっている。

つぎに、前記したコントローラ（６）の構成を示す第２
図および第３図について説明する。

第２図において、（７ンは１分ごとのインバータ（３）
の出カバターンデータを８ビツト（１バイト）データと
して記憶し１日分（１４４０バイト）のインバータ（３
）の出カバターンデータを記憶したＲ　ＯＭからなるメ
モリ、（８）はタイマ手段であシ、時刻を計時し、１分
ごとに１ビツトずつ増加するアドレスデータをメモリ（
７）に送出し、メモリ（７）から１分ごとの出カバター
ンデータをＤ／Ａ変換器（９）に出力させる。

００は前記分流器（５）による電流と蓄電池（２）の出
力電圧との積にもとづいて計測した前日の太陽電池（１
）の発電電力量に、蓄電池（２）の貯蔵効率を乗じたイ
ンバータ（３）の当日の出力電力量の設定値を導出し、
８ビツトデータとしてＤ／Ａ変換器０ｐに出力する電力
量設定器、（１カは乗算器であり、両Ｄ／Ａ変換器（９
）　、　Ｏυの出力の積を演算し、１分ごとのインバー
タ（３）の出力電力指令値として出力端子０３に出力す
る。

つぎに、第３図において、α由は入力端子０υを介して
前記太陽電池（１）、蓄電池（２）からの直流が入力さ
れ入力された直流を交流に変換して出力端子ＯＱに送出
するインバータ用スイッチング素子、出カドランス等か
らなるインバータ主回路、αηは変流器０８）によるイ
ンバータ主回路α弔の出力電流と、出力電圧とからイン
バータ（３）の実際の出力電力を検出する電力検出器、
０燵は出力端子（至）を介した出力電力指令値と検出器
ａηによる電力検出値との誤差を導出する減算器、翰は
ＰＷＭ制御回路であり、減算器αりによる誤差に応じ、
インバータ主回路（１４）のスイッチング素子に出力す
るスイッチングパルスのパルス幅を制御し、インバータ
主回路（１４１の出力電圧と位相とを制御し、インバー
タ（３）の出力電力を前記指令値に一致させるようにな
っている。

ところで、インバータ（３）の出カバターンを設定する
場合、たとえば第４図（ａ）に示すように、時刻に対す
る正弦曲線や、同図（ｂ）に示すように、時刻に対する
電気事業における発電設備の運用曲線に近似した曲線な
ど、電力系統の運用において有効と思われる任意の曲線
のパターンを出カバターンとして選定し、１分ごとの出
カバターンデータを８ビツトデータとして、１日分の出
カバターンデータをメモリ（７）に予め記憶させておく
。

そして、前記したように、電力設定器Ｏｑによシ、分流
器（５）による電流と蓄電池（２）の出力電圧との積に
もとづいて計測された前日の太陽電池（１）の発電電力
量から、当日のインバータ（３）の出力電力量の設定値
が導出され、ＲＯＭ（７）に記憶された出カバターンと
、導出された当日のインバータ（３）の出力電力量の設
定値とから、１分ごとのインバータ（３）の出力電力指
令値が乗算器時によシ算畠される。

さらに、減算器０つにより、乗算器（イ）からの前記出
力電力指令値と、電力検出器０７）により検出された実
際のインバータ（３）の出力電力値との誤差が求められ
、この誤差がゼロになるように、ＰＷＭ制御回路（７）
によシインバータ主回路Ｑ４）が制御され、インバータ
（３）の１分ごとの出力電力が前記出力電力指令値に一
致し、しかもインバータ（３）の呂カバターンは予め設
定された出カバターンとなり、たとえば正弦曲線パター
ンを設定した場合には、インバータ（３）の出カバター
ンは正弦曲線状となる。

ところで、実際に２．５ＫＷの出力容量を有する太陽光
発電システムの運転を行なったところ、太陽電池（１）
の発電電力、インバータ（３）の出力電力、蓄電池（２
）の充放７■電力および蓄電池（２）の貯Ｒ電力量の６
日間における経過時刻に対する変化は、それぞれ第５図
（ａ）〜（ｄ、）に示すようになった。

このとき、第５図（ｂ）に示す各日ごとのインバータ（
３）の出力電力量は、同図（ａ）に示す前日の太陽電池
（１）の発電電力量に比例しており、インバータ（３）
の出カバターンは正弦曲線パターンに設定されて時刻ご
との同図（ａ）の太陽電池（１）の発電電力から同図（
ｂ）のインバータ（３）の出力電力を差引いた値となっ
ており、インバータ（３）の出力電力が太陽？［Ｇ　（
１）の発電電力を上回わるときには、蓄電池（２）の放
電電力がインバータ（３）に供給されている。

なお、第５図（ａ）〜（ｄ）は、１時間ごとの制御を行
なった場合のデータを示している。

したがって、前記実施例によると、日毎の太陽電池（１
）の発電電力量を計測し、前日の太陽電池（１）の発電
電力量に、当日のインバータ（３）の出力電力量が比例
するよう、コントローラ（６）によりインバータ（３）
の出力を制御したため、一般家庭に適用される小規模分
散型の太陽光発電システムにおいて、発電システム単位
での出力調整を行なうことができ、発電システムの出力
変化、すなわちインバータ（３）の出力変化を予測する
ことが可能となシ、商用電力系統（４）側の運用計画を
容易にたてることが可能となり、電、力系統の安定化を
図ることができる。

さらに、電力需要地域ごとの負荷パターンに応じた各種
のインバータ（３）の出カバターンを記憶したＲＯＭを
準備し、これらのＲＯＭからいずれかを適宜メモリ（７
）として選択することによシ、各需要地域ごとに、太陽
光発電システムの出力調整を行なうことができる。

なお、この発明は、前記実施例に限るものでないのは言
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の太陽光発電システムの制御方
法によると、前日の太陽電池の発電電力量に、当日のイ
ンバータの出力電力量が比例するよう、インバータの出
力を制御したため、一般家庭に適用される小規模分散型
の太陽光発電システムにおいて、発電シヌテム単位での
出力調整を行なうことができ、発電システムの出力変化
、すなわちインバータの出力変化を予測することが可能
となシ、商用電力系統側の運用計画を容易にたてること
が可能となシ、電力系統の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の太陽光発電システムの制御方法の１
実施例を示し、第１図は全体のブロック図、第２図およ
び第３図は一部のブロック図、第４図（ａ）　、　（ｂ
）は動作説明図、第５図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ太陽
電池の発電電力、インバータの出力電力。 蓄電池の充放電電力、蓄電池の貯蔵電力量の時間変化を
示す図である。 （１）・・・太陽電池、（２）・・・蓄電池、（３）・
・・インバータ、（４）・・・商用電力系統、（６）・
・・コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池と、前記太陽電池の出力により充電され
   る蓄電池と、前記両電池の出力直流を交流に変換し、変
   換した交流電力を商用電力系統に連系して送出するイン
   バータとからなる太陽光発電システムを制御する太陽光
   発電システムの制御方法において、 日毎の前記太陽電池の発電電力量を計測し、前日の前記
   太陽電池の発電電力量に、当日の前記インバータの出力
   電力量が比例するよう、前記インバータの出力を制御す
   ることを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。