JPH0827672B2 - 太陽光発電装置 - Google Patents
太陽光発電装置Info
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- JPH0827672B2 JPH0827672B2 JP60234790A JP23479085A JPH0827672B2 JP H0827672 B2 JPH0827672 B2 JP H0827672B2 JP 60234790 A JP60234790 A JP 60234790A JP 23479085 A JP23479085 A JP 23479085A JP H0827672 B2 JPH0827672 B2 JP H0827672B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は太陽電池からの直流電力をインバータで交流
電力に変換し、誘導電動機等の交流負荷を駆動するシス
テムにおいて、太陽電池の出力電力が最大となるように
インバータを制御する太陽光発電装置に関するものであ
る。
電力に変換し、誘導電動機等の交流負荷を駆動するシス
テムにおいて、太陽電池の出力電力が最大となるように
インバータを制御する太陽光発電装置に関するものであ
る。
近年注目を浴びている太陽光発電システムにおいて、
太陽電池で発電された直流電力を可変周波数制御インバ
ータにより交流電力に変換し、該交流電力でポンプ等に
連結された誘導電動機を駆動するシステムがある。この
ようなシステムにおいては、太陽電池の日射量と温度を
ある一定値にした時、太陽電池の電圧Ｖ−電流Ｉ特性が
第３図に示すように、出力電流Ｉがある一定以上に増加
すると出力電圧Ｖが急激に降下し零となる。そこで出力
電力が最大となる点Pmaxで太陽電池を運転する所謂最大
電力点追尾制御が開発されている。
太陽電池で発電された直流電力を可変周波数制御インバ
ータにより交流電力に変換し、該交流電力でポンプ等に
連結された誘導電動機を駆動するシステムがある。この
ようなシステムにおいては、太陽電池の日射量と温度を
ある一定値にした時、太陽電池の電圧Ｖ−電流Ｉ特性が
第３図に示すように、出力電流Ｉがある一定以上に増加
すると出力電圧Ｖが急激に降下し零となる。そこで出力
電力が最大となる点Pmaxで太陽電池を運転する所謂最大
電力点追尾制御が開発されている。
上記太陽電池の最大電力点追尾制御を行なう技術の従
来例として、例えば特開昭58−69469号公報に記載され
たものがある。第２図は該最大電力点追尾制御装置の構
成を示すブロック図である。同図において、１は太陽電
池、２は主インバータ、３はポンプに連結された誘導電
動機等の負荷、４は補助インバータ、５は制御回路であ
る。上記最大電力点追尾制御装置において、制御回路５
は、太陽電池の出力電力Ｐ−出力電流Ｉ特性が第４図に
示すようになることから、太陽電池の出力電圧Ｖと出力
電流Ｉとを検出してその時の出力電力Ｐ＝Ｖ×Ｉを演算
すると共に、負荷電流を微小変化させた時の電力Ｐの変
化が正であるか負であるかを判別することにより、太陽
電池の出力点が最大電力出力点Pmaxのどちら側にあるか
を判別し、太陽電池の出力点を最大電力出力点Pmaxに近
づく向きに主インバータ２の出力を制御するように構成
している。
来例として、例えば特開昭58−69469号公報に記載され
たものがある。第２図は該最大電力点追尾制御装置の構
成を示すブロック図である。同図において、１は太陽電
池、２は主インバータ、３はポンプに連結された誘導電
動機等の負荷、４は補助インバータ、５は制御回路であ
る。上記最大電力点追尾制御装置において、制御回路５
は、太陽電池の出力電力Ｐ−出力電流Ｉ特性が第４図に
示すようになることから、太陽電池の出力電圧Ｖと出力
電流Ｉとを検出してその時の出力電力Ｐ＝Ｖ×Ｉを演算
すると共に、負荷電流を微小変化させた時の電力Ｐの変
化が正であるか負であるかを判別することにより、太陽
電池の出力点が最大電力出力点Pmaxのどちら側にあるか
を判別し、太陽電池の出力点を最大電力出力点Pmaxに近
づく向きに主インバータ２の出力を制御するように構成
している。
また、上記太陽電池の出力電力を最大電力出力点に制
御する技術としては、他に特開昭56−132174号公報に記
載され太陽電池で駆動されるインバータ装置の制御装置
がある。該制御装置は、太陽電池の光量LQをパラメータ
とした場合、その出力電圧Ｖ−出力電流Ｉ特性は第５図
に示すようになり、出力電力Ｐ−出力電流Ｉ特性は第６
図に示すようになることから、太陽光量の変化に無関係
に太陽電池の出力電圧を略一定にするように太陽電池の
出力電圧の検出値に応じてインバータ装置を周波数制御
したものである。
御する技術としては、他に特開昭56−132174号公報に記
載され太陽電池で駆動されるインバータ装置の制御装置
がある。該制御装置は、太陽電池の光量LQをパラメータ
とした場合、その出力電圧Ｖ−出力電流Ｉ特性は第５図
に示すようになり、出力電力Ｐ−出力電流Ｉ特性は第６
図に示すようになることから、太陽光量の変化に無関係
に太陽電池の出力電圧を略一定にするように太陽電池の
出力電圧の検出値に応じてインバータ装置を周波数制御
したものである。
しかしながら上記構成の最大電力点追尾制御技術の
内、特開昭58−69469号公報に記載されたものは、制御
回路で出力電力Ｐ＝Ｖ×Ｉを演算すると共に、負荷電流
を微小変化させた時の電力Ｐの変化が正であるか負であ
るかを判別することにより主インバータ２を制御して、
ポンプに連結された誘導電動機へ太陽電池の最大電力が
出力されるようにする制御方法は、応答速度が遅く、ま
た、例えば出力電流にリップルが発生した場合、主イン
バータ２の出力増減の弁別ができなくなるという問題、
更には太陽に零がかかり太陽電池で発電される電力が極
度に降下した場合等は最大電力出力点Pmaxを探し出すた
めの情報がなくなってしまい最大電力点追尾制御が不可
能になるという問題点があった。
内、特開昭58−69469号公報に記載されたものは、制御
回路で出力電力Ｐ＝Ｖ×Ｉを演算すると共に、負荷電流
を微小変化させた時の電力Ｐの変化が正であるか負であ
るかを判別することにより主インバータ２を制御して、
ポンプに連結された誘導電動機へ太陽電池の最大電力が
出力されるようにする制御方法は、応答速度が遅く、ま
た、例えば出力電流にリップルが発生した場合、主イン
バータ２の出力増減の弁別ができなくなるという問題、
更には太陽に零がかかり太陽電池で発電される電力が極
度に降下した場合等は最大電力出力点Pmaxを探し出すた
めの情報がなくなってしまい最大電力点追尾制御が不可
能になるという問題点があった。
また、特開昭58−69469号公報に記載されたものは第
５図及び第６図に示すように、太陽電池の最大電力出力
点Pmaxにおける出力電圧Ｖは略一定であっても厳密には
一定でなくそのため、太陽光量の変化に無関係に太陽電
池の出力電圧を略一定にするように制御しても正確に最
大電力出力点追尾を行なうことにならなかった。
５図及び第６図に示すように、太陽電池の最大電力出力
点Pmaxにおける出力電圧Ｖは略一定であっても厳密には
一定でなくそのため、太陽光量の変化に無関係に太陽電
池の出力電圧を略一定にするように制御しても正確に最
大電力出力点追尾を行なうことにならなかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、応答速度
が速く、太陽電池の発電電力にリップルが発生しても、
また発電電力が極度に減少しても適切な最大電力点追尾
制御が可能な太陽光発電装置を提供することにある。
が速く、太陽電池の発電電力にリップルが発生しても、
また発電電力が極度に減少しても適切な最大電力点追尾
制御が可能な太陽光発電装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明は、太陽電池の出力を
制御手段を介してインバータにより交流に変換し、該交
流電力で負荷を駆動する太陽光発電装置であって、制御
手段は太陽電池の出力電圧Ｖを検出し、該出力電圧Ｖの
値に応じてインバータを制御し、太陽光量に無関係に前
記太陽電池の出力電圧が略一定になるように制御する第
１の制御ループと、太陽電池の出力電圧Ｖ及び出力電流
Ｉを検出してその積Ｖ×Ｉから電力Ｐを算出する電力算
出手段を設け、該電力Ｐを出力電圧を基準に複数点でサ
ンプリングし、ある時点のサンプリング値とその時点以
前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサンプリ
ング値がその時点以前のサンプリング値より大きい時は
インバータ出力の交流周波数を低くして該インバータの
出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇させ、逆にあ
る時点のサンプリング値がその時点以前のサンプリング
値より小さい時は該インバータ出力の交流周波数を高く
して該インバータの出力電力を上げ太陽電池の出力電圧
を降下させるように制御する第２の制御ループを設けた
ことを特徴とする。
制御手段を介してインバータにより交流に変換し、該交
流電力で負荷を駆動する太陽光発電装置であって、制御
手段は太陽電池の出力電圧Ｖを検出し、該出力電圧Ｖの
値に応じてインバータを制御し、太陽光量に無関係に前
記太陽電池の出力電圧が略一定になるように制御する第
１の制御ループと、太陽電池の出力電圧Ｖ及び出力電流
Ｉを検出してその積Ｖ×Ｉから電力Ｐを算出する電力算
出手段を設け、該電力Ｐを出力電圧を基準に複数点でサ
ンプリングし、ある時点のサンプリング値とその時点以
前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサンプリ
ング値がその時点以前のサンプリング値より大きい時は
インバータ出力の交流周波数を低くして該インバータの
出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇させ、逆にあ
る時点のサンプリング値がその時点以前のサンプリング
値より小さい時は該インバータ出力の交流周波数を高く
して該インバータの出力電力を上げ太陽電池の出力電圧
を降下させるように制御する第２の制御ループを設けた
ことを特徴とする。
上記の如く構成することにより、太陽電池の太陽光量
LQ1〜LQ4をパラメータとした太陽電池の電圧Ｖ−電流Ｉ
特性は第５図に示すようになり、太陽光量に応じて電流
Ｉは変化するが電圧Ｖは殆ど変化しないから、太陽電池
の出力電圧を略一定にするように太陽電池の出力電圧の
検出値に応じて前記インバータの出力を制御することに
より、第５図に示すように最大電力出力点Pmaxの近傍で
太陽電池を使用することになる。また、第４図及び第５
図からも明らかなように太陽に雲がかり、太陽光が遮ら
れ小さくなった時でも略一定の電圧値を得られることか
ら最大電力点追尾制御のための情報を失うことがない。
しかも電力Ｐ算出のためのマイクロコンピュータによる
演算及び微分等がないから応答速度が速い。
LQ1〜LQ4をパラメータとした太陽電池の電圧Ｖ−電流Ｉ
特性は第５図に示すようになり、太陽光量に応じて電流
Ｉは変化するが電圧Ｖは殆ど変化しないから、太陽電池
の出力電圧を略一定にするように太陽電池の出力電圧の
検出値に応じて前記インバータの出力を制御することに
より、第５図に示すように最大電力出力点Pmaxの近傍で
太陽電池を使用することになる。また、第４図及び第５
図からも明らかなように太陽に雲がかり、太陽光が遮ら
れ小さくなった時でも略一定の電圧値を得られることか
ら最大電力点追尾制御のための情報を失うことがない。
しかも電力Ｐ算出のためのマイクロコンピュータによる
演算及び微分等がないから応答速度が速い。
更に、太陽電池の出力電力Ｐを出力電圧を基準に複数
点でサンプリングし、ある時点のサンプリング値とその
時点以前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサ
ンプリング値がその時点以前のサンプリング値より大き
い時はインバータ出力の交流周波数に低くして該インバ
ータの出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇させ、
逆にある時点のサンプリング値がその時点以前のサンプ
リング値より小さい時は該インバータ出力の交流周波数
を高くして該インバータの出力電力を上げ太陽電池の出
力電圧を降下させるように制御することにより、後に詳
述するようにリップル等に左右されることなく、より正
確な最大電力点追尾制御が可能となる。
点でサンプリングし、ある時点のサンプリング値とその
時点以前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサ
ンプリング値がその時点以前のサンプリング値より大き
い時はインバータ出力の交流周波数に低くして該インバ
ータの出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇させ、
逆にある時点のサンプリング値がその時点以前のサンプ
リング値より小さい時は該インバータ出力の交流周波数
を高くして該インバータの出力電力を上げ太陽電池の出
力電圧を降下させるように制御することにより、後に詳
述するようにリップル等に左右されることなく、より正
確な最大電力点追尾制御が可能となる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る太陽電池で駆動されるインバー
タの制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
同図において、11は太陽電池、12は可変周波数制御イン
バータ、13はポンプ14に連結された誘導電動機である。
太陽電池11からの直流電力は可変周波数制御インバータ
12で交流電力に変換され、該交流電力によりその周波数
に応じた速度で誘導電動機13が駆動される。15は前記太
陽電池11の出力電流Ｉを検出する電流センサ、16は前記
太陽電池11の出力電圧Ｖを検出する電圧センサ、17は電
圧調整器、18は出力電流Ｉと出力電圧Ｖとの積Ｉ×Ｖか
ら太陽電池11の出力電力Ｐを求める乗算回路、19は後に
詳述する増加方向弁別回路、20はランプ凾数発生回路、
21及び22はそれぞれ比較部、23は電圧設定器、24は誤差
増幅器である。上記構成の太陽電池で駆動されるインバ
ータの制御装置において、電圧センサ16により検出され
た出力電圧Ｖは前記電圧調整器17により適当な値の電圧
に調整され比較器21に入力され、該比較部21において前
記電圧設定器23で設定された設定電圧と比較されその差
が誤差増幅器24に入力され、該誤差増幅器24で増幅され
て可変周波数制御インバータ12に出力される。ここで電
圧設定器23の設定電圧を第６図に示すような最大電力出
力点Pmaxになるような設定電圧Vsに設定すれば、可変周
波数制御インバータ12は、後に詳述するように太陽電池
11の出力電圧が設定電圧になるように可変周波数制御イ
ンバータ12を制御する。また、電流センサ15で検出され
た出力電流Ｉ及び電圧センサ16で検出された出力電圧Ｖ
は乗算回路18に入力され、該乗算回路18で出力電流Ｉと
出力電圧Ｖの積Ｉ×Ｖから太陽電池11の出力電力Ｐが求
められる。該出力電力Ｐは増加方向弁別回路19に入力さ
れ、該増加方向弁別回路19により後に詳述するように太
陽電池11の出力電力が最大電力出力点Pmaxの電圧になる
ように出力電圧の「増＋」或いは「減−」信号を発生し
ランプ凾数発生回路20に入力する。該ランプ凾数発生回
路20では、該電圧の「増＋」或いは「減−」信号に比例
する電圧ΔＶを発生し比較部22に入力する。
タの制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
同図において、11は太陽電池、12は可変周波数制御イン
バータ、13はポンプ14に連結された誘導電動機である。
太陽電池11からの直流電力は可変周波数制御インバータ
12で交流電力に変換され、該交流電力によりその周波数
に応じた速度で誘導電動機13が駆動される。15は前記太
陽電池11の出力電流Ｉを検出する電流センサ、16は前記
太陽電池11の出力電圧Ｖを検出する電圧センサ、17は電
圧調整器、18は出力電流Ｉと出力電圧Ｖとの積Ｉ×Ｖか
ら太陽電池11の出力電力Ｐを求める乗算回路、19は後に
詳述する増加方向弁別回路、20はランプ凾数発生回路、
21及び22はそれぞれ比較部、23は電圧設定器、24は誤差
増幅器である。上記構成の太陽電池で駆動されるインバ
ータの制御装置において、電圧センサ16により検出され
た出力電圧Ｖは前記電圧調整器17により適当な値の電圧
に調整され比較器21に入力され、該比較部21において前
記電圧設定器23で設定された設定電圧と比較されその差
が誤差増幅器24に入力され、該誤差増幅器24で増幅され
て可変周波数制御インバータ12に出力される。ここで電
圧設定器23の設定電圧を第６図に示すような最大電力出
力点Pmaxになるような設定電圧Vsに設定すれば、可変周
波数制御インバータ12は、後に詳述するように太陽電池
11の出力電圧が設定電圧になるように可変周波数制御イ
ンバータ12を制御する。また、電流センサ15で検出され
た出力電流Ｉ及び電圧センサ16で検出された出力電圧Ｖ
は乗算回路18に入力され、該乗算回路18で出力電流Ｉと
出力電圧Ｖの積Ｉ×Ｖから太陽電池11の出力電力Ｐが求
められる。該出力電力Ｐは増加方向弁別回路19に入力さ
れ、該増加方向弁別回路19により後に詳述するように太
陽電池11の出力電力が最大電力出力点Pmaxの電圧になる
ように出力電圧の「増＋」或いは「減−」信号を発生し
ランプ凾数発生回路20に入力する。該ランプ凾数発生回
路20では、該電圧の「増＋」或いは「減−」信号に比例
する電圧ΔＶを発生し比較部22に入力する。
以上説明した如く、上記構成の太陽電池で駆動される
インバータの制御装置は電圧センサ16−電圧調整器17−
誤差増幅器24で構成される第１の制御ループCL1と、電
流センサ15及び電圧センサ16−乗算回路18−増加方向弁
別回路19−ランプ凾数発生回路20−誤差増幅器24で構成
される第２の制御ループCL2とを具備する。
インバータの制御装置は電圧センサ16−電圧調整器17−
誤差増幅器24で構成される第１の制御ループCL1と、電
流センサ15及び電圧センサ16−乗算回路18−増加方向弁
別回路19−ランプ凾数発生回路20−誤差増幅器24で構成
される第２の制御ループCL2とを具備する。
第７図は上記第２の制御ループCL2を構成する増加方
向弁別回路19のシステム構成を示すブロック図である。
同図において、第１図と同一符号を付した部分は同一又
は相当部分を示す。19a,19b,19c,19dはそれぞれサンプ
ルホールド回路、19e,19fはそれぞれ比較器、19gは排他
的論理和回路である。サンプルホールド回路19a及び19c
には、クロックパルスCP2が入力され、サンプルホール
ド回路19b及び19dにはクロックパルスCP1が入力され
る。以下、上記増加方向弁別回路19の動作を説明する。
向弁別回路19のシステム構成を示すブロック図である。
同図において、第１図と同一符号を付した部分は同一又
は相当部分を示す。19a,19b,19c,19dはそれぞれサンプ
ルホールド回路、19e,19fはそれぞれ比較器、19gは排他
的論理和回路である。サンプルホールド回路19a及び19c
には、クロックパルスCP2が入力され、サンプルホール
ド回路19b及び19dにはクロックパルスCP1が入力され
る。以下、上記増加方向弁別回路19の動作を説明する。
第８図は乗算回路18で算出される出力電力Ｐが出力電
圧Ｖに対して第９図に示すように変化した場合の増加方
向弁別回路19のイ〜ヲ点の電位変化を示すタイミングチ
ャートである。図示するようにクロックパルスCP2及び
それより3/4サイクル遅れたクロックパルスCP1が入力さ
れることにより、イ〜リ点の電圧値が第９図の出力電圧
Ｖに対する出力電力Ｐの変化に対応して、Pa,Pb,Pc,Pd,
Peと変化する。即ちサンプルホールド回路19aには現在
の出力電力値Ｐ（イ点の電圧値）から1/4サイクル前の
出力電力値Ｐのサンプリング値が保持され、サンプルホ
ールド回路19bには更に3/4サイクル前の出力電力値Ｐの
サンプリング値が保持される。ト点の電圧値は現在の出
力電力値Ｐから1/4サイクル前の出力電力値Ｐ（ロ点の
電圧値）に相当するから、比較器19eには現在の電力値
Ｐから1/4サイクル前の出力電力値Ｐと１サイクル前の
出力電圧値Ｐが入力される。該比較器19において、現在
の出力電力値Ｐよりも1/4サイクル前の出力電力値Ｐと
１サイクル前の出力電力値Ｐ（ハ点の電圧値）とを比較
し、もし前者が後者より高い場合は太陽電池11の出力電
圧Ｐを増加させる方向の「増＋」信号を発生し、逆に前
者が後者より低い場合は太陽電池11の出力電力Ｐを降下
される方向の「減−」信号を発生する。排他的論理和回
路19gには、比較器19eの出力リ点の信号と比較器19fの
出力ヌ点の信号とが入力され、リ点とヌ点がいずれも
「増＋」信号がいずれも「減−」信号であれば「減−」
信号を出力し、いずれか一方が「増＋」で他方が「減
−」である場合は「増＋」信号をランプ凾数発生回路20
に出力する。ランプ凾数発生回路20の出力は、前記サン
プルホールド回路19a及び19bの場合と同様クロックパル
スCP2,CP1によりイ点での信号電圧値よりそれぞれ２サ
イクル及び２＋3/4サイクルずつ遅れてサンプルホール
ド回路19c及びサンプルホールド回路19dにサンプリング
保持される。比較器19fではチ点の電圧値がヘ点の電圧
値より高い場合は「増＋」信号を出力し、反対にチ点の
電圧値がヘ点の電圧値より低い場合は「減−」の信号を
出力する。増加方向弁別回路19の上記のような動作によ
り、太陽電池11の出力電圧は第９図の最大電力出力点Pm
axの電圧値Vmaxとなるように追尾制御される。即ち、排
他的論理和回路19gの出力信号が「増＋」の場合は可変
周波数制御インバータ12の出力が減少する用に制御し、
排他的論理和回路19gの出力信号が「減−」の場合は可
変周波数制御インバータ12の出力が増加するように制御
する。
圧Ｖに対して第９図に示すように変化した場合の増加方
向弁別回路19のイ〜ヲ点の電位変化を示すタイミングチ
ャートである。図示するようにクロックパルスCP2及び
それより3/4サイクル遅れたクロックパルスCP1が入力さ
れることにより、イ〜リ点の電圧値が第９図の出力電圧
Ｖに対する出力電力Ｐの変化に対応して、Pa,Pb,Pc,Pd,
Peと変化する。即ちサンプルホールド回路19aには現在
の出力電力値Ｐ（イ点の電圧値）から1/4サイクル前の
出力電力値Ｐのサンプリング値が保持され、サンプルホ
ールド回路19bには更に3/4サイクル前の出力電力値Ｐの
サンプリング値が保持される。ト点の電圧値は現在の出
力電力値Ｐから1/4サイクル前の出力電力値Ｐ（ロ点の
電圧値）に相当するから、比較器19eには現在の電力値
Ｐから1/4サイクル前の出力電力値Ｐと１サイクル前の
出力電圧値Ｐが入力される。該比較器19において、現在
の出力電力値Ｐよりも1/4サイクル前の出力電力値Ｐと
１サイクル前の出力電力値Ｐ（ハ点の電圧値）とを比較
し、もし前者が後者より高い場合は太陽電池11の出力電
圧Ｐを増加させる方向の「増＋」信号を発生し、逆に前
者が後者より低い場合は太陽電池11の出力電力Ｐを降下
される方向の「減−」信号を発生する。排他的論理和回
路19gには、比較器19eの出力リ点の信号と比較器19fの
出力ヌ点の信号とが入力され、リ点とヌ点がいずれも
「増＋」信号がいずれも「減−」信号であれば「減−」
信号を出力し、いずれか一方が「増＋」で他方が「減
−」である場合は「増＋」信号をランプ凾数発生回路20
に出力する。ランプ凾数発生回路20の出力は、前記サン
プルホールド回路19a及び19bの場合と同様クロックパル
スCP2,CP1によりイ点での信号電圧値よりそれぞれ２サ
イクル及び２＋3/4サイクルずつ遅れてサンプルホール
ド回路19c及びサンプルホールド回路19dにサンプリング
保持される。比較器19fではチ点の電圧値がヘ点の電圧
値より高い場合は「増＋」信号を出力し、反対にチ点の
電圧値がヘ点の電圧値より低い場合は「減−」の信号を
出力する。増加方向弁別回路19の上記のような動作によ
り、太陽電池11の出力電圧は第９図の最大電力出力点Pm
axの電圧値Vmaxとなるように追尾制御される。即ち、排
他的論理和回路19gの出力信号が「増＋」の場合は可変
周波数制御インバータ12の出力が減少する用に制御し、
排他的論理和回路19gの出力信号が「減−」の場合は可
変周波数制御インバータ12の出力が増加するように制御
する。
第10図及び第11図は、それぞれポンプ14の全揚程と流
量との関係及び誘導電動機13の出力と流量の関係を示す
図で、図においては可変周波数制御インバータ12からの
交流出力の周波数をパラメータとして、該周波数を30H
z,35Hz,40Hz,45Hz,50Hz,55Hz,60Hzと変化させた場合の
ポンプ14の特性である。図示するように可変周波数制御
インバータ12の交流出力の周波数を変化させることによ
り、誘導電動機13の消費電力は変化する。従って、増加
方向弁別回路19の出力信号が「増＋」である場合は、可
変周波数制御インバータ12の交流出力周波数を低くして
可変周波数制御インバータ12の出力電力を下げて太陽電
池11の出力電圧を上昇させ、増加方向弁別回路19の出力
信号が「減−」の場合は可変周波数制御インバータ12の
交流出力周波数を高くして可変周波数制御インバータ12
の出力電力を上げ太陽電池11の出力電圧を降下させるよ
うに可変周波数制御インバータ12の制御部を構成し、誘
導電動機13を駆動すれば太陽電池11を最大電力出力点Pm
axで使用することが可能となる。
量との関係及び誘導電動機13の出力と流量の関係を示す
図で、図においては可変周波数制御インバータ12からの
交流出力の周波数をパラメータとして、該周波数を30H
z,35Hz,40Hz,45Hz,50Hz,55Hz,60Hzと変化させた場合の
ポンプ14の特性である。図示するように可変周波数制御
インバータ12の交流出力の周波数を変化させることによ
り、誘導電動機13の消費電力は変化する。従って、増加
方向弁別回路19の出力信号が「増＋」である場合は、可
変周波数制御インバータ12の交流出力周波数を低くして
可変周波数制御インバータ12の出力電力を下げて太陽電
池11の出力電圧を上昇させ、増加方向弁別回路19の出力
信号が「減−」の場合は可変周波数制御インバータ12の
交流出力周波数を高くして可変周波数制御インバータ12
の出力電力を上げ太陽電池11の出力電圧を降下させるよ
うに可変周波数制御インバータ12の制御部を構成し、誘
導電動機13を駆動すれば太陽電池11を最大電力出力点Pm
axで使用することが可能となる。
以上説明したように上記実施例は、太陽電池11の出力
電圧Ｖで最大電力出力点Pmaxの追尾制御をする第１の制
御ループCL1と太陽電池の出力電圧Ｖと出力電流Ｉとか
ら出力電力Ｐを算出し、該出力電力Ｐを電圧に基に複数
点でサンプリングし、このサンプリング値の大小により
最大出力点Pmaxの追尾制御をする第２の制御ループCL2
とを具備する構成である。第１の制御ループCL1におい
ては、陽光が雲に遮られ太陽電池における発電電力が極
度に降下した場合でも出力電圧はそれ程大きく降下しな
いから、このような場合でも最大電力出力点追尾制御が
できると共に、出力電力Ｐを算出、サンプリング、比較
等の処理がないから制御速度が速い。また、第２の制御
ループCL2は複数のサンプルホールド回路19a〜19dを具
備し、ある点のサンプリング値とそれより以前のサンプ
リング値との大小を比較する構成としたので、サンプリ
ング周期の間は情報が静止しており、従来のように出力
電力を電流で微分し、その微分値の正負でインバータを
制御する方法とは異なり出力電圧にリップルが発生した
場合でも可変周波数制御インバータ12の出力増減の適正
な弁別制御が可能となる。
電圧Ｖで最大電力出力点Pmaxの追尾制御をする第１の制
御ループCL1と太陽電池の出力電圧Ｖと出力電流Ｉとか
ら出力電力Ｐを算出し、該出力電力Ｐを電圧に基に複数
点でサンプリングし、このサンプリング値の大小により
最大出力点Pmaxの追尾制御をする第２の制御ループCL2
とを具備する構成である。第１の制御ループCL1におい
ては、陽光が雲に遮られ太陽電池における発電電力が極
度に降下した場合でも出力電圧はそれ程大きく降下しな
いから、このような場合でも最大電力出力点追尾制御が
できると共に、出力電力Ｐを算出、サンプリング、比較
等の処理がないから制御速度が速い。また、第２の制御
ループCL2は複数のサンプルホールド回路19a〜19dを具
備し、ある点のサンプリング値とそれより以前のサンプ
リング値との大小を比較する構成としたので、サンプリ
ング周期の間は情報が静止しており、従来のように出力
電力を電流で微分し、その微分値の正負でインバータを
制御する方法とは異なり出力電圧にリップルが発生した
場合でも可変周波数制御インバータ12の出力増減の適正
な弁別制御が可能となる。
以上説明したように本発明によれば下記のような優れ
た結果が得られる。
た結果が得られる。
第１の制御ループで太陽光量に無関係に太陽電池の出
力電圧が略一定になるように制御するので、その出力電
圧を適当に決めておけば太陽電池の太陽光量の大小にか
かわらず（例えば、気象変動等により日射変動があって
も）最大出力電圧近傍に応答速度の速い制御ができると
共に常に最大電力点追尾制御のための情報を失わない。
力電圧が略一定になるように制御するので、その出力電
圧を適当に決めておけば太陽電池の太陽光量の大小にか
かわらず（例えば、気象変動等により日射変動があって
も）最大出力電圧近傍に応答速度の速い制御ができると
共に常に最大電力点追尾制御のための情報を失わない。
第１の制御ループである時点のサンプリング値とその
時点以前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサ
ンプリング値がその時点以前のサンプリング値より大き
い時は前記インバータ出力の交流周波数を低くして該イ
ンバータの出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇さ
せ、逆にある時点のサンプリング値がその時点以前のサ
ンプリング値より小さい時は該インバータ出力の交流周
波数を高くして該インバータの出力電力を上げ太陽電池
の出力電圧を降下させるように制御するので、リップル
等に左右されることなく、正確な最大電力点追尾制御が
可能になる。
時点以前のサンプリング値とを比較し、該ある時点のサ
ンプリング値がその時点以前のサンプリング値より大き
い時は前記インバータ出力の交流周波数を低くして該イ
ンバータの出力電力を下げ太陽電池の出力電圧を上昇さ
せ、逆にある時点のサンプリング値がその時点以前のサ
ンプリング値より小さい時は該インバータ出力の交流周
波数を高くして該インバータの出力電力を上げ太陽電池
の出力電圧を降下させるように制御するので、リップル
等に左右されることなく、正確な最大電力点追尾制御が
可能になる。
第１図は本発明に係る太陽電池で駆動されるインバータ
の制御装置のシステム構成を示すブロック図、第２図は
従来の最大電力点追尾制御装置の構成を示すブロック
図、第３図は太陽光量及び温度を一定にした場合の太陽
電池の電圧−電流特性を示す図、第４図は太陽電池の電
力−電流特性を示す図、第５図は太陽光量をパラメータ
とした太陽電池の電流−電圧特性を示す図、第６図は太
陽光量をパラメータとした太陽電池の電力−電圧特性を
示す図、第７図は第１図の第２の制御ループCL2の構成
を示すブロック図、第８図は第７図の増加方向弁別回路
のイ〜ヲ点の電位変化を示すタイミングチャート、第９
図は太陽電池の出力電力−出力電圧特性を示す図、第10
図及び第11図はそれぞれポンプの全揚程と流量との関係
及び誘導電動機の出力と流量の関係を示す図である。 図中、11……太陽電池、12……可変周波数制御インバー
タ、13……誘導電動機、14……ポンプ、15……電流セン
サ、16……電圧センサ、17……電圧調整器、18……乗算
回路、19……増加方向弁別回路、20……ランプ凾数発生
回路、21.22……比較部、23……電圧設定器、24……誤
差増幅器、19a〜19d……サンプルホールド回路、19e,19
f……比較器、19g……排他的論理和回路。
の制御装置のシステム構成を示すブロック図、第２図は
従来の最大電力点追尾制御装置の構成を示すブロック
図、第３図は太陽光量及び温度を一定にした場合の太陽
電池の電圧−電流特性を示す図、第４図は太陽電池の電
力−電流特性を示す図、第５図は太陽光量をパラメータ
とした太陽電池の電流−電圧特性を示す図、第６図は太
陽光量をパラメータとした太陽電池の電力−電圧特性を
示す図、第７図は第１図の第２の制御ループCL2の構成
を示すブロック図、第８図は第７図の増加方向弁別回路
のイ〜ヲ点の電位変化を示すタイミングチャート、第９
図は太陽電池の出力電力−出力電圧特性を示す図、第10
図及び第11図はそれぞれポンプの全揚程と流量との関係
及び誘導電動機の出力と流量の関係を示す図である。 図中、11……太陽電池、12……可変周波数制御インバー
タ、13……誘導電動機、14……ポンプ、15……電流セン
サ、16……電圧センサ、17……電圧調整器、18……乗算
回路、19……増加方向弁別回路、20……ランプ凾数発生
回路、21.22……比較部、23……電圧設定器、24……誤
差増幅器、19a〜19d……サンプルホールド回路、19e,19
f……比較器、19g……排他的論理和回路。
Claims (1)
- 【請求項１】太陽電池の出力を制御手段を介してインバ
ータにより交流に変換し、該交流電力で負荷を駆動する
太陽光発電装置であって、 前記制御手段は前記太陽電池の出力電圧Ｖを検出し、該
出力電圧Ｖの値に応じて前記インバータを制御し、太陽
光量に無関係に前記太陽電池の出力電圧が略一定になる
ように制御する第１の制御ループと、 前記太陽電池の出力電圧Ｖ及び出力電流Ｉを検出してそ
の積Ｖ×Ｉから電力Ｐを算出する電力算出手段を設け、
該電力Ｐを出力電圧を基準に複数点でサンプリングし、
ある時点のサンプリング値とその時点以前のサンプリン
グ値とを比較し、該ある時点のサンプリング値がその時
点以前のサンプリング値より大きい時は前記インバータ
出力の交流周波数を低くして該インバータの出力電力を
下げ太陽電池の出力電圧を上昇させ、逆にある時点のサ
ンプリング値がその時点以前のサンプリング値より小さ
い時は該インバータ出力の交流周波数を高くして該イン
バータの出力電力を上げ太陽電池の出力電圧を降下させ
るように制御する第２の制御ループを設けたことを特徴
とする太陽光発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234790A JPH0827672B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 太陽光発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234790A JPH0827672B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 太陽光発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293719A JPS6293719A (ja) | 1987-04-30 |
| JPH0827672B2 true JPH0827672B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16976423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234790A Expired - Fee Related JPH0827672B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 太陽光発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827672B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH676515A5 (ja) * | 1986-12-19 | 1991-01-31 | Stuart Maxwell Watkinson |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118919A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-06-26 | Toshiba Corp | 太陽電池の出力電力制御装置 |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP60234790A patent/JPH0827672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6293719A (ja) | 1987-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |