JP3548870B2

JP3548870B2 - Maximum power point tracking device

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Publication number: JP3548870B2
Application number: JP23247094A
Authority: JP
Inventors: 信行豊浦; 雅夫馬渕; 佳弘上田; 隆章山田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JPH0876865A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽電池を使用した発電装置、充電装置の最大電力点追従装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、太陽発電による分散型電源と商用電源を連系し、太陽光発電だけでは電力がまかなえない場合、その電力を系統側から供給するシステムが開発されている。
【０００３】
このようなシステムは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池、太陽電池からの出力が他の太陽電池に逆流しないようダイオードや開閉器で構成された接続箱、太陽電池からの直流電力を商用電源と同期のとれた交流電力に変換する電力変換装置及び商用電源の異常を検出する保護装置で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムなどに使用される太陽電池の直流電力−直流電圧特性（Ｐ−Ｖカーブ）は図４に示すように山型の特性になるので、山型の頂上（最大電力点）で動作するように電力変換装置等を制御してやれば、太陽電池の発電する電力を最大限に利用することができる。
【０００５】
ところが、太陽電池は温度、照度変化によって直流電力−直流電圧特性が大きく変化するため、最大電力点も大きく変化してしまう。この変化に対して最大電力が得られる点を探しながら動作するこの機能（アルゴリズム）を最大電力追従装置（機能）と呼ぶ。
【０００６】
この最大電力追従制御は基本的には電圧を変動させ、電力変化によって次回の変動方向を決定する方法を用いている。例えば、電圧を１Ｖ上昇させて電力変化がマイナスであれば、次回に電圧を−１Ｖ変動させるような方法である。すなわち図２３に示すフローチャートにおいて、先ず、制御手段が、出力可変手段を介してインバータ部を制御することにより、太陽電池の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、または出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ１に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ１に至る。
【０００７】
太陽電池（太陽電池アレイ）３０は定格３ＫＷ出力の場合、図１に示すように直列に６枚のモジュールＭを接続してモジュール列Ｎを構成し、モジュール列Ｎを並列に５枚（計３０モジュール）接続して構成されている。一般的にモジュールＭ毎の出力電圧の違いからモジュールＭ（セルＳ）を保護するため、太陽電池３０の直列接続毎に逆流防止ダイオード３１を接続する。また、セルＳ、モジュールＭは直列に接続されているため、１個のセルＳが無出力状態（陰になった状態）になると解放状態となってしまうため、直列に接続されているモジュールＭが全て無出力状態になってしまう。これを防ぐため図３に示すように各モジュールＭ毎にバイパスダイオード３２を接続している。
【０００８】
太陽電池３０全体からの出力は各モジュールＭの総和となるが、セルＳの１つが陰になることでモジュールＭ全体が無出力状態となってしまうため直列に接続したモジュールＭにバラツキが発生する。このバラツキが、図５の（２）に示すように太陽電池出力に複数の電力ピーク点Ｔを発生させる。陰になる状態は木の葉が１つのセルＳ上に乗ったり、建物、木の陰がモジュールＭにかかったりすることによって発生する。
【０００９】
このような複数の電力ピーク点Ｔがある場合、上記した最大電力点追従制御では本当に最大電力点ＰＭａｘを発見することができないため、損失を発生させてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その第１の目的とするところは、複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に制御する手段を持つことで、太陽電池の発電電力を最大限に利用することができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的とするところは、ハード的な追加は新たに必要なく、ソフト（アルゴリズム）の修正だけで太陽電池の発電電力を最大限に利用することができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第３の目的とするところは、太陽電池の電力−電圧カーブの曲率を演算して、その演算結果によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断するようにして最大電力点を発見することができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第４の目的とするところは、並列した各モジュール列毎の出力電力を測定することにより、電力差から複数個の電力ピーク点が存在することを推測するようにして最大電力点を発見することができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第５の目的とするところは、数種類の電流量によって動作する手段をもつ多段のソーラーリレーを使用し、電流量毎に異なる信号でインバータに送り、このインバータではその信号によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断することができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第６の目的とするところは、確実に複数個の電力ピーク点があると判断した後、探索し得て効率が改善される最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第７の目的とするところは、確実に複数個の電力ピーク点があると判断した後、探索するため効率改善が行え、直流電流を監視しながら制御するためより精度の高い最大電力追従制御を行うことができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第８の目的とするところは、複数個の電力ピーク点が根本的に発生しないという効果が得られ、また、小形化が実現できるし、柔軟性のあるシステムが構築でき、量産によるコスト低減の効果がある最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の第９の目的とするところは、探索することによる損失がなく、速やかな最大電力追従制御を行うことができ、また、直流電流を監視しながら制御をするため、より精度の高い最大電力追従制御を行うことができる最大電力点追従装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み、請求項１に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が、太陽電池の電力―電圧カーブの曲率から複数個の電力ピーク点の存在の可能性を判断する機能を有することを特徴とする。
【００２０】
また、上記目的に鑑み、請求項２に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、並列した各モジュール列毎に設けられて数種類の直流電流量によってそれぞれが動作する多段のソーラーリレー手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記ソーラーリレー手段の電流量毎に異なる信号によって複数個の電力ピーク点の存在の可能性を判断する機能を有することを特徴とする。
【００２１】
また請求項３に係わる発明は、請求項１又は２記載の最大電力点追従装置において、複数個の電力ピーク点があると判断した場合、インバータ動作電圧範囲を探索する探索手段を有する。
【００２２】
また、請求項４に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、並列した各モジュール列毎に直流電流を測定する測定手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記測定手段によって測定した電流値が多いモジュール列に重みをつけて電流量が最大モジュール列に合わせた電力ピーク点に制御する機能を有することを特徴とする。
【００２８】
【作用】
また、請求項１の発明にあっては、太陽電池の電力―電圧カーブの曲率を演算して、その演算結果によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断するようにして最大電力点を発見するものである。
【００２９】
また、請求項２の発明にあっては、数種類の電流量によって動作する手段をもつ多段のソーラーリレーを使用し、電流量毎に異なる信号でインバータに送り、このインバータではその信号によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断する。
【００３０】
また、請求項３の発明にあっては、複数個の電力ピーク点があると判断した場合、インバータ動作電圧範囲をスキャンして最大電力点を発見するようにしたものであり、定期的（例えば１時間）に探索した場合は、複数の電力ピーク点がない場合も探索してしまうため損失が発生してしまうが、確実に複数個の電力ピーク点があると判断した後、探索するために効率が改善される。
【００３１】
また、請求項４の発明にあっては、複数個の電力ピーク点があると判断した場合、電流値が最大となるモジュール列に重みをつけ、そのモジュール列の電流値が最大になる位置に最大電力追従制御を行う。電流値が最大であるということから、発電量が最大であることが分かるので、このモジュール列の最大電力点が太陽電池全体の最大電力点になる可能性が大きい。この制御では、探索することによる損失がなく、速やかに最大電力追従制御を行うことができる。また、直流電流を監視しながら制御するため、より精度の高い最大電力追従制御を行うことができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図６に、太陽光発電による分散型電源と商用電源とを系統連系する系統連系システムを示す。この図面において、１は商用電源の電力系統であり、発電所の主電源２と、この発電所２からの電力を降圧して配電する変電所３と、配電線４に設けられた遮断器５と、供給された電力を降圧して各家庭に供給する柱上変圧器６とを備えている。
【００３８】
各家庭に設置された分散型電源は、太陽電池（太陽電池アレイ）８と、この太陽電池８から出力される直流電力を交流電力に変えるインバータ回路９を内蔵したインバータ装置１０とを備えている。
【００３９】
このインバータ装置１０は、商用電源の電力系統１から分散型電源を切り離す遮断器１１と、周波数変動や電圧変動に基づいて、商用電源の電力系統１の遮断器５の開成を検知して遮断器１１を開成させる開成検知手段１２とを含む系統連系保護装置を内蔵した構成となっている。
【００４０】
かかる系統連系システムにおいては、計測される太陽電池８の出力電圧及び出力電流に基づいて、太陽電池８の発電電力を演算する演算手段１４と、太陽電池８の出力電圧を変化させる出力可変手段１５と、この出力可変手段１５を制御して太陽電池８の出力電圧を変化させることにより、演算手段１４で演算された発電電力が最大となる出力電圧値を探索する探索動作を、一定の時間間隔をあけて断続的に行う制御手段１６と、発電量が異常であるときなどに表示を行う表示手段１７とを備えている。そして、前記開成検知手段１２、演算手段１４、出力可変手段１５及び制御手段１６は、マイクロコンピュータ２０によって構成されている。
【００４１】
この制御手段１６は、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を変化させ、演算手段１４から出力される電力が最大となる電圧値を探索するものである。
【００４２】
（実施例１）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、複数個の電力ピーク点Ｔを発見し、最大電力点ＰＭａｘに制御するものであり、前記制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を変化させ、演算手段１４から出力される電力が最大となる電圧値を探索することによりなされる。
【００４３】
このような発電制御の動作を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧（Ｖｄｃ）を出力電圧範囲の上限から減少方向に、または出力電圧（Ｖｄｃ）の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧（Ｖｄｃ）の変化に伴う直流電流（Ｉｄｃ）を計測し（ステップＳ２）、演算手段１４により直流電力（Ｖｄｃ×Ｉｄｃ）を演算する（ステップＳ３）。この直流電力（Ｖｄｃ×Ｉｄｃ）が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力（Ｖｄｃ×Ｉｄｃ）が増加していると判断されると、電圧変動方向にそのまま（ステップＳ５）出力電圧を変化させる。直流電力が減少していると、電力ピーク点Ｔがあると判断し、そのときの出力電圧Ｖｐ１と一つ前の出力電圧Ｖｐ１´を制御手段１６内にあるメモリに記憶する（図１９参照）。以上のステップＳ１〜ステップＳ５を他方の出力電圧範囲限界値まで繰り返し、ステップＳ７に至る。このステップＳ７では前記メモリに記憶された電力ピーク点Ｔの出力電圧の数から、複数個の電力ピーク点Ｔがあるか否かを判断する。
【００４４】
ステップＳ７で複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断されると複数個の電力ピーク点Ｔの各々に対し、前記メモリに記憶された出力電圧間をΔＶより小さい電圧幅で小刻みに変化させ、ステップＳ１〜ステップＳ５と同様な方法で各々の最大電力を演算し、それらの内で最も大きい電力をＰＭａｘとして、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ９）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１０）。
【００４５】
このように、複数個の電力ピーク点Ｔを発見し、最大電力点ＰＭａｘに制御する手段を持つことで、太陽電池８の発電電力を最大限に利用する効果が得られる。
【００４６】
（実施例２）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、定期的、例えば１時間毎にインバータの動作電圧範囲を探索することによって電力ピーク点を発見するようにするものである。
【００４７】
このような発電制御の動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップ７に至る。直流電力が減少していると判断すると電圧変動方向を反転させて（ステップＳ６）、ステップＳ７に至る。ステップＳ７で探索（スキャン）時間か、否かを判断し、否の場合はステップＳ１〜ステップＳ６を繰り返す、通常の最大電力点追従操作を繰り返す。探索時間の場合は、図９に示すように動作電圧範囲Ｌを定期的に探索させ、直流電圧と直流電力の計測を行う。探索は、ステップＳ８で行われ、例えば実施例１に示す方法で行われる。
【００４８】
そして、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ９）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１０）。
【００４９】
この実施例では、ハード的な追加は新たに必要なく、ソフト（アルゴリズム）の修正だけで太陽電池８の発電電力を最大限に利用する効果が得られる。
【００５０】
（実施例３）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、太陽電池の電力−電圧カーブに曲率を演算して、その演算結果によって複数個の電力ピーク点Ｔの可能性を判断するようにし、最大電力点ＰＭａｘを発見するようにするものである。
【００５１】
すなわち、図１０の（１）に示すように太陽電池特性の通常のＰ−Ｖカーブでは最大電力点ＰＭａｘ付近の曲率（△Ｐ／△Ｖ）は小さくなっている。しかし、図１０の（２）に示すように複数個の電力ピーク点ＴがあるＰ−Ｖカーブでは最大電力点ＰＭａｘ付近の曲率（△Ｐ／△Ｖ）は大きくなっている。この曲率を常時監視しておき、あるしきい値を越えたとき複数個の電力ピーク点Ｔが存在すると判断し、最大電力点ＰＭａｘを発見するようにするものである。
【００５２】
このような発電制御の動作を図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ１に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ７に至る。
【００５３】
ステップＳ４において、直流電力が減少した場合は、電力ピーク点Ｔの付近にあることを意味する。このとき、電力ピーク点Ｔの付近であると判断したら、Ｐ−Ｖカーブの曲率（△Ｐ／△Ｖ）を演算手段により演算する（ステップＳ７）。
【００５４】
ステップＳ８において曲率（△Ｐ／△Ｖ）をしきい値と比較して、曲率（△Ｐ／△Ｖ）がしきい値を越えたとき、複数個の電力ピーク点Ｔが存在すると判断（予測）して探索し（ステップＳ９）、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ１０）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更し（ステップＳ１１）、ステップＳ１に帰る。複数の電力ピーク点Ｔの探索は、例えば実施例１の方法で行う。また、ステップＳ９において曲率（△Ｐ／△Ｖ）をしきい値と比較して、曲率（△Ｐ／△Ｖ）がしきい値を越えていないと判断するとステップＳ１に帰る。
【００５５】
（実施例４）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、並列した各モジュール列Ｎ毎に直流電流を測定する手段を持ち、この測定手段によって測定した電流値によって複数個の電力ピーク点Ｔの可能性を判断するようにしたものである。
【００５６】
太陽電池３０の構成は、図１に示すようにモジュールＭを直列、並列に接続すし、また、各並列したモジュール列Ｎ毎にモジュールＭ（セルＳ）を保護するために逆流防止ダイオード３１を挿入しているため、並列したモジュール列Ｎ毎の出力電力（電圧）差によって図１０の（２）のように複数個の電力ピーク点Ｔが発生する。よって、並列したモジュール列Ｎ毎の出力電力を測定すれば、電力差から複数個の電力ピーク点Ｔが存在することが推測できる。
【００５７】
太陽電池３０はインバータ装置１０によって一定直流電圧に制御されているので、直流電流差がそのまま直流電力差となるので、図１２に示すように並列したモジュール列Ｎの直流電流を電流計Ａで測定すればよい。並列したモジュール列Ｎ毎の直流電流の差によって陰になっているモジュールＭがあることを推測し、複数個の電力ピーク点Ｔがあることを判断する。すなわち、図１２に示すように並列したモジュール列Ｎの出力側に電流計Ａを設け、一のモジュール列Ｎの測定直流電流値が、他のモジュール列Ｎの測定直流電流値に比べて低い場合、一のモジュール列Ｎに陰になっているモジュールＭがあることを推測し、複数個の電力ピーク点Ｔがあることを判断（予測）する。なお、２１は逆流防止ダイオードである。
【００５８】
このような発電制御の動作を図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ７に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ７に至る。
【００５９】
ステップＳ７において、並列した各モジュール列Ｎ毎の直流電流を電流計Ａで測定し、各モジュール列Ｎの直流電流を比較する（ステップＳ８）。そして、モジュール列Ｎの直流電流の測定結果のバラツキが大きいか否かを判断する（ステップＳ９）。バラツキが少ない場合にはステップＳ１に戻る。バラツキが大きいと判断されると、そのモジュール列Ｎに陰になっているモジュールＭがあることを推測し、複数個の電力ピーク点Ｔを探す（ステップＳ１０）。探索の方法は実施例１の方法で行う。そして、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ１１）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１２）。
【００６０】
（実施例５）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、数種類の電流量によって動作する手段をもつ多段ソーラーリレー２２を使用し、電流量毎に異なる信号でインバータ装置１０に送り、このインバータ装置１０ではその信号によって複数個の電力ピーク点Ｔの可能性を判断するようにしたものである。
【００６１】
ソーラーリレーはコイル間に流れる電流によってオン作動する機能を持っている。逆流防止ダイオードでは順電圧×電流の電力を損失するため、効率改善のためにソーラーリレーがある。
【００６２】
この機能を利用し、ソーラーリレーに電流感度の異なるコイルを数種類並列に接続することで、電流量を段階的に知ることができる。このような方法で求めた電流量によって複数の電力ピーク点Ｔの存在を判断する。
【００６３】
すなわち、図１４に示すように並列した各モジュール列Ｎの出力側には多段ソーラーリレー２２が設けてある。このソーラーリレー２２は、例えばリレー接点Ｒ１に対して１０Ａ、５Ａ、２Ａ、１Ａ用の励磁コイルＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を並列接続したものである。そして、各モジュール列ＮのモジュールＭが正常で出力がすべて１０Ａであるとしたとき、一のモジュール列Ｎの出力（直流電流）が低下して５Ａであるとき、前記ソーラーリレー２２の励磁コイルＫ２が励磁されてリレー接点Ｒ１がオン作動する。この時の励磁コイルＫ２からの信号を受けることにより、一のモジュール列Ｎに陰になっているモジュールＭがあることを推測し、複数個の電力ピーク点Ｔがあることを判断（予測）する。
【００６４】
このような発電制御の動作を図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ７に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ７に至る。
【００６５】
ステップＳ７において、並列した各モジュール列Ｎのソーラーリレー２２の信号判定がなされ、各モジュール列Ｎの直流電流の測定結果のバラツキが大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。バラツキが少ない場合にはステップＳ１に戻る。バラツキが大きいと判断されると、そのモジュール列Ｎに陰になっているモジュールＭがあることを推測し、複数個の電力ピーク点Ｔを探す（ステップＳ９）。そして、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ１０）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１１）。
【００６６】
（実施例６）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、実施例３、実施例４、実施例５の手段によって複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断した場合、インバータ動作電圧範囲Ｌを探索して最大電力点を発見するようにしたものである。
【００６７】
定期的（例えば１時間）に探索した場合は、複数の電力ピーク点Ｔがない場合も探索してしまうため損失が発生してしまうが、確実に複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断した後、探索するために効率が改善される。
【００６８】
このような発電制御の動作を図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ７に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ７に至る。
【００６９】
ステップＳ７において、並列した各モジュール列Ｎの直流電流を電流計Ａで測定し、各モジュール列Ｎの直流電流を比較する（ステップＳ８）。そして、各モジュール列Ｎの直流電流の測定結果のバラツキが大きいか否かを判断する（ステップＳ９）。バラツキが少ない場合にはステップＳ１に戻る。バラツキが大きいと判断されると、そのモジュール列Ｎに陰になっているモジュールＭがあることを推測し、電力ピーク点Ｔとその個数を予想する（ステップＳ１０）。次に、予想点を探索し（ステップＳ１１）、そして、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ１２）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１３）。ステップＳ１０での電力ピーク点Ｔとその個数の予想は次のようにして行われる。すなわち、図２０の（１）に示す太陽電池アレイ３０において、モジュール列Ｎ−１の電流量が３Ａ、モジュール列Ｎ−２の電流量が３Ａ、モジュール列Ｎ−３の電流量が２．５Ａ、モジュール列Ｎ−４の電流量が３Ａ、モジュール列Ｎ−５の電流量が２Ａである場合、これから２Ａ、２．５Ａ、３Ａとばらついていることが解る。これから３点の電力ピーク点Ｔがあると推測する。電力ピーク点Ｔが３点あると推測した後に、インバータの動作電圧範囲を探索（スキャン）して探す。そして、探索によって見つけた電力ピーク点Ｔの電力を比較して最大電力点ＰＭａｘになる点に制御を行う（図２０の（２）参照）。
【００７０】
（実施例７）
この実施例は、上記した系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、実施例４の手段によって複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断した場合、直流電流から電力ピーク点Ｔの位置と個数を予測し、その周辺だけを探索して最大電力点ＰＭａｘを発見するようにしたものである。
【００７１】
実施例４の手段によって複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断した場合、並列したモジュール列Ｎの電流差から電力ピーク点Ｔの数と、位置（電圧値）を推定する。例えば、図２１の（１）に示すように５並列のモジュール列Ｎを接続している場合において、電流値が第１のモジュール列Ｎ−１：１０Ａ、第２のモジュール列Ｎ−２：１０Ａ、第３のモジュール列Ｎ−３：８Ａ、第４のモジュール列Ｎ−４：１０Ａ、第５のモジュール列Ｎ−５：６Ａの場合を想定する。この場合、図２１の（１）の太陽電池アレイ３０において斜線部分が陰になっているモジュールＭである。
【００７２】
第３のモジュール列Ｎ−３と第５のモジュール列Ｎ−５のそれぞれの電流値が小さいので、電力ピーク点Ｔは第１のモジュール列Ｎ−１、第２のモジュール列Ｎ−２、第４のモジュール列Ｎ−４で決定される１点（Ｔ１）と、第３のモジュール列Ｎ−３で決定される１点（Ｔ２）と、第５のモジュール列Ｎ−５で決定される１点（Ｔ３）の計３点が推定される。そして、第１、第３、第５のモジュール列Ｎ−１、Ｎ−３、Ｎ−５の電力量が最大になるように制御し、全体の直流電力を比較し、全体の直流電力が最大の位置に制御すればよい。
【００７３】
この制御では、確実に複数個の電力ピーク点Ｔ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）があると判断した後、探索するため効率改善が行え、直流電流を監視しながら制御するためより精度の高い最大電力追従制御を行うことができる。
【００７４】
このような発電制御の動作を図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、制御手段１６が、出力可変手段１５を介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電池８の出力電圧を出力電圧範囲の上限から減少方向に、又は出力電圧の下限方向から増加方向にΔＶ変化させ（ステップＳ１）、その出力電圧の変化に伴う直流電流を計測し（ステップＳ２）、演算手段により直流電力を演算する（ステップＳ３）。この直流電力が変化前の直流電力と比べて増加しているか否かを判断し（ステップＳ４）、直流電力が増加していると判断されると、電圧変動方向をそのまま（ステップＳ５）としてステップＳ７に向かう。また、ステップＳ４で直流電力が増加していないと判断されると、電圧変動方向が反転した（ステップＳ６）としてステップＳ７に至る。
【００７５】
ステップＳ７において、並列した各モジュール列Ｎの直流電流を電流計Ａで測定し、各モジュール列Ｎの直流電流を比較する（ステップＳ８）。そして、各モジュール列Ｎの直流電流の測定結果のバラツキが大きいか否かを判断する（ステップＳ９）。バラツキが少ない場合にはステップＳ１に戻る。バラツキが大きいと判断されると、電流計測値の最大を発見し（ステップＳ１０）、最大電力点ＰＭａｘを発見し（ステップＳ１１）、電圧指令値を最大電力点ＰＭａｘに変更する（ステップＳ１２）。
【００７６】
（実施例８）
この実施例は、並列した各モジュール列Ｎ毎にインバータ２５を設け、各インバータ２５毎に最大電力追従制御を行うものである。
【００７７】
すなわち、図１８に示すように各モジュール列Ｎ毎にインバータ２５が設けてあり、各インバータ２５毎に最大電力追従制御を行うような構成になっている。インバータ２５によって交流に変換した後、保護装置２６を介して系統連系システムに接続される構成である。
【００７８】
この制御手段では、複数個の電力ピーク点Ｔが根本的に発生しないという効果が得られる。また、インバータ２５を分散化しているために、個々の熱容量が少なくてすむため小形化が実現できる。そして、インバータ２５を増設することで、あらゆる入出力条件に対応できるため、柔軟性のあるシステムが構築でき、量産によるコスト低減の効果がある。
【００７９】
（実施例９）
この実施例は、上記した図６の系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、並列した各モジュール列Ｎ毎に直流電流を測定する手段を持ち、この測定手段によって測定した電流値が多いモジュールＭに重みをつけて（電流が多いモジュールＭの最大電力点ＰＭａｘが全体の最大電力点ＰＭａｘである可能性大）、電流量が最大のモジュールＭに合わせた電力ピーク点Ｔに制御するようにしたものである。
【００８０】
この実施例９のものは、実施例４によって複数個の電力ピーク点Ｔがあると判断した場合、電流値が最大となるモジュール列Ｎに重みをつけ、そのモジュール列Ｎの電力量が最大になる位置に最大電力追従制御を行う。例えば、モジュール列１を１０Ｖ、モジュール列２を５Ｖ、モジュール列３を７Ｖで直流電圧２００Ｖに制御していたとする。そのとき、モジュール列１の発電量は２０００Ｗ、モジュール列２の発電量は１０００Ｗ、モジュール列３の発電量は１４００Ｗとなる。モジュール列１の発電量は、モジュール列２及びモジュール列３に対して大きいので、このシステム全体から見ると最も発電量に影響している。よって、モジュール列１に重みを付けてモジュール列１の発電量が最大となる点に制御を行う。電流値が最大であるということから、発電量が最大であることが分かるので、このモジュール列Ｎの最大電力点ＰＭａｘが太陽電池全体の最大電力点ＰＭａｘになる可能性が大きい。すなわち、モジュール列１が、モジュール列１〜モジュール列５のモジール列中で最大の電流とする。モジュール列１だけのＩ−Ｖ、Ｐ−Ｖ曲線をＰ−Ｖ座標に記入すると、図２２の（２）に示すようにほぼ電力ピーク点Ｔの電圧が同じになる。以上により、最大電流のモジュール列は全体の直流電力に対して大きな影響を与えている。よって、最大電流のモジュール列が最大電力となるように制御すれば全体として最大電力となる。
【００８１】
この制御では、探索することによる損失がなく、速やかな最大電力追従制御を行うことができる。また、直流電流を監視しながら制御をするため、より精度の高い最大電力追従制御を行うことができる。
【００８２】
（実施例１０）
この実施例は、上記した図６の系統連系システムを用いて実施されるものである。この実施例は、インバータの動作電圧を変動させ、電力変動を計測することによって最大電力追従制御する手段を持ち、実施例６及び実施例７の手段によって発見した最大電力点ＰＭａｘに制御するようにしたものである。この方法により、最大電力追従制御の効率を改善することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が太陽電池の電力―電圧カーブの曲率から複数個の電力ピーク点の存在の可能性を判断する機能を有することから、太陽電池の電力―電圧カーブに曲率を演算して、その演算結果によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断するようにして最大電力点を発見することができる。
【００８４】
また、請求項２に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、並列した各モジュール列毎に設けられて数種類の直流電流量によってそれぞれが動作する多段のソーラーリレー手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記ソーラーリレー手段の電流量毎に異なる信号によって複数個の電力ピーク点の存在の可能性を判断する機能を有することから、数種類の電流量によって動作する手段をもつ多段のソーラーリレーを使用し、電流量毎に異なる信号でインバータに送り、このインバータではその信号によって複数個の電力ピーク点の可能性を判断することができる。
【００８５】
また、請求項３に係わる発明は、請求項１又は２記載の最大電力点追従装置において、複数個の電力ピーク点があると判断した場合、インバータ動作電圧範囲を探索する探索手段を有することから、複数個の電力ピーク点があると判断した場合、インバータ動作電圧範囲をスキャンして最大電力点を発見するようにしたものであり、定期的（例えば１時間）に探索した場合は、複数の電力ピーク点がない場合も探索してしまうため損失が発生してしまうが、確実に複数個の電力ピーク点があると判断した後、探索するために効率が改善される。
【００８６】
また、請求項４に係わる発明は、計測される太陽電池の出力電圧及び出力電流に基づいてこの太陽電池の発電電力を演算する演算手段と、前記太陽電池の出力電圧及び出力電流を変化させる出力可変手段と、並列した各モジュール列毎に直流電流を測定する測定手段と、前記出力可変手段を制御して前記出力電圧または出力電流を変化させることにより、前記演算手段で演算された発電電力の電力ピーク点を探索して複数個の電力ピーク点を発見し、最大電力点に追従制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記測定手段によって測定した電流値が多いモジュール列に重みをつけて電流量が最大モジュール列に合わせた電力ピーク点に制御する機能を有することから、実施例４によって複数個の電力ピーク点があると判断した場合、電流値が最大となるモジュール列に重みをつけ、そのモジュール列の電流値が最大になる位置に最大電力追従制御を行う。電流値が最大であるということから、発電量が最大であることが分かるので、このモジュール列の最大電力点が太陽電池全体の最大電力点になる可能性が大きい。この制御では、探索することによる損失がなく、速やかに最大電力追従制御を行うことができる。また、直流電流を監視しながら制御するため、より精度の高い最大電力追従制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池（太陽電池アレイ）の構成説明図である。
【図２】太陽電池のモジュールの構成説明図である。
【図３】太陽電池のモジュールの等価回路である。
【図４】太陽電池のＶーＩ、Ｖ−Ｐ特性図である。
【図５】（１），（２）は複数の電力ピーク点の発生原理の説明図である。
【図６】本発明に係わる最大電力点追従装置を備える系統連系システムの構成説明図である。
【図７】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例１のフローチャートである。
【図８】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例２のフローチャートである。
【図９】（１）は動作電圧範囲の説明図である。
（２）は二重電力ピーク点付近での探索の説明図である。
【図１０】（１）は太陽電池の正常時の電圧ー電力カーブの最大電力点の曲率の説明図である。
（２）は太陽電池の異常時の電圧ー電力カーブの最大電力点の曲率の説明図である。
【図１１】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例３のフローチャートである。
【図１２】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例４に使用する太陽電池の構成説明図である。
【図１３】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例４のフローチャートである。
【図１４】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例５に使用する太陽電池の構成説明図である。
【図１５】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例５のフローチャートである。
【図１６】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例６のフローチャートである。
【図１７】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例７のフローチャートである。
【図１８】本発明に係わる最大電力点追従装置における実施例８の太陽電池の構成説明図である。
【図１９】二重電力ピーク点付近での探索の説明図である。
【図２０】（１）は太陽電池（太陽電池アレイ）において陰になっているモジュールが存在する場合の構成説明図である。
（２）は複数の電力ピーク点の説明図である。
【図２１】（１）は太陽電池（太陽電池アレイ）において陰になっているモジュールが存在する場合の構成説明図である。
（２）は同太陽電池のＶーＩ特性図である。
（３）は同太陽電池のＶ−Ｐ特性図である。
【図２２】（１）は太陽電池（太陽電池アレイ）において陰になっているモジュールが存在する場合のＶーＩ特性図である。
（２）は同太陽電池のＶ−Ｐ特性図である。
【図２３】従来の最大電力点追従装置のフローチャートである。
【符号の説明】
８太陽電池
１４演算手段
１５出力可変手段
１６制御手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a power generation device using a solar cell and a maximum power point tracking device of a charging device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a system has been developed in which a distributed power supply using solar power generation and a commercial power supply are interconnected, and when power cannot be provided solely by solar power generation, the power is supplied from the grid side.
[0003]
Such systems include solar cells that convert solar energy into electrical energy, junction boxes composed of diodes and switches to prevent the output from the solar cells from flowing back to other solar cells, and commercial DC power from the solar cells. It is composed of a power conversion device that converts AC power synchronized with the power supply and a protection device that detects abnormality of the commercial power supply.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the DC power-DC voltage characteristic (PV curve) of the solar cell used in such a system or the like has a mountain-shaped characteristic as shown in FIG. 4, it operates at the mountain-shaped peak (maximum power point). By controlling the power conversion device and the like in such a manner, the power generated by the solar cell can be used to the maximum.
[0005]
However, since the DC power-DC voltage characteristics of the solar cell greatly change due to changes in temperature and illuminance, the maximum power point also greatly changes. This function (algorithm) that operates while searching for a point where the maximum power is obtained for this change is called a maximum power tracking device (function).
[0006]
This maximum power follow-up control basically uses a method in which the voltage is changed and the next change direction is determined based on the power change. For example, if the voltage is increased by 1 V and the power change is negative, the voltage is changed by -1 V next time. That is, in the flowchart shown in FIG. 23, first, the control means controls the inverter unit via the output variable means to decrease the output voltage of the solar cell from the upper limit of the output voltage range or to lower the output voltage in the lower limit direction of the output voltage. Is increased by ΔV (step S1), the DC current accompanying the change in the output voltage is measured (step S2), and the DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Head to S1. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, the direction of voltage fluctuation is reversed (step S6), and the process proceeds to step S1.
[0007]
When the solar cell (solar cell array) 30 has a rated output of 3 KW, as shown in FIG. 1, six modules M are connected in series to form a module row N, and five module rows N are arranged in parallel (30 in total). Module) is configured to connect. Generally, in order to protect the module M (cell S) from a difference in output voltage of each module M, a backflow prevention diode 31 is connected every time the solar cells 30 are connected in series. In addition, since the cell S and the module M are connected in series, when one cell S enters a non-output state (a shaded state), the cell S is released. Are all in the non-output state. To prevent this, a bypass diode 32 is connected for each module M as shown in FIG.
[0008]
The output from the entire solar cell 30 is the sum of the modules M. However, if one of the cells S is shaded, the entire module M will be in a non-output state, so that the modules M connected in series will vary. . This variation causes a plurality of power peak points T in the solar cell output as shown in (2) of FIG. The shaded state occurs when the leaves of a tree ride on one cell S, or the shade of a building or a tree falls on the module M.
[0009]
When there are a plurality of such power peak points T, there is a problem that the maximum power point tracking control described above cannot actually find the maximum power point PMax, thereby causing a loss.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to have means for finding a plurality of power peak points and controlling them to a maximum power point. Accordingly, an object of the present invention is to provide a maximum power point tracking device that can make maximum use of the power generated by a solar cell.
[0011]
Further, a second object of the present invention is to provide a maximum power point tracking that can make maximum use of the generated power of the solar cell only by modifying software (algorithm) without newly adding hardware. It is to provide a device.
[0012]
A third object of the present invention is to calculate the curvature of the power-voltage curve of the solar cell and determine the possibility of a plurality of power peak points based on the calculation result to obtain the maximum power point. Is to provide a maximum power point tracking device capable of detecting the maximum power point tracking.
[0013]
Further, a fourth object of the present invention is to measure the output power of each of the parallel module rows to estimate the existence of a plurality of power peak points from the power difference so that the maximum power can be obtained. It is an object of the present invention to provide a maximum power point tracking device capable of finding a point.
[0014]
A fifth object of the present invention is to use a multi-stage solar relay having means for operating with several types of currents and send the signals to the inverter with different signals for each current. It is an object of the present invention to provide a maximum power point tracking device capable of determining the possibility of power peak points.
[0015]
It is a sixth object of the present invention to provide a maximum power point tracking device which can be searched for after it is determined that there are a plurality of power peak points without fail and the efficiency is improved.
[0016]
Further, the seventh object of the present invention is to improve the efficiency by searching after reliably determining that there are a plurality of power peak points, and to improve the accuracy by monitoring and controlling the DC current. An object of the present invention is to provide a maximum power point tracking device capable of performing maximum power tracking control.
[0017]
Further, an eighth object of the present invention is to obtain an effect that a plurality of power peak points do not fundamentally occur, furthermore, miniaturization can be realized and a flexible system can be constructed. An object of the present invention is to provide a maximum power point tracking device that has an effect of reducing costs by mass production.
[0018]
Further, a ninth object of the present invention is to perform quick maximum power tracking control without loss due to searching, and to perform control while monitoring DC current, thereby achieving more accurate control. An object of the present invention is to provide a maximum power point tracking device capable of performing high maximum power tracking control.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above object, the invention according to claim 1 is a calculating means for calculating the power generated by the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell, and calculating the output voltage and output current of the solar cell. Changing the output voltage or the output current by controlling the output varying means to change the output voltage or the output current, thereby searching for the power peak point of the generated power calculated by the calculating means, And a control means for following and controlling the maximum power point.Judging the possibility of multiple power peaks from the curvature of the power-voltage curve of a solar cellIt has a function to perform.
[0020]
Further, in view of the above object, the invention according to claim 2 includes a calculating unit that calculates the power generated by the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell, and an output voltage and an output of the solar cell. Output variable means for changing the current;Multi-stage solar relay means provided for each paralleled module row and operated by several types of DC current amounts,By controlling the output variable means to change the output voltage or the output current, a search is made for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means to find a plurality of power peak points, and a maximum power point Control means for following control of theDifferent signals for each amount of current of the solar relay meansIt has a function of determining the possibility of the presence of a plurality of power peak points.
[0021]
The invention according to claim 3 isThe maximum power point tracking device according to claim 1 or 2, further comprising a search means for searching an inverter operating voltage range when it is determined that there are a plurality of power peak points.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an arithmetic means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell, and an output for changing the output voltage and the output current of the solar cell. Variable means and for each paralleled module rowMeasurement to measure DC currentMeans, by controlling the output variable means to change the output voltage or output current, to find a plurality of power peak points by searching for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means, Control means for performing control to follow the maximum power point, the control means comprising:Weighted module rows with large current values measured by the measuring means and adjusted the current amount to the maximum module rowPower peak pointControlIt has a function to perform.
[0028]
[Action]
Also,In the invention of claim 1,The maximum power point is found by calculating the curvature of the power-voltage curve of the solar cell and judging the possibility of a plurality of power peak points based on the calculation result..
[0029]
Claims2In the invention ofA multi-stage solar relay having means for operating with several types of currents is used and sent to the inverter with a different signal for each current, and the inverter determines the possibility of a plurality of power peak points based on the signal.
[0030]
Claims3In the invention ofWhen it is determined that there are a plurality of power peak points, the inverter operating voltage range is scanned to find the maximum power point. Even if there is no peak point, a search will be performed and a loss will occur.However, after it is determined that there are a plurality of power peak points, the efficiency is improved due to the search.You.
[0031]
Claims4In the invention ofWhen it is determined that there are a plurality of power peak points, a weight is assigned to the module row having the maximum current value, and the maximum power tracking control is performed at a position where the current value of the module row becomes maximum. Since the maximum current value indicates that the amount of power generation is maximum, there is a high possibility that the maximum power point of this module row will be the maximum power point of the entire solar cell. In this control, there is no loss due to the search, and the maximum power tracking control can be performed quickly. In addition, since the control is performed while monitoring the DC current, more accurate maximum power tracking control is performed.ThatsoWear.
[0037]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows a system interconnection system for interconnecting a distributed power supply using solar power generation and a commercial power supply. In this drawing, reference numeral 1 denotes a power system of a commercial power supply, which includes a main power supply 2 of a power plant, a substation 3 that steps down power from the power plant 2 and distributes the power, and a circuit breaker 5 provided on a distribution line 4. And a pole transformer 6 that steps down the supplied power and supplies it to each home.
[0038]
The distributed power supply installed in each home includes a solar cell (solar cell array) 8 and an inverter device 10 having a built-in inverter circuit 9 for converting DC power output from the solar cell 8 into AC power. .
[0039]
The inverter device 10 includes a circuit breaker 11 that disconnects a distributed power supply from a power system 1 of a commercial power supply, and a breaker that detects opening of the circuit breaker 5 of the power system 1 of a commercial power supply based on frequency fluctuation and voltage fluctuation. The system has a built-in system interconnection protection device including an opening detection means 12 for opening the opening 11.
[0040]
In such a system interconnection system, a calculating means 14 for calculating the generated power of the solar cell 8 based on the measured output voltage and output current of the solar cell 8, and an output variable means for changing the output voltage of the solar cell 8 By controlling the output varying means 15 to change the output voltage of the solar cell 8, a search operation for searching for an output voltage value at which the generated power calculated by the calculating means 14 is maximum is performed for a predetermined time. A control unit 16 is provided intermittently at intervals, and a display unit 17 is provided for displaying when the power generation amount is abnormal. The opening detecting means 12, the calculating means 14, the output varying means 15 and the control means 16 are constituted by a microcomputer 20.
[0041]
The control means 16 changes the output voltage of the solar cell 8 by controlling the inverter circuit 9 via the output variable means 15 and searches for a voltage value at which the electric power output from the arithmetic means 14 becomes maximum. It is.
[0042]
(Example 1)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. In this embodiment, a plurality of power peak points T are found and controlled to a maximum power point PMax. The control means 16 controls the inverter circuit 9 via an output variable means 15 to control the solar power. This is performed by changing the output voltage of the battery 8 and searching for a voltage value at which the electric power output from the calculating means 14 becomes maximum.
[0043]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to reduce the output voltage (Vdc) of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or decrease the output voltage (Vdc). ΔV is changed from the lower limit direction to the increasing direction (step S1), the DC current (Idc) accompanying the change in the output voltage (Vdc) is measured (step S2), and the DC power (Vdc × Idc) is calculated by the calculating means 14. (Step S3). It is determined whether or not the DC power (Vdc × Idc) has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power (Vdc × Idc) has increased, the voltage The output voltage is changed in the changing direction (step S5). If the DC power has decreased, it is determined that there is a power peak point T, and the output voltage Vp1 at that time and the immediately preceding output voltage Vp1 'are stored in a memory in the control means 16 (see FIG. 19). . The above steps S1 to S5 are repeated up to the other output voltage range limit value, and the process reaches step S7. In this step S7, it is determined whether or not there are a plurality of power peak points T based on the number of output voltages at the power peak points T stored in the memory.
[0044]
If it is determined in step S7 that there are a plurality of power peak points T, for each of the plurality of power peak points T, the output voltage stored in the memory is changed in small steps with a voltage width smaller than ΔV, The respective maximum powers are calculated in the same manner as in steps S1 to S5, the maximum power among them is set as PMax, the maximum power point PMax is found (step S9), and the voltage command value is set as the maximum power point PMax. Change (step S10).
[0045]
As described above, by finding a plurality of power peak points T and controlling the maximum power point PMax, an effect of maximizing the use of the power generated by the solar cell 8 can be obtained.
[0046]
(Example 2)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. In this embodiment, the power peak point is found by searching the operating voltage range of the inverter periodically, for example, every hour.
[0047]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Reaches 7. If it is determined that the DC power is decreasing, the direction of voltage fluctuation is reversed (step S6), and the process proceeds to step S7. In step S7, it is determined whether it is a search (scan) time or not, and if not, steps S1 to S6 are repeated, and a normal maximum power point tracking operation is repeated. In the case of the search time, the operating voltage range L is periodically searched as shown in FIG. 9 to measure the DC voltage and the DC power. The search is performed in step S8, for example, by the method described in the first embodiment.
[0048]
Then, the maximum power point PMax is found (Step S9), and the voltage command value is changed to the maximum power point PMax (Step S10).
[0049]
In this embodiment, no additional hardware is required, and the effect of maximizing the use of the power generated by the solar cell 8 can be obtained only by modifying the software (algorithm).
[0050]
(Example 3)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. This embodiment calculates the curvature of the power-voltage curve of the solar cell, determines the possibility of a plurality of power peak points T based on the calculation result, and finds the maximum power point PMax. It is.
[0051]
That is, as shown in FIG. 10A, the curvature (では P / △ V) near the maximum power point PMax is small in the normal PV curve of the solar cell characteristic. However, as shown in FIG. 10 (2), in the PV curve having a plurality of power peak points T, the curvature (△ P / △ V) near the maximum power point PMax is large. This curvature is constantly monitored, and when a certain threshold is exceeded, it is determined that there are a plurality of power peak points T, and the maximum power point PMax is found.
[0052]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Head to S1. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, it is determined that the voltage fluctuation direction has been reversed (step S6), and the process proceeds to step S7.
[0053]
If the DC power decreases in step S4, it means that the DC power is near the power peak point T. At this time, if it is determined that it is near the power peak point T, the curvature of the PV curve (△ P / △ V) is calculated by the calculation means (step S7).
[0054]
In step S8, the curvature (△ P / △ V) is compared with the threshold value, and when the curvature (△ P / △ V) exceeds the threshold value, it is determined that a plurality of power peak points T exist (predicted ) To search (step S9), find the maximum power point PMax (step S10), change the voltage command value to the maximum power point PMax (step S11), and return to step S1. The search for the plurality of power peak points T is performed by, for example, the method of the first embodiment. Further, in step S9, the curvature (において P / △ V) is compared with the threshold value, and if it is determined that the curvature (△ P /） V) does not exceed the threshold value, the process returns to step S1.
[0055]
(Example 4)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. This embodiment has means for measuring a direct current for each of the parallel module rows N, and the possibility of a plurality of power peak points T is determined based on the current value measured by the measuring means. .
[0056]
The configuration of the solar cell 30 is such that the modules M are connected in series and in parallel as shown in FIG. 1, and a backflow prevention diode 31 is inserted for each module N in parallel to protect the module M (cell S). Therefore, a plurality of power peak points T occur as shown in (2) of FIG. 10 due to a difference in output power (voltage) for each of the parallel module rows N. Therefore, by measuring the output power for each of the parallel module rows N, it can be estimated from the power difference that a plurality of power peak points T exist.
[0057]
Since the solar cell 30 is controlled to a constant DC voltage by the inverter device 10, the DC current difference becomes the DC power difference as it is. Therefore, as shown in FIG. do it. It is presumed that there is a module M which is shaded by a difference in DC current for each of the parallel module rows N, and it is determined that there are a plurality of power peak points T. That is, as shown in FIG. 12, the ammeter A is provided at the output side of the parallel module row N, and the measured DC current value of one module row N is lower than the measured DC current value of the other module row N. , It is estimated that there is a hidden module M in one module row N, and it is determined (predicted) that there are a plurality of power peak points T. In addition, 21 is a backflow prevention diode.
[0058]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Go to S7. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, it is determined that the voltage fluctuation direction has been reversed (step S6), and the process proceeds to step S7.
[0059]
In step S7, the direct current of each of the parallel module rows N is measured by the ammeter A, and the DC currents of the respective module rows N are compared (step S8). Then, it is determined whether or not the variation of the measurement result of the DC current of the module row N is large (step S9). If there is little variation, the process returns to step S1. If it is determined that the variation is large, it is inferred that there is a hidden module M in the module row N, and a plurality of power peak points T are searched (step S10). The search is performed by the method of the first embodiment. Then, the maximum power point PMax is found (step S11), and the voltage command value is changed to the maximum power point PMax (step S12).
[0060]
(Example 5)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. This embodiment uses a multi-stage solar relay 22 having means operating with several types of currents, and sends a different signal for each current to the inverter device 10, and the inverter 10 uses the signals to generate a plurality of power peak points. This is to determine the possibility of T.
[0061]
The solar relay has a function of being turned on by a current flowing between the coils. A backflow prevention diode loses the power of forward voltage × current, and there is a solar relay for improving efficiency.
[0062]
By using this function and connecting several types of coils with different current sensitivities in parallel to the solar relay, the current amount can be known in a stepwise manner. The presence of a plurality of power peak points T is determined based on the amount of current obtained by such a method.
[0063]
That is, as shown in FIG. 14, a multistage solar relay 22 is provided on the output side of each of the module rows N arranged in parallel. In this solar relay 22, for example, excitation coils K1, K2, K3, and K4 for 10A, 5A, 2A, and 1A are connected in parallel to a relay contact R1. When the module M in each module row N is normal and all outputs are 10 A, when the output (DC current) of one module row N is 5 A, the exciting coil K2 of the solar relay 22 is reduced. Is energized to turn on the relay contact R1. By receiving the signal from the exciting coil K2 at this time, it is estimated that there is a hidden module M in one module row N, and it is determined (predicted) that there are a plurality of power peak points T. .
[0064]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Go to S7. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, it is determined that the voltage fluctuation direction has been reversed (step S6), and the process proceeds to step S7.
[0065]
In step S7, the signals of the solar relays 22 of the respective module rows N arranged in parallel are determined, and it is determined whether or not the variation in the measurement result of the DC current of each module row N is large (step S8). If there is little variation, the process returns to step S1. When it is determined that the variation is large, it is inferred that there is a hidden module M in the module row N, and a plurality of power peak points T are searched (step S9). Then, the maximum power point PMax is found (step S10), and the voltage command value is changed to the maximum power point PMax (step S11).
[0066]
(Example 6)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. In this embodiment, when it is determined that there are a plurality of power peak points T by means of the third, fourth, and fifth embodiments, the inverter operating voltage range L is searched to find the maximum power point. It was done.
[0067]
When the search is performed periodically (for example, for one hour), the search is performed even when there is no plurality of power peak points T, and a loss occurs. However, it is determined that there are a plurality of power peak points T without fail. Later, the efficiency is improved for searching.
[0068]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Go to S7. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, it is determined that the voltage fluctuation direction has been reversed (step S6), and the process proceeds to step S7.
[0069]
In step S7, the direct current of each of the parallel module rows N is measured by the ammeter A, and the direct current of each of the module rows N is compared (step S8). Then, it is determined whether or not the variation in the measurement result of the DC current of each module row N is large (step S9). If there is little variation, the process returns to step S1. If it is determined that the variation is large, it is inferred that there is a hidden module M in the module row N, and the power peak point T and the number thereof are predicted (step S10). Next, an expected point is searched (step S11), and a maximum power point PMax is found (step S12), and the voltage command value is changed to the maximum power point PMax (step S13). The estimation of the power peak point T and the number thereof in step S10 is performed as follows. That is, in the solar cell array 30 shown in (1) of FIG. 20, the current amount of the module row N-1 is 3A, the current amount of the module row N-2 is 3A, and the current amount of the module row N-3 is 2.5A. When the current amount of the module row N-4 is 3A and the current amount of the module row N-5 is 2A, it can be understood that the current amounts vary from 2A, 2.5A and 3A. It is presumed from this that there are three power peak points T. After estimating that there are three power peak points T, the operation voltage range of the inverter is searched (scanned). Then, the power at the power peak point T found by the search is compared, and control is performed at a point where the maximum power point PMax is reached (see (2) in FIG. 20).
[0070]
(Example 7)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system. In this embodiment, when it is determined by the means of the fourth embodiment that there are a plurality of power peak points T, the position and the number of the power peak points T are predicted from the DC current, and only the vicinity thereof is searched to find the maximum power point T. This is to discover PMax.
[0071]
When it is determined by the means of the fourth embodiment that there are a plurality of power peak points T, the number of power peak points T and the position (voltage value) are estimated from the current difference between the parallel module rows N. For example, as shown in (1) of FIG. 21, when five parallel module rows N are connected, the current values are the first module row N-1: 10A and the second module row N-2: 10A. , The third module row N-3: 8A, the fourth module row N-4: 10A, and the fifth module row N-5: 6A. In this case, the module M is shaded in the solar cell array 30 of FIG. 21A.
[0072]
Since the current value of each of the third module row N-3 and the fifth module row N-5 is small, the power peak point T is determined by the first module row N-1, the second module row N-2, and the One point (T1) determined by the fourth module row N-4, one point (T2) determined by the third module row N-3, and 1 determined by the fifth module row N-5. A total of three points (T3) are estimated. Then, control is performed such that the power amounts of the first, third, and fifth module rows N-1, N-3, and N-5 are maximized, and the entire DC power is compared. May be controlled to the position.
[0073]
In this control, after it is determined that there are a plurality of power peak points T (T1, T2, T3), the efficiency can be improved by searching, and the maximum power with higher accuracy can be controlled by monitoring the DC current. Following control can be performed.
[0074]
The operation of such power generation control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the control means 16 controls the inverter circuit 9 via the output variable means 15 to increase the output voltage of the solar cell 8 from the upper limit of the output voltage range or to increase the output voltage from the lower limit of the output voltage range. ΔV is changed (step S1), a DC current accompanying the change of the output voltage is measured (step S2), and DC power is calculated by the calculating means (step S3). It is determined whether or not the DC power has increased compared to the DC power before the change (step S4). If it is determined that the DC power has increased, the voltage fluctuation direction is left unchanged (step S5) Go to S7. If it is determined in step S4 that the DC power has not increased, it is determined that the voltage fluctuation direction has been reversed (step S6), and the process proceeds to step S7.
[0075]
In step S7, the direct current of each of the parallel module rows N is measured by the ammeter A, and the direct current of each of the module rows N is compared (step S8). Then, it is determined whether or not the variation of the DC current measurement result of each module row N is large (step S9). If there is little variation, the process returns to step S1. When it is determined that the variation is large, the maximum of the measured current value is found (step S10), the maximum power point PMax is found (step S11), and the voltage command value is changed to the maximum power point PMax (step S12).
[0076]
(Example 8)
In this embodiment, an inverter 25 is provided for each module row N in parallel, and maximum power tracking control is performed for each inverter 25.
[0077]
That is, as shown in FIG. 18, an inverter 25 is provided for each module row N, and the maximum power follow-up control is performed for each inverter 25. After being converted into alternating current by the inverter 25, the alternating current is connected to the system interconnection system via the protection device 26.
[0078]
This control means has an effect that a plurality of power peak points T do not occur fundamentally. In addition, since the inverters 25 are distributed, the heat capacity of each of the inverters can be reduced, so that downsizing can be realized. Further, by adding the inverter 25, it is possible to cope with various input / output conditions, so that a flexible system can be constructed, and there is an effect of cost reduction by mass production.
[0079]
(Example 9)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system of FIG. This embodiment has means for measuring the DC current for each of the parallel module rows N, and weights the module M having a large current value measured by the measuring means (the maximum power point PMax of the module M having a large current). Is likely to be the entire maximum power point PMax), and the current amount is controlled to the power peak point T that matches the maximum module M.
[0080]
In the ninth embodiment, when it is determined that there are a plurality of power peak points T according to the fourth embodiment, the module row N having the maximum current value is weighted, and the power amount of the module row N is maximized. The maximum power tracking control is performed at a certain position. For example, it is assumed that the module row 1 is controlled at 10 V, the module row 2 is controlled at 5 V, and the module row 3 is controlled at 7 V to a DC voltage of 200 V. At that time, the power generation of the module row 1 is 2000 W, the power generation of the module row 2 is 1000 W, and the power generation of the module row 3 is 1400 W. Since the power generation amount of the module row 1 is larger than the module row 2 and the module row 3, the power generation amount has the largest effect on the whole system. Therefore, the module row 1 is weighted to control the point at which the power generation amount of the module row 1 becomes maximum. Since the maximum current value indicates that the amount of power generation is maximum, it is highly possible that the maximum power point PMax of the module row N will be the maximum power point PMax of the entire solar cell. That is, the module row 1 has the largest current among the module rows of the module rows 1 to 5. When the IV and PV curves of only the module row 1 are plotted on the PV coordinates, the voltage at the power peak point T becomes almost the same as shown in (2) of FIG. As described above, the module row having the maximum current has a large effect on the entire DC power. Therefore, if the module row having the maximum current is controlled so as to have the maximum power, the power becomes the maximum as a whole.
[0081]
In this control, there is no loss due to search, and quick maximum power tracking control can be performed. In addition, since the control is performed while monitoring the DC current, more accurate maximum power tracking control can be performed.
[0082]
(Example 10)
This embodiment is implemented by using the above-described system interconnection system of FIG. This embodiment has means for controlling the maximum power follow-up by varying the operating voltage of the inverter and measuring the power fluctuation, so as to control the maximum power point PMax found by the means of the sixth and seventh embodiments. It was done. With this method, the efficiency of the maximum power tracking control can be improved.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to claim 1 includes a calculating unit that calculates the power generated by the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell, and an output voltage and an output current of the solar cell. An output variable means for changing the output voltage or the output current by controlling the output variable means, thereby searching for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means, and obtaining a plurality of power peaks. Control means for finding a point and controlling to follow the maximum power point.Since it has a function to determine the possibility of the existence of a plurality of power peak points from the curvature of the power-voltage curve of the solar cell, the curvature is calculated for the power-voltage curve of the solar cell, and the calculation result is used.Multiple power peak pointsThe maximum power point can be found by judging the possibility ofYou.
[0084]
Claims2The invention relating toCalculating means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell; output variable means for changing the output voltage and output current of the solar cell; And a multi-stage solar relay means, each of which is operated by several types of DC current amounts, and by controlling the output variable means to change the output voltage or output current, the generated power calculated by the calculation means. Control means for searching for a power peak point, finding a plurality of power peak points, and controlling to follow the maximum power point, wherein the control means uses a plurality of signals by different signals for each current amount of the solar relay means. Since it has a function to judge the possibility of the presence of the power peak point, a multi-stage solar relay with a means to operate with several types of current is used. And sends to the inverter with a different signal for each current amount, this inverter can determine the possibility of a plurality of power peak point by the signalYou.
[0085]
Claims3The invention relating toIn the maximum power point tracking device according to claim 1 or 2, when it is determined that there are a plurality of power peak points, since there is a search means for searching an inverter operating voltage range, it is determined that there are a plurality of power peak points. When it is determined, the maximum power point is found by scanning the inverter operating voltage range. If the search is performed periodically (for example, for one hour), the search is performed even when there is no plurality of power peak points. However, since it is determined that there are a plurality of power peak points and the search is performed, the efficiency is improved.You.
[0086]
Claims4The invention according to (1) is a calculating means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell, output variable means for changing the output voltage and output current of the solar cell, A measuring means for measuring a direct current for each module row, and a power peak point of the generated power calculated by the calculating means by controlling the output varying means to change the output voltage or the output current. Control means for finding a plurality of power peak points and following the maximum power point, wherein the control means detects a current value measured by the measuring means.Has a function of weighting the module row having a large number and controlling the power amount to the power peak point that matches the maximum module row. Therefore, when it is determined according to the fourth embodiment that there are a plurality of power peak points, the current value is The maximum module row is weighted, and the maximum power tracking control is performed at the position where the current value of the module row becomes maximum. Since the maximum current value indicates that the amount of power generation is maximum, there is a high possibility that the maximum power point of this module row will be the maximum power point of the entire solar cell. In this control, there is no loss due to the search, and the maximum power tracking control can be performed quickly. In addition, since the control is performed while monitoring the DC current, more accurate maximum power tracking control is performed.ThatsoWear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a solar cell (solar cell array).
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a solar cell module.
FIG. 3 is an equivalent circuit of a solar cell module.
FIG. 4 is a diagram showing VI and VP characteristics of a solar cell.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of the principle of generation of a plurality of power peak points.
FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a system interconnection system including a maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of Embodiment 1 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of Embodiment 2 of the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 9A is an explanatory diagram of an operating voltage range.
(2) is an explanatory diagram of a search near the dual power peak point.
FIG. 10A is an explanatory diagram of the curvature of the maximum power point of the voltage-power curve when the solar cell is normal.
(2) is an explanatory diagram of the curvature of the maximum power point of the voltage-power curve when the solar cell is abnormal.
FIG. 11 is a flowchart of Embodiment 3 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a configuration of a solar cell used in Example 4 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 13 is a flowchart of Embodiment 4 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a configuration of a solar cell used in Example 5 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 15 is a flowchart of Embodiment 5 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 16 is a flowchart of Embodiment 6 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 17 is a flowchart of Embodiment 7 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 18 is a configuration explanatory view of a solar cell of Embodiment 8 in the maximum power point tracking device according to the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a search near a dual power peak point.
FIG. 20 (1) is an explanatory diagram of a configuration in a case where a hidden module exists in a solar cell (solar cell array).
(2) is an explanatory diagram of a plurality of power peak points.
FIG. 21 (1) is an explanatory diagram of a configuration in a case where a hidden module exists in a solar cell (solar cell array).
(2) is a VI characteristic diagram of the solar cell.
(3) is a VP characteristic diagram of the solar cell.
FIG. 22A is a VI characteristic diagram in a case where a shaded module exists in a solar cell (solar cell array).
(2) is a VP characteristic diagram of the solar cell.
FIG. 23 is a flowchart of a conventional maximum power point tracking device.
[Explanation of symbols]
8 solar cells
14 arithmetic means
15 Output variable means
16 control means

Claims

Calculating means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell;
Output variable means for changing the output voltage and output current of the solar cell,
By controlling the output variable means to change the output voltage or the output current, a search is made for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means to find a plurality of power peak points, and a maximum power point And control means for controlling the following.
A maximum power point tracking device, wherein the control means has a function of determining the possibility of existence of a plurality of power peak points from the curvature of the power-voltage curve of the solar cell .

Calculating means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell;
Output variable means for changing the output voltage and output current of the solar cell,
Multi-stage solar relay means provided for each paralleled module row and operated by several types of DC current amounts,
By controlling the output variable means to change the output voltage or the output current, a search is made for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means to find a plurality of power peak points, and a maximum power point And control means for controlling the following.
A maximum power point tracking device, characterized in that the control means has a function of judging the possibility of existence of a plurality of power peak points based on a signal different for each current amount of the solar relay means .

3. The maximum power point tracking device according to claim 1, further comprising a search means for searching an inverter operating voltage range when it is determined that there are a plurality of power peak points .

Calculating means for calculating the generated power of the solar cell based on the measured output voltage and output current of the solar cell;
Output variable means for changing the output voltage and output current of the solar cell,
Measuring means for measuring a direct current for each paralleled module row ,
By controlling the output variable means to change the output voltage or the output current, a search is made for a power peak point of the generated power calculated by the calculation means to find a plurality of power peak points, and a maximum power point And control means for controlling the following.
A maximum power point tracking device, characterized in that the control means has a function of weighting a module row having a large current value measured by the measurement means and controlling a current amount to a power peak point adjusted to the maximum module row. .