系統連系装置
【課題】
本発明は、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる系統連系システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
夫々の太陽電池１ａ〜１ｃの出力電力が最大になるように昇圧比を変えて動作させるＭＰＰＴ制御と、太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定に保つように昇圧回路４１ａ〜４１ｃを動作させる電圧一定制御と、を実行する複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを有し、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから受信した場合に、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行することを特徴とする。
本発明は、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる系統連系システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
夫々の太陽電池１ａ〜１ｃの出力電力が最大になるように昇圧比を変えて動作させるＭＰＰＴ制御と、太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定に保つように昇圧回路４１ａ〜４１ｃを動作させる電圧一定制御と、を実行する複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを有し、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから受信した場合に、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池から供給される電力を、昇圧回路を介してまとめ、まとめた直流電力を交流電力に変換して太陽電池を商用電力系統へと連系する系統連系システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の太陽電池に夫々接続され、太陽電池の出力電圧を昇圧する複数の昇圧回路と、複数の昇圧回路の出力する電力をまとめた直流電力を入力し、直流電力を交流電力に変換して太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−９５３７
【０００３】
このような系統連系システムでは、複数の昇圧回路は夫々に接続されている太陽電池の出力電力を監視し、その出力電力が最大になるように昇圧回路の昇圧比を増減させるＭＰＰＴ制御（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行っている。ＭＰＰＴ制御では、昇圧回路の昇圧比を増加、或いは減少させて太陽電池の出力電力を監視し、昇圧比の変更によって太陽電池の出力電力が増加する場合には引き続き同じ方（昇圧比を増加させていれば増加、減少させていれば減少）に昇圧比を調整し、電力が減少する場合には反対の方（昇圧比を増加させていれば減少、減少させていれば増加）に昇圧比を調整することにより太陽電池の出力電力を最大値に保っている。
【０００４】
特許文献１に記載の系統連系システムは、複数の昇圧回路に対して共通の制御回路を用いることで、この様なＭＰＰＴ制御を、複数の昇圧回路毎に順番に行っている。このようにすることで、昇圧回路がＭＰＰＴ動作を行った際に変動する太陽電池の出力等が、他の昇圧回路の行うＭＰＰＴ動作に影響を与えないようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような系統連系システムにおいては、共通の制御回路が、ＭＰＰＴ動作を行わせる昇圧回路を決定するため、ＭＰＰＴ制御を行う順番を決定するための回路（或いは、ソフトウェア）が必要となる。このため、太陽電池の数を増やしたり減らしたりする度に、増減する昇圧回路の情報を、共通の制御回路に設定する必要があり、回路の変更や、ソフトウェアの更新など、煩わしい作業が必要になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、容易に太陽電池の数を増やしたり減らすことができる系統連系システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池に夫々接続され、前記太陽電池の出力電圧を夫々昇圧する複数の昇圧回路と、前記複数の昇圧回路の出力する直流電力をまとめた直流電力を入力し、前記直流電力を交流電力に変換して前記太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムにおいて、前記夫々の昇圧回路は、前記夫々の太陽電池の出力電力が最大になるように昇圧比を変えて前記昇圧回路を動作させるＭＰＰＴ制御と、前記太陽電池の出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは前記太陽電池の出力電圧を一定に保つように前記昇圧回路を動作させる電圧一定制御と、を実行する昇圧制御回路を有し、前記夫々の昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、前記第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、他の昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御中であることを示す信号を受信している場合に、ＭＰＰＴ制御を禁止するという方法で夫々の昇圧回路にＭＰＰＴ動作を行わせるため、太陽電池の数が増減し、昇圧回路の数も増減したとしても昇圧制御回路にその情報を教える必要がない。このため、本発明の系統連系システムは、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる。
【０００９】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止することを特徴とする。
【００１０】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行している際に、前記太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、前記ＭＰＰＴ制御から前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御へ切替え、また、前記ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に前記第１信号の出力を停止することを特徴とする。
【００１１】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及び前記ＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、前記第２信号を出力した昇圧制御回路の次に前記ＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路は、１回目の昇圧比の変更を、前記第２信号により示される内容と同じ内容で変更することを特徴とする。
【００１２】
また、上述の発明において、前記夫々の昇圧制御回路は、夫々に接続される昇圧回路が立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、前記昇圧制御回路が前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止した場合に、前記第１信号の出力を停止した昇圧制御回路に割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路が、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容易に太陽電池の数を増やしたり減らすことができる系統連系システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【図２】昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のフローチャートである。
【図３】昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のタイムチャートである。
【図４】番号を割り降る際の昇圧制御回路４２の動作を示すフローチャートである。
【図５】パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを通信線で結んだ太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本実施形態に係る太陽光発電システム１００を示す構成図である。この図に示すように太陽光発電システム１００は、複数の太陽電池１ａ〜１ｃ、及び系統連系システム５０を備え、系統連系システム５０が、複数の太陽電池１ａ〜１ｃの供給する電力をまとめて商用電力系統３０へ連系する。
【００１６】
複数の太陽電池１ａ〜１ｃは、夫々、複数の太陽電池のセルを直列に接続して構成される。各太陽電池１ａ〜１ｃのセルの枚数は、太陽電池１ａ〜１ｃを設置する面積等によって変わるため、各太陽電池１ａ〜１ｃによって枚数が異なる。
【００１７】
系統連系システム５０は、接続箱４、及びパワーコンディショナ２を備える。
【００１８】
接続箱４は、複数の昇圧ユニット４０ａ〜４０ｃを有しており、昇圧ユニット４０には、複数の太陽電池１ａ〜１ｃに夫々直列に接続される複数の昇圧回路４１ａ〜４１ｃが備えられている。また、夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃには、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが備えられている。昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃの動作の制御を行う。
【００１９】
夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃは、夫々の太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を昇圧する。また、夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃの出力側は、接続箱４内において互いに並列に接続されており、接続箱４は、これらの昇圧回路４１ａ〜４１ｃが昇圧して出力する直流電力をまとめ、このまとめた直流電力をパワーコンディショナ２へと出力する。
【００２０】
夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃは、動作の制御を行っている昇圧回路４１ａ〜４１ｃに接続される太陽電池１ａ〜１ｃ（夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃに接続される太陽電池１ａ〜１ｃ）の出力電力が最大になるように、昇圧比を変えて夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃを動作させるＭＰＰＴ制御を実行する。また、夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃは、太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御を実行する。
【００２１】
本実施形態では、同様の構成のものには同じ数字の符号（太陽電池であれば１）を、各構成同士で接続関係を有するものには同じ英字の符号を付している（太陽電池１と昇圧回路４１とで接続関係にあるものを、夫々太陽電池１ａと昇圧回路４１ａと符号を付している）。
【００２２】
同様の構成において、同じ動作を行う場合、同じ説明を行うと冗長になるため、以後、共通の動作を説明する場合は、説明を簡単にするために、末尾の符号のａ、ｂ、ｃを省いて説明する場合がある。
【００２３】
昇圧制御回路４２は、以下の要領にてＭＰＰＴ制御を実行する。昇圧制御回路４２は、昇圧回路４１に入力される電圧、及び電流から昇圧回路に入力される電力（太陽電池の出力電力）を算出し記憶しておく。次に、昇圧回路の昇圧比を変更して、昇圧回路に入力される電力を同様に算出する。そして、昇圧比を変更する前と後とで電力を比較し、電力が増えていれば、前回昇圧比を変更した内容と同じ内容で昇圧比を変更し（昇圧比を増加させていれば増加、減少させていれば減少）、電力が減っていれば、前回昇圧比を変更した内容と異なる内容で昇圧比を変更する（昇圧比を増加させていれば減少、減少させていれば増加）。ＭＰＰＴ制御を開始して初めの１回目の昇圧比の変更を、増加或いは減少の内どちらで行うかについては予め定めておくと良い。ＭＰＰＴ制御は、所定の時間経過するか、或いは昇圧比を変更する前と後との電力の変化量が所定の値以下になるまで続けられる。
【００２４】
パワーコンディショナ２は、接続箱４の出力する直流電力を昇圧する昇圧回路２１と、昇圧回路２１が出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路２３と、昇圧回路２１及びインバータ回路２３の動作の制御を行うパワコン制御回路２２とを備えており、複数の太陽電池１ａ〜１ｃを商用電力系統３０へ連系する。
【００２５】
パワーコンディショナ２は、昇圧回路２１及びインバータ回路２３を用いて、複数の太陽電池１ａ〜１ｃの出力する電力をまとめた直流電力が最大になるように動作を行う（パワコン制御回路２２がＭＰＰＴ制御を実行する）。複数の太陽電池１ａ〜１ｃの出力する電力をまとめた直流電力は、インバータ回路２３の出力電流に近似することができるため、ＭＰＰＴ制御は、パワコン制御回路２２が、昇圧回路２１の昇圧する電圧を制御し、インバータ回路２３の出力する電流を制御することで行われる。
【００２６】
夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、通信線Ｌによって接続されており、互いに通信を行いつつＭＰＰＴ制御が実行される。具体的には、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを禁止し、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行するように構成されている。
【００２７】
図２に昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のフローチャートを示す。説明を簡単にするため、昇圧制御回路４２ａがＭＰＰＴ制御を行う場合について述べるが、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃについても同様の制御が行われる。
【００２８】
ＭＰＰＴ制御を開始する際には、昇圧制御回路４２ａは昇圧回路４１ａの昇圧比が一定になるように昇圧回路４１ａを昇圧比一定制御しており、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから受信しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから第１信号を受信している場合は、所定時間経過（例えば、他の昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御を実行開始してから終了するまでの時間）するのを待ち、再びステップＳ１１を繰り返す。即ち、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを禁止し、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行している。
【００２９】
ステップＳ１１にて、昇圧制御回路４２ａは、第１信号を受信していない場合に、ステップＳ１３に移行し、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに出力する。その後、昇圧制御回路４２ａは、タイマーを用いてＭＰＰＴ制御が始まった時点から計時を開始する（ステップＳ１４）。そして、昇圧制御回路４２ａは、昇圧回路４１ａへ入力される電圧と電流を検出して昇圧回路４１ａへの入力電力（太陽電池の出力電力）を演算して記憶し、昇圧回路４１ａの１回目の昇圧比の変更を行ってＭＰＰＴ制御を開始する（ステップＳ１５）。この際には、昇圧制御回路４２ａは、昇圧比を増加させたか減少させたかを記憶する。
【００３０】
次に、昇圧制御回路４２ａは、タイマーの計時によって所定時間経過しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６にて、昇圧制御回路４２ａは、所定時間経過していると判断した場合は、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行し（ステップＳ１７）、第１信号の出力を停止し（ステップＳ１８）ＭＰＰＴ制御を終了する。
【００３１】
このようにすることで、昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、ＭＰＰＴ制御を終了し、第１信号の出力を停止している。このため、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃにおいても定期的にＭＰＰＴ制御を実行することができる。
【００３２】
また、ステップＳ１６にて、昇圧制御回路４２ａは、所定時間経過していないと判断した場合は、ステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９では、昇圧制御回路４２ａは、再び昇圧回路４１ａへの入力される電圧と電流を検出して昇圧回路４１ａへの入力電力を演算する。そして、昇圧制御回路４２ａは、演算した入力電力と記憶している入力電力との差ΔＰを求める（ステップＳ１９）。
【００３３】
昇圧制御回路４２ａは、ΔＰを求めた後、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０）。昇圧制御回路４２ａは、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも小さいと判断した場合は、昇圧比の変更を行うことなく、即ち、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行し（ステップＳ２１）ステップＳ１６へ戻る（この際に記憶している入力電力は更新しない）。
【００３４】
このようにすることで、昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を実行している際に、太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御へＭＰＰＴ制御から切り替えることになる。また、昇圧制御回路４２ａが昇圧比一定の制御を行ったとしても、ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に第１信号の出力を停止することになり、第１信号が出ている間は他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃではＭＰＰT制御が禁止される。
【００３５】
これにより、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、パワコン側のＭＰＰＴ制御に対して所定時間かけてゆっくり交代でＭＰＰＴ制御を行うことになるため、パワコン側のＭＰＰＴ制御に与える影響を少なくすることができる。
【００３６】
また、昇圧制御回路４２ａは、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいと判断した場合は、ΔＰが正（入力電力が増加している）であれば、昇圧制御回路４２ａが記憶している方へ昇圧比を変更し、ΔＰが負（入力電力が減少している）であれば、昇圧制御回路４２ａが記憶している方と反対の方へ昇圧比を変更する（ステップＳ２２）。また、この際に、昇圧制御回路４２は、記憶している入力電力と、昇圧比を増加させたか減少させたかについてとを更新する。
【００３７】
図３に、昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のタイムチャートを示す。ハッチング部分は、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃがＭＰＰＴ制御を実行していることを示し、白抜き部分は、昇圧比一定制御を行っていることを示す。
【００３８】
図に示すように、昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御を行っている際には、他の昇圧制御回路において、ＭＰＰＴ制御が禁止され、昇圧比一定制御を行うこととなる。
【００３９】
以上のように、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃがＭＰＰＴ動作中であることを示す信号を受信している場合に、昇圧制御回路４１ａはＭＰＰＴ動作を禁止し、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行するという方法で夫々の昇圧回路にＭＰＰＴ動作を行わせるため、太陽電池の数が増減し、昇圧回路の数も増減したとしても昇圧制御回路にその情報を教える必要がない。このため、本発明の系統連系システムは、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００４１】
本実施形態において、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃがＭＰＰＴ制御を行う際に、１回目に昇圧比を増減させる場合は、予め定めた方へ増加、或いは減少させていたが、例えば、以下に示すようにしても良い。
【００４２】
昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及びＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、第２信号を出力した昇圧制御回路４２ａの次にＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃは、１回目の昇圧比の変更を、第２信号により示される内容と同じ内容で変更する。
【００４３】
ある昇圧制御回路においてＭＰＰＴ制御を行い、最終的に変更した昇圧比がＭＰＰＴ制御開始時と比べて増加したか減少したかについては、次にＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路についても同じ方へ昇圧比を変更する可能性が高いため、上述のようにすることで、速やかに最大電力点に追従することができる。
【００４４】
このような制御を行う場合は、図２のステップ１５にて１回目の昇圧比の変更が行われる際に受信した第２信号に基づいて昇圧比を変更することで実現できる。
【００４５】
また、例えば、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、太陽電池１ａ〜１ｃの出力が十分になり、夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃが立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、昇圧制御回路４１ａがＭＰＰＴ制御を終了し、第１信号の出力を停止した場合に、第１信号の出力を停止した昇圧制御回路４１ａに割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃが、ＭＰＰＴ制御を実行しても良い。
【００４６】
図３に番号を割り降る際の昇圧制御回路４２の動作を示すフローチャートを示す。図３（ａ）は対応する昇圧回路４１が立ち上がるときに自番号を決定する昇圧制御回路４２の動作を示し、図３（ｂ）は、既に対応する昇圧回路４１が立ち上がっている昇圧制御回路４２の動作を示す。ここでは、簡単のため、昇圧制御回路４２ａに接続される昇圧回路４１ａが立ち上がる場合について説明する。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、昇圧制御回路４２ａは、太陽電池１の出力が十分になり、接続される昇圧回路４１ａが立ち上がる(太陽電池１ａから昇圧回路４１が動作するに十分な電力が供給さている)と、昇圧回路４１ａが起動したことを示す起動信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに出力しタイマーを起動する（ステップＳ３１）。そして、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに登録されている番号が返信されてくるのを待つ。
【００４８】
ステップＳ３２では、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号の返信があったか否かを判断する。他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号が返信されてきた場合、昇圧制御回路４２ａは、その番号が他の昇圧制御回路４２で使用されていることを記憶し、ステップＳ３２に戻る。また、ステップＳ３２において他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから返信がなかった場合は、昇圧制御回路４２ａは、タイマーの起動から所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ３４）。
【００４９】
ここでの所定時間は昇圧制御回路４２ａが他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃと通信が完了するに十分な時間を設定すると良い。
【００５０】
ステップＳ３２において、昇圧制御回路４２ａは、タイマーが起動してから所定時間経過していないと判断した場合は、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間で通信がまだ終了していないと判断し、ステップＳ３２へ戻る。また、ステップＳ３２において、昇圧制御回路４２ａは、タイマーが起動してから所定時間経過したと判断した場合は、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間で通信が終了したとしてステップＳ３５へ移行する。
【００５１】
ステップＳ３５において、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号の返信があれば、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから返信された番号を記憶しているので、その番号と異なる番号を自身に割振り自番号として記憶（登録）する。そして、昇圧制御回路４２ａは、自番号として登録した番号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃへ送信し、自番号の割り振りの処理を完了する。
【００５２】
自番号の割り振りの処理を行っている際に、既に対応する昇圧回路４１が立ち上がっている昇圧制御回路４２は、図３（ｂ）に示すように動作する。ここでは簡単のため昇圧回路４２ｂに接続される昇圧回路４１ｂが立ち上がっており、昇圧制御回路４２ｂは自番号の割り振りが完了しているものとして説明する。
【００５３】
昇圧制御回路４２ｂは、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃが出力する起動信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４１）。昇圧制御回路４２ｂは、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃが出力する起動信号を受信したと判断した場合に、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃに対して自身の記憶している番号（自番号）を出力しステップＳ４１へ戻る。このようにして、昇圧制御回路４２ｂは、起動開始した昇圧制御回路４２に、既に出力した番号が利用されていることを知らせる。
【００５４】
また、昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４１において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから起動信号を受信していないと判断した場合に、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから夫々に登録された番号が出力され、その番号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【００５５】
昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４３において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから番号が出力され、その番号を受信したと判断した場合、その番号が他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃで利用されていることを記憶してステップＳ４１へ戻る。また、昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４３において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから番号が出力されその番号を受信していないと判断した場合はステップＳ４１へ戻る。
【００５６】
このようにして、昇圧制御回路４２ｂは昇圧回路４１ｂが立ち上がり、自番号を登録したあとでも他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃに割り振られる番号を知ることができる。
【００５７】
このように番号が割り振られた昇圧制御回路４２は、ＭＰＰＴ制御を行う際に、図２に示すステップＳ１８の後に自番号を他の昇圧制御回路４２に出力し、他の昇圧制御回路４２は、ステップＳ１１で第１信号が出力されていないことを判断した後、出力されてきた番号を確認し、出力されてきた番号が登録されている自番号の次の番号である場合ステップＳ１３へ進みＭＰＰＴ制御を開始する。また、この時、出力されてきた番号が登録されている自番号の次の番号でない場合は、他の昇圧制御回路４２は、ステップＳ１１へ戻りＭＰＰＴ制御を行わずに待機する（昇圧比一定制御を行う）。
【００５８】
このようにすることで、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃにおいて順番にＭＰＰＴ制御を実行することができるので、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間でＭＰＰＴ制御を行う頻度のむらをなくすことができる（どこか１つの昇圧制御回路だけがＭＰＰＴ制御を行って他の昇圧制御回路においてＭＰＰＴ制御が行われないような状態を回避することができる）。
【００５９】
また、例えば、図４に示すように、パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを通信線で結び、パワコン制御回路含めてＭＰＰＴ制御を行う期間をずらすようにしても良い。このようにすることで、パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間においてもＭＰＰＴ制御が独立して行われるようになるため、ＭＰＰＴ制御を行う際に他の制御回路２２、４２ａ〜４２ｃが行うＭＰＰＴ制御が干渉することが無くなり、精度のよいＭＰＰＴ制御を行うことができる。
【００６０】
また、例えば、本実施形態において、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御が禁止されている区間において昇圧比一定動作を行ったが、昇圧回路４１ａ〜４１ｃに入力される電圧が一定になるように動作する電圧一定制御を行うようにしても良い。昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが、昇圧比一定動作を行う場合は、パワーコンディショナ２側でＭＰＰＴ制御を行う 場合において太陽電池の出力電圧が変更されるため全体最適を行いやすくなる。また、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが、電圧一定動作を行う場合は、昇圧回路４１ａ〜４１ｃに入力される電圧（太陽電池の出力電圧）が固定されるため、パワーコンディショナ２側でＭＰＰＴ動作を行う場合、パワーコンディショナ２側で行うＭＰＰＴ制御が昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ側で行うＭＰＰＴ動作に干渉することを抑制でき、太陽電池の最大電力点を維持しやすくなる。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ〜１ｃ 太陽電池
２ パワーコンディショナ
４ 接続箱
２１ 昇圧回路
２２ パワコン制御回路
２３ インバータ回路
３０ 商用電力系統
４０ａ〜４０ｃ 昇圧ユニット
４１ａ〜４１ｂ 昇圧回路
４２ａ〜４２ｃ 昇圧制御回路
５０ 系統連系システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池から供給される電力を、昇圧回路を介してまとめ、まとめた直流電力を交流電力に変換して太陽電池を商用電力系統へと連系する系統連系システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の太陽電池に夫々接続され、太陽電池の出力電圧を昇圧する複数の昇圧回路と、複数の昇圧回路の出力する電力をまとめた直流電力を入力し、直流電力を交流電力に変換して太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−９５３７
【０００３】
このような系統連系システムでは、複数の昇圧回路は夫々に接続されている太陽電池の出力電力を監視し、その出力電力が最大になるように昇圧回路の昇圧比を増減させるＭＰＰＴ制御（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行っている。ＭＰＰＴ制御では、昇圧回路の昇圧比を増加、或いは減少させて太陽電池の出力電力を監視し、昇圧比の変更によって太陽電池の出力電力が増加する場合には引き続き同じ方（昇圧比を増加させていれば増加、減少させていれば減少）に昇圧比を調整し、電力が減少する場合には反対の方（昇圧比を増加させていれば減少、減少させていれば増加）に昇圧比を調整することにより太陽電池の出力電力を最大値に保っている。
【０００４】
特許文献１に記載の系統連系システムは、複数の昇圧回路に対して共通の制御回路を用いることで、この様なＭＰＰＴ制御を、複数の昇圧回路毎に順番に行っている。このようにすることで、昇圧回路がＭＰＰＴ動作を行った際に変動する太陽電池の出力等が、他の昇圧回路の行うＭＰＰＴ動作に影響を与えないようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような系統連系システムにおいては、共通の制御回路が、ＭＰＰＴ動作を行わせる昇圧回路を決定するため、ＭＰＰＴ制御を行う順番を決定するための回路（或いは、ソフトウェア）が必要となる。このため、太陽電池の数を増やしたり減らしたりする度に、増減する昇圧回路の情報を、共通の制御回路に設定する必要があり、回路の変更や、ソフトウェアの更新など、煩わしい作業が必要になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、容易に太陽電池の数を増やしたり減らすことができる系統連系システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池に夫々接続され、前記太陽電池の出力電圧を夫々昇圧する複数の昇圧回路と、前記複数の昇圧回路の出力する直流電力をまとめた直流電力を入力し、前記直流電力を交流電力に変換して前記太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムにおいて、前記夫々の昇圧回路は、前記夫々の太陽電池の出力電力が最大になるように昇圧比を変えて前記昇圧回路を動作させるＭＰＰＴ制御と、前記太陽電池の出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは前記太陽電池の出力電圧を一定に保つように前記昇圧回路を動作させる電圧一定制御と、を実行する昇圧制御回路を有し、前記夫々の昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、前記第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、他の昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御中であることを示す信号を受信している場合に、ＭＰＰＴ制御を禁止するという方法で夫々の昇圧回路にＭＰＰＴ動作を行わせるため、太陽電池の数が増減し、昇圧回路の数も増減したとしても昇圧制御回路にその情報を教える必要がない。このため、本発明の系統連系システムは、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる。
【０００９】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止することを特徴とする。
【００１０】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行している際に、前記太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、前記ＭＰＰＴ制御から前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御へ切替え、また、前記ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に前記第１信号の出力を停止することを特徴とする。
【００１１】
また、上述の発明において、前記昇圧制御回路は、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及び前記ＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、前記第２信号を出力した昇圧制御回路の次に前記ＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路は、１回目の昇圧比の変更を、前記第２信号により示される内容と同じ内容で変更することを特徴とする。
【００１２】
また、上述の発明において、前記夫々の昇圧制御回路は、夫々に接続される昇圧回路が立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、前記昇圧制御回路が前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止した場合に、前記第１信号の出力を停止した昇圧制御回路に割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路が、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容易に太陽電池の数を増やしたり減らすことができる系統連系システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【図２】昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のフローチャートである。
【図３】昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のタイムチャートである。
【図４】番号を割り降る際の昇圧制御回路４２の動作を示すフローチャートである。
【図５】パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを通信線で結んだ太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本実施形態に係る太陽光発電システム１００を示す構成図である。この図に示すように太陽光発電システム１００は、複数の太陽電池１ａ〜１ｃ、及び系統連系システム５０を備え、系統連系システム５０が、複数の太陽電池１ａ〜１ｃの供給する電力をまとめて商用電力系統３０へ連系する。
【００１６】
複数の太陽電池１ａ〜１ｃは、夫々、複数の太陽電池のセルを直列に接続して構成される。各太陽電池１ａ〜１ｃのセルの枚数は、太陽電池１ａ〜１ｃを設置する面積等によって変わるため、各太陽電池１ａ〜１ｃによって枚数が異なる。
【００１７】
系統連系システム５０は、接続箱４、及びパワーコンディショナ２を備える。
【００１８】
接続箱４は、複数の昇圧ユニット４０ａ〜４０ｃを有しており、昇圧ユニット４０には、複数の太陽電池１ａ〜１ｃに夫々直列に接続される複数の昇圧回路４１ａ〜４１ｃが備えられている。また、夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃには、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが備えられている。昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃの動作の制御を行う。
【００１９】
夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃは、夫々の太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を昇圧する。また、夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｃの出力側は、接続箱４内において互いに並列に接続されており、接続箱４は、これらの昇圧回路４１ａ〜４１ｃが昇圧して出力する直流電力をまとめ、このまとめた直流電力をパワーコンディショナ２へと出力する。
【００２０】
夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃは、動作の制御を行っている昇圧回路４１ａ〜４１ｃに接続される太陽電池１ａ〜１ｃ（夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃに接続される太陽電池１ａ〜１ｃ）の出力電力が最大になるように、昇圧比を変えて夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃを動作させるＭＰＰＴ制御を実行する。また、夫々の昇圧制御回路４２a〜４２ｃは、太陽電池１ａ〜１ｃの出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御を実行する。
【００２１】
本実施形態では、同様の構成のものには同じ数字の符号（太陽電池であれば１）を、各構成同士で接続関係を有するものには同じ英字の符号を付している（太陽電池１と昇圧回路４１とで接続関係にあるものを、夫々太陽電池１ａと昇圧回路４１ａと符号を付している）。
【００２２】
同様の構成において、同じ動作を行う場合、同じ説明を行うと冗長になるため、以後、共通の動作を説明する場合は、説明を簡単にするために、末尾の符号のａ、ｂ、ｃを省いて説明する場合がある。
【００２３】
昇圧制御回路４２は、以下の要領にてＭＰＰＴ制御を実行する。昇圧制御回路４２は、昇圧回路４１に入力される電圧、及び電流から昇圧回路に入力される電力（太陽電池の出力電力）を算出し記憶しておく。次に、昇圧回路の昇圧比を変更して、昇圧回路に入力される電力を同様に算出する。そして、昇圧比を変更する前と後とで電力を比較し、電力が増えていれば、前回昇圧比を変更した内容と同じ内容で昇圧比を変更し（昇圧比を増加させていれば増加、減少させていれば減少）、電力が減っていれば、前回昇圧比を変更した内容と異なる内容で昇圧比を変更する（昇圧比を増加させていれば減少、減少させていれば増加）。ＭＰＰＴ制御を開始して初めの１回目の昇圧比の変更を、増加或いは減少の内どちらで行うかについては予め定めておくと良い。ＭＰＰＴ制御は、所定の時間経過するか、或いは昇圧比を変更する前と後との電力の変化量が所定の値以下になるまで続けられる。
【００２４】
パワーコンディショナ２は、接続箱４の出力する直流電力を昇圧する昇圧回路２１と、昇圧回路２１が出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路２３と、昇圧回路２１及びインバータ回路２３の動作の制御を行うパワコン制御回路２２とを備えており、複数の太陽電池１ａ〜１ｃを商用電力系統３０へ連系する。
【００２５】
パワーコンディショナ２は、昇圧回路２１及びインバータ回路２３を用いて、複数の太陽電池１ａ〜１ｃの出力する電力をまとめた直流電力が最大になるように動作を行う（パワコン制御回路２２がＭＰＰＴ制御を実行する）。複数の太陽電池１ａ〜１ｃの出力する電力をまとめた直流電力は、インバータ回路２３の出力電流に近似することができるため、ＭＰＰＴ制御は、パワコン制御回路２２が、昇圧回路２１の昇圧する電圧を制御し、インバータ回路２３の出力する電流を制御することで行われる。
【００２６】
夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、通信線Ｌによって接続されており、互いに通信を行いつつＭＰＰＴ制御が実行される。具体的には、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを禁止し、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行するように構成されている。
【００２７】
図２に昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のフローチャートを示す。説明を簡単にするため、昇圧制御回路４２ａがＭＰＰＴ制御を行う場合について述べるが、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃについても同様の制御が行われる。
【００２８】
ＭＰＰＴ制御を開始する際には、昇圧制御回路４２ａは昇圧回路４１ａの昇圧比が一定になるように昇圧回路４１ａを昇圧比一定制御しており、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから受信しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから第１信号を受信している場合は、所定時間経過（例えば、他の昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御を実行開始してから終了するまでの時間）するのを待ち、再びステップＳ１１を繰り返す。即ち、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを禁止し、昇圧比一定制御或いは電圧一定制御を実行している。
【００２９】
ステップＳ１１にて、昇圧制御回路４２ａは、第１信号を受信していない場合に、ステップＳ１３に移行し、第１信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに出力する。その後、昇圧制御回路４２ａは、タイマーを用いてＭＰＰＴ制御が始まった時点から計時を開始する（ステップＳ１４）。そして、昇圧制御回路４２ａは、昇圧回路４１ａへ入力される電圧と電流を検出して昇圧回路４１ａへの入力電力（太陽電池の出力電力）を演算して記憶し、昇圧回路４１ａの１回目の昇圧比の変更を行ってＭＰＰＴ制御を開始する（ステップＳ１５）。この際には、昇圧制御回路４２ａは、昇圧比を増加させたか減少させたかを記憶する。
【００３０】
次に、昇圧制御回路４２ａは、タイマーの計時によって所定時間経過しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６にて、昇圧制御回路４２ａは、所定時間経過していると判断した場合は、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行し（ステップＳ１７）、第１信号の出力を停止し（ステップＳ１８）ＭＰＰＴ制御を終了する。
【００３１】
このようにすることで、昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、ＭＰＰＴ制御を終了し、第１信号の出力を停止している。このため、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃにおいても定期的にＭＰＰＴ制御を実行することができる。
【００３２】
また、ステップＳ１６にて、昇圧制御回路４２ａは、所定時間経過していないと判断した場合は、ステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９では、昇圧制御回路４２ａは、再び昇圧回路４１ａへの入力される電圧と電流を検出して昇圧回路４１ａへの入力電力を演算する。そして、昇圧制御回路４２ａは、演算した入力電力と記憶している入力電力との差ΔＰを求める（ステップＳ１９）。
【００３３】
昇圧制御回路４２ａは、ΔＰを求めた後、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０）。昇圧制御回路４２ａは、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも小さいと判断した場合は、昇圧比の変更を行うことなく、即ち、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行し（ステップＳ２１）ステップＳ１６へ戻る（この際に記憶している入力電力は更新しない）。
【００３４】
このようにすることで、昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を実行している際に、太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御へＭＰＰＴ制御から切り替えることになる。また、昇圧制御回路４２ａが昇圧比一定の制御を行ったとしても、ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に第１信号の出力を停止することになり、第１信号が出ている間は他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃではＭＰＰT制御が禁止される。
【００３５】
これにより、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、パワコン側のＭＰＰＴ制御に対して所定時間かけてゆっくり交代でＭＰＰＴ制御を行うことになるため、パワコン側のＭＰＰＴ制御に与える影響を少なくすることができる。
【００３６】
また、昇圧制御回路４２ａは、ΔＰの絶対値が所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいと判断した場合は、ΔＰが正（入力電力が増加している）であれば、昇圧制御回路４２ａが記憶している方へ昇圧比を変更し、ΔＰが負（入力電力が減少している）であれば、昇圧制御回路４２ａが記憶している方と反対の方へ昇圧比を変更する（ステップＳ２２）。また、この際に、昇圧制御回路４２は、記憶している入力電力と、昇圧比を増加させたか減少させたかについてとを更新する。
【００３７】
図３に、昇圧制御回路４２がＭＰＰＴ制御を実行する際のタイムチャートを示す。ハッチング部分は、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃがＭＰＰＴ制御を実行していることを示し、白抜き部分は、昇圧比一定制御を行っていることを示す。
【００３８】
図に示すように、昇圧制御回路がＭＰＰＴ制御を行っている際には、他の昇圧制御回路において、ＭＰＰＴ制御が禁止され、昇圧比一定制御を行うこととなる。
【００３９】
以上のように、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃがＭＰＰＴ動作中であることを示す信号を受信している場合に、昇圧制御回路４１ａはＭＰＰＴ動作を禁止し、ＭＰＰＴ制御において最後に設定された昇圧比による昇圧比一定制御を実行するという方法で夫々の昇圧回路にＭＰＰＴ動作を行わせるため、太陽電池の数が増減し、昇圧回路の数も増減したとしても昇圧制御回路にその情報を教える必要がない。このため、本発明の系統連系システムは、容易に太陽電池の数を増やしたり減らしたりすることができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００４１】
本実施形態において、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃがＭＰＰＴ制御を行う際に、１回目に昇圧比を増減させる場合は、予め定めた方へ増加、或いは減少させていたが、例えば、以下に示すようにしても良い。
【００４２】
昇圧制御回路４２ａは、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及びＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、第２信号を出力した昇圧制御回路４２ａの次にＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃは、１回目の昇圧比の変更を、第２信号により示される内容と同じ内容で変更する。
【００４３】
ある昇圧制御回路においてＭＰＰＴ制御を行い、最終的に変更した昇圧比がＭＰＰＴ制御開始時と比べて増加したか減少したかについては、次にＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路についても同じ方へ昇圧比を変更する可能性が高いため、上述のようにすることで、速やかに最大電力点に追従することができる。
【００４４】
このような制御を行う場合は、図２のステップ１５にて１回目の昇圧比の変更が行われる際に受信した第２信号に基づいて昇圧比を変更することで実現できる。
【００４５】
また、例えば、夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、太陽電池１ａ〜１ｃの出力が十分になり、夫々に接続される昇圧回路４１ａ〜４１ｃが立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、昇圧制御回路４１ａがＭＰＰＴ制御を終了し、第１信号の出力を停止した場合に、第１信号の出力を停止した昇圧制御回路４１ａに割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃが、ＭＰＰＴ制御を実行しても良い。
【００４６】
図３に番号を割り降る際の昇圧制御回路４２の動作を示すフローチャートを示す。図３（ａ）は対応する昇圧回路４１が立ち上がるときに自番号を決定する昇圧制御回路４２の動作を示し、図３（ｂ）は、既に対応する昇圧回路４１が立ち上がっている昇圧制御回路４２の動作を示す。ここでは、簡単のため、昇圧制御回路４２ａに接続される昇圧回路４１ａが立ち上がる場合について説明する。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、昇圧制御回路４２ａは、太陽電池１の出力が十分になり、接続される昇圧回路４１ａが立ち上がる(太陽電池１ａから昇圧回路４１が動作するに十分な電力が供給さている)と、昇圧回路４１ａが起動したことを示す起動信号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに出力しタイマーを起動する（ステップＳ３１）。そして、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃに登録されている番号が返信されてくるのを待つ。
【００４８】
ステップＳ３２では、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号の返信があったか否かを判断する。他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号が返信されてきた場合、昇圧制御回路４２ａは、その番号が他の昇圧制御回路４２で使用されていることを記憶し、ステップＳ３２に戻る。また、ステップＳ３２において他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから返信がなかった場合は、昇圧制御回路４２ａは、タイマーの起動から所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ３４）。
【００４９】
ここでの所定時間は昇圧制御回路４２ａが他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃと通信が完了するに十分な時間を設定すると良い。
【００５０】
ステップＳ３２において、昇圧制御回路４２ａは、タイマーが起動してから所定時間経過していないと判断した場合は、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間で通信がまだ終了していないと判断し、ステップＳ３２へ戻る。また、ステップＳ３２において、昇圧制御回路４２ａは、タイマーが起動してから所定時間経過したと判断した場合は、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間で通信が終了したとしてステップＳ３５へ移行する。
【００５１】
ステップＳ３５において、昇圧制御回路４２ａは、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから番号の返信があれば、他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃから返信された番号を記憶しているので、その番号と異なる番号を自身に割振り自番号として記憶（登録）する。そして、昇圧制御回路４２ａは、自番号として登録した番号を他の昇圧制御回路４２ｂ、４２ｃへ送信し、自番号の割り振りの処理を完了する。
【００５２】
自番号の割り振りの処理を行っている際に、既に対応する昇圧回路４１が立ち上がっている昇圧制御回路４２は、図３（ｂ）に示すように動作する。ここでは簡単のため昇圧回路４２ｂに接続される昇圧回路４１ｂが立ち上がっており、昇圧制御回路４２ｂは自番号の割り振りが完了しているものとして説明する。
【００５３】
昇圧制御回路４２ｂは、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃが出力する起動信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４１）。昇圧制御回路４２ｂは、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃが出力する起動信号を受信したと判断した場合に、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃに対して自身の記憶している番号（自番号）を出力しステップＳ４１へ戻る。このようにして、昇圧制御回路４２ｂは、起動開始した昇圧制御回路４２に、既に出力した番号が利用されていることを知らせる。
【００５４】
また、昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４１において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから起動信号を受信していないと判断した場合に、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから夫々に登録された番号が出力され、その番号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【００５５】
昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４３において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから番号が出力され、その番号を受信したと判断した場合、その番号が他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃで利用されていることを記憶してステップＳ４１へ戻る。また、昇圧制御回路４２ｂは、ステップＳ４３において、他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃから番号が出力されその番号を受信していないと判断した場合はステップＳ４１へ戻る。
【００５６】
このようにして、昇圧制御回路４２ｂは昇圧回路４１ｂが立ち上がり、自番号を登録したあとでも他の昇圧制御回路４２ａ、４２ｃに割り振られる番号を知ることができる。
【００５７】
このように番号が割り振られた昇圧制御回路４２は、ＭＰＰＴ制御を行う際に、図２に示すステップＳ１８の後に自番号を他の昇圧制御回路４２に出力し、他の昇圧制御回路４２は、ステップＳ１１で第１信号が出力されていないことを判断した後、出力されてきた番号を確認し、出力されてきた番号が登録されている自番号の次の番号である場合ステップＳ１３へ進みＭＰＰＴ制御を開始する。また、この時、出力されてきた番号が登録されている自番号の次の番号でない場合は、他の昇圧制御回路４２は、ステップＳ１１へ戻りＭＰＰＴ制御を行わずに待機する（昇圧比一定制御を行う）。
【００５８】
このようにすることで、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃにおいて順番にＭＰＰＴ制御を実行することができるので、複数の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間でＭＰＰＴ制御を行う頻度のむらをなくすことができる（どこか１つの昇圧制御回路だけがＭＰＰＴ制御を行って他の昇圧制御回路においてＭＰＰＴ制御が行われないような状態を回避することができる）。
【００５９】
また、例えば、図４に示すように、パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃを通信線で結び、パワコン制御回路含めてＭＰＰＴ制御を行う期間をずらすようにしても良い。このようにすることで、パワコン制御回路２２と昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ間においてもＭＰＰＴ制御が独立して行われるようになるため、ＭＰＰＴ制御を行う際に他の制御回路２２、４２ａ〜４２ｃが行うＭＰＰＴ制御が干渉することが無くなり、精度のよいＭＰＰＴ制御を行うことができる。
【００６０】
また、例えば、本実施形態において、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃは、ＭＰＰＴ制御が禁止されている区間において昇圧比一定動作を行ったが、昇圧回路４１ａ〜４１ｃに入力される電圧が一定になるように動作する電圧一定制御を行うようにしても良い。昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが、昇圧比一定動作を行う場合は、パワーコンディショナ２側でＭＰＰＴ制御を行う 場合において太陽電池の出力電圧が変更されるため全体最適を行いやすくなる。また、昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃが、電圧一定動作を行う場合は、昇圧回路４１ａ〜４１ｃに入力される電圧（太陽電池の出力電圧）が固定されるため、パワーコンディショナ２側でＭＰＰＴ動作を行う場合、パワーコンディショナ２側で行うＭＰＰＴ制御が昇圧制御回路４２ａ〜４２ｃ側で行うＭＰＰＴ動作に干渉することを抑制でき、太陽電池の最大電力点を維持しやすくなる。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ〜１ｃ 太陽電池
２ パワーコンディショナ
４ 接続箱
２１ 昇圧回路
２２ パワコン制御回路
２３ インバータ回路
３０ 商用電力系統
４０ａ〜４０ｃ 昇圧ユニット
４１ａ〜４１ｂ 昇圧回路
４２ａ〜４２ｃ 昇圧制御回路
５０ 系統連系システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池に夫々接続され、前記太陽電池の出力電圧を夫々昇圧する複数の昇圧回路と、
前記複数の昇圧回路の出力する直流電力をまとめた直流電力を入力し、前記直流電力を交流電力に変換して前記太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムにおいて、
前記夫々の昇圧回路は、前記夫々の太陽電池の出力電力が最大になるように昇圧比を変えて前記昇圧回路を動作させるＭＰＰＴ制御と、前記太陽電池の出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは前記太陽電池の出力電圧を一定に保つように前記昇圧回路を動作させる電圧一定制御と、を実行する昇圧制御回路を有し、
前記夫々の昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、前記第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御を実行することを特徴とする系統連系システム。
【請求項２】
前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の系統連系システム。
【請求項３】
前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行している際に、前記太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、前記ＭＰＰＴ制御から前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御へ切替え、また、前記ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に前記第１信号の出力を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の系統連系システム。
【請求項４】
前記昇圧制御回路は、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及び前記ＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、
前記第２信号を出力した昇圧制御回路の次に前記ＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路は、１回目の昇圧比の変更を、前記第２信号により示される内容と同じ内容で変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の系統連系システム。
【請求項５】
前記夫々の昇圧制御回路は、夫々に接続される昇圧回路が立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、
前記昇圧制御回路が前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止した場合に、前記第１信号の出力を停止した昇圧制御回路に割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路が、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の系統連系システム。
【請求項１】
複数の太陽電池に夫々接続され、前記太陽電池の出力電圧を夫々昇圧する複数の昇圧回路と、
前記複数の昇圧回路の出力する直流電力をまとめた直流電力を入力し、前記直流電力を交流電力に変換して前記太陽電池を商用電力系統へ連系するパワーコンディショナと、を備えた系統連系システムにおいて、
前記夫々の昇圧回路は、前記夫々の太陽電池の出力電力が最大になるように昇圧比を変えて前記昇圧回路を動作させるＭＰＰＴ制御と、前記太陽電池の出力電圧を一定の昇圧比で動作させる昇圧比一定制御或いは前記太陽電池の出力電圧を一定に保つように前記昇圧回路を動作させる電圧一定制御と、を実行する昇圧制御回路を有し、
前記夫々の昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行する場合に、ＭＰＰＴ制御中であること示す第１信号を出力し、前記第１信号を他の昇圧制御回路から受信した場合に、前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御を実行することを特徴とする系統連系システム。
【請求項２】
前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を開始してから所定時間経過後に、前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の系統連系システム。
【請求項３】
前記昇圧制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を実行している際に、前記太陽電池の出力電力が所定の変動範囲内に収まった場合に、前記ＭＰＰＴ制御から前記昇圧比一定制御或いは前記電圧一定制御へ切替え、また、前記ＭＰＰＴ制御の開始より所定時間経過後に前記第１信号の出力を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の系統連系システム。
【請求項４】
前記昇圧制御回路は、ＭＰＰＴ制御を開始するときの昇圧比、及び前記ＭＰＰＴ制御を終了するときの昇圧比を記憶し、これらの昇圧比を比べて増加したか或いは減少したかを示す第２信号を出力し、
前記第２信号を出力した昇圧制御回路の次に前記ＭＰＰＴ制御を行う昇圧制御回路は、１回目の昇圧比の変更を、前記第２信号により示される内容と同じ内容で変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の系統連系システム。
【請求項５】
前記夫々の昇圧制御回路は、夫々に接続される昇圧回路が立ち上がる際に、立ち上がった順に番号を振り、
前記昇圧制御回路が前記ＭＰＰＴ制御を終了し、前記第１信号の出力を停止した場合に、前記第１信号の出力を停止した昇圧制御回路に割り振られた番号の次の番号が割り振られた他の昇圧制御回路が、前記ＭＰＰＴ制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の系統連系システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８１５７５（Ｐ２０１２−１８１５７５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２２１７（Ｐ２０１１−４２２１７）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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