JPH0337388B2 - - Google Patents
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- JPH0337388B2 JPH0337388B2 JP57060069A JP6006982A JPH0337388B2 JP H0337388 B2 JPH0337388 B2 JP H0337388B2 JP 57060069 A JP57060069 A JP 57060069A JP 6006982 A JP6006982 A JP 6006982A JP H0337388 B2 JPH0337388 B2 JP H0337388B2
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- JP
- Japan
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- power
- power converter
- voltage
- solar cell
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、太陽電池及びエネルギ蓄積手段と
しての蓄電池を並設し、これらより他の電源又は
単独負荷に電力を供給する、太陽電池利用の給電
システムに関するものである。
しての蓄電池を並設し、これらより他の電源又は
単独負荷に電力を供給する、太陽電池利用の給電
システムに関するものである。
通常、この種の給電システムは、直流電力を電
力変換器により交流電力に変換し、他の交流電源
又は独立負荷に供給する場合が一般的である。
又、太陽電池の出力は日射量により大巾に変動
し、負荷需要とは必ずしも一致しないことや、電
力変換器の容量低減、独立負荷運転時の安定性等
の為、蓄電池が設けられることが多い。
力変換器により交流電力に変換し、他の交流電源
又は独立負荷に供給する場合が一般的である。
又、太陽電池の出力は日射量により大巾に変動
し、負荷需要とは必ずしも一致しないことや、電
力変換器の容量低減、独立負荷運転時の安定性等
の為、蓄電池が設けられることが多い。
第１図は、従来のこの種の給電システムの一例
を示すブロツク図であり、特に交流電源系統に接
続された場合のものである。図において、１は太
陽電池、２は電圧制御機能を持つ電力変換器、３
は太陽電池１と電力変換器２を結ぶ直流母線、４
は必要に応じて電力変換器２の交流側に設けられ
た変圧器、５はこの変圧器４に接続された交流電
源系統、６は直流母線３に接続された蓄電池、７
は電流制御回路、８はこの電流制御回路７への電
流指令値、９は直流母線３に設けられた電流検出
手段である。
を示すブロツク図であり、特に交流電源系統に接
続された場合のものである。図において、１は太
陽電池、２は電圧制御機能を持つ電力変換器、３
は太陽電池１と電力変換器２を結ぶ直流母線、４
は必要に応じて電力変換器２の交流側に設けられ
た変圧器、５はこの変圧器４に接続された交流電
源系統、６は直流母線３に接続された蓄電池、７
は電流制御回路、８はこの電流制御回路７への電
流指令値、９は直流母線３に設けられた電流検出
手段である。
次に動作について説明する。太陽電池１の発生
電力及び蓄電池６の出力は、電力変換器２により
交流に変換され、変圧器４を介して交流電源系統
５に供給される。ここで直流母線３の電圧、即ち
電力変換器２の入力電圧は蓄電池６の電圧に固定
される為、電力変換器２の入力電流を電流検出手
段９にて検出し、電流制御回路７にて電流指令値
８との偏差を増巾し、電力変換器２の位相角を調
整することにより供給電力量を制御する。
電力及び蓄電池６の出力は、電力変換器２により
交流に変換され、変圧器４を介して交流電源系統
５に供給される。ここで直流母線３の電圧、即ち
電力変換器２の入力電圧は蓄電池６の電圧に固定
される為、電力変換器２の入力電流を電流検出手
段９にて検出し、電流制御回路７にて電流指令値
８との偏差を増巾し、電力変換器２の位相角を調
整することにより供給電力量を制御する。
処で、太陽電池１の出力特性は第２図のグラフ
図に一例を示すように動作点電圧により大巾に変
化する。今、太陽電池１が最大出力動作点Ｓで作
動するように蓄電池６の定格電圧を選定しても、
蓄電池電圧は、充電時には常に定格電圧よりも数
％高く、放電時には逆に数％低くなる為、実際に
はＣ又はＤ点で動作し、その分だけ出力は低下す
る。又、太陽電池１の出力Ｐは、温度や日射量に
より、例えば破線のように変化し、その時動作点
はC′、D′に移動する。このように最適動作点で太
陽電池１を作動させることができず、出力Ｐの低
下は防ぎ得なかつた。
図に一例を示すように動作点電圧により大巾に変
化する。今、太陽電池１が最大出力動作点Ｓで作
動するように蓄電池６の定格電圧を選定しても、
蓄電池電圧は、充電時には常に定格電圧よりも数
％高く、放電時には逆に数％低くなる為、実際に
はＣ又はＤ点で動作し、その分だけ出力は低下す
る。又、太陽電池１の出力Ｐは、温度や日射量に
より、例えば破線のように変化し、その時動作点
はC′、D′に移動する。このように最適動作点で太
陽電池１を作動させることができず、出力Ｐの低
下は防ぎ得なかつた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、第１の電力変換
器が、他の電源又は負荷に供給する有効電力又は
出力周波数を制御すると共に第２の電力変換器が
第１の電力変換器の供給する無効電力又は第２の
電力変換器の供給する電力電圧を制御することに
より太陽電池の出力低下を防止できる給電システ
ムを提供することを目的としている。
除去するためになされたもので、第１の電力変換
器が、他の電源又は負荷に供給する有効電力又は
出力周波数を制御すると共に第２の電力変換器が
第１の電力変換器の供給する無効電力又は第２の
電力変換器の供給する電力電圧を制御することに
より太陽電池の出力低下を防止できる給電システ
ムを提供することを目的としている。
第３図は従来の給電システムの他の例を示すブ
ロツク図であり、図において、２は第１図に示し
た電力変換器と全く同じものであるが、以後、第
１の電力変換器と呼ぶ。１０は直流母線３と蓄電
池６の間に設けられた第２の電力変換器例えば直
流一直流電力変換器、１１はこの第２の電力変換
器１０を制御するための電圧制御回路、１２はそ
の電圧指令値、１３は直流母線３に設けられた電
圧検出手段である。
ロツク図であり、図において、２は第１図に示し
た電力変換器と全く同じものであるが、以後、第
１の電力変換器と呼ぶ。１０は直流母線３と蓄電
池６の間に設けられた第２の電力変換器例えば直
流一直流電力変換器、１１はこの第２の電力変換
器１０を制御するための電圧制御回路、１２はそ
の電圧指令値、１３は直流母線３に設けられた電
圧検出手段である。
次に動作について説明する。太陽電池１で発生
した電力は第１の電力変換器２により交流に変換
され、他の交流電源系統５に供給され、その電流
は電流検出手段９で検出され、電流制御回路７に
て電流指令値８と等しくなるよう、第１の電力変
換器２を制御するのは、第１図に示した従来例と
同じであるが、第３図の従来例では、直流母線３
と蓄電池６の間に第２の電力変換器１０が設けら
れており、電圧検出手段１３にて直流母線電圧を
検出し、電圧制御回路１１において、上記直流母
線電圧と電圧指令値１２の偏差を増巾し、偏差が
零となるように、第２の電力変換器１０を制御す
る。この結果、太陽電池１の動作点電圧は蓄電池
電圧に関係なく、電圧指令値１２によつて与えら
れる任意の値に保たれることができ、このため、
日射量や温度等に応じて最適な動作点を電圧指令
値１２で与えられることにより、最大出力運転も
可能となる。
した電力は第１の電力変換器２により交流に変換
され、他の交流電源系統５に供給され、その電流
は電流検出手段９で検出され、電流制御回路７に
て電流指令値８と等しくなるよう、第１の電力変
換器２を制御するのは、第１図に示した従来例と
同じであるが、第３図の従来例では、直流母線３
と蓄電池６の間に第２の電力変換器１０が設けら
れており、電圧検出手段１３にて直流母線電圧を
検出し、電圧制御回路１１において、上記直流母
線電圧と電圧指令値１２の偏差を増巾し、偏差が
零となるように、第２の電力変換器１０を制御す
る。この結果、太陽電池１の動作点電圧は蓄電池
電圧に関係なく、電圧指令値１２によつて与えら
れる任意の値に保たれることができ、このため、
日射量や温度等に応じて最適な動作点を電圧指令
値１２で与えられることにより、最大出力運転も
可能となる。
次に、第３図の給電システムに用いられる第２
の電力変換器１０は第４図に示すように、降圧チ
ヨツパ１００ａ及びこれと逆並列接続された昇圧
チヨツパ１００ｂから構成され、それぞれのチヨ
ツパ１００ａ，１００ｂはGTO等の半導体スイ
ツチ１０１ａ，１０１ｂ、ダイオード１０２ａ，
１０２ｂ、リアクトル１０３ａ，１０３ｂ等で構
成される。端子Ａ又はＢは、それぞれ直流母線３
及び蓄電池６に接続されている。電圧指令値１２
と電圧検出手段１３で検出された直流電圧は、電
圧制御回路１１に入力され、減算器１１１で偏差
を求め、増巾器１１２で増巾される。この出力は
関数発生器１１３ａ，１１３ｂにて、それぞれの
チヨツパ１００ａ，１００ｂの電流指令信号に変
換される。この信号と、電流検出器１０４ａ，１
０４ｂで検出されたそれぞれのチヨツパ電流との
偏差を減算器１１４ａ，１１４ｂで求め、増巾器
１１５ａ，１１５ｂで増巾し、位相器１１６ａ，
１１６ｂでそれぞれのチヨツパ１００ａ，１００
ｂの通流率制御信号に変換し、ゲート信号発生回
路１０５ａ，１０５ｂに供給される。
の電力変換器１０は第４図に示すように、降圧チ
ヨツパ１００ａ及びこれと逆並列接続された昇圧
チヨツパ１００ｂから構成され、それぞれのチヨ
ツパ１００ａ，１００ｂはGTO等の半導体スイ
ツチ１０１ａ，１０１ｂ、ダイオード１０２ａ，
１０２ｂ、リアクトル１０３ａ，１０３ｂ等で構
成される。端子Ａ又はＢは、それぞれ直流母線３
及び蓄電池６に接続されている。電圧指令値１２
と電圧検出手段１３で検出された直流電圧は、電
圧制御回路１１に入力され、減算器１１１で偏差
を求め、増巾器１１２で増巾される。この出力は
関数発生器１１３ａ，１１３ｂにて、それぞれの
チヨツパ１００ａ，１００ｂの電流指令信号に変
換される。この信号と、電流検出器１０４ａ，１
０４ｂで検出されたそれぞれのチヨツパ電流との
偏差を減算器１１４ａ，１１４ｂで求め、増巾器
１１５ａ，１１５ｂで増巾し、位相器１１６ａ，
１１６ｂでそれぞれのチヨツパ１００ａ，１００
ｂの通流率制御信号に変換し、ゲート信号発生回
路１０５ａ，１０５ｂに供給される。
処で、前述の各チヨツパ１００ａ，１００ｂの
電流指令信号を与える関数発生器１１３ａ，１１
３ｂには、図より明らかなように入力信号に対
し、同時に出力する領域が設けられている。この
結果、充電側及び放電側のチヨツパ１００ａ，１
００ｂを同時に作動し、循環電流が流れるモード
が存在する。この時、蓄電池の充、放電電流は２
つのチヨツパ電流の差で制御されるため、充電と
放電の移行が連続的に行われる。今、もし太陽電
池１の発生電力と交流電源系統５への供給量がほ
ぼバランスしている状態において、日射量等によ
り発生電力が急変し、電力バランスがくずれて
も、すみやかに蓄電池６の充放電が行われ、安定
な電圧制御ができる。
電流指令信号を与える関数発生器１１３ａ，１１
３ｂには、図より明らかなように入力信号に対
し、同時に出力する領域が設けられている。この
結果、充電側及び放電側のチヨツパ１００ａ，１
００ｂを同時に作動し、循環電流が流れるモード
が存在する。この時、蓄電池の充、放電電流は２
つのチヨツパ電流の差で制御されるため、充電と
放電の移行が連続的に行われる。今、もし太陽電
池１の発生電力と交流電源系統５への供給量がほ
ぼバランスしている状態において、日射量等によ
り発生電力が急変し、電力バランスがくずれて
も、すみやかに蓄電池６の充放電が行われ、安定
な電圧制御ができる。
第５図はこの発明の一実施例を示すブロツク図
である。
である。
処で、第３図の従来例では、電圧制御機能を持
つ第１の電力変換器２を使用しかつ第２の電力変
換器１０により直流電圧を所望の値になるように
制御していたが、この発明の実施例では第１の電
力変換器２Ａとして、構成が簡単で且つ効率が高
いとされている、電圧制御機能（PAMやPWM）
を持たない自励電圧型インバータを使用する。即
ち、電圧制御機能を持たない第１の電力変換器２
Ａの出力電圧、出力電流を検出し、前述の直流電
圧の代わりに第１の電力変換器２Ａの供給する無
効電力が、無効電力制御回路１４により無効電力
指令値１５に等しくなるように第２の電力変換器
１０を制御すると共に前述の直流電流の代わりに
有効電力制御回路１６及び有効電力指令値１７に
より第１の電力変換器２Ａを制御するのである。
つ第１の電力変換器２を使用しかつ第２の電力変
換器１０により直流電圧を所望の値になるように
制御していたが、この発明の実施例では第１の電
力変換器２Ａとして、構成が簡単で且つ効率が高
いとされている、電圧制御機能（PAMやPWM）
を持たない自励電圧型インバータを使用する。即
ち、電圧制御機能を持たない第１の電力変換器２
Ａの出力電圧、出力電流を検出し、前述の直流電
圧の代わりに第１の電力変換器２Ａの供給する無
効電力が、無効電力制御回路１４により無効電力
指令値１５に等しくなるように第２の電力変換器
１０を制御すると共に前述の直流電流の代わりに
有効電力制御回路１６及び有効電力指令値１７に
より第１の電力変換器２Ａを制御するのである。
この場合、直流電圧と交流電圧は常に一定の電
圧比の関係に固定されているため、系統へ供給さ
れる無効電力一定制御に伴い、第１の電力変換器
２Ａの出力電圧、即ち、直流電圧が多少変動し、
太陽電池１の最大出力動作電圧からずれる分だ
け、太陽電池１の出力は多少低下するが、その割
合は比較的少なく、十分許容出来る。しかも、無
効電力が一定に制御されているため、無効電力変
動による交流電源系統５への影響は防止出来る。
圧比の関係に固定されているため、系統へ供給さ
れる無効電力一定制御に伴い、第１の電力変換器
２Ａの出力電圧、即ち、直流電圧が多少変動し、
太陽電池１の最大出力動作電圧からずれる分だ
け、太陽電池１の出力は多少低下するが、その割
合は比較的少なく、十分許容出来る。しかも、無
効電力が一定に制御されているため、無効電力変
動による交流電源系統５への影響は防止出来る。
なお、上記実施例では、交流電源系統５へ供給
する無効電力を一定に制御する場合について述べ
たが、特に独立電源系統のように負荷のみに電力
を供給する場合は、無効電力の代わりに、第１の
電力変換器２Ａの出力電圧を検出し、この値が、
出力電圧指令値に等しくなるように従来例中の電
圧制御回路１１を用いて第２の電力変換器１０を
制御することも出来る。この場合、第１の電力変
換器２Ａは有効電力制御でなく、出力周波数一定
制御が行われる。
する無効電力を一定に制御する場合について述べ
たが、特に独立電源系統のように負荷のみに電力
を供給する場合は、無効電力の代わりに、第１の
電力変換器２Ａの出力電圧を検出し、この値が、
出力電圧指令値に等しくなるように従来例中の電
圧制御回路１１を用いて第２の電力変換器１０を
制御することも出来る。この場合、第１の電力変
換器２Ａは有効電力制御でなく、出力周波数一定
制御が行われる。
以上のように、この発明によれば、第１の電力
変換器が有効電力（負荷のみに電力を供給する場
合は出力周波数）を制御すると共に第２の電力変
換器が第１の電力変換器の無効電力（負荷のみに
電力を供給する場合は第２の電力変換器の出力電
圧）を制御するようにしたので、太陽電池の出力
低下を防止できるとともに、第２の電力変換器を
逆並列接続された充電及び放電チヨツパで構成
し、両チヨツパに循環電流を流すことにより、日
射量等の急変に対しても安定に制御できる効果が
ある。
変換器が有効電力（負荷のみに電力を供給する場
合は出力周波数）を制御すると共に第２の電力変
換器が第１の電力変換器の無効電力（負荷のみに
電力を供給する場合は第２の電力変換器の出力電
圧）を制御するようにしたので、太陽電池の出力
低下を防止できるとともに、第２の電力変換器を
逆並列接続された充電及び放電チヨツパで構成
し、両チヨツパに循環電流を流すことにより、日
射量等の急変に対しても安定に制御できる効果が
ある。
第１図は太陽電池を用いた従来の給電システム
の一例を示すブロツク図、第２図は第１図に示し
た給電システムの動作を説明するための太陽電池
の出力特性曲線図、第３図は従来の給電システム
の他の例を示すブロツク図、第４図は第３図に示
した給電システムに用いられる第２の電力変換器
及びその電圧制御回路の一例を示す構成図、第５
図はこの発明の給電システムの一実施例を示すブ
ロツク図である。 図において、１……太陽電池、２Ａ……第１の
電力変換器、５……交流電源系統、６……蓄電
池、９……電流検出手段、１０……第２の電力変
換器、１３……電圧検出手段、１４……無効電力
制御回路、１５……無効電力指令値、１６……有
効電力制御回路、１７……有効電力指令値、１０
０ａ……降圧チヨツパ、１００ｂ……昇圧チヨツ
パ。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
の一例を示すブロツク図、第２図は第１図に示し
た給電システムの動作を説明するための太陽電池
の出力特性曲線図、第３図は従来の給電システム
の他の例を示すブロツク図、第４図は第３図に示
した給電システムに用いられる第２の電力変換器
及びその電圧制御回路の一例を示す構成図、第５
図はこの発明の給電システムの一実施例を示すブ
ロツク図である。 図において、１……太陽電池、２Ａ……第１の
電力変換器、５……交流電源系統、６……蓄電
池、９……電流検出手段、１０……第２の電力変
換器、１３……電圧検出手段、１４……無効電力
制御回路、１５……無効電力指令値、１６……有
効電力制御回路、１７……有効電力指令値、１０
０ａ……降圧チヨツパ、１００ｂ……昇圧チヨツ
パ。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 太陽電池と、この太陽電池と他の電源の間に
接続され、電圧制御機能を持たない第１の電力変
換器と、この第１の電力変換器の出力電圧及び出
力電流を検出する検出手段と、前記太陽電池と蓄
電池との間に接続された第２の電力変換器と、前
記検出手段が検出した出力電圧及び出力電流から
有効電力及び無効電力が所定の値になるように前
記第１の電力変換器及び前記第２の電力変換器を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする給
電システム。 ２ 第２の電力変換器を昇圧して一方の方向に電
力を供給する第１のチヨツパと、降圧して逆方向
に電力を供給する第２のチヨツパとを並列接続し
て構成し、両チヨツパ間に循環電流が流れるよう
作動させることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の給電システム。 ３ 太陽電池と、この太陽電池と負荷との間に接
続され、電圧制御機能を持たない第１の電力変換
器と、この第１の電力変換器の出力電圧及び出力
電流を検出する検出手段と、前記太陽電池と蓄電
池との間に接続された第２の電力変換器と、前記
検出手段が検出した出力電圧及び出力電流から出
力周波数及び出力電圧が所定の値になるように前
記第１の電力変換器及び前記第２の電力変換器を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする給
電システム。 ４ 第２の電力変換器を昇圧して一方の方向に電
力を供給する第１のチヨツパと、降圧して逆方向
に電力を供給する第２のチヨツパとを並列接続し
て構成し、両チヨツパ間に循環電流が流れるよう
作動させることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の給電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060069A JPS58175937A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060069A JPS58175937A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175937A JPS58175937A (ja) | 1983-10-15 |
| JPH0337388B2 true JPH0337388B2 (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=13131423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57060069A Granted JPS58175937A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175937A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06113482A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-22 | Japan Storage Battery Co Ltd | 双方向直流電力変換装置 |
| JP2710736B2 (ja) * | 1992-10-19 | 1998-02-10 | キヤノン株式会社 | 発電装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720129A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | Power source system for artificial satellite |
-
1982
- 1982-04-08 JP JP57060069A patent/JPS58175937A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175937A (ja) | 1983-10-15 |
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