JPH0993954A - 太陽光発電システム - Google Patents
太陽光発電システムInfo
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- JPH0993954A JPH0993954A JP7295069A JP29506995A JPH0993954A JP H0993954 A JPH0993954 A JP H0993954A JP 7295069 A JP7295069 A JP 7295069A JP 29506995 A JP29506995 A JP 29506995A JP H0993954 A JPH0993954 A JP H0993954A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 4
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
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- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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-
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電
電力を戻す場合に電流制御アンプ１３の出力が飽和し、
ＰＷＭコンバータの制御ができなくなる。また、直流電
圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよりも小さくなる
と、電圧制御アンプ９の出力が零になって電流制御アン
プの出力が電流検出値ＩDETによって振動的になる不安
定な制御になる。 【解決手段】 発電電圧制御アンプの出力にバイアス電
圧を加算する回路を設けることにより、直流電圧設定値
ＶSETが直流電圧検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも
乗算器の入力が零になるのを防止し、直流電源側と交流
電源側との間で電力のやり取が起こるのを防止する。ま
た、無負荷等で電力変換器の出力電流が異常に増大しよ
うとするのを吸収し、電流制御アンプやコンパレータの
飽和を抑制する。
電力を戻す場合に電流制御アンプ１３の出力が飽和し、
ＰＷＭコンバータの制御ができなくなる。また、直流電
圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよりも小さくなる
と、電圧制御アンプ９の出力が零になって電流制御アン
プの出力が電流検出値ＩDETによって振動的になる不安
定な制御になる。 【解決手段】 発電電圧制御アンプの出力にバイアス電
圧を加算する回路を設けることにより、直流電圧設定値
ＶSETが直流電圧検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも
乗算器の入力が零になるのを防止し、直流電源側と交流
電源側との間で電力のやり取が起こるのを防止する。ま
た、無負荷等で電力変換器の出力電流が異常に増大しよ
うとするのを吸収し、電流制御アンプやコンパレータの
飽和を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池から電力
変換器を介して交流電源系統に給電する太陽光発電シス
テムに係り、特に電力系統に連系するための電力変換器
の制御装置に関する。
変換器を介して交流電源系統に給電する太陽光発電シス
テムに係り、特に電力系統に連系するための電力変換器
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、電力系統に連系する太陽光発電
システムの構成例を示す。太陽電池１によって発生した
電力は、電力変換器になるＰＷＭコンバータ２の回生モ
ードを利用して交流電力に変換され、ＬＣフィルタ３に
より高調波成分が除去され、変圧器４を通して系統電源
５に連系され、負荷６に給電する。
システムの構成例を示す。太陽電池１によって発生した
電力は、電力変換器になるＰＷＭコンバータ２の回生モ
ードを利用して交流電力に変換され、ＬＣフィルタ３に
より高調波成分が除去され、変圧器４を通して系統電源
５に連系され、負荷６に給電する。
【０００３】このような主回路構成において、負荷６の
消費電力に対して太陽電池１の発電電力が不十分なとき
には系統電源５からも負荷６へ電力を供給し、太陽電池
１の発電電力が余ったときには系統電源５へ電力を戻
す。
消費電力に対して太陽電池１の発電電力が不十分なとき
には系統電源５からも負荷６へ電力を供給し、太陽電池
１の発電電力が余ったときには系統電源５へ電力を戻
す。
【０００４】このためのＰＷＭコンバータ２（又はＰＷ
Ｍインバータ等）の制御装置は、太陽電池１の電圧制御
系とＰＷＭコンバータ２の電流制御系を有してＰＷＭゲ
ート信号を得る回路要素７〜１５により構成される。
Ｍインバータ等）の制御装置は、太陽電池１の電圧制御
系とＰＷＭコンバータ２の電流制御系を有してＰＷＭゲ
ート信号を得る回路要素７〜１５により構成される。
【０００５】直流電圧設定器７は、日射量によって大き
く変化する出力電圧−出力電流特性を持つ太陽電池１の
出力電圧ＶSETを設定する。直流電圧検出器８は、太陽
電池１の発電電圧ＶDETを検出する。電圧制御アンプ９
は、設定電圧ＶSETと検出電圧ＶDETの偏差を比例積分
（ＰＩ）演算して電圧制御信号を得る。
く変化する出力電圧−出力電流特性を持つ太陽電池１の
出力電圧ＶSETを設定する。直流電圧検出器８は、太陽
電池１の発電電圧ＶDETを検出する。電圧制御アンプ９
は、設定電圧ＶSETと検出電圧ＶDETの偏差を比例積分
（ＰＩ）演算して電圧制御信号を得る。
【０００６】乗算器１０は、電圧制御アンプ９の出力を
乗数とし、変成器１１で検出する系統電源５の電圧を被
乗数とした乗算を行い、系統電源５に同期しかつ電圧制
御信号に比例した振幅の正弦波信号を得る。
乗数とし、変成器１１で検出する系統電源５の電圧を被
乗数とした乗算を行い、系統電源５に同期しかつ電圧制
御信号に比例した振幅の正弦波信号を得る。
【０００７】変流器１２は、ＰＷＭコンバータ２の出力
電流ＩDETを検出する。電流制御アンプ１３は、乗算器
１０の出力を電流指令とし、変流器１２の検出電流との
偏差を比例積分（ＰＩ）演算して正弦波の電流制御信号
を得る。
電流ＩDETを検出する。電流制御アンプ１３は、乗算器
１０の出力を電流指令とし、変流器１２の検出電流との
偏差を比例積分（ＰＩ）演算して正弦波の電流制御信号
を得る。
【０００８】三角波発生器１４は、ＰＷＭ波形を生成す
るための三角波（キャリア）信号を発生する。コンパレ
ータ１５は、電流制御アンプ１３からの正弦波信号と三
角波発生器１４からの三角波信号とのレベル比較により
ＰＷＭ波形の信号を得、この信号をＰＷＭコンバータ２
の各半導体スイッチのゲート信号とする。
るための三角波（キャリア）信号を発生する。コンパレ
ータ１５は、電流制御アンプ１３からの正弦波信号と三
角波発生器１４からの三角波信号とのレベル比較により
ＰＷＭ波形の信号を得、この信号をＰＷＭコンバータ２
の各半導体スイッチのゲート信号とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成において、
負荷６の位置から見ると、ＰＷＭコンバータ２側に比べ
て系統電源５側のインピーダンスは小さい。
負荷６の位置から見ると、ＰＷＭコンバータ２側に比べ
て系統電源５側のインピーダンスは小さい。
【００１０】このため、無負荷や軽負荷状態に切り替わ
ると、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電電力
を戻す運転状態になり、インピーダンスの小さい系統電
源５に供給するＰＷＭコンバータ２の電流値ＩDETが異
常に増大する。
ると、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電電力
を戻す運転状態になり、インピーダンスの小さい系統電
源５に供給するＰＷＭコンバータ２の電流値ＩDETが異
常に増大する。
【００１１】この電流増加により、検出電流ＩDETと乗
算器１０からの電流指令との偏差が異常に増大し、電流
制御アンプ１３の出力が飽和してしまう（リミッタ値に
到達してしまう）。その結果、コンパレータ１５も飽和
してしまい、ＰＷＭコンバータ２の制御ができなくなっ
てしまう。
算器１０からの電流指令との偏差が異常に増大し、電流
制御アンプ１３の出力が飽和してしまう（リミッタ値に
到達してしまう）。その結果、コンパレータ１５も飽和
してしまい、ＰＷＭコンバータ２の制御ができなくなっ
てしまう。
【００１２】他の課題として、太陽電池１の発電電圧が
下がり、直流電圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよ
りも小さくなると、電圧制御アンプ９の出力が零になっ
てしまう。このとき、乗算器１０の出力も零になってし
まうため、電流制御アンプ１３の出力は電流検出値Ｉ
DETによって振動的に増減する。同様に、乗算器１０の
出力が零に近い小さい値になる場合も振動的になる。
下がり、直流電圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよ
りも小さくなると、電圧制御アンプ９の出力が零になっ
てしまう。このとき、乗算器１０の出力も零になってし
まうため、電流制御アンプ１３の出力は電流検出値Ｉ
DETによって振動的に増減する。同様に、乗算器１０の
出力が零に近い小さい値になる場合も振動的になる。
【００１３】この結果、ＰＷＭコンバータ２と系統電源
５との間で電力のやり取りが起こり、ＰＷＭコンバータ
２の制御が不安定になってしまう。
５との間で電力のやり取りが起こり、ＰＷＭコンバータ
２の制御が不安定になってしまう。
【００１４】
（第１の発明）本発明は、太陽電池から電力変換器を介
して交流電源系統に給電しかつ電力系統に連系する太陽
光発電システムにおいて、前記太陽電池の発電電圧制御
アンプの出力にバイアス電圧を加算する回路を設け、こ
の加算した電圧制御信号を乗数とし系統電源の検出電圧
を被乗数とした乗算器を設け、この乗算器の出力を電流
指令とする電流制御アンプの出力で前記電力変換器のＰ
ＷＭ制御を行うことを特徴とする。
して交流電源系統に給電しかつ電力系統に連系する太陽
光発電システムにおいて、前記太陽電池の発電電圧制御
アンプの出力にバイアス電圧を加算する回路を設け、こ
の加算した電圧制御信号を乗数とし系統電源の検出電圧
を被乗数とした乗算器を設け、この乗算器の出力を電流
指令とする電流制御アンプの出力で前記電力変換器のＰ
ＷＭ制御を行うことを特徴とする。
【００１５】発電電圧制御アンプの出力にバイアス電圧
を加算しておくことにより、直流電圧設定値ＶSETが直
流電圧検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも乗算器の
入力が零になるのを防止し、直流電源側と交流電源側と
の間で電力のやり取が起こるのを防止する。
を加算しておくことにより、直流電圧設定値ＶSETが直
流電圧検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも乗算器の
入力が零になるのを防止し、直流電源側と交流電源側と
の間で電力のやり取が起こるのを防止する。
【００１６】また、バイアス電圧を加算しておくことに
より、無負荷等で電力変換器の出力電流が異常に増大し
ようとするのを吸収し、電流制御アンプやコンパレータ
の飽和を抑制する。
より、無負荷等で電力変換器の出力電流が異常に増大し
ようとするのを吸収し、電流制御アンプやコンパレータ
の飽和を抑制する。
【００１７】（第２の発明）本発明は、太陽電池から電
力変換器を介して交流電源系統に給電しかつ電力系統に
連系する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池の
発電電圧制御アンプの電圧制御信号を乗数とし系統電源
の検出電圧を被乗数とした乗算器を設け、この乗算器の
出力を電流指令とする電流制御アンプを設け、この電流
制御アンプの出力と系統電源の検出電圧を分圧した正弦
波との差を前記電力変換器のＰＷＭ制御の基準正弦波と
する基準正弦波バイアス回路を設けたことを特徴とす
る。
力変換器を介して交流電源系統に給電しかつ電力系統に
連系する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池の
発電電圧制御アンプの電圧制御信号を乗数とし系統電源
の検出電圧を被乗数とした乗算器を設け、この乗算器の
出力を電流指令とする電流制御アンプを設け、この電流
制御アンプの出力と系統電源の検出電圧を分圧した正弦
波との差を前記電力変換器のＰＷＭ制御の基準正弦波と
する基準正弦波バイアス回路を設けたことを特徴とす
る。
【００１８】電流制御アンプの出力に系統電源の検出電
圧を分圧したバイアス値との差を得てＰＷＭ制御のコン
パレータの基準正弦波とすることにより、乗算器の出力
が小さくなる場合などにも安定した制御を得る。
圧を分圧したバイアス値との差を得てＰＷＭ制御のコン
パレータの基準正弦波とすることにより、乗算器の出力
が小さくなる場合などにも安定した制御を得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態は、図１の構
成において、電圧制御アンプ９の出力にバイアス電圧Ｖ
Bを加算し、この加算結果を乗算器１０の乗数とする。
このバイアス電圧ＶBの加算は、例えば、電圧制御アン
プ９の出力段にアナログ加算器を設け、バイアス電圧設
定器の設定値を加算入力とする構成で実現される。ま
た、制御装置がマイクロコンピュータなどを使ったディ
ジタル制御とする場合にはソフトウェア演算により実現
される。
成において、電圧制御アンプ９の出力にバイアス電圧Ｖ
Bを加算し、この加算結果を乗算器１０の乗数とする。
このバイアス電圧ＶBの加算は、例えば、電圧制御アン
プ９の出力段にアナログ加算器を設け、バイアス電圧設
定器の設定値を加算入力とする構成で実現される。ま
た、制御装置がマイクロコンピュータなどを使ったディ
ジタル制御とする場合にはソフトウェア演算により実現
される。
【００２０】上記のバイアス電圧ＶBの加算により、乗
算器１０の正弦波出力は、少なくともバイアス電圧ＶB
に相当する振幅が常時確保される。
算器１０の正弦波出力は、少なくともバイアス電圧ＶB
に相当する振幅が常時確保される。
【００２１】したがって、太陽電池１の発電電圧が下が
り、直流電圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよりも
小さくなって、電圧制御アンプ９の出力が零になってし
まう場合にも乗算器１０の出力にはバイアス電圧ＶB分
が加算されており、電流制御アンプ１３の出力が電流検
出値ＩDETによって振動的に増減しようとするのをバイ
アス電圧ＶBにより吸収される。
り、直流電圧検出値ＶDETが直流電圧設定値ＶSETよりも
小さくなって、電圧制御アンプ９の出力が零になってし
まう場合にも乗算器１０の出力にはバイアス電圧ＶB分
が加算されており、電流制御アンプ１３の出力が電流検
出値ＩDETによって振動的に増減しようとするのをバイ
アス電圧ＶBにより吸収される。
【００２２】この結果、ＰＷＭコンバータ２と系統電源
５との間で電力のやり取りが抑制され、ＰＷＭコンバー
タ２から負荷及び系統電源５側に電力を安定供給するこ
とができる。
５との間で電力のやり取りが抑制され、ＰＷＭコンバー
タ２から負荷及び系統電源５側に電力を安定供給するこ
とができる。
【００２３】また、負荷６が無負荷や軽負荷状態に切り
替わり、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電電
力を戻す運転状態になってＰＷＭコンバータ２の電流値
ＩDETが異常に増大しようとする場合も、バイアス電圧
ＶBの上乗せにより電流増大を抑制し、電流制御アンプ
１３の出力が飽和するのを抑制し、また、コンパレータ
１５も飽和せず、ＰＷＭコンバータ２を安定して制御で
きる。
替わり、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電電
力を戻す運転状態になってＰＷＭコンバータ２の電流値
ＩDETが異常に増大しようとする場合も、バイアス電圧
ＶBの上乗せにより電流増大を抑制し、電流制御アンプ
１３の出力が飽和するのを抑制し、また、コンパレータ
１５も飽和せず、ＰＷＭコンバータ２を安定して制御で
きる。
【００２４】本実施形態は、ＰＷＭコンバータ２に代え
て、ＰＷＭインバータとするシステム構成、さらにはチ
ョッパと組み合わせたＰＷＭインバータとするシステム
構成に適用できる。
て、ＰＷＭインバータとするシステム構成、さらにはチ
ョッパと組み合わせたＰＷＭインバータとするシステム
構成に適用できる。
【００２５】図２は、本発明の他の実施形態を示す。同
図が図１と異なる部分は、基準正弦波バイアス回路１６
を設けた点にある。
図が図１と異なる部分は、基準正弦波バイアス回路１６
を設けた点にある。
【００２６】基準正弦波バイアス回路１６は、変成器１
１で検出する系統電源５の電圧波形に対して係数（例え
ば、１／２）を乗ずることで分圧した正弦波を得、この
正弦波を電流制御アンプ１３の出力となる正弦波との差
を得るバイアス値とする。
１で検出する系統電源５の電圧波形に対して係数（例え
ば、１／２）を乗ずることで分圧した正弦波を得、この
正弦波を電流制御アンプ１３の出力となる正弦波との差
を得るバイアス値とする。
【００２７】本実施形態において、コンパレータ１５へ
の基準正弦波入力には、乗算器１０の被乗数になる基準
正弦波の１／２などの分圧した正弦波をベースとし、電
流制御アンプ１３の出力との差が印加される。
の基準正弦波入力には、乗算器１０の被乗数になる基準
正弦波の１／２などの分圧した正弦波をベースとし、電
流制御アンプ１３の出力との差が印加される。
【００２８】これにより、コンパレータ１５への基準正
弦波入力は、乗算器１０からの出力が零または小さいた
めに電流制御アンプ１３の出力が小さくなる場合でも基
準正弦波バイアス回路１６による比較的大きな振幅レベ
ルになり、電流制御アンプ１３の出力が電流検出値Ｉ
DETによって振動的に増減しようとするのをバイアス回
路１６の出力で吸収することができる。
弦波入力は、乗算器１０からの出力が零または小さいた
めに電流制御アンプ１３の出力が小さくなる場合でも基
準正弦波バイアス回路１６による比較的大きな振幅レベ
ルになり、電流制御アンプ１３の出力が電流検出値Ｉ
DETによって振動的に増減しようとするのをバイアス回
路１６の出力で吸収することができる。
【００２９】同様に、負荷６が無負荷や軽負荷状態に切
り替わり、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電
電力を戻す運転状態になってＰＷＭコンバータ２の電流
値ＩDETが異常に増大しようとする場合もバイアス回路
１６の出力で吸収することができる。
り替わり、ＰＷＭコンバータ２から系統電源５側へ発電
電力を戻す運転状態になってＰＷＭコンバータ２の電流
値ＩDETが異常に増大しようとする場合もバイアス回路
１６の出力で吸収することができる。
【００３０】したがって、本実施形態においても、前記
の実施形態におけるバイアス電圧ＶBの加算と同様の作
用効果を得ることができる。
の実施形態におけるバイアス電圧ＶBの加算と同様の作
用効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、太陽電
池の発電電圧制御アンプの出力にバイアス電圧を加算す
る回路を設けたため、直流電圧設定値ＶSETが直流電圧
検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも直流電源側と交
流電源側との間で電力のやり取が起こるのを防止するこ
とができる。
池の発電電圧制御アンプの出力にバイアス電圧を加算す
る回路を設けたため、直流電圧設定値ＶSETが直流電圧
検出値ＶDETよりも大きくなる場合にも直流電源側と交
流電源側との間で電力のやり取が起こるのを防止するこ
とができる。
【００３２】また、バイアス電圧を加算しておくことに
より、無負荷時等に電流制御アンプやコンパレータの飽
和を抑制することができる。
より、無負荷時等に電流制御アンプやコンパレータの飽
和を抑制することができる。
【００３３】また、本発明は、電流制御アンプの出力と
系統電源の検出電圧を分圧した正弦波の差をコンパレー
タの基準正弦波とする構成として、同等の作用効果を得
ることができる。
系統電源の検出電圧を分圧した正弦波の差をコンパレー
タの基準正弦波とする構成として、同等の作用効果を得
ることができる。
【図１】本発明にかかる太陽光発電システムの回路例。
【図２】本発明にかかる太陽光発電システムの他の回路
例。
例。
１…太陽電池 ２…ＰＷＭコンバータ ５…系統電源 ６…負荷 ９…電圧制御アンプ １０…乗算器 １３…電流制御アンプ １５…コンパレータ １６…基準正弦波バイアス回路
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池から電力変換器を介して交流電
源系統に給電しかつ電力系統に連系する太陽光発電シス
テムにおいて、 前記太陽電池の発電電圧制御アンプの出力にバイアス電
圧を加算する回路を設け、この加算した電圧制御信号を
乗数とし系統電源の検出電圧を被乗数とした乗算器を設
け、この乗算器の出力を電流指令とする電流制御アンプ
の出力で前記電力変換器のＰＷＭ制御を行うことを特徴
とする太陽光発電システム。 - 【請求項２】 太陽電池から電力変換器を介して交流電
源系統に給電しかつ電力系統に連系する太陽光発電シス
テムにおいて、 前記太陽電池の発電電圧制御アンプの電圧制御信号を乗
数とし系統電源の検出電圧を被乗数とした乗算器を設
け、この乗算器の出力を電流指令とする電流制御アンプ
を設け、この電流制御アンプの出力と系統電源の検出電
圧を分圧した正弦波との差を前記電力変換器のＰＷＭ制
御の基準正弦波とする基準正弦波バイアス回路を設けた
ことを特徴とする太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295069A JPH0993954A (ja) | 1995-07-19 | 1995-11-14 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18237295 | 1995-07-19 | ||
| JP7-182372 | 1995-07-19 | ||
| JP7295069A JPH0993954A (ja) | 1995-07-19 | 1995-11-14 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0993954A true JPH0993954A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=26501192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7295069A Pending JPH0993954A (ja) | 1995-07-19 | 1995-11-14 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0993954A (ja) |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP7295069A patent/JPH0993954A/ja active Pending
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