JPH0728537A - 系統連系型インバータ - Google Patents
系統連系型インバータInfo
- Publication number
- JPH0728537A JPH0728537A JP5174146A JP17414693A JPH0728537A JP H0728537 A JPH0728537 A JP H0728537A JP 5174146 A JP5174146 A JP 5174146A JP 17414693 A JP17414693 A JP 17414693A JP H0728537 A JPH0728537 A JP H0728537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- waveform
- power
- sine wave
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】制御回路の簡素化と、最大出力電力の効率良い
引き出しと、出力電流波形のひずみ率を小さくして良い
電力品質の確保を図る。 【構成】信号演算処理部46は入力電圧信号S11と入
力電流信号S12から太陽電池32の出力電力値を算出
し、今回電力値を前回電力値を比較し増加しているとき
は波形パターン記憶部48に対してより大きい波形番号
を指定して振幅値の大きい正弦波波形パターン信号S1
5を読み出す。電力値が減少しているときはより小さい
波形番号を指定して正弦波波形パターン信号S15の振
幅値を小さくする。誤差増幅器49は正弦波波形パター
ン信号S15とインバータ出力電流信号S14との誤差
から正弦波誤差信号S17を生成し、PWM変調制御部
50は正弦波誤差信号S17に基づいてFETブリッジ
38を制御し、最大電力点追尾制御を行う状態で太陽電
池32の直流電力を交流電力に変換する。
引き出しと、出力電流波形のひずみ率を小さくして良い
電力品質の確保を図る。 【構成】信号演算処理部46は入力電圧信号S11と入
力電流信号S12から太陽電池32の出力電力値を算出
し、今回電力値を前回電力値を比較し増加しているとき
は波形パターン記憶部48に対してより大きい波形番号
を指定して振幅値の大きい正弦波波形パターン信号S1
5を読み出す。電力値が減少しているときはより小さい
波形番号を指定して正弦波波形パターン信号S15の振
幅値を小さくする。誤差増幅器49は正弦波波形パター
ン信号S15とインバータ出力電流信号S14との誤差
から正弦波誤差信号S17を生成し、PWM変調制御部
50は正弦波誤差信号S17に基づいてFETブリッジ
38を制御し、最大電力点追尾制御を行う状態で太陽電
池32の直流電力を交流電力に変換する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等の直流電源
から出力される直流電力を交流電力に変換し、商用電力
系統に供給するように構成された系統連系型インバータ
に関する。
から出力される直流電力を交流電力に変換し、商用電力
系統に供給するように構成された系統連系型インバータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の系統連系型インバータにあって
は、直流を交流に変換するためにスイッチング素子によ
り構成されたPWMインバータ回路が用いられ、スイッ
チング素子をON/OFF制御するゲートパルス信号と
してパルス幅および正負の極性を制御されたパルス列を
出力することにより、直流電力を商用周波数の交流電力
に変換して既存の商用電力系統に送り込んでいる。
は、直流を交流に変換するためにスイッチング素子によ
り構成されたPWMインバータ回路が用いられ、スイッ
チング素子をON/OFF制御するゲートパルス信号と
してパルス幅および正負の極性を制御されたパルス列を
出力することにより、直流電力を商用周波数の交流電力
に変換して既存の商用電力系統に送り込んでいる。
【0003】図7に従来の系統連系型インバータが適用
された系統連系型太陽光発電システムの一例を示す。こ
のシステムは、太陽電池2の直流電力をPWM(パルス
幅変調)制御される系統連系インバータ1で交流電力に
変換し、この系統連系インバータ1の出力端が商用トラ
ンス3を介して既存の商用系統電源4に接続されてい
る。
された系統連系型太陽光発電システムの一例を示す。こ
のシステムは、太陽電池2の直流電力をPWM(パルス
幅変調)制御される系統連系インバータ1で交流電力に
変換し、この系統連系インバータ1の出力端が商用トラ
ンス3を介して既存の商用系統電源4に接続されてい
る。
【0004】系統連系インバータ1は、逆流防止ダイオ
ード5,ノイズフィルター6,入力コンデンサ7,FE
Tブリッジ8,出力フィルターの機能をもち矩形波を正
弦波に変える出力チョークコイル9および平滑コンデン
サ10,連系リレー11,ノイズフィルター12および
制御回路13から構成されている。連系リレー11は、
系統連系インバータ1の電圧が確立したことを検出した
後、インバータ出力を商用トランス3を介して商用系統
電源4に電力供給するものである。制御回路13は、直
流電圧一定制御部14,直流基準電圧源15,乗算器1
6,出力電流検出器17,誤差増幅器18,PWM変調
制御部19およびFETブリッジ8を駆動するゲートド
ライブ信号生成回路20から構成されている。
ード5,ノイズフィルター6,入力コンデンサ7,FE
Tブリッジ8,出力フィルターの機能をもち矩形波を正
弦波に変える出力チョークコイル9および平滑コンデン
サ10,連系リレー11,ノイズフィルター12および
制御回路13から構成されている。連系リレー11は、
系統連系インバータ1の電圧が確立したことを検出した
後、インバータ出力を商用トランス3を介して商用系統
電源4に電力供給するものである。制御回路13は、直
流電圧一定制御部14,直流基準電圧源15,乗算器1
6,出力電流検出器17,誤差増幅器18,PWM変調
制御部19およびFETブリッジ8を駆動するゲートド
ライブ信号生成回路20から構成されている。
【0005】制御回路13は、直流電圧一定制御部14
において太陽電池2からのVDCの入力電圧信号S1と直
流基準電圧源15からのVREF の基準電圧信号S2との
誤差電圧信号S3を生成し、この誤差増幅器18を乗算
器16の一方の入力とする。
において太陽電池2からのVDCの入力電圧信号S1と直
流基準電圧源15からのVREF の基準電圧信号S2との
誤差電圧信号S3を生成し、この誤差増幅器18を乗算
器16の一方の入力とする。
【0006】また、連系リレー11の出力側のVCSの出
力電圧信号S4を乗算器16の他方の入力とする。乗算
器16は入力した誤差電圧信号S3と出力電圧信号S4
とを乗算し、正弦波電圧信号S5を生成する。
力電圧信号S4を乗算器16の他方の入力とする。乗算
器16は入力した誤差電圧信号S3と出力電圧信号S4
とを乗算し、正弦波電圧信号S5を生成する。
【0007】誤差増幅器18は、乗算器16からの正弦
波電圧信号S5と出力電流検出器17で検出したIOUT
の出力電流信号S6とを入力し、両者の差分を増幅した
正弦波誤差信号S7をインバータ1の出力電流指令値と
してPWM変調制御部19に出力する。PWM変調制御
部19は入力した正弦波誤差信号S7に基づいてPWM
制御を行い、パルス幅と正負の極性が決定されたスイッ
チングパターン信号S8をゲートドライブ信号生成回路
20に出力する。ゲートドライブ信号生成回路20はそ
れに基づいてゲートパルス信号S9を出力しFETブリ
ッジ8を駆動することにより、基準電圧VREF に一致し
た入力電圧VDCが得られるように制御する。
波電圧信号S5と出力電流検出器17で検出したIOUT
の出力電流信号S6とを入力し、両者の差分を増幅した
正弦波誤差信号S7をインバータ1の出力電流指令値と
してPWM変調制御部19に出力する。PWM変調制御
部19は入力した正弦波誤差信号S7に基づいてPWM
制御を行い、パルス幅と正負の極性が決定されたスイッ
チングパターン信号S8をゲートドライブ信号生成回路
20に出力する。ゲートドライブ信号生成回路20はそ
れに基づいてゲートパルス信号S9を出力しFETブリ
ッジ8を駆動することにより、基準電圧VREF に一致し
た入力電圧VDCが得られるように制御する。
【0008】なお、FETブリッジ8においては、スイ
ッチングトランジスタQ1,Q2を同時ONしたときに
スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時OFFと
し、逆に、スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時
ONしたときにスイッチングトランジスタQ1,Q2を
同時OFFとする。
ッチングトランジスタQ1,Q2を同時ONしたときに
スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時OFFと
し、逆に、スイッチングトランジスタQ3,Q4を同時
ONしたときにスイッチングトランジスタQ1,Q2を
同時OFFとする。
【0009】以上のように、系統連系インバータ1にお
けるPWM変調制御部19に与えるべき出力電流指令値
(波形パターン)としての正弦波誤差信号S7を得るた
めに、入力電圧信号S1,出力電圧信号S4および出力
電流信号S6を用いていた。
けるPWM変調制御部19に与えるべき出力電流指令値
(波形パターン)としての正弦波誤差信号S7を得るた
めに、入力電圧信号S1,出力電圧信号S4および出力
電流信号S6を用いていた。
【0010】そして、その正弦波誤差信号S7をフィー
ドバック信号として系統連系インバータ1の制御に用い
ていた。つまり、この従来例は、インバータ1の入力電
圧(すなわち太陽電池2の出力電圧)VDCを、予め設定
した一定電圧値VREF に制御する方式を採用している。
ドバック信号として系統連系インバータ1の制御に用い
ていた。つまり、この従来例は、インバータ1の入力電
圧(すなわち太陽電池2の出力電圧)VDCを、予め設定
した一定電圧値VREF に制御する方式を採用している。
【0011】太陽電池から最大電力を取り出す動作点の
電圧は、実際には日射量などの気象条件や素子温度によ
って刻々と変化する。ところで、上記した従来方式の特
徴は、日射量や素子温度にかかわらず任意のほぼ一定電
圧に近似できると仮定して、擬似的に太陽電池の最大電
力点で動作させようとした点にある。
電圧は、実際には日射量などの気象条件や素子温度によ
って刻々と変化する。ところで、上記した従来方式の特
徴は、日射量や素子温度にかかわらず任意のほぼ一定電
圧に近似できると仮定して、擬似的に太陽電池の最大電
力点で動作させようとした点にある。
【0012】このことから、上記従来方式では、制御的
には開ループ制御を行っていることになり、予め予測し
た一定電圧値と実際の最大出力を取り出せる動作電圧値
とが必ずしも一致しないことが当然に予想される。この
場合、最適動作点からずれた点で動作することとなり、
最大電力を出力することができない。太陽電池の特性
上、動作点が最適動作点から少しでもずれると、特に日
射量がある程度高くなった場合、無駄にしてしまう電力
が多くなる。また、季節によって最適動作点は変化する
ので、1年を通して冬季の暖房や梅雨時の除湿も考慮す
ると、従来方式では予め設定する一定電圧値を頻繁に変
更する必要があるなどの煩雑な操作をしないと、年間を
通じて非常に多くの太陽電池出力電力を無駄にすること
になり、非効率的でとても使用に耐えるものではない。
には開ループ制御を行っていることになり、予め予測し
た一定電圧値と実際の最大出力を取り出せる動作電圧値
とが必ずしも一致しないことが当然に予想される。この
場合、最適動作点からずれた点で動作することとなり、
最大電力を出力することができない。太陽電池の特性
上、動作点が最適動作点から少しでもずれると、特に日
射量がある程度高くなった場合、無駄にしてしまう電力
が多くなる。また、季節によって最適動作点は変化する
ので、1年を通して冬季の暖房や梅雨時の除湿も考慮す
ると、従来方式では予め設定する一定電圧値を頻繁に変
更する必要があるなどの煩雑な操作をしないと、年間を
通じて非常に多くの太陽電池出力電力を無駄にすること
になり、非効率的でとても使用に耐えるものではない。
【0013】また、系統連系インバータ1のフィードバ
ック制御に必要であるとともにインバータ出力電流品質
を決定する上記の出力電流指令信号としての正弦波誤差
信号S7を生成するために、正弦波電圧源としては波形
品質が充分でないインバータ出力端のインバータ出力電
圧信号(VCS)を基本信号として用いており、さらに、
制御信号処理過程においてアナログ乗算器16を用いる
などアナログ信号処理を多用しているため、回路的に複
雑であり、かつ、上記正弦波誤差信号S7についても高
調波を多く含んだ正弦波信号となっている。その結果と
して、インバータ出力電流の波形ひずみ率についても大
きな値のものとなり、アナログ信号処理のために複雑に
なっている回路の改善が困難なものとなっている。
ック制御に必要であるとともにインバータ出力電流品質
を決定する上記の出力電流指令信号としての正弦波誤差
信号S7を生成するために、正弦波電圧源としては波形
品質が充分でないインバータ出力端のインバータ出力電
圧信号(VCS)を基本信号として用いており、さらに、
制御信号処理過程においてアナログ乗算器16を用いる
などアナログ信号処理を多用しているため、回路的に複
雑であり、かつ、上記正弦波誤差信号S7についても高
調波を多く含んだ正弦波信号となっている。その結果と
して、インバータ出力電流の波形ひずみ率についても大
きな値のものとなり、アナログ信号処理のために複雑に
なっている回路の改善が困難なものとなっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来方
式の系統連系インバータ1は、太陽電池からの発電電力
が刻々と変化するにもかかわらず、制御回路13をアナ
ログ回路で構成していたため、より良い制御特性を得る
ための回路は複雑化し、回路定数の調整も煩雑化してい
た。さらに、太陽電池の最大電力を効率的に取り出すこ
とができず、ましてや太陽電池の特性曲線上の動作点を
任意に変化させて出力電力を積極的に制御するといった
ことはほとんど不可能であるという問題をかかえてい
た。
式の系統連系インバータ1は、太陽電池からの発電電力
が刻々と変化するにもかかわらず、制御回路13をアナ
ログ回路で構成していたため、より良い制御特性を得る
ための回路は複雑化し、回路定数の調整も煩雑化してい
た。さらに、太陽電池の最大電力を効率的に取り出すこ
とができず、ましてや太陽電池の特性曲線上の動作点を
任意に変化させて出力電力を積極的に制御するといった
ことはほとんど不可能であるという問題をかかえてい
た。
【0015】その上、既存の商用電力系統と連系させる
上で最も重要な問題となってくる電力品質に係るところ
で、出力電流のひずみ率を充分に低く抑えるように制御
することについても、制御回路13がアナログ回路で構
成されていることから、回路定数の調整など困難な部分
が多々あった。
上で最も重要な問題となってくる電力品質に係るところ
で、出力電流のひずみ率を充分に低く抑えるように制御
することについても、制御回路13がアナログ回路で構
成されていることから、回路定数の調整など困難な部分
が多々あった。
【0016】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、制御回路の簡素化を図るとともに、
最大出力電力を正確に効率良く引き出せるようにし、ま
た、出力電流波形のひずみ率を小さく抑えて系統の電力
品質を確保することを目的とする。
れたものであって、制御回路の簡素化を図るとともに、
最大出力電力を正確に効率良く引き出せるようにし、ま
た、出力電流波形のひずみ率を小さく抑えて系統の電力
品質を確保することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため次のような構成をとる。その最大の特徴
は、パルス幅変調のもとになる正弦波波形パターン信号
を生成するための複数種類の波形パターンをメモリに予
め格納しておくという点にある。すなわち、本発明に係
る系統連系型インバータは、スイッチングパターン信号
に基づいてスイッチング素子のブリッジをON/OFF
制御して太陽電池等の直流電源から入力した直流電力を
交流電力に変換して商用系統電源に供給する手段と、正
弦波誤差信号に基づいたパルス幅変調により前記スイッ
チングパターン信号を生成する手段と、系統電圧のゼロ
クロスポイントを検出して同期信号を生成する手段と、
インバータの定格出力電流波形の振幅値に比例した複数
種類の振幅値をもつ正弦波波形データであって、各振幅
値ごとにその振幅値の大きさの順に波形番号をもち、か
つ、各波形番号の正弦波波形ごとに時間軸方向で多数に
等分した時間位置での個々の量子化振幅値をもっている
ディジタル値データを予め格納している波形パターン記
憶手段と、任意の周期で検出したインバータの入力電
流,入力電圧または出力電流,出力電圧に基づいて電力
値をディジタル的に算出し記憶する手段と、前回の電力
値と今回の電力値とを比較し、電力値が増加していると
きは振幅値が1段階大となる波形番号を指定し、電力値
が減少しているときは振幅値が1段階小となる波形番号
を指定して、前記波形パターン記憶手段に読み出し信号
として与える手段と、前記同期信号のタイミングで前記
読み出し信号に基づいて前記波形パターン記憶手段から
正弦波波形パターン信号を読み出し開始し、前記決定さ
れた正弦波波形パターンの量子化振幅値を所定の微小周
期で連続的に変化させて正弦波波形パターン信号として
読み出す手段と、前記波形パターン記憶手段から読み出
した正弦波波形パターン信号と検出したインバータ出力
電流信号との誤差から前記正弦波誤差信号を生成する手
段とを備えたことを特徴としている。
達成するため次のような構成をとる。その最大の特徴
は、パルス幅変調のもとになる正弦波波形パターン信号
を生成するための複数種類の波形パターンをメモリに予
め格納しておくという点にある。すなわち、本発明に係
る系統連系型インバータは、スイッチングパターン信号
に基づいてスイッチング素子のブリッジをON/OFF
制御して太陽電池等の直流電源から入力した直流電力を
交流電力に変換して商用系統電源に供給する手段と、正
弦波誤差信号に基づいたパルス幅変調により前記スイッ
チングパターン信号を生成する手段と、系統電圧のゼロ
クロスポイントを検出して同期信号を生成する手段と、
インバータの定格出力電流波形の振幅値に比例した複数
種類の振幅値をもつ正弦波波形データであって、各振幅
値ごとにその振幅値の大きさの順に波形番号をもち、か
つ、各波形番号の正弦波波形ごとに時間軸方向で多数に
等分した時間位置での個々の量子化振幅値をもっている
ディジタル値データを予め格納している波形パターン記
憶手段と、任意の周期で検出したインバータの入力電
流,入力電圧または出力電流,出力電圧に基づいて電力
値をディジタル的に算出し記憶する手段と、前回の電力
値と今回の電力値とを比較し、電力値が増加していると
きは振幅値が1段階大となる波形番号を指定し、電力値
が減少しているときは振幅値が1段階小となる波形番号
を指定して、前記波形パターン記憶手段に読み出し信号
として与える手段と、前記同期信号のタイミングで前記
読み出し信号に基づいて前記波形パターン記憶手段から
正弦波波形パターン信号を読み出し開始し、前記決定さ
れた正弦波波形パターンの量子化振幅値を所定の微小周
期で連続的に変化させて正弦波波形パターン信号として
読み出す手段と、前記波形パターン記憶手段から読み出
した正弦波波形パターン信号と検出したインバータ出力
電流信号との誤差から前記正弦波誤差信号を生成する手
段とを備えたことを特徴としている。
【0018】
【作用】波形パターン記憶手段において、インバータの
定格出力電流波形の振幅値に比例した複数種類の振幅値
を有し、各振幅値ごとにその振幅値の大きさの順に波形
番号をもつとともに各波形番号の正弦波波形ごとの時間
軸方向位置での個々の量子化振幅値をもつディジタル値
データとして正弦波波形データを予め格納してある。そ
して、この波形パターン記憶手段からどの振幅値の正弦
波波形データを読み出すかを決める波形番号の指定のも
とになる電力値の算出もディジタル的に行う。このよう
にディジタル処理の占める割合が大きい。
定格出力電流波形の振幅値に比例した複数種類の振幅値
を有し、各振幅値ごとにその振幅値の大きさの順に波形
番号をもつとともに各波形番号の正弦波波形ごとの時間
軸方向位置での個々の量子化振幅値をもつディジタル値
データとして正弦波波形データを予め格納してある。そ
して、この波形パターン記憶手段からどの振幅値の正弦
波波形データを読み出すかを決める波形番号の指定のも
とになる電力値の算出もディジタル的に行う。このよう
にディジタル処理の占める割合が大きい。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係る系統連系型インバータの
一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0020】図1は本発明の実施例の系統連系型インバ
ータを適用した系統連系型太陽光発電システムの構成図
である。本システムにおいて、太陽電池32は系統連系
インバータ31に接続され、系統連系インバータ31は
商用トランス33を介して既存の商用系統電源34に接
続されている。系統連系インバータ31は、PWM(パ
ルス幅変調)制御によって、太陽電池32で発電される
直流電力を60/50Hzの交流電力に変換し商用系統
電源34に供給するようになっている。
ータを適用した系統連系型太陽光発電システムの構成図
である。本システムにおいて、太陽電池32は系統連系
インバータ31に接続され、系統連系インバータ31は
商用トランス33を介して既存の商用系統電源34に接
続されている。系統連系インバータ31は、PWM(パ
ルス幅変調)制御によって、太陽電池32で発電される
直流電力を60/50Hzの交流電力に変換し商用系統
電源34に供給するようになっている。
【0021】系統連系インバータ31は、逆流防止ダイ
オード35,ノイズフィルター36,太陽電池32から
の入力電力の変動を抑える入力コンデンサ37,4つの
スイッチング用のパワーMOS−FETのブリッジから
なるFETブリッジ38,出力フィルターの機能をもち
矩形波を正弦波に変える出力チョークコイル39および
平滑コンデンサ40,連系リレー41,ノイズフィルタ
ー42,入力電流検出用変流器(CT)43,出力電流
検出用変流器(CT)44および制御回路45から構成
されている。ノイズフィルター36,42は、インバー
タ31で発生したノイズが外部に流出するのを防止する
ために入出力部分に挿入されている。連系リレー41
は、系統連系インバータ31の電圧が確立したことを検
出した後、インバータ出力を商用トランス33を介して
商用系統電源34に電力供給するものである。
オード35,ノイズフィルター36,太陽電池32から
の入力電力の変動を抑える入力コンデンサ37,4つの
スイッチング用のパワーMOS−FETのブリッジから
なるFETブリッジ38,出力フィルターの機能をもち
矩形波を正弦波に変える出力チョークコイル39および
平滑コンデンサ40,連系リレー41,ノイズフィルタ
ー42,入力電流検出用変流器(CT)43,出力電流
検出用変流器(CT)44および制御回路45から構成
されている。ノイズフィルター36,42は、インバー
タ31で発生したノイズが外部に流出するのを防止する
ために入出力部分に挿入されている。連系リレー41
は、系統連系インバータ31の電圧が確立したことを検
出した後、インバータ出力を商用トランス33を介して
商用系統電源34に電力供給するものである。
【0022】FETブリッジ38における4つのスイッ
チングトランジスタQ1〜Q4のそれぞれにはフライホ
イールダイオードが逆極性に接続されている。FETブ
リッジ38は、後述するゲートドライブ信号生成回路5
1の制御によって、トランジスタQ1,Q2を同時ON
したときにトランジスタQ3,Q4は同時OFFとさ
れ、逆に、トランジスタQ3,Q4を同時ONしたとき
にトランジスタQ1,Q2は同時OFFされるように構
成されている。
チングトランジスタQ1〜Q4のそれぞれにはフライホ
イールダイオードが逆極性に接続されている。FETブ
リッジ38は、後述するゲートドライブ信号生成回路5
1の制御によって、トランジスタQ1,Q2を同時ON
したときにトランジスタQ3,Q4は同時OFFとさ
れ、逆に、トランジスタQ3,Q4を同時ONしたとき
にトランジスタQ1,Q2は同時OFFされるように構
成されている。
【0023】制御回路45は、信号演算処理部46,同
期信号検出部47,正弦波の波形パターン記憶部48,
誤差増幅器49,PWM変調制御部50およびFETブ
リッジ38を駆動するゲートドライブ信号生成回路51
から構成されている。
期信号検出部47,正弦波の波形パターン記憶部48,
誤差増幅器49,PWM変調制御部50およびFETブ
リッジ38を駆動するゲートドライブ信号生成回路51
から構成されている。
【0024】図2は波形パターン記憶部48の詳しい内
部構成を示すブロック図である。信号演算処理部46の
主要素はCPU60である。波形パターン記憶部48
は、アドレス設定スイッチ61,アドレスデコーダ回路
62,ORゲート63,64,ラッチ回路65,クロッ
ク・分周回路66,カウンタ回路67およびメモリ68
から構成されている。69はアドレスバス,70はデー
タバスである。
部構成を示すブロック図である。信号演算処理部46の
主要素はCPU60である。波形パターン記憶部48
は、アドレス設定スイッチ61,アドレスデコーダ回路
62,ORゲート63,64,ラッチ回路65,クロッ
ク・分周回路66,カウンタ回路67およびメモリ68
から構成されている。69はアドレスバス,70はデー
タバスである。
【0025】次に、以上の構成の系統連系型太陽光発電
システムの動作を説明する。
システムの動作を説明する。
【0026】基本的には、PWM変調制御部50におい
て正弦波によりPWM制御を施されゲートドライブ信号
生成回路51から出力されるゲートパルス信号S19に
基づいて、FETブリッジ38における一対のスイッチ
ングトランジスタQ1,Q2および一対のスイッチング
トランジスタQ3,Q4を交互にON/OFFしてスイ
ッチングすることにより、この系統連系インバータ31
の出力電流として正弦波電流が流れるように制御し、商
用系統電源34に太陽電池32の出力電力を供給する。
て正弦波によりPWM制御を施されゲートドライブ信号
生成回路51から出力されるゲートパルス信号S19に
基づいて、FETブリッジ38における一対のスイッチ
ングトランジスタQ1,Q2および一対のスイッチング
トランジスタQ3,Q4を交互にON/OFFしてスイ
ッチングすることにより、この系統連系インバータ31
の出力電流として正弦波電流が流れるように制御し、商
用系統電源34に太陽電池32の出力電力を供給する。
【0027】この場合、波形パターン記憶部48から読
み出された正弦波波形パターン信号S15と出力電流検
出用変流器44で検出されたインバータ出力電流信号S
14とが誤差増幅器49に入力され、両者の差分が増幅
され正弦波誤差信号S17としてPWM変調制御部50
に入力される。PWM変調制御部50は、この正弦波誤
差信号S17に基づいたPWM変調によりスイッチング
パターン信号S18を生成し、ゲートドライブ信号生成
回路51に出力する。スイッチングパターン信号S18
を入力したゲートドライブ信号生成回路51は、ゲート
パルス信号S19をFETブリッジ38に出力し、トラ
ンジスタQ1,Q2およびトランジスタQ3,Q4をO
N/OFFして矩形波を生成する。その矩形波は、出力
チョークコイル39と平滑コンデンサ40からなる出力
フィルターによって正弦波電流に変換され、連系リレー
41を介して商用系統電源34に供給される。以上の結
果、系統連系インバータ31の出力電流は、波形パター
ン記憶部48から読み出された正弦波波形パターン信号
S15と一致するようなフィードバック制御が実現され
る。
み出された正弦波波形パターン信号S15と出力電流検
出用変流器44で検出されたインバータ出力電流信号S
14とが誤差増幅器49に入力され、両者の差分が増幅
され正弦波誤差信号S17としてPWM変調制御部50
に入力される。PWM変調制御部50は、この正弦波誤
差信号S17に基づいたPWM変調によりスイッチング
パターン信号S18を生成し、ゲートドライブ信号生成
回路51に出力する。スイッチングパターン信号S18
を入力したゲートドライブ信号生成回路51は、ゲート
パルス信号S19をFETブリッジ38に出力し、トラ
ンジスタQ1,Q2およびトランジスタQ3,Q4をO
N/OFFして矩形波を生成する。その矩形波は、出力
チョークコイル39と平滑コンデンサ40からなる出力
フィルターによって正弦波電流に変換され、連系リレー
41を介して商用系統電源34に供給される。以上の結
果、系統連系インバータ31の出力電流は、波形パター
ン記憶部48から読み出された正弦波波形パターン信号
S15と一致するようなフィードバック制御が実現され
る。
【0028】波形パターン記憶部48に予め記憶させて
おく正弦波波形パターンについては、インバータ31の
出力電流波形に直接影響するため、複数の振幅値の異な
る正弦波波形パターンを用意しておく。すなわち、正弦
波波形パターンの振幅値がインバータ出力電流の大きさ
に比例し、振幅値の大きな正弦波波形パターンを読み出
すとインバータ出力電流が大きくなり、逆に振幅値の小
さな正弦波波形パターンを読み出すとインバータ出力電
流が小さくなるようにしておく。
おく正弦波波形パターンについては、インバータ31の
出力電流波形に直接影響するため、複数の振幅値の異な
る正弦波波形パターンを用意しておく。すなわち、正弦
波波形パターンの振幅値がインバータ出力電流の大きさ
に比例し、振幅値の大きな正弦波波形パターンを読み出
すとインバータ出力電流が大きくなり、逆に振幅値の小
さな正弦波波形パターンを読み出すとインバータ出力電
流が小さくなるようにしておく。
【0029】例えば、図3に示すように、振幅値の大き
さの異なるNo.0からNo.255までの256通りの正弦
波波形パターンを用意しておく。そして、振幅値の小さ
い波形パターンの方から順次読み出してくると、系統連
系インバータ31の出力電流は読み出された波形パター
ンの振幅値に応じて増大することになる。256通りの
正弦波波形パターンには波形番号が振幅値の大きさの順
に割り当てられている。最小の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“0”、最大の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“255”である。
さの異なるNo.0からNo.255までの256通りの正弦
波波形パターンを用意しておく。そして、振幅値の小さ
い波形パターンの方から順次読み出してくると、系統連
系インバータ31の出力電流は読み出された波形パター
ンの振幅値に応じて増大することになる。256通りの
正弦波波形パターンには波形番号が振幅値の大きさの順
に割り当てられている。最小の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“0”、最大の振幅値をもつ波形パター
ンの波形番号が“255”である。
【0030】ところが、系統連系インバータ31の入力
電源は、電力系統や蓄電池のように任意の電力を供給で
きる電源ではなく、太陽電池である。この太陽電池は、
周知のように日射量によって供給できる電力が刻一刻変
化する特殊電源である。そのため、制御回路45におけ
る正弦波波形パターンの読み出しに関しては、上述した
256通りの振幅値をもつ波形パターンの中から任意の
振幅値をもつ波形パターンを読み出してその振幅値に応
じた任意のインバータ出力電流値を得ようとしても、イ
ンバータ31の電源である太陽電池32からの入力が、
得ようとするインバータ31の出力電流に応じた不足す
る場合が考えられる。このような場合、制御回路45は
制御不能に陥ってしまう。
電源は、電力系統や蓄電池のように任意の電力を供給で
きる電源ではなく、太陽電池である。この太陽電池は、
周知のように日射量によって供給できる電力が刻一刻変
化する特殊電源である。そのため、制御回路45におけ
る正弦波波形パターンの読み出しに関しては、上述した
256通りの振幅値をもつ波形パターンの中から任意の
振幅値をもつ波形パターンを読み出してその振幅値に応
じた任意のインバータ出力電流値を得ようとしても、イ
ンバータ31の電源である太陽電池32からの入力が、
得ようとするインバータ31の出力電流に応じた不足す
る場合が考えられる。このような場合、制御回路45は
制御不能に陥ってしまう。
【0031】したがって、系統連系インバータ31の出
力電流を決定する正弦波波形パターンの読み出しに関し
ては、太陽電池32の出力を検出し、その太陽電池出力
に見合ったインバータ出力電流が出力できるような波形
パターンを読み出してくるように制御回路45で制御す
る必要がある。
力電流を決定する正弦波波形パターンの読み出しに関し
ては、太陽電池32の出力を検出し、その太陽電池出力
に見合ったインバータ出力電流が出力できるような波形
パターンを読み出してくるように制御回路45で制御す
る必要がある。
【0032】正弦波波形パターンの読み出し制御の実例
として、まず、最小の振幅値の波形番号0の波形パター
ンを読み出したとき、インバータ31の出力は最小とな
るのであるが、このときの太陽電池32からのインバー
タ31への入力電圧VDC,入力電流IDCを検出し、それ
らの積から太陽電池32の出力電力を算出し、その値を
一旦、メモリ等を利用して記憶しておく。そして、波形
番号0の波形パターンよりも振幅値が1段階大きい波形
番号1の波形パターンを読み出したときの太陽電池32
からの出力電力を同様にして検出し記憶する。次いで、
前回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回
の出力電力値の方が大きければ、その大きい方の今回の
出力電力値を前回の出力電力値に代えて記憶するととも
に、さらに1段階だけ振幅値の大きい波形パターンを読
み出してくる。そして、このときの出力電力を検出し、
上述したのと同様の処理を繰り返し実行する。逆に、前
回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回の
出力電力値の方が小さければ、1段階小さな振幅値をも
つ波形パターンを読み出してくる。そして、このときの
出力電力を検出し、上述したのと同様の処理を繰り返し
実行する。
として、まず、最小の振幅値の波形番号0の波形パター
ンを読み出したとき、インバータ31の出力は最小とな
るのであるが、このときの太陽電池32からのインバー
タ31への入力電圧VDC,入力電流IDCを検出し、それ
らの積から太陽電池32の出力電力を算出し、その値を
一旦、メモリ等を利用して記憶しておく。そして、波形
番号0の波形パターンよりも振幅値が1段階大きい波形
番号1の波形パターンを読み出したときの太陽電池32
からの出力電力を同様にして検出し記憶する。次いで、
前回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回
の出力電力値の方が大きければ、その大きい方の今回の
出力電力値を前回の出力電力値に代えて記憶するととも
に、さらに1段階だけ振幅値の大きい波形パターンを読
み出してくる。そして、このときの出力電力を検出し、
上述したのと同様の処理を繰り返し実行する。逆に、前
回の出力電力値と今回の出力電力値とを比較し、今回の
出力電力値の方が小さければ、1段階小さな振幅値をも
つ波形パターンを読み出してくる。そして、このときの
出力電力を検出し、上述したのと同様の処理を繰り返し
実行する。
【0033】以上のようにして、太陽電池32の出力電
力を超えるようなインバータ31の出力電流を要求する
といった不具合な制御は、これを避けることが可能とな
り、インバータ出力電流制御に関して、そのときの太陽
電池32の電力に見合った適切な出力電流値に制御する
ことができるようになる。
力を超えるようなインバータ31の出力電流を要求する
といった不具合な制御は、これを避けることが可能とな
り、インバータ出力電流制御に関して、そのときの太陽
電池32の電力に見合った適切な出力電流値に制御する
ことができるようになる。
【0034】一方、正弦波波形パターンの波形番号につ
いては、波形パターンと振幅値とインバータ定格出力電
流との関係から予め定義しておく必要がある。すなわ
ち、本実施例では、インバータ定格出力電流0〜30A
(実効値)に対して、この定格出力電流値の大きさを2
56段階に分けたとき、それぞれの出力電流に対して2
56通りの振幅値をもつ波形パターンについて、振幅値
の小さい順から波形番号0〜255と定義している。以
上のように予め設定しておくことで、波形番号が大きく
なるにつれて波形パターンの振幅値が大きくなり、これ
に比例して出力電流も大きくなる。
いては、波形パターンと振幅値とインバータ定格出力電
流との関係から予め定義しておく必要がある。すなわ
ち、本実施例では、インバータ定格出力電流0〜30A
(実効値)に対して、この定格出力電流値の大きさを2
56段階に分けたとき、それぞれの出力電流に対して2
56通りの振幅値をもつ波形パターンについて、振幅値
の小さい順から波形番号0〜255と定義している。以
上のように予め設定しておくことで、波形番号が大きく
なるにつれて波形パターンの振幅値が大きくなり、これ
に比例して出力電流も大きくなる。
【0035】次に、正弦波波形パターンの記憶に関し
て、図2に示した波形パターン記憶部48のブロック図
に従って詳細に説明する。
て、図2に示した波形パターン記憶部48のブロック図
に従って詳細に説明する。
【0036】ここでは、任意の振幅値をもった正弦波波
形パターンの1周期分についてX軸に時間をとり、Y軸
に波形パターンのスカラー量をとって表し、X軸方向の
1周期分を256等分したときの256分の1の周期ご
とのY軸方向のスカラー量すなわち量子化振幅値をディ
ジタル値としてメモリ68に予め記憶させておく。した
がって、任意の振幅値をもつ正弦波波形データの1周期
分は、256個の量子化振幅値(スカラー量)を表すデ
ィジタル値データとして構成される。すなわち、1つ1
つの正弦波波形パターンに係る正弦波波形データのそれ
ぞれが、各々256個のディジタル値データ(量子化振
幅値)から構成されることとなる。
形パターンの1周期分についてX軸に時間をとり、Y軸
に波形パターンのスカラー量をとって表し、X軸方向の
1周期分を256等分したときの256分の1の周期ご
とのY軸方向のスカラー量すなわち量子化振幅値をディ
ジタル値としてメモリ68に予め記憶させておく。した
がって、任意の振幅値をもつ正弦波波形データの1周期
分は、256個の量子化振幅値(スカラー量)を表すデ
ィジタル値データとして構成される。すなわち、1つ1
つの正弦波波形パターンに係る正弦波波形データのそれ
ぞれが、各々256個のディジタル値データ(量子化振
幅値)から構成されることとなる。
【0037】そして、本実施例では、上記正弦波波形デ
ータの記憶素子として、データのビット幅が16ビット
幅をもつ1Mビットのメモリ68を用いている。その1
6ビット幅で指定されるメモリアドレスの下位8ビット
を用いて上述した1周期分の正弦波波形パターンを25
6個の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値デー
タとして記憶させておく。さらに、メモリアドレスの残
りの上位8ビットを用いて正弦波波形パターンの振幅値
を決定する波形番号(0〜255)を記憶させておく。
この波形番号は、前述したとおり256種類の振幅値の
異なる波形パターンを振幅値の小さい順に0番から25
5番まで番号付けしたものである。
ータの記憶素子として、データのビット幅が16ビット
幅をもつ1Mビットのメモリ68を用いている。その1
6ビット幅で指定されるメモリアドレスの下位8ビット
を用いて上述した1周期分の正弦波波形パターンを25
6個の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値デー
タとして記憶させておく。さらに、メモリアドレスの残
りの上位8ビットを用いて正弦波波形パターンの振幅値
を決定する波形番号(0〜255)を記憶させておく。
この波形番号は、前述したとおり256種類の振幅値の
異なる波形パターンを振幅値の小さい順に0番から25
5番まで番号付けしたものである。
【0038】以上により、256種類の波形パターンの
1つ1つにつき256個のディジタル値データが記憶さ
れていることになる。つまり、合計、256×256=
65536個のデータ(16ビット長)が記憶されてい
る。
1つ1つにつき256個のディジタル値データが記憶さ
れていることになる。つまり、合計、256×256=
65536個のデータ(16ビット長)が記憶されてい
る。
【0039】以上のようにして、メモリ68内の各アド
レス(16ビット長)には正弦波波形パターンを構成す
るスカラー量が16ビットのディジタル値で記憶されて
いることになる。ここで、メモリアドレスの上位8ビッ
トで指定する波形番号データ(0〜255)について
は、下位8ビットで指定する正弦波波形パターン1周期
分の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値データ
に対してすべて同じ番号を付ける。これにより、正弦波
波形パターン1周期分は、波形番号データで定義される
任意の振幅値をもった正弦波波形パターンを示すことに
なる。すなわち、具体的に記載すると、例えば、メモリ
68のアドレス0000Hから00FFHには波形番号
データ0で定義される最も振幅値の小さい正弦波波形パ
ターンの1周期分の256個のデータが格納されること
になる。以下、メモリ空間には、次のように正弦波波形
パターンの1周期分のデータが格納されることになる。
レス(16ビット長)には正弦波波形パターンを構成す
るスカラー量が16ビットのディジタル値で記憶されて
いることになる。ここで、メモリアドレスの上位8ビッ
トで指定する波形番号データ(0〜255)について
は、下位8ビットで指定する正弦波波形パターン1周期
分の量子化振幅値(スカラー量)のディジタル値データ
に対してすべて同じ番号を付ける。これにより、正弦波
波形パターン1周期分は、波形番号データで定義される
任意の振幅値をもった正弦波波形パターンを示すことに
なる。すなわち、具体的に記載すると、例えば、メモリ
68のアドレス0000Hから00FFHには波形番号
データ0で定義される最も振幅値の小さい正弦波波形パ
ターンの1周期分の256個のデータが格納されること
になる。以下、メモリ空間には、次のように正弦波波形
パターンの1周期分のデータが格納されることになる。
【0040】 0000H〜00FFH ……波形番号0の正弦波波形データ1周期分(振幅値最小) 0100H〜01FFH ……波形番号1の正弦波波形データ1周期分 0200H〜02FFH ……波形番号2の正弦波波形データ1周期分 0300H〜03FFH ……波形番号3の正弦波波形データ1周期分 ・ ・ ・ ・ ・ ・ FE00H〜FEFFH ……波形番号 254の正弦波波形データ1周期分 FF00H〜FFFFH ……波形番号 255の正弦波波形データ1周期分(振幅値最大) 上述したように、正弦波波形パターンの振幅値はインバ
ータ出力電流波形の振幅値すなわちインバータ出力に比
例する。そこで、上記波形パターンの振幅値の大きさを
決定するに当たって、インバータ出力は上記波形パター
ンをもとにPWM制御を行った結果として得られるが、
ここで、インバータの定格出力が得られる波形パターン
の振幅値を上記振幅値の最大値(波形番号255の正弦
波波形パターンがもつ振幅値)と定義する。そして、こ
の振幅値の最大値を256等分した振幅値の最小値とし
て波形番号0の正弦波波形パターンと定義する。
ータ出力電流波形の振幅値すなわちインバータ出力に比
例する。そこで、上記波形パターンの振幅値の大きさを
決定するに当たって、インバータ出力は上記波形パター
ンをもとにPWM制御を行った結果として得られるが、
ここで、インバータの定格出力が得られる波形パターン
の振幅値を上記振幅値の最大値(波形番号255の正弦
波波形パターンがもつ振幅値)と定義する。そして、こ
の振幅値の最大値を256等分した振幅値の最小値とし
て波形番号0の正弦波波形パターンと定義する。
【0041】さらに、波形番号0の振幅値を2倍したも
のを波形番号1の振幅値、3倍したものを波形番号2の
振幅値、…255倍したものを波形番号254の振幅
値、256倍したものを波形番号255の振幅値として
いる。以上のようにして、1Mビットのメモリ68内
に、1周期分を256分割された量子化振幅値(スカラ
ー量)のディジタル値データで表される正弦波波形パタ
ーンが256個格納されており、256個の波形パター
ンはそれぞれ異なる振幅値をもっている。
のを波形番号1の振幅値、3倍したものを波形番号2の
振幅値、…255倍したものを波形番号254の振幅
値、256倍したものを波形番号255の振幅値として
いる。以上のようにして、1Mビットのメモリ68内
に、1周期分を256分割された量子化振幅値(スカラ
ー量)のディジタル値データで表される正弦波波形パタ
ーンが256個格納されており、256個の波形パター
ンはそれぞれ異なる振幅値をもっている。
【0042】次に、メモリ68に格納された正弦波波形
データの読み出し方法について説明する。
データの読み出し方法について説明する。
【0043】上述したようにメモリ68内の正弦波波形
データは、それぞれ指定されるアドレスに量子化振幅値
(スカラー量)として格納されており、その正弦波波形
データを読み出す場合は、このアドレスを一定時間間隔
で順次指定して、それぞれのアドレスに格納されている
データを上記一定時間間隔で読み出すことで正弦波波形
データを形成する。
データは、それぞれ指定されるアドレスに量子化振幅値
(スカラー量)として格納されており、その正弦波波形
データを読み出す場合は、このアドレスを一定時間間隔
で順次指定して、それぞれのアドレスに格納されている
データを上記一定時間間隔で読み出すことで正弦波波形
データを形成する。
【0044】ここで、上記メモリアドレスを指定する際
にアドレスの下位8ビット(A0〜A7)は波形パター
ンの1周期分を構成する量子化振幅値(スカラー量)の
ディジタル値データの格納場所を決定しており、上位8
ビット(A8〜A15)は上記波形パターンの振幅値の
大きさを示す波形番号の格納場所を決定していることは
上述したとおりである。以上のことから、メモリ68の
下位8ビットアドレスを決定する入力端子A0〜A7
に、0(00H)から255(FFH)までの値を順次
一定時間間隔で入力すると、入力したそれぞれのアドレ
スに対して16ビットの分解能をもった量子化振幅値
(スカラー量)のディジタル値データが出力端子Q0〜
Q15に順次一定時間間隔で出力される。そして、これ
らの出力される量子化振幅値(スカラー量)のディジタ
ル値データの集合体という形で正弦波波形パターン信号
S15が出力端子Q0〜Q15から出力されることにな
る。
にアドレスの下位8ビット(A0〜A7)は波形パター
ンの1周期分を構成する量子化振幅値(スカラー量)の
ディジタル値データの格納場所を決定しており、上位8
ビット(A8〜A15)は上記波形パターンの振幅値の
大きさを示す波形番号の格納場所を決定していることは
上述したとおりである。以上のことから、メモリ68の
下位8ビットアドレスを決定する入力端子A0〜A7
に、0(00H)から255(FFH)までの値を順次
一定時間間隔で入力すると、入力したそれぞれのアドレ
スに対して16ビットの分解能をもった量子化振幅値
(スカラー量)のディジタル値データが出力端子Q0〜
Q15に順次一定時間間隔で出力される。そして、これ
らの出力される量子化振幅値(スカラー量)のディジタ
ル値データの集合体という形で正弦波波形パターン信号
S15が出力端子Q0〜Q15から出力されることにな
る。
【0045】ここでさらに付け加えると、メモリ68の
上位8ビットのアドレスを決定する入力端子A8〜A1
5に、0(00H)という値が入力されるときは、出力
端子Q0〜Q15に出力される正弦波波形パターン信号
S15の振幅値は最小値であり、255(FFH)とい
う値が入力されるときは、出力される正弦波波形パター
ン信号S15の振幅値は最大値である。
上位8ビットのアドレスを決定する入力端子A8〜A1
5に、0(00H)という値が入力されるときは、出力
端子Q0〜Q15に出力される正弦波波形パターン信号
S15の振幅値は最小値であり、255(FFH)とい
う値が入力されるときは、出力される正弦波波形パター
ン信号S15の振幅値は最大値である。
【0046】メモリ68に下位8ビットのアドレスを与
えるのがカウンタ回路67である。
えるのがカウンタ回路67である。
【0047】このカウンタ回路67はクロック・分周回
路66から出力される任意の周波数のクロックを入力し
て、8ビットのバイナリカウンタとして機能する。した
がって、クロック・分周回路66から例えば(60×2
56×1/2)Hzの周波数をもつクロックがこのカウ
ンタ回路67に入力された場合は、1/(60×25
6)secごとにカウンタ回路67の出力端子Q0〜Q
7がその内容を1ずつ加算するように変化する。
路66から出力される任意の周波数のクロックを入力し
て、8ビットのバイナリカウンタとして機能する。した
がって、クロック・分周回路66から例えば(60×2
56×1/2)Hzの周波数をもつクロックがこのカウ
ンタ回路67に入力された場合は、1/(60×25
6)secごとにカウンタ回路67の出力端子Q0〜Q
7がその内容を1ずつ加算するように変化する。
【0048】カウンタ回路67の出力端子Q0〜Q7は
メモリ68の下位8ビットアドレスを決定する入力端子
A0〜A7に接続されている。したがって、カウンタ回
路67の出力端子Q0〜Q7の内容が1/(60×25
6)secごとに1ずつ加算されるということは、メモ
リ68の下位8ビットアドレスが1/(60×256)
secごとに0から255まで1ずつカウントアップさ
れて変化することであり、その結果、メモリ68は1/
60sec間に1/(60×256)sec間隔でアド
レスXX00HからXXFFHまでが指定される。そし
て、上記各アドレスに格納されている256個の量子化
振幅値(スカラー量)のディジタル値データが順次、メ
モリ68の出力端子Q0〜Q15から読み出され、60
Hzの正弦波波形パターン信号S15の1周期分を構成
する。
メモリ68の下位8ビットアドレスを決定する入力端子
A0〜A7に接続されている。したがって、カウンタ回
路67の出力端子Q0〜Q7の内容が1/(60×25
6)secごとに1ずつ加算されるということは、メモ
リ68の下位8ビットアドレスが1/(60×256)
secごとに0から255まで1ずつカウントアップさ
れて変化することであり、その結果、メモリ68は1/
60sec間に1/(60×256)sec間隔でアド
レスXX00HからXXFFHまでが指定される。そし
て、上記各アドレスに格納されている256個の量子化
振幅値(スカラー量)のディジタル値データが順次、メ
モリ68の出力端子Q0〜Q15から読み出され、60
Hzの正弦波波形パターン信号S15の1周期分を構成
する。
【0049】ここで、下位8ビットのクリア端子CLR
には同期信号検出部47(図1参照)で検出された系統
電圧VCSのゼロクロスポイントを検出した同期信号S1
0が信号演算処理部46のCPU60を介して入力され
る。この同期信号S10が入力されるたびにカウンタ回
路67のカウント動作がクリアされるため、正弦波波形
データの読み出し動作は系統電圧VCSの1周期ごとにリ
セットされながら、上述した波形パターンの読み出し動
作を繰り返すことになる。したがって、常に系統電圧V
CSと同位相(位相のずれがない)のインバータ出力電流
を商用トランス33を介して商用系統電源34に供給す
ることができる。
には同期信号検出部47(図1参照)で検出された系統
電圧VCSのゼロクロスポイントを検出した同期信号S1
0が信号演算処理部46のCPU60を介して入力され
る。この同期信号S10が入力されるたびにカウンタ回
路67のカウント動作がクリアされるため、正弦波波形
データの読み出し動作は系統電圧VCSの1周期ごとにリ
セットされながら、上述した波形パターンの読み出し動
作を繰り返すことになる。したがって、常に系統電圧V
CSと同位相(位相のずれがない)のインバータ出力電流
を商用トランス33を介して商用系統電源34に供給す
ることができる。
【0050】また、太陽電池32の電圧−電流特性が変
動しても、最大電力点追尾制御を良好に行って常に最大
電力を取り出せるようにする場合について説明する。上
記のような系統連系インバータ31を太陽電池32と組
み合わせて使用する場合、信号演算処理部46の働き
は、太陽電池32からのVDCの入力電圧信号S11とI
DCの入力電流信号S12を任意の周期でサンプリング
し、これらのアナログ信号をディジタル量に変換した
後、双方のディジタル量の積を演算して直流入力電力値
すなわち太陽電池出力電力値を求める。このとき、入力
電圧信号S11,入力電流信号S12のサンプリング間
隔は任意である。インバータ31に対する入力電圧信号
S11と入力電流信号S12とに代えて、出力電圧信号
S13と出力電流信号S14を用いて電力値を求めても
よい。
動しても、最大電力点追尾制御を良好に行って常に最大
電力を取り出せるようにする場合について説明する。上
記のような系統連系インバータ31を太陽電池32と組
み合わせて使用する場合、信号演算処理部46の働き
は、太陽電池32からのVDCの入力電圧信号S11とI
DCの入力電流信号S12を任意の周期でサンプリング
し、これらのアナログ信号をディジタル量に変換した
後、双方のディジタル量の積を演算して直流入力電力値
すなわち太陽電池出力電力値を求める。このとき、入力
電圧信号S11,入力電流信号S12のサンプリング間
隔は任意である。インバータ31に対する入力電圧信号
S11と入力電流信号S12とに代えて、出力電圧信号
S13と出力電流信号S14を用いて電力値を求めても
よい。
【0051】求めた電力値は、必ずこれを一旦メモリに
記憶しておく。そして、次のサンプリングによる今回の
演算結果である電力値とメモリに記憶されている前回の
電力値を比較する。その大小関係により、先に述べた波
形番号を1つ大きくするか、あるいは1つ小さくするか
を判断する。そして、前回の電力値に代わって今回の電
力値をメモリに記憶しておき、さらに次のサンプリング
により求められる次回の電力値と比較する。
記憶しておく。そして、次のサンプリングによる今回の
演算結果である電力値とメモリに記憶されている前回の
電力値を比較する。その大小関係により、先に述べた波
形番号を1つ大きくするか、あるいは1つ小さくするか
を判断する。そして、前回の電力値に代わって今回の電
力値をメモリに記憶しておき、さらに次のサンプリング
により求められる次回の電力値と比較する。
【0052】以上の動作を繰り返して、太陽電池32の
最大電力が得られるところまで前記の波形番号を大きく
していき、系統連系インバータ31の出力を太陽電池3
2の最大出力に見合った値まで増大させていく。
最大電力が得られるところまで前記の波形番号を大きく
していき、系統連系インバータ31の出力を太陽電池3
2の最大出力に見合った値まで増大させていく。
【0053】もちろんここで、インバータ31の起動時
にはソフトスタート制御を行う必要から、波形番号は0
(振幅値が定格出力時の256分の1の最小値)からス
タートする。このとき、信号演算処理部46は、波形番
号を0としたときの入力電力値を演算するが、比較すべ
き前回の電力値としては初期値0Wを設定して起動時の
制御を支障なく行うようにしてある。
にはソフトスタート制御を行う必要から、波形番号は0
(振幅値が定格出力時の256分の1の最小値)からス
タートする。このとき、信号演算処理部46は、波形番
号を0としたときの入力電力値を演算するが、比較すべ
き前回の電力値としては初期値0Wを設定して起動時の
制御を支障なく行うようにしてある。
【0054】波形パターンの振幅値を決定するメモリ6
8の上位8ビットアドレスについては、信号演算処理部
46を構成するCPU60の8ビットのデータバス70
(D0〜D7)で直接に指定する。以下、具体的に説明
する。
8の上位8ビットアドレスについては、信号演算処理部
46を構成するCPU60の8ビットのデータバス70
(D0〜D7)で直接に指定する。以下、具体的に説明
する。
【0055】CPU60からはI/Oリクエスト信号I
ORQとライト信号WRがそれぞれ出力されて、これら
の信号の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eに
ラッチ信号として入力される。以上の結果、CPU60
が指定したデータバス70(D0〜D7)上の8ビット
データは、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出
力端子Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路
65の出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビッ
トの入力端子A8〜A15に入力される。
ORQとライト信号WRがそれぞれ出力されて、これら
の信号の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eに
ラッチ信号として入力される。以上の結果、CPU60
が指定したデータバス70(D0〜D7)上の8ビット
データは、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出
力端子Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路
65の出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビッ
トの入力端子A8〜A15に入力される。
【0056】以上のことから、CPU60が書き込み命
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。CPU60か
らデータバス70に出力される8ビットデータは、今回
の電力値が前回の電力値に比べて増加しているか、ある
いは減少しているかによって決定されることになる。
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。CPU60か
らデータバス70に出力される8ビットデータは、今回
の電力値が前回の電力値に比べて増加しているか、ある
いは減少しているかによって決定されることになる。
【0057】上記において、同期信号検出部47から出
力される同期信号S10は、図4に示すように電力系統
の電圧VCSの正弦波波形のゼロクロスポイントを検出し
た信号である。この同期信号S10は、CPU60より
カウンタ回路67のクリア端子CLRに入力されるよう
になっており、この同期信号S10によってカウンタ回
路67をリセットするのである。これは、商用系統電源
34の正弦波電圧波形の1周期ごとに正弦波波形データ
の読み出しのカウントをリセットすることにより、常に
商用系統電源34の電圧波形と同位相の電流をインバー
タ31が出力できるように制御するためである。このよ
うに正弦波波形データの読み出しのタイミングをとるの
が同期信号S10であり、本実施例では、同期信号S1
0をトリガとして正弦波波形データの読み出しをゼロク
ロスポイントから1周期分にわたって開始する。そし
て、そのことを繰り返す。このことにより、系統連系イ
ンバータ31は系統電圧と位相の一致した出力電流を商
用系統電源34に供給することができる。
力される同期信号S10は、図4に示すように電力系統
の電圧VCSの正弦波波形のゼロクロスポイントを検出し
た信号である。この同期信号S10は、CPU60より
カウンタ回路67のクリア端子CLRに入力されるよう
になっており、この同期信号S10によってカウンタ回
路67をリセットするのである。これは、商用系統電源
34の正弦波電圧波形の1周期ごとに正弦波波形データ
の読み出しのカウントをリセットすることにより、常に
商用系統電源34の電圧波形と同位相の電流をインバー
タ31が出力できるように制御するためである。このよ
うに正弦波波形データの読み出しのタイミングをとるの
が同期信号S10であり、本実施例では、同期信号S1
0をトリガとして正弦波波形データの読み出しをゼロク
ロスポイントから1周期分にわたって開始する。そし
て、そのことを繰り返す。このことにより、系統連系イ
ンバータ31は系統電圧と位相の一致した出力電流を商
用系統電源34に供給することができる。
【0058】図5は太陽電池32の出力特性を示す。横
軸に電圧、縦軸に電流をとってある。日射強度(E1,
E2,E3)をパラメータとしてある。出力特性は、日
射強度や素子温度の変化によって刻一刻と変化する。こ
こで、図5において日射強度がE1(1kW/m2 )で
素子温度が25℃における出力特性曲線をaとすると、
太陽電池の出力側に設けた負荷のインピーダンスに応じ
て太陽電池の出力電圧値,出力電流値は出力特性曲線a
上で変化する。したがって、太陽電池の出力電力値も変
化する。
軸に電圧、縦軸に電流をとってある。日射強度(E1,
E2,E3)をパラメータとしてある。出力特性は、日
射強度や素子温度の変化によって刻一刻と変化する。こ
こで、図5において日射強度がE1(1kW/m2 )で
素子温度が25℃における出力特性曲線をaとすると、
太陽電池の出力側に設けた負荷のインピーダンスに応じ
て太陽電池の出力電圧値,出力電流値は出力特性曲線a
上で変化する。したがって、太陽電池の出力電力値も変
化する。
【0059】ここで、太陽電池の出力端に設けた負荷の
インピーダンスをRとすると、このときの太陽電池の出
力電圧値,出力電流値は特性曲線aと負荷インピーダン
ス直線Rの交点である点pにおける値となる。この点p
を太陽電池の動作点と呼ぶ。
インピーダンスをRとすると、このときの太陽電池の出
力電圧値,出力電流値は特性曲線aと負荷インピーダン
ス直線Rの交点である点pにおける値となる。この点p
を太陽電池の動作点と呼ぶ。
【0060】負荷インピーダンスRを変化させることに
よって、太陽電池の動作点pが出力特性曲線a上を移動
し、太陽電池の出力電圧値,出力電流値が変化する。
よって、太陽電池の動作点pが出力特性曲線a上を移動
し、太陽電池の出力電圧値,出力電流値が変化する。
【0061】太陽電池32自体の負荷として系統連系イ
ンバータ31が設けられている。この系統連系インバー
タ31のインピーダンスRを変化させるということは、
すなわち前述した波形番号(正弦波波形データの振幅
値)を変化させることで実現できる。これは、波形番号
を変えることでインバータ31におけるFETブリッジ
38をスイッチングするゲートパルス信号S19のもと
になるスイッチングパターン信号S18のデューティ比
を変化させることができるからである。
ンバータ31が設けられている。この系統連系インバー
タ31のインピーダンスRを変化させるということは、
すなわち前述した波形番号(正弦波波形データの振幅
値)を変化させることで実現できる。これは、波形番号
を変えることでインバータ31におけるFETブリッジ
38をスイッチングするゲートパルス信号S19のもと
になるスイッチングパターン信号S18のデューティ比
を変化させることができるからである。
【0062】このことから、上述の波形番号を変えるこ
とによって、図5に示すように太陽電池32の出力特性
曲線a上の動作点pを任意の点に制御することができ
る。つまり、系統連系インバータ31において波形パタ
ーン記憶部48から読み出してくる正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を増加させることによって負荷イン
ピーダンスをR0 からR1 へ変化させ動作点をp0 から
p1 に変化させて太陽電池32の動作点電圧をV0 から
V1 へと低下させたり(電流は増加する)、あるいは、
正弦波波形パターン信号S15の振幅値を減少させるこ
とによって負荷インピーダンスをR0 からR2 へ変化さ
せ動作点をp0 からp2 に変化させて太陽電池32の動
作点電圧をV0 からV2 へと上昇させたりすることがで
きる(電流は減少する)。なお、R1 <R0 <R2 、V
1 <V0 <V2 である。振幅値を大きくするほど太陽電
池32の出力電圧は低くなり、振幅値を小さくするほど
出力電圧は高くなる。このように、正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を制御することによって、太陽電池
32の出力電力値を任意に調整することができる。
とによって、図5に示すように太陽電池32の出力特性
曲線a上の動作点pを任意の点に制御することができ
る。つまり、系統連系インバータ31において波形パタ
ーン記憶部48から読み出してくる正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を増加させることによって負荷イン
ピーダンスをR0 からR1 へ変化させ動作点をp0 から
p1 に変化させて太陽電池32の動作点電圧をV0 から
V1 へと低下させたり(電流は増加する)、あるいは、
正弦波波形パターン信号S15の振幅値を減少させるこ
とによって負荷インピーダンスをR0 からR2 へ変化さ
せ動作点をp0 からp2 に変化させて太陽電池32の動
作点電圧をV0 からV2 へと上昇させたりすることがで
きる(電流は減少する)。なお、R1 <R0 <R2 、V
1 <V0 <V2 である。振幅値を大きくするほど太陽電
池32の出力電圧は低くなり、振幅値を小さくするほど
出力電圧は高くなる。このように、正弦波波形パターン
信号S15の振幅値を制御することによって、太陽電池
32の出力電力値を任意に調整することができる。
【0063】次に、最大電力点追尾制御の詳しい動作例
を図6を用いて説明する。図6は横軸に電圧、縦軸に電
力をとった太陽電池出力特性曲線を示す。
を図6を用いて説明する。図6は横軸に電圧、縦軸に電
力をとった太陽電池出力特性曲線を示す。
【0064】上述したように、系統連系インバータ31
の制御は基本的に、インバータ31の出力電流が波形番
号で定義される正弦波波形データの振幅値の与える電流
値と等しくなるように、FETブリッジ38のゲートパ
ルス信号S19のデューティ比を制御することである。
ここで、正弦波波形データの波形番号を決定する際、信
号演算処理部46によって太陽電池32の最大出力電力
に見合った正弦波波形パターンの波形番号を決定する。
すなわち、図6に示すように、今回の波形番号XB での
太陽電池32の出力電力PB (インバータ31の入力電
力)と、記憶されている前回の波形番号XA (XA <X
B )での出力電力PA の値を比較する。
の制御は基本的に、インバータ31の出力電流が波形番
号で定義される正弦波波形データの振幅値の与える電流
値と等しくなるように、FETブリッジ38のゲートパ
ルス信号S19のデューティ比を制御することである。
ここで、正弦波波形データの波形番号を決定する際、信
号演算処理部46によって太陽電池32の最大出力電力
に見合った正弦波波形パターンの波形番号を決定する。
すなわち、図6に示すように、今回の波形番号XB での
太陽電池32の出力電力PB (インバータ31の入力電
力)と、記憶されている前回の波形番号XA (XA <X
B )での出力電力PA の値を比較する。
【0065】電圧については、前回の電圧VA に比べて
今回の電圧VB の方が低いが、今回の出力電力PB が前
回の出力電力PA よりも大きいので、波形番号を1つだ
け大きくし、XC とする。電圧はVC まで下がるが、太
陽電池32の出力電力PC は前回の電力PB よりも増大
している。そこでさらに波形番号を1つだけ大きくし
て、XD とする。電圧はVD まで下がる。しかし、今回
の出力電力PD は記憶されている前回の出力電力PC よ
りも減少しているので、波形番号を逆に1つだけ小さく
する。すると、動作電圧はVC に戻り、出力電力はPC
に戻る。
今回の電圧VB の方が低いが、今回の出力電力PB が前
回の出力電力PA よりも大きいので、波形番号を1つだ
け大きくし、XC とする。電圧はVC まで下がるが、太
陽電池32の出力電力PC は前回の電力PB よりも増大
している。そこでさらに波形番号を1つだけ大きくし
て、XD とする。電圧はVD まで下がる。しかし、今回
の出力電力PD は記憶されている前回の出力電力PC よ
りも減少しているので、波形番号を逆に1つだけ小さく
する。すると、動作電圧はVC に戻り、出力電力はPC
に戻る。
【0066】以上のように、波形番号をXA →XB →X
C →XD →XC と順に変化させることで、太陽電池32
の出力電力はPA →PB →PC →PD →PC と順に変化
する。太陽電池32の動作点はA→B→C→D→Cと最
大電力点に向かって移動することになる。なお、図6は
説明を分かりやすくするため移動量を大きくとったが、
一度の制御で変化させる波形番号の1段階の振幅値は差
は、制御速度,制御精度の許す限り微小値とすることが
最大電力点追尾制御の制御特性の向上につながる。
C →XD →XC と順に変化させることで、太陽電池32
の出力電力はPA →PB →PC →PD →PC と順に変化
する。太陽電池32の動作点はA→B→C→D→Cと最
大電力点に向かって移動することになる。なお、図6は
説明を分かりやすくするため移動量を大きくとったが、
一度の制御で変化させる波形番号の1段階の振幅値は差
は、制御速度,制御精度の許す限り微小値とすることが
最大電力点追尾制御の制御特性の向上につながる。
【0067】以上のようにして、太陽電池32の出力電
力が最大となる系統連系インバータ31の波形番号(出
力電流の振幅値に比例した正弦波波形パターン)を追い
掛ける制御を行っており、本実施例では、この制御を図
1に示した信号演算処理部46でマイクロコンピュータ
を用いたソフトウェア制御によって実現している。
力が最大となる系統連系インバータ31の波形番号(出
力電流の振幅値に比例した正弦波波形パターン)を追い
掛ける制御を行っており、本実施例では、この制御を図
1に示した信号演算処理部46でマイクロコンピュータ
を用いたソフトウェア制御によって実現している。
【0068】以上の一連の動作をもって、系統連系イン
バータ31は波形番号の制御により、太陽電池出力特性
曲線上の任意の点に太陽電池動作点を決定することが可
能であり、このことにより、インバータ31は常に太陽
電池32から取り出せる最大電力点を追尾して動作する
ことができる。
バータ31は波形番号の制御により、太陽電池出力特性
曲線上の任意の点に太陽電池動作点を決定することが可
能であり、このことにより、インバータ31は常に太陽
電池32から取り出せる最大電力点を追尾して動作する
ことができる。
【0069】さらに、系統連系インバータ31は、上記
制御方法によって太陽電池出力の最大点を追尾するだけ
でなく、任意の太陽電池出力を取り出すように制御する
ことが可能である。これは、次のことに対応するもので
ある。日射強度,素子温度が変化すると太陽電池の特性
曲線そのものが変化するために、負荷のインピーダンス
Rが不変であっても太陽電池の動作点pは移動する。ま
た、日射強度,素子温度が一定であっても負荷のインピ
ーダンスRを変化させれば太陽電池の動作点pは移動す
る。したがって、信号演算処理部46から太陽電池32
の出力電力値を指定し、この電力値と一致するように波
形番号を決定することで、インバータ31の入力インピ
ーダンスは波形番号に見合ったインピーダンスRX をと
り、希望するとおり、指定した電力値と一致する太陽電
池出力が得られる動作点pX で制御することができる。
以下、具体的に説明する。
制御方法によって太陽電池出力の最大点を追尾するだけ
でなく、任意の太陽電池出力を取り出すように制御する
ことが可能である。これは、次のことに対応するもので
ある。日射強度,素子温度が変化すると太陽電池の特性
曲線そのものが変化するために、負荷のインピーダンス
Rが不変であっても太陽電池の動作点pは移動する。ま
た、日射強度,素子温度が一定であっても負荷のインピ
ーダンスRを変化させれば太陽電池の動作点pは移動す
る。したがって、信号演算処理部46から太陽電池32
の出力電力値を指定し、この電力値と一致するように波
形番号を決定することで、インバータ31の入力インピ
ーダンスは波形番号に見合ったインピーダンスRX をと
り、希望するとおり、指定した電力値と一致する太陽電
池出力が得られる動作点pX で制御することができる。
以下、具体的に説明する。
【0070】太陽電池32の動作点を出力特性曲線上で
積極的に動かして最大電力点よりも小さいところで自由
にインバータ出力電力を調整する場合には、CPU60
から見た波形パターン記憶部48のアドレスを、アドレ
ス設定スイッチ61を用いて8ビットデータで決定され
る任意の値に予め設定しておく。そして、CPU60が
その8ビットのアドレスバス69(A0〜A7)を用い
て波形パターン記憶部48の予め設定されたアドレスを
書き込み命令でアクセスしたとき、アドレスデコーダ回
路62のP=Q端子からアドレス一致信号が出力され、
また、CPU60からはI/Oリクエスト信号IORQ
とライト信号WRがそれぞれ出力されて、これらの信号
の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eにラッチ
信号として入力される。以上の結果、CPU60が指定
したデータバス70(D0〜D7)上の8ビットデータ
は、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出力端子
Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路65の
出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビットの入
力端子A8〜A15に入力される。
積極的に動かして最大電力点よりも小さいところで自由
にインバータ出力電力を調整する場合には、CPU60
から見た波形パターン記憶部48のアドレスを、アドレ
ス設定スイッチ61を用いて8ビットデータで決定され
る任意の値に予め設定しておく。そして、CPU60が
その8ビットのアドレスバス69(A0〜A7)を用い
て波形パターン記憶部48の予め設定されたアドレスを
書き込み命令でアクセスしたとき、アドレスデコーダ回
路62のP=Q端子からアドレス一致信号が出力され、
また、CPU60からはI/Oリクエスト信号IORQ
とライト信号WRがそれぞれ出力されて、これらの信号
の論理和がラッチ回路65のイネーブル端子Eにラッチ
信号として入力される。以上の結果、CPU60が指定
したデータバス70(D0〜D7)上の8ビットデータ
は、ラッチ回路65の入力端子D0〜D7から出力端子
Q0〜Q7にラッチされる。そして、ラッチ回路65の
出力端子Q0〜Q7からメモリ68の上位8ビットの入
力端子A8〜A15に入力される。
【0071】以上のことから、CPU60が書き込み命
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。どれにするか
は、8ビットデータによるものであり、これは任意に決
定することができる。
令で波形パターン記憶部48のアドレスをアクセスした
際のデータバス70上の8ビットデータは、メモリ68
の上位8ビットアドレスA8〜A15に入力される。す
なわち、CPU60から波形パターン記憶部48のメモ
リ68の上位8ビットアドレスA8〜A15に書き込ま
れた8ビットデータ(0〜255のうちの1つ)が正弦
波波形パターン信号S15の振幅の大きさ(256通り
のうちの1つ)をただ1つだけ決定する。どれにするか
は、8ビットデータによるものであり、これは任意に決
定することができる。
【0072】以上のような方法を用いることで、CPU
60は振幅値の大きさを示す波形番号を波形パターン記
憶部48のアドレス設定スイッチ61に設定しかつアド
レスバス69を介してその波形番号のアドレスをアドレ
スデコーダ回路62に対して書き込むだけで、任意の振
幅の異なる正弦波波形データを自由に読み出すことがで
きる。このことからCPU60の演算処理能力としては
8ビット程度のもので充分であり、高速処理の可能な高
価なCPUを使用する必要はない。さらに、読み出した
正弦波波形データの振幅値は、インバータ31の出力電
流波形の振幅値およびインバータ出力電力に比例するた
め、波形パターン記憶部48のメモリ68の上位8ビッ
トアドレスA8〜A15、正弦波波形データの振幅値を
示す0から255(00H〜FFH)の波形番号を書き
込むことで、自由にインバータ出力電力を制御できる系
統連系用電流制御型のインバータを実現することができ
る。
60は振幅値の大きさを示す波形番号を波形パターン記
憶部48のアドレス設定スイッチ61に設定しかつアド
レスバス69を介してその波形番号のアドレスをアドレ
スデコーダ回路62に対して書き込むだけで、任意の振
幅の異なる正弦波波形データを自由に読み出すことがで
きる。このことからCPU60の演算処理能力としては
8ビット程度のもので充分であり、高速処理の可能な高
価なCPUを使用する必要はない。さらに、読み出した
正弦波波形データの振幅値は、インバータ31の出力電
流波形の振幅値およびインバータ出力電力に比例するた
め、波形パターン記憶部48のメモリ68の上位8ビッ
トアドレスA8〜A15、正弦波波形データの振幅値を
示す0から255(00H〜FFH)の波形番号を書き
込むことで、自由にインバータ出力電力を制御できる系
統連系用電流制御型のインバータを実現することができ
る。
【0073】なお、上記実施例では正弦波波形パターン
のデータを1周期単位で記憶させたが、1/2周期単位
または1/4周期単位で記憶させておき、読み出し後に
補正するようにしてもよい。
のデータを1周期単位で記憶させたが、1/2周期単位
または1/4周期単位で記憶させておき、読み出し後に
補正するようにしてもよい。
【0074】以上、詳述したように、本発明によれば、
系統連系インバータ31における出力電力制御を容易に
行え、太陽電池32の最大電力点追尾制御を容易に実現
できる。信号処理の多くの部分をディジタル処理してい
るので、制御回路45の簡素化を図れるとともに、高調
波ひずみが小さな高品質な出力電流波形を得ることがで
きる。また、太陽電池32による電力という自然エネル
ギーを有効に利用して、エアコン,冷蔵庫などの一般家
庭の各種電化製品を駆動することができる。その自然エ
ネルギーが少ないときは系統電源からの電力で補完し、
多いときは系統電源に電力を返す。あるいは、適切に電
力制御することでユーザーにとっては、太陽電池からの
電力、系統電源からの電力という区別を意識させること
なく、従来通りの使い勝手を提供でき、また、より快適
な生活環境を提供する。電力の供給側から考えても本シ
ステムが普及することにより、特に夏場の日中時の電力
消費ピークを抑えるという効果がある。これは、電力の
需要者,供給者の双方にとってきわめて有効なことであ
る。そして、環境に優しい自然エネルギーの利用という
ことで地球環境に対しても大きな効果が期待できる。
系統連系インバータ31における出力電力制御を容易に
行え、太陽電池32の最大電力点追尾制御を容易に実現
できる。信号処理の多くの部分をディジタル処理してい
るので、制御回路45の簡素化を図れるとともに、高調
波ひずみが小さな高品質な出力電流波形を得ることがで
きる。また、太陽電池32による電力という自然エネル
ギーを有効に利用して、エアコン,冷蔵庫などの一般家
庭の各種電化製品を駆動することができる。その自然エ
ネルギーが少ないときは系統電源からの電力で補完し、
多いときは系統電源に電力を返す。あるいは、適切に電
力制御することでユーザーにとっては、太陽電池からの
電力、系統電源からの電力という区別を意識させること
なく、従来通りの使い勝手を提供でき、また、より快適
な生活環境を提供する。電力の供給側から考えても本シ
ステムが普及することにより、特に夏場の日中時の電力
消費ピークを抑えるという効果がある。これは、電力の
需要者,供給者の双方にとってきわめて有効なことであ
る。そして、環境に優しい自然エネルギーの利用という
ことで地球環境に対しても大きな効果が期待できる。
【0075】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルス
幅変調のスイッチングパターン信号のもとになる正弦波
誤差信号を生成するためインバータ出力電流信号と比較
されるべき正弦波波形パターン信号として、予め波形パ
ターン記憶手段にディジタル値データとしての正弦波波
形データを格納しておきそれを読み出して使い、また、
読み出しのもとになる波形番号を決定する電力値の算出
もディジタル的に行うから、制御回路が簡素化され、イ
ンバータ出力電流波形のひずみ率を抑えて良好な電力品
質を確保することができる。
幅変調のスイッチングパターン信号のもとになる正弦波
誤差信号を生成するためインバータ出力電流信号と比較
されるべき正弦波波形パターン信号として、予め波形パ
ターン記憶手段にディジタル値データとしての正弦波波
形データを格納しておきそれを読み出して使い、また、
読み出しのもとになる波形番号を決定する電力値の算出
もディジタル的に行うから、制御回路が簡素化され、イ
ンバータ出力電流波形のひずみ率を抑えて良好な電力品
質を確保することができる。
【0076】また、太陽電池等の直流電源のその時々の
出力電力に見合った正確な最大電力点追尾制御が行える
だけでなく、最大電力点以下の範囲で任意の大きさの電
力を引き出すことも容易に実現することができる。
出力電力に見合った正確な最大電力点追尾制御が行える
だけでなく、最大電力点以下の範囲で任意の大きさの電
力を引き出すことも容易に実現することができる。
【図1】本発明の一実施例に係る系統連系型インバータ
が適用された系統連系型太陽光発電システムを示すブロ
ック図である。
が適用された系統連系型太陽光発電システムを示すブロ
ック図である。
【図2】実施例における波形パターン記憶部の詳しい内
部構成を示すブロック図である。
部構成を示すブロック図である。
【図3】振幅値の大きさの異なる256種類(大部分は
省略)の正弦波波形パターンの波形図である。
省略)の正弦波波形パターンの波形図である。
【図4】電力系統電圧と同期信号の関係を示す波形図で
ある。
ある。
【図5】太陽電池の出力特性曲線を示す図である。
【図6】最大電力点追尾制御の詳しい動作を示す説明図
である。
である。
【図7】従来の系統連系型インバータが適用された系統
連系型太陽光発電システムを示すブロック図である。
連系型太陽光発電システムを示すブロック図である。
31……系統連系インバータ 32……太陽電池 33……商用トランス 34……商用系統
電源 35……逆流防止ダイオード 36……ノイズフ
ィルター 37……入力コンデンサ 38……FETブ
リッジ 39……出力チョークコイル 40……平滑コン
デンサ 41……連系リレー 42……ノイズフ
ィルター 43……入力電流検出用変流器 44……出力電流
検出用変流器 45……制御回路 46……信号演算
処理部 47……同期信号検出部 48……波形パタ
ーン記憶部 49……誤差増幅器 50……PWM変
調制御部 51……ゲートドライブ信号生成回路 60……CPU 61……アドレス
設定スイッチ 62……アドレスデコーダ回路 65……ラッチ回
路 66……クロック・分周回路 67……カウンタ
回路 68……メモリ 69……アドレス
バス 70……データバス S10……同期信号 S11……入力電圧信号 S12……入力電
流信号 S13……出力電圧信号 S14……出力電
流信号 S15……正弦波波形パターン信号 S17……正弦波誤差信号 S18……スイッ
チングパターン信号 S19……ゲートパルス信号
電源 35……逆流防止ダイオード 36……ノイズフ
ィルター 37……入力コンデンサ 38……FETブ
リッジ 39……出力チョークコイル 40……平滑コン
デンサ 41……連系リレー 42……ノイズフ
ィルター 43……入力電流検出用変流器 44……出力電流
検出用変流器 45……制御回路 46……信号演算
処理部 47……同期信号検出部 48……波形パタ
ーン記憶部 49……誤差増幅器 50……PWM変
調制御部 51……ゲートドライブ信号生成回路 60……CPU 61……アドレス
設定スイッチ 62……アドレスデコーダ回路 65……ラッチ回
路 66……クロック・分周回路 67……カウンタ
回路 68……メモリ 69……アドレス
バス 70……データバス S10……同期信号 S11……入力電圧信号 S12……入力電
流信号 S13……出力電圧信号 S14……出力電
流信号 S15……正弦波波形パターン信号 S17……正弦波誤差信号 S18……スイッ
チングパターン信号 S19……ゲートパルス信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 浩史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 スイッチングパターン信号に基づいてス
イッチング素子のブリッジをON/OFF制御して太陽
電池等の直流電源から入力した直流電力を交流電力に変
換して商用系統電源に供給する手段と、 正弦波誤差信号に基づいたパルス幅変調により前記スイ
ッチングパターン信号を生成する手段と、 系統電圧のゼロクロスポイントを検出して同期信号を生
成する手段と、 インバータの定格出力電流波形の振幅値に比例した複数
種類の振幅値をもつ正弦波波形データであって、各振幅
値ごとにその振幅値の大きさの順に波形番号をもち、か
つ、各波形番号の正弦波波形ごとに時間軸方向で多数に
等分した時間位置での個々の量子化振幅値をもっている
ディジタル値データを予め格納している波形パターン記
憶手段と、 任意の周期で検出したインバータの入力電流,入力電圧
または出力電流,出力電圧に基づいて電力値をディジタ
ル的に算出し記憶する手段と、 前回の電力値と今回の電力値とを比較し、電力値が増加
しているときは振幅値が1段階大となる波形番号を指定
し、電力値が減少しているときは振幅値が1段階小とな
る波形番号を指定して、前記波形パターン記憶手段に読
み出し信号として与える手段と、 前記同期信号のタイミングで前記読み出し信号に基づい
て前記波形パターン記憶手段から正弦波波形パターン信
号を読み出し開始し、前記決定された正弦波波形パター
ンの量子化振幅値を所定の微小周期で連続的に変化させ
て正弦波波形パターン信号として読み出す手段と、 前記波形パターン記憶手段から読み出した正弦波波形パ
ターン信号と検出したインバータ出力電流信号との誤差
から前記正弦波誤差信号を生成する手段とを備えたこと
を特徴とする系統連系型インバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17414693A JP3174843B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 系統連系型インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17414693A JP3174843B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 系統連系型インバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728537A true JPH0728537A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3174843B2 JP3174843B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=15973483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17414693A Expired - Fee Related JP3174843B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 系統連系型インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174843B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0792002A3 (en) * | 1996-02-26 | 1998-08-26 | Sanyo Electric Co. Ltd | System interconnection generator |
| EP0780750A3 (en) * | 1995-12-20 | 1999-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Inventer control method and inventer apparatus using the method |
| US6031736A (en) * | 1995-07-26 | 2000-02-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus of inverter and power generation system using such control apparatus |
| CN103605020A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-26 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种电能质量数据的处理方法和装置 |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP17414693A patent/JP3174843B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6031736A (en) * | 1995-07-26 | 2000-02-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus of inverter and power generation system using such control apparatus |
| EP0780750A3 (en) * | 1995-12-20 | 1999-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Inventer control method and inventer apparatus using the method |
| EP0792002A3 (en) * | 1996-02-26 | 1998-08-26 | Sanyo Electric Co. Ltd | System interconnection generator |
| CN1078761C (zh) * | 1996-02-26 | 2002-01-30 | 三洋电机株式会社 | 系统连网发电机 |
| CN103605020A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-26 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种电能质量数据的处理方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3174843B2 (ja) | 2001-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1040730B1 (en) | Preconditioner | |
| CN100423435C (zh) | 变换器装置 | |
| JP5291627B2 (ja) | Pwm信号生成装置、及びこのpwm信号生成装置を備えたインバータ装置 | |
| JPH07191767A (ja) | 電池電源の電力制御装置及び電力制御方法 | |
| JP3046702B2 (ja) | 系統連系インバータ | |
| JPH0433584A (ja) | すべり検出装置およびこれを用いた圧縮機の制御装置 | |
| JPH0728537A (ja) | 系統連系型インバータ | |
| CN114336734B (zh) | 功率变换单元控制方法及装置、充放电模块 | |
| JPH09261949A (ja) | Dc/dcコンバータおよび太陽光発電システム | |
| JP3391178B2 (ja) | 系統連系インバータ装置及び波形発生装置 | |
| JPH05250053A (ja) | 太陽電池出力電力制御回路 | |
| CN117792137B (zh) | 五电平heric有源钳位逆变器的模型预测控制方法 | |
| JP6988703B2 (ja) | 電力変換装置、太陽光発電システム、及び、電力変換装置の制御方法 | |
| CN120165589A (zh) | 双有源桥变换器的控制方法、储能设备及可读存储介质 | |
| JPH07146724A (ja) | 系統連系型インバータ | |
| JPH0265667A (ja) | コンバータの制御装置 | |
| JP7492926B2 (ja) | インバータ装置、モータ駆動装置、並びに冷凍機器 | |
| JPS63294266A (ja) | Pwm制御型インバ−タの制御装置 | |
| JPH11318087A (ja) | 太陽光発電システム | |
| JP2606823B2 (ja) | 交流誘導電動機の電力節減回路 | |
| JPH05199795A (ja) | 空気調和機の制御方法 | |
| JP2002204577A (ja) | インバータ装置 | |
| CN1294696C (zh) | 智能化三相异步电机节电保护器 | |
| JP3128830B2 (ja) | 交流電圧のサイクル制御装置 | |
| JPH0710176B2 (ja) | パルス幅変調式コンバ−タの制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080406 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |