JPH01209931A - ソーラアレイバスロツクアツプ判定装置 - Google Patents

ソーラアレイバスロツクアツプ判定装置

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JPH01209931A
JPH01209931A JP63033250A JP3325088A JPH01209931A JP H01209931 A JPH01209931 A JP H01209931A JP 63033250 A JP63033250 A JP 63033250A JP 3325088 A JP3325088 A JP 3325088A JP H01209931 A JPH01209931 A JP H01209931A
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bus
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solar
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JP63033250A
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Yukihiro Honda
幸弘 本田
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

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2例えば日照時に太陽電池からシャント装置
によって電圧安定化をして負荷に電力を供給し1日陰時
に蓄電池より負荷に電力を供給する人工衛星等の太陽電
池電源系において1日照時太陽電池電源系の電圧が蓄電
池電圧に固定されかつ太陽電池の発生電力だけで負荷に
給電できるにもかかわらず蓄電池からも長期に渡〕放電
される状態に陥いったこと(以下ソーラアレイバスロッ
クアツプという)を判定して、負荷を一時的に軽減して
シャント装置による電圧安定化状態へ回復ζせるソーラ
アレイバスロックアツプ判定装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は従来の太陽電池電源系の構成図であシ。
+11は太陽電池、(2)は蓄電池s (31141は
ダイオード°でダイオ−k” +31のアノード°は上
記太陽電池(11の出力端に接続され、ダイオ−)’+
4!のアノード°は上記蓄電池(2)の出力と直列接続
され、ダイオード’(31,!:ダイオー白4;のカソ
ード同志が接続されて電源バスを構成している。(5)
は上記ダイオード(3)のアノードとR71間に上記太
陽電池(1)と並列に接続され。
上記太陽電池+11で発生した余剰電力を消費するシャ
ント装置、(6)は上記電源バスと上記蓄電池(2)間
に直列接続されて日照時に上記蓄電池(2)を充電する
ための充電器、 171は電源バスとR71間に接続さ
れたキャパシタバンク、(81は負荷でその負荷量は 
地上局よシコマンドで設定される。+91は上記ダイオ
ード(3)より電源バスに流入する電流レベルを検出し
テレメトリ信号に変換して送出するソーラアレイを流モ
己夕、a・は電源バスより上記負荷181に流出する電
流レベルを検出し、テレメトリ信号に変換して送出する
負荷電流モニタ、a9は上記蓄電池(2)の充放電々流
しベルを検出しテレメトリ信号に変換して送出する光放
電々流モニタ、a2は上記キャパシタバンク(71の電
圧レベルを検出しテレメトリ信号に変換して出力するバ
ス電圧モニタである。
以下従来の太陽電池電源系の動作について詳細に述べる
日照時、上記太陽電池Tllで発生した電力は上記ダイ
オ−)’ +31を介して一部が上記充電器(61で変
換されて上記蓄電池(2)の充電々力となシ残)は上記
負荷イ81の消費電力となる。この時、上記シャント装
置(51は上記太陽電池illで発生する余剰電力を消
費して上記ダイオード(3)を通過する電力を制御する
ことによシ上記キャパシタバンク<1+の電圧(以下バ
ス電圧という)をVanNTK安定化させている。V8
HNTは上記蓄電池(2)ノミ圧VBATJ:J)も常
に高く選定される。
第3図に上記太陽電池(1)の発生電力に対する負荷(
81で消費する負荷電力との関係を示す。
上記太陽電池+11の発生電力は第3図の工8−■8曲
線で現わされる。負荷(8)は一般に内部にDo/Do
コンバータを内蔵しており、バス電圧を適当な定電圧に
変換して電力消費するため定電力負荷に見える。
従って負荷電圧と負荷電流の関係は第3図のP+ p/
で表わさハる定電力曲線となる。
上述したようにシャント装置(5)はバス電圧’V8R
NTに安定化させるように太陽電池(1)で発生した余
剰電力を消費するので電力動作点は8113図の@線M
−M/と定電力#!P−P’の交点Aと々る。
日陰時は上記太陽電池il+での電力発生が停止するの
で、上記蓄電池(2)の放電によシ上記ダイオード°(
七を介して負荷181に給電する。
電源系の動作状態監視のため上記ソーラアレイ電流モニ
タ(9I、負荷電流モニタa・、充放電々流モ二/(1
mlおよびバス電圧モニタα2が各部の電流レベルある
い扛電圧レベルを検出しテレメトリ信号に変換して地上
局へ送出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
さて日照時において負荷変動が生じた場合の電力動作点
の遷移を第4図に示す。第4図において工、 −Ve曲
線は太陽電池(11の発生電流電圧特性。
VBATは蓄電池(21の出力電圧、 V8HNTはシ
ャント装置(5)Kよる安定化電圧である。
いま、負荷(8)の消費電力がPlで動作点がA点であ
るとき、負荷181による消費電力が変動した場合を考
える。負荷181の消費電力がV8HNT X Is 
を越えない範囲で変NJI+るときは、電力動作点は第
4図の直線M −M’上にある。しかし負荷(8)の消
費電力がVSHN’f’X 1.、を越えてPlからP
lに増加した場合、上記太陽電池(1)の発!#を上回
るため上記蓄電池(2)の放電によシミ力補完して電力
動作点はAからBに移動する。
一旦B点に動作点が移動するとその後直ちに負荷tS+
O消費電力がPlに減少したとしても動作点はA点に回
復せず0点に移動するだけで太陽電池口)が負荷電力を
全て供給できるだけの発電能力があるにもかかわらず、
バス管圧は蓄電池(21の電圧に固定されて#電池(2
)よp放電が絖〈という#L象(ソーラアレイバスロッ
クアツプ)が生じる。ソーラアレイバスロックアツプを
解除するには、地上からのコマンド°により負荷C8%
の消費電力を一時的にP5以下に軽減して動作点をC−
+D−+E−+Aと遷移させなけf′LFiならない。
ソーラアレイバスロックアツプを放置すると蓄電池(2
)が常に放電状態とな9日照時と日陰時の蓄電池の電力
収支バランスがくずれる〇 ソーラアレイバスロックアツプが生じているかどうかを
判定するために従来は充放電々流モニタQllのテレメ
トリで蓄電池(2)が放電していることを確認した後、
ソーラアレイ電流モニタ(91のテレメトリl5ARY
、!:負負荷電流モニター1テレメトリエLとバス電圧
モニタα2のテレメトリVBU8  およびシャント装
置(5)による安定化電圧VBIN’I’を用いて地上
の計算機によp V8HNT X l1jARY ) VBU8 X I
L     (11が成立するかどうか計算し、 (1
1式の成立をもってソーラアレイバスロックアツプが発
生しタト判定していた。
しかし、この方法は静止両足のように地上局から衛星と
常に交信できることが前提であ〕9周回両層のような低
高度軌道衛星では地上局よシ衛星と交信できない時間が
多く、地上局と交信できない時間にソーラアレイロック
アツプが生じた場合いかに早くソーラアレイバスロック
アツプを解除するかが課題であった。
この発明は、自動的にソーラアレイバスロックアツプの
発生を判定し、負荷を一時的に軽減ζせてソーラアレイ
バスロックアツプを解除するソーラアレイバスロックア
ツプ判定装置の横°成ヲ目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかるソーラアレイバスロックアツプ判定装
置m#L′i、太陽電池から有効に取シ出せる電力と負
荷電力とを1つの基’31%源の出力とテレメトリ信号
より%々計算する2つの乗算器と上記2つの乗算器の谷
出力を比較して太陽電池電源系の状態がソーラアレイバ
スロックアツプである色判定された場合に負荷に負荷電
力軽減信号を送出する1つの比較器より栴厄さhたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、負荷電、流が一時的に太陽電池の
発生電流を上回ってバス電圧が蓄電池の電圧に固定これ
た時、太陽電池の有効発生電力と負荷電力とを計算して
太陽電池の有効発生電力の方が負荷電力よpも大きbと
判定した場合、負荷に負荷電力軽減信号を送出する。そ
の結果、蓄電池からの放電が停止して、シャント装置に
よる電圧安定化を行いながら太陽電池の出力電力だけで
負荷に電力を給電する。シロちソーラアレイバスロック
アツプの判定と解除を行う。
〔実り例〕
第1図は太陽電池電源系に組み込管れたこの釦明の実施
例を示+構成図であ糺(11〜α2は従来の構成品と全
く同一のものである。αJはソーラアレイバスロックア
ツプ判定装置、 04)は基皐箪源、住ジfiυは乗算
器、 (171は比較器である。
以下上記基準を源Iと乗算器Q51 (1Gおよび比較
器αDより構成されるソーラアレイバスロックアツプ判
定装置a:Iについて詳細に述べる。
乗算器+151はソーラアレイ電流モニタ(91のテレ
メトリ出力端子と充放電々流モニタQllの出力端子お
よび上記基準電源Iのテレメトリ1f3力端子に接続さ
れ、上記ソーラアレイ電流モニタ(91のテレメトリ出
カニ8TLMと上記基準電源α嚇の出力V)IEFを乗
算し、すらに充放電々流モニタ(Izの充放電状態係数
を乗算して上記比較器αηへ信号PS f出力する。
乗算器顧は負荷電流モニタaυのテレメトリ出力端子と
バス電圧モニタa2のテレメトリ出力端子に接続でれ、
上aピ負荷電流モニタ叫のテレメトリ出力エLTLM 
、!:上記バス電圧モニタazのテレメトリ出力Vaυ
8TLM  を乗算して上記比較器αηへ信号PLを出
力する。
上記各乗算器α51αeへの入力信号I 8TLM 、
  Vr+hy 。
工1、TLM、  VBU8TLMは(21〜+51式
で与えられる。
I8TLM    = k1工8(2)VREF   
  = k2V8IN?             +
31工LTLM    = k1工L(4!VBU8T
LM  :に2VBU8              
(51(2)(4! (51式においてkl、に2は実
際の電流レベルあるいハ電圧レベルをテレメトリ信号に
変換する場合の変換足係数である。また、上記基準電源
(141の出力はシャント装置(51による日照時の安
定化電圧V8HNTに対して(3)式で表わされる関係
が成立するよう設定されている。
この時、上記各乗算器鯵aeの出力P8およびPt。
は、(21〜(51式を用いて+61 (71式で表わ
される。
Pg = kl k2 V8HNT工8ARY−M  
    (61PL =: kl k2 VBU8工L
          (71(61弐において係数Mは
、上記充放電々流モニタα2の充放電状態係数で蓄電池
が充電状態の時M=O。
放電状態の時M=1である。
上記比較器(I′rIは、!乗算器αりα・の出力端子
に接続されて各乗算器0■eの出力信号P6とPLを比
較して P8 ) PL              (81と
なった時、負荷(8)に負荷軽減信号を出力する。
さて、いまソーラアレイバスロックアツプが発生したと
すると、上記蓄電池(21は放電しているから(61式
中の充放電状態係数MはM=1である。
このとき181式が成立して上記比較器Qηより上記負
荷(齢へ負荷軽減信号が送出されて負荷量が軽減される
負荷量が軽減さhてソーラアレイバスロックアツプが解
除されると、上記蓄電池(2)は充電状態に変化するの
で、(61式中の充放電状態係数Mij:M=0に変化
する。Mの値が変化することによって(81式は不成立
となり上記比較器顛の負荷低減信号出力が停止する。
〔発明の効果〕
この発明は以上訝明したとおル、1つの基準電源と2つ
の乗算器と1つの比較器から構成されるソーラアレイバ
スロックアツプ判定装置を太陽電池電源系に接VC+る
ことによシ、負荷の機能を常に失うことなく、かつ地上
局の支援によることなく自動的にソーラアレイロックア
ツプの発生を判定して解除できるという利点がある。
4、図面の簡単な1iii!明 第1図はこの発明の−実り例を示す太陽電池電源系に接
続されたソーラアレイバスロックアツプ判定装置の構成
図、第2図は従来の太陽電池電源系の構成図、#I3図
祉太陽電池の発生電力に対する負荷電力の関係図、第4
図はソーラアレイバスロックアツプの発生と解除におけ
る電力動作点の推移を示す図である。
図において、(l:は太陽電池、(2)は蓄電池、 (
3114!はダイオード”、 +51はシャント装置、
(61は充電器。
171はキャパシタバンク、 (Illは負荷、(91
はソーラアレイ電流モニタ、Q・は負荷電流モニタ、 
(Illは充放電々流モニタ、α2はバス電圧モニタ、
 Q31はソーラアレイバスロックアツプ判定装置、 
a41は基準電源。
Q!9 aeは乗算器、anは比較器である。
なお1図中同一符号は同一、または相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  太陽電池とこの太陽電池の出力端子とRTN間に並列
    に接続されたシャント装置と、上記太陽電池の出力端子
    にカソードが接続された第1のダイオードと、このダイ
    オードのアノードに直列に接続されて出力端が電源バス
    を構成するソーラアレイモニタと、電源バスとRTN間
    に直列接続された充電器と充放電々流モニタと蓄電池と
    、電源バスにアノードが接続され充電器と並列に充放電
    々流モニタに接続された第2のダイオードと、電源バス
    とRTN間に並列に接続されたバス電圧モニタとキャパ
    シタバンクと、電源バスとRTN間に直列接続された負
    荷電流モニタと負荷とより構成される太陽電池電源系に
    おいて、基準電源と、この基準電源の出力端子と上記ソ
    ーラアレイ電流モニタのテレメトリ出力端子と上記充放
    電々流モニタの出力端子にその入力端子が接続されて上
    記太陽電池の有効発生電力を計算する第1の乗算器と、
    上記バス電圧モニタのテレメトリ出力端子と上記負荷電
    流モニタのテレメトリ出力端子にその入力が接続されて
    上記負荷で消費される負荷電力を計算する第2の乗算器
    と、上記第1の乗算器の出力端子と上記第2の出力端子
    にその入力端子が接続され、上記負荷のコマンド入力端
    子にその出力端子が接続された比較器とから構成され、
    日照時上記太陽電池電源系のバス電圧が蓄電池電圧が固
    定されて上記太陽電池より全ての負荷電力を供給できる
    にもかかわらず上記蓄電池より放電される状態を検出し
    て上記比較器より上記負荷に一時的に負荷を軽減する信
    号を送出して上記シャント装置による電圧安定化状態に
    回復させる機能を持つことを特徴とするソーラアレイバ
    スロックアップ判定装置。
JP63033250A 1988-02-16 1988-02-16 ソーラアレイバスロツクアツプ判定装置 Expired - Lifetime JPH0720351B2 (ja)

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