JPS5932020A - 太陽電池駆動電力変換器の制御装置 - 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】 本発明は電力変換装置の制御装置に係シ、特−に低出力
容量の電源たとえば太陽電池音電源とする電力変換器の
制御装置に関する。

光起電力太陽電池板直流電源から取出される電圧は電池
板に入射する日光に関係する。したがって、電池板から
取出される電圧は電池に入射する太陽エネルギーが長時
間、または短時間で変動することにより大きく変化する
。太陽電池板の単位面積当りの利用可能な電力は、夜間
のゼロ値から晴天の日中における最高値まで変化する。

太陽電池とインバータ等の静止電力変換装置およびそれ
に接続された負荷からなるエネルギー変換システムが提
案されている。このようなシステムにおいて、太陽電池
の出力は太陽光量および電池温度によって大幅に変化す
るため、日射ガｔが少ない場合には電圧があっても、イ
ンバータ？始動すると電圧が低下してしまい、インバー
タは厘ちに停止してしまう。したがって、変換装置の制
御？適切に行なわなければ、太陽エネルギーの効率の良
い利用は達成できない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は
上記のような電力変換システムにおいて、太陽光量の変
化や電池温度の変化かあっ几場合においても太陽エネル
ギーケ効率よく利用できる高性能にして構成が簡単な制
御装置？提供することである。

以下に、本発明の実施例に係る太陽電池駆動変換装置の
制御装ｆｅ？ｒ、第１図および第２図によって説明する
。

＠１因は電力変換装置の制御装置７示し、ｌは太陽電池
であり％　λは被駆動部である電力変換器たとえばイン
バータ、３はインバータ２の負荷テあってたとえばポン
プ駆動用の誘４電動機でるる。

≠はスインチング制御器で％　Ｓはインバータλの動作
全制御するための位相制御器、乙は太陽電池の出力電圧
？検出する電圧検出器、７はインバータ２１ｒ始動させ
るのに必要ｆｚ　ｆＪ圧圧設設定るための始動電圧設定
器である。ざは電圧検出Ｉ４の電圧検出信号と始動電圧
設定器７の設定電圧７人力とする第１の比較器で、この
第１の比較器ｔにはインバータ１の始動、停止レベル？
変えるためにヒステリンス特性テ持たせである。９はこ
の比較器♂の出力信号によって制御されるリレー、１０
は第２の電圧設定器で、　／／は第２の電圧設定器１０
の設定電圧信号と電圧検出Ｉ４の検出信号？入力とする
第２の比較器である。１２は第２の比較器／ｌからの偏
差信号？入力とする第１の増幅器でループの定電圧制（
＋１？１　′？を行うものである。１３は第１の増幅器
ｌコの出力？入力としこｔＬ？増幅するとともに上限と
下限の電圧ケ設定する第２の増幅器である。

ｌ弘は第２の増幅器／３からの入カ電圧？負荷に見合っ
た電圧関数に変換する関数発生器で、７ｔとえばインバ
ータ！の負荷としてポンプを用いる場合に。

このポンプは流入量入力に対する出力が３乗特性？有す
るので、関数発生器／１ｆｉＫは３乗根の入−出力特性
？持たせである。

特に本発明の特徴とするところは、第１図に示すように
、太陽電池／にダミー抵抗ｉｓ２接続し。

このダミー抵抗／３の抵抗値はインバータλが負荷會負
つｔ場合の最小負荷に与えるために必要な直流入力か″
電流と同一の値の電流を流し得るような値にしである。

ダミー抵抗１５はリレー９の常閉接点９ｂ？介して太陽
電池ｌに並列接続されており。

ま几リレー７の常開接点ｆａはインバータ２の始動・停
止指令スイッチとして用いられる。

上記構成の電力変換装置の制御装置において。

電圧検出Ｉ４によってダミー抵抗１５の端子電圧が検出
される。、電圧検出器ぶの検ｔＩ３電圧は第１の比較器
♂によってインバータ２ｒ始動可能な電圧？設定する。

始動電圧設定器７の設定電圧と比較する。

すなわち、ダミー抵抗１５の端子電圧が設定電圧よシ大
のと＠第１の比較器♂が動作してリレータが動作される
。

リレー？が動作すると接点９ｂが開になり、接点７ａが
オンになってインバータ２が始動される。

一方、電圧検出Ｉ４の検出電圧は第２の電圧設定器１０
の設定電圧と比較されその偏差電圧７反転増幅する。第
１の増幅器／コの増幅電圧信号は第２の増幅器１３によ
って上下限の電圧が設定される。第２の増幅器１３の出
力電圧は関数発生器／ダで負荷３の電圧特性に適合した
関数に変換される。関数発生器ｌダの出力信号は位相制
御器、夕に入力さＡ、インバータ２は関数発生器／ｑの
信号に応じて制御される。インバータコは、太陽電池／
の電圧が２５０（Ｖ）のとき動作し２２０　（Ｖ）で停
止するようＩｃ第１の比較器♂によって予め規制されて
いる。

太陽電池／の電圧がインバータコ全動作し得るレベルに
達していない場合、第１の比較器ｒの出力？もってリン
−９？不動作としてダミー抵抗１５７太陽電池／の負荷
として接続し、このダミー抵抗／！；ＶＣインバータ２
が最小負荷？負った場合の負荷電流に相当する電流？流
しておく。このようにダミー抵抗／３ｆ負荷とした状態
で太陽電池ｌの電圧がインバータ２が動作できるレベル
まで上昇すると、第１の比較器ざの出力によフリレータ
が動作して接点９ｂが開となりこれによりダミー抵抗！
ｊ５が電池／から切離されるとともに、接点９ａかオン
となってインバータλは面に始動する。このとき第２図
の直線℃。との交点で示す日射針ｔパラメータとする各
特性の最大電力でインバータλの制御７行う。第２図は
太陽電池の電圧（′Ｖ）−電流（１）特性と、出力ｆｆ
）−電流位）％性との対応関係會示す特性図である。

従来の装置では太陽電池の電圧が降下するとインバータ
かオフし、また電圧が上昇するとインバータがオンして
、いわゆるハンチング現象奮起こしていたが、不発ａＡ
Ｖｃよれば太陽電池にダミー抵抗／３ｆ接続し、このダ
ミー抵抗１５にインノく一タコが最小負荷？負つ几とき
に該最小負荷に供給すべき値の電流？流してダミー抵抗
ｉｓの両端電圧全検出してインバー４２ケ始動又は停止
させるようにし九ので、ノーンチング現象？防止できる
。

またインバータコのオン−オフ動作条件として。

几トえはオンレベルが２５０（爪　オフレベルｆｉ！２
２０（Ｖ）となるように第１の比較器ざにヒステリシス
特性７持ｔせたので、動作上の安定性？向上させること
ができる。また、一般に、インノ（−タλの負荷が例え
ばポンプである場合、最小出力と最大出力とでインバー
タ制御系のゲインは大幅に変化し。

特に高ゲインの領域では良く知られているようにインバ
ータの動作は不安定となる。しかるに、上述の実施例で
は、このような動作時の不安定現象象を解決する手段と
して、３乗根の入−出力特性＆ 會持たせて制御系のル−プゲイン−Ｊｊｓ運転全域で一
定となるようにしておる。した〃；つで、これにより動
作上の安定性？高めているＯ 以上説明したように本発明によれば、太陽′電池の電圧
か電力変換器７駆動可能な値になったとき。

該電力変換器が最小負荷全角ったときのインノ（−タ直
流入力電流と同一の１唾になるような抵抗イ直を有する
ダミー抵抗會前記電池に接続し、このタ゛ミー抵抗の電
圧全検出してヒステリシス特性７持する比較器に与え、
この比較器の出力によって前す己インパータン制御する
ものである。しｔ力Ｓつて本発明によれば、構造が簡単
にして高性＃４ヒタ為つ高（ｉ頼性の太陽電池駆動電力
変換器の制御装置ケ得ることができ、その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明の実施例による電力変換器制御ゴζ蘭の
ブ【コック結腺図、第２図は太陽■１ａの電圧’１．：
流特性と出カー電流！侍性？示す特性線図である。 ／・・・太ｍｔ　’ｒ：ｉ池１．２・・・インバータ、
３・・・負荷、Ｓ・・・位相ｆｂ制御器、ｔ・・・電圧
検出２ハフ・・・始動′１「圧設定器、ざ・・・第１の
比較器、９・・・リレー、　１０・・・７Ａ２の′ｔ、
、：圧設定器、／ハ・・第２の比較器、１２・・・第１
の増幅器、／３・・・第２の増幅器、ｌｑ・・・関数発
生器。 第１図 １２２− 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太１ｊ％　’ｆに池と、この太陽電池で厄ζ動される１
   二力変換器と、この電力変換器から給電される負荷と？
   有するエネルギー変換システムにおいて、前記太陽電池
   にダミー抵抗？接続し、このダミー抵抗の端子電圧が前
   記電力変換器が動作し得る電圧になったとき該１１カ変
   換器？始動する手段？設けたこと？特徴とする太陽電池
   駆動電力変換器の制御装置。