JPS60256825A - 太陽光発電システムの制御装置 - Google Patents

太陽光発電システムの制御装置

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JPS60256825A
JPS60256825A JP59113753A JP11375384A JPS60256825A JP S60256825 A JPS60256825 A JP S60256825A JP 59113753 A JP59113753 A JP 59113753A JP 11375384 A JP11375384 A JP 11375384A JP S60256825 A JPS60256825 A JP S60256825A
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JP
Japan
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power
output
supplied
solar
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Pending
Application number
JP59113753A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahide Takahashi
高橋 昌英
Hiroshi Hosokawa
浩 細川
Masayoshi Kumano
熊野 昌義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shikoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Shikoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Shikoku Electric Power Co Inc, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Shikoku Electric Power Co Inc
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Publication of JPS60256825A publication Critical patent/JPS60256825A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (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】 〔発明の技術分野〕 本発明a太陽゛声池の発生′亀カケ電力系統(本明細薔
でに単に系統と呼ぶ)VL供給する太陽光発電システム
に係り、特に、供給′電力の安定化を図る制御装置の改
良に関する。
〔従来技術〕
太陽電池から取り出し伶る電力の最大値に日射変動TL
よす大幅に変動する。一方、系統への゛電力供給は負荷
パターンに合致し、しかも、出来るだけ変動しないこと
が望ま九る。
このため、太陽電池の発生電力のうち余分な電力を蓄積
し、発生−力が不足するときに不足分全補うべく蓄電池
が設けられる。
第3図はこの種の従来の制御装置の桐成を示すブロック
図で、太陽電池(1) Kに蓄電池(2)が接続さnる
と共に、インバータ(3)ヲ介して磁力系統母線(以下
単に系統と言う)(4)が接続さ九ている。葦frニー
、インバータ(3)全制御するために、系統(4)ヘノ
供給゛岨力葡検出する鑞力検出器(5)と、系統(4)
への供給電力を設定する直力股足器(6)と、この両者
の出力信号に基いて、供給電力の検出値と設足値とが等
しくなるようにインバータ(3)の点弧位相全制御する
電力制御回路(7)とが設けらnて29.1ンバータ(
81と併ぜてこれらが電力変換部を構成している。
かかる構成に、cnは、太陽゛電池(1)の発生−力が
系統へ供給すべき′電力を一時的に上回っても、あるい
は、一時的に下回ってもその着分が蓄電池(2)に対し
て光、放電さ九るので、総発電量と酩供給量とが平衡し
て2れは殆んどの場合、一定の電力を系統(4)へ供錆
することができる。
ところで、太陽電池(1)の発生電力に日射量に応じて
大きく変化するが、出力端電圧によっても変化するもの
で、通常、日射量に拘わりなく最大電力を取V出し得る
最適動作点゛紙圧を持っている。
したがって、太陽゛電池の出力端電圧をこの最適動作点
岨圧に維持する必要がめるが、第6図に示した制御装置
直にあっては、4電池(2)の端子′電圧に従うことと
なり、蓄′区池(2)の保有電力童2よび充。
放′に電流等によって変化し、その分だけ太陽゛電池(
1)の出力が低く抑えられるという問題があった。
Cれを牌消するために、第4図に示した如く奄太陽屯池
(1)と蓄電池(2)との間に両方同性チョッパ等で構
成される充、放電制御装置(8)?設けると共に、太陽
′電池(1)の出力端電圧を検出する′電圧検出器(9
)2よび最適動作点電圧に対応した電圧金投足する゛紙
圧設定益<MJ)と、この両者の出力偏差分?零にする
ように充、放電制御装置 制御回路(6)とを設けた制御装置が提案されている。
この第4図に示した制御装置[、l:れば、確かに太陽
電池(1)の出力′電圧を最適鯛咋点′覗圧に保持し得
るものの、日射変動に伴う太陽電池の出力変動ヶ7.ヤ
。□□、え、よ1.6えゎ、ヨよ;・j′重が頻繁に変
化するほど光、放電回数も増えて蓄電池の寿命を短かく
して了うという欠点が6つ島また、第41図に示した制
御装置にあってa系統へ供給する紙力全適切に設定しな
いと、蓄電池(2)が過光電または過放電に至ることが
多く、結局、蓄電池の設置容量をかなり増やさなければ
系統へ安定した電力供給ができない状況にあった。
また、第4図のfijlJ御装置でに太陽′−池の最適
動作を実現するために充、放電制御装置を設けているが
、こfl、全構成する光電チョッパまたa放電テヨツハ
カ聞@なく動作し続けるため1その動作に要する電力が
損失となり、太陽゛電池の出力増加分と相殺されるJM
@が多かった。
〔発明の概要〕
本発明に上記従来のものの欠点を除去する目的でなされ
たもので、系統へ供給さnる電力の検出値および許容変
動範囲の上限、下限tそれぞ6銭尾した設建値に基いて
、系統へ供給さする′電力が許容変動範囲の上限を超え
るとき太陽電池の出力の一部ケ蓄′電池に蓄え、許容変
I!/I軛囲の下限を下回るときこの蓄電池の電力を太
陽′電池の出力と併せて系統へ供給する光、放電制御部
を具備し、こnにより蓄電池の寿命を縮めたり、あるい
は、電力損失が増えたVすることもなく、系統への電力
供給を安定的に行い得る太陽光発電システムの制御装置
を提案するものでおる。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明の一実施例の構成を示すブロック図で、
太陽電池(1)2よび系統(4)同VCは、王に太陽電
池の直流出力を電流に変換して系統(4)に供給するイ
ンバータ(8)が設けらnlまた、太陽電池(1)およ
び蓄′酸池(2)間にaこの蓄電池(2)の光、放′旺
々流全制鍔する光、放電側01lll装置(8)がIQ
けられている。
ここで、インバータ(8)に、太陽電池(1)の端子゛
電圧を検出する磁圧検出器(9)と、太1初′亀池(1
)の最適勤rF、点議圧を設定する電圧設定器(10)
と、これら両者の出力信号に基いて偏差が零Vcなるよ
うにインバータ(3)の点弧位相を調整する′電圧制御
口路O刀とともに′電力変換部を構成している。
また、充、放電制御装置(81は放電チョッパ(16a
J、充電チョッパ(16b)でなり、系統(4)への供
胞嵐力を検出する電力検出器(5)と、系統へ供給され
る゛電力の許容変動範囲の下限2よび上限をそれぞれ設
定する下限設定器(13a)および上限設定!(1sb
)と、上記′電力検出器(5)の出力を一方入力、下限
設定器(13a)および上限設定器(16b)の出力音
それぞれ他方入力とする2組の偏差増幅器(14a)B
、j:び(14b)、これらの偏差増幅器の出力にそれ
ぞ几制限を加えて光、放電重IJ御装置(8)のチョッ
パを制御する2組のリミッタ(15a)2よび(15b
)f備える電力制限制御回路(農とで充、放電制御叶部
を構成している。
上との如く構成された本実施例の作用を1日の日照変動
に対応する太陽電池(1)のw力の変化状態、1ンバー
タ(3)ケブrして示統へ供給さnる電力の変化状態、
2よび、蓄電池(2)の充、放電々流の変化状態を示′
j第2図(a)〜(C)をも参照して以下に読切する。
先ず、太陽′電池(1)の出力゛屯田は′紙、圧@出器
(9)によって検出さnl この値が゛咀圧設足り叫で
設定さf′した最適動作点電圧になるように′電圧制御
回路σ刀が作動してインバータ(3)の点弧位相を調整
し、こ几によって系統(4)への供給電力を調整する。
この結果、太陽1池(1)ニ日射変動に拘わらず一定の
最通動作点電圧で作動し、第2図(a)に示す如く日射
誂に比例した′紙力Aを発生する。
今、この′電力Aが系統(4)へ供給さ九る許容変動範
囲の下限値ALと上限値幅との間にあるとする。このと
き、系統への供給−力に電力検出器(5)で検出され、
その検出信号が偏差増幅器(14a)hよび(14b)
に入力さ九、それぞれ下限fぼA、に対応する下限設定
器(13a)の出力、上限値AHVc対応する上PI8
I設定器(13b)の出方との偏差分が増幅さ几る。こ
の場合、2組の偏差増幅器(14aL(14りの出力は
何れも負になるため、リミッタ(15a)。
(15b)の働きにより光、放′亀制御装置t (81
に1IiIJ ?lL1倍号に加えら几ず、蓄電池(2
)に対して充電も放電も 行なわない。しかして、太陽
電池(1)の出力はその□□あ(4+へヶおヶ、、あ。
 ・・iつ 一方、太陽電池(1)の出力が低下して下限値A、J−
下回ると、偏差増幅器(14a)の出力a′1EVc転
じ、放電チョッパ(16a)が作動して、下限値ALヲ
保った電力供給がなさ几るように放電量が制御さnる。
これとげ逆に、太陽゛電池(1)の出力が増加して上限
値 AHを超えると、偏差増幅器(14b)の出方が正
に転じ、放電チョッパ(16b )が作動して、上限値
 AHを保った電力供給がなされるように充電呈が制御
さ九る。
この結果、系統(41への供給−カに、第2図(b) 
K示すように、最低一力 AL(f−保証し、最大電力
AHに制限した、いわゆる許容変動範囲に保/これた電
力B全供絽することができる。
また、蓄′屯池(2)は、太陽電池(1)の発生電力が
上限1iM AHを超えたときに光′眠が、下限値Aお
盆下回ったときに放゛亀がそj、ぞ几行なゎ九るだけで
あるため、第2図(c)にボ丁如く、元、放電回数が極
端に減らされると共に、振幅も小さくなって、第3図2
よび第4図を用いて祝明した従来装置に比べて蓄電池の
寿命への悪影響ヲ防ぐことができる。
さらに箇た、この実施例によれは、需要側の女因として
最低電力を確保し得、且つ、最大供給′電力AHを蓄電
池の元、放電バランスの面から決別できるので、運用上
の自由朋が増し、比較的少ない蓄電池設置容量でも需要
側へ゛酸カ分安別的に供給することができる。
また、第2図(C1に示j、J:うVC,元、放′喝ケ
行なわない時間が確保されるため、光、放電制御装置t
812 n作させることに伴う’tJにカ損失分も極め
て低く抑さえら九る。
な2、上記実施例では、太陽電池の出カ屯圧全一定に制
御しているが、例えば、インバータに加えらnる直流゛
厄圧と、出カ又流′直圧との比が固定されたパルス振幅
変調(PAM)型のインバータを用いる一方、Cのイン
バータが供給するλ(髭効屯カ勿検出してその値が一足
になるJ:9にインバータの点弧位相全制御することも
口J能である。この場合には系統電圧の変動分だけ太陽
屯池屯庄も変動するが、太陽電池の平均出力は出カ′屯
圧を一定にしfc場合と大差ないので上述したと略10
」禄な制御4行なうことができる。
な2また、上gピ実施例では機能的に分解された゛電力
制限制御回路(121号用いているが、これと同等の機
能を有するものであれば、マイクロコンピュータ等を用
いてもよい。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかな如く、本発明によれは、系
統へ供給さ几る電力を検出する電力検出手段、系統へ供
給する′電力の許容変動範囲の上限および下限をそ几ぞ
れ設定する電力設定器全含み、系統へ供給される電力が
許容変動範囲の上限を超えるとき太陽゛喝池の出力の一
部を薔′電池に畜え、許容変動範囲の下限全下回るとき
この蓄゛峨池の′電力を太陽醒池の出力と併せて系統v
c供給する元。
放電制婢部を備えているので、畜電池の埒命?縮めたり
、あるいは、電力損失が増えたりすることなく、系統へ
の電力供給を安定的に行なうことができるという効果が
得られている。
【図面の簡単な説明】
第1図に本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図に同笑施例の作用全説明するために、゛紙力あ゛よ
び′電流の時間的変化状態を示すタイムチャート、第3
図および第4図は従来装置の構成例を示すブロック図で
ある。 (1):太陽電池 (2):蓄電池 (3):インバータ (4)二電力系統母線(5):電
力検出器 (8):充、放電11jl)飾装置(12)
二電力制限制御回路 (13a):電力V足器とじての下限設定器(16b)
:醒力設定器とじての上限設雉器な2、谷図中同−符号
に同一・1.たは相当部分を示すものとする。 代理人 大 g 増 雄 5、j′ で 第1図 第2図 時間 時間 奴電

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)太+′a電池の発生電力を系統に供給すると共に
    、この供給′電力に対する余剰電力を蓄′電池に蓄え、
    不足篭カケこの蓄゛戚池より補給する太陽光光′亀シス
    テムにおいて、系統へ供給さ几る電力を検出する筆力検
    出手段、系統へ供給する電力の許容変動範囲の上限およ
    び下限全それぞれ設定する′−力膜設定器含み、系統へ
    供給さnる電力が許容変動範囲の上限?超えるとき削配
    太陽竜池の出力の一部を前記蓄゛−池に蓄え、許容に動
    範囲の下限を下回るときこの畜゛電池の′電力(c” 
    fm H6太陽゛厄池の出力と併せて系統に供給する光
    、放′亀割1卸部ケ具備したこと?特徴とする太陽光発
    電システムの制# k 1Iiij(2)削Me光、放
    電制御部に並列接続さ九た充電チョッパ2よび放電チョ
    ッパを備え、系統へ供給さ乳る゛電力が許容変動範囲の
    上限を超えるとき前iピ光篭チョッパ奮作動させ、許容
    変動範囲の下限ケ下回るとき前記放電チョッパを作動さ
    せることに、I−’) s 系統へ供給さ、I”Lる軍
    刀全許容変動範囲に保つよりにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の太陽光発電システムの制御架
    ′b4′、。
JP59113753A 1984-06-01 1984-06-01 太陽光発電システムの制御装置 Pending JPS60256825A (ja)

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