電力変換装置
【課題】太陽電池に複数台の電力変換器を並列接続して運転ができるようにする。
【解決手段】複数の太陽電池パネル１１〜１３に、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３を並列接続し、ＰＦＭ制御部１７によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力変換制御を行うように電流増減指令を生成し、分配部１８によって、所定の分配比率の電流が流れるにように、電流増減指令を修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に分配し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、分配された電流増減指令に基づいて、電流制御を行うようにしている。
【解決手段】複数の太陽電池パネル１１〜１３に、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３を並列接続し、ＰＦＭ制御部１７によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力変換制御を行うように電流増減指令を生成し、分配部１８によって、所定の分配比率の電流が流れるにように、電流増減指令を修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に分配し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、分配された電流増減指令に基づいて、電流制御を行うようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルに複数台の電力変換器を並列接続して太陽電池パネルの直流電力を変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から環境への影響の少ない太陽電池、燃料電池等による分散型電源システムの開発が盛んに進められている。このような分散型電源システムでは、太陽電池等によって発電した直流電力を、電力変換器としてのＤＣ／ＤＣコンバータおよびインバータ等を備えるパワーコンディショナによって商用周波数の交流電力に変換し、商用電力系統と連系して負荷に供給するとともに、余剰電力を商用電力系統に逆潮流することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＤＣ／ＤＣコンバータとして、高周波トランス絶縁方式のＤＣ／ＤＣコンバータ(以下「高周波絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ」という）があるが、かかる高周波絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータでは、効率のよい大容量の高周波トランスを製作するのが困難であり、大容量にすると、効率が上がらず、現状では、その容量は２ｋＷ程度である。
【０００５】
このため、例えば、１０ｋＷ以上といった大きな発電電力を得る場合には、例えば太陽電池パネル５台それぞれに上記容量のＤＣ／ＤＣコンバータを５台、個別接続して各太陽電池パネルの直流電力をそれぞれ個別変換して１０ｋＷ以上の発電電力を得ることが考えられるが、このような接続形態では、発電電力を大きくしようとすると、太陽電池パネル及びＤＣ／ＤＣコンバータの数が増加し、配線数が増大し、配線作業もより煩雑化してくる。
【０００６】
そこで、複数の太陽電池パネル同士をまとめて並列接続し、また、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ同士をまとめて並列接続すると共に、各太陽電池パネルと各ＤＣ／ＤＣコンバータとはそれぞれの並列接続一端側同士を配線接続することで全体の配線数を削減し、配線作業の簡素化を図ることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、従来では、上記各ＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれを、太陽電池の動作点が最大出力点に追従するように変化させ、太陽電池から最大出力を取り出す最大電力追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）を行わせると、各ＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれが入力電流をばらばらに制御して電力変換を行ってしまうという課題がある。
【０００８】
したがって、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、より大きい発電出力を得るに際して複数台の電力変換器を並列接続し、それらの配線の簡素化を図る一方で、太陽電池の最大電力追従制御を行う場合に、電流制御を可能とするようにした電力変換装置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】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
本発明の電力変換装置は、太陽電池に並列接続される複数台の電力変換器を備える電力変換装置であって、前記複数台全体としての前記太陽電池の最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した電流指令または電流増減指令を、前記複数台の各電力変換器に対して分配する分配手段とを具備している。
【００１１】
電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータであってもよいし、インバータであってもよい。
【００１２】
分配手段では、単に分配してもよいし、修正などの何らかの加工を施して分配してもよい。
【００１３】
本発明の電力変換装置によれば、複数台の電力変換器全体としての最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成し、生成した電流指令または電流増減指令を、各電力変換器に分配するので、各電力変換器では、分配された電流指令または電流増減指令に基づく制御が可能となり、各電力変換器がそれぞれ最大電力追従制御を行う従来例のように、電流制御できなくなるといったことがない。
【００１４】
本発明の電力変換装置の一つの実施態様では、前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、前記分配手段は、前記生成手段で生成した前記電流指令を前記各電力変換器に対する入力電流指令として分配するものであり、前記各電力変換器は、前記入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行うものである。
【００１５】
入力電流指令は、電力変換器の許容電流内の電流指令である。
【００１６】
この実施態様によると、生成手段で生成した電流指令を、各電力変換器に対する入力電流指令として分配し、各電力変換器では、入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行うことができる。更に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換装置とを並列接続して電力変換を行うので、発電電力を高めることができると共に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換器とを個別にそれぞれ接続する構成に比べて、配線数を削減することができる。
【００１７】
本発明の電力変換装置の別の実施態様では、前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、前記分配手段は、前記生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流および予め定めた電流の分配比率に基づいて、修正して分配するものであり、前記各電力変換器は、修正された電流増減指令によって制御されるものである。
【００１８】
電流の分配比率は、各電力変換器に流れる電流の比率を規定するものであり、この比率は、太陽電池の発電電力の変化などに応じて変化させてもよい。
【００１９】
また、この電流の分配比率は、均等な比率としてもよいし、不均等な比率としてもよく、複数台の電力変換器全体として最大効率となるような比率、例えば、複数台の電力変換器の内の少なくとも１台を停止させるような比率としてもよい。
【００２０】
分配手段では、入力電流が、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流と略等しいときには、電流増減信号を修正することなく分配する一方、入力電流が、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流と異なるときには、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流となるように電流増減信号を修正して分配するのが好ましい。
【００２１】
この実施態様によると、生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流が予め定めた電流の分配比率に基づく電流となるように修正し、修正した電流増減指令によって、各電力変換器を制御することができる。更に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換装置とを並列接続して電力変換を行うので、発電電力を高めることができると共に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換器とを個別にそれぞれ接続する構成に比べて、配線数を削減することができる。
【００２２】
本発明の他の実施態様では、前記各電力変換器は、昇圧チョッパからなるＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいは、電流共振型ＤＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数台の電力変換器全体として最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成し、生成した電流指令または電流増減指令を、各電力変換器に分配するので、各電力変換器では、分配された電流指令または電流増減指令に基づく制御が可能となり、各電力変換器がそれぞれ最大電力追従制御を行う従来例のように、電流制御できなくなるといったことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る太陽光発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態の太陽光発電システムの概略構成図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態に係る電力変換装置を備える太陽光発電システムの概略構成図である。
【００２７】
この太陽光発電システムは、直流電力源としての複数、この実施形態では３つの太陽電池パネル１１〜１３と、この太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を、交流電力に変換して商用電源系統である、例えば、単相電源２に連系する電力変換装置としてのパワーコンディショナ３とを備えている。３つの太陽電池パネル１１〜１３の出力は、逆流防止用のダイオード４１〜４３を介して互いに並列接続されている。
【００２８】
パワーコンディショナ３は、入力側および出力側が並列接続された複数台、この実施形態では３台の電力変換器としての高周波トランス絶縁方式のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力を、単相の交流電力に変換して商用の単相電源２に連系するインバータ２５とを備えている。
【００２９】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、ハーフブリッジ結合方式による電流共振型のコンバータである。各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる主スイッチ及び補助スイッチとしてのスイッチング素子６ａ及びスイッチング素子６ｂと、ダイオード７ａ，７ｂと、部分電圧共振コンデンサ８と、電流共振コンデンサ９と、高周波トランス１０とを備えると共に、二次側に、ダイオード１１，１２及びコンデンサ１３，１４からなる倍電圧整流回路を備えている。高周波トランス１０は、一次側のリーケージインダクタンス１５を含み、電流共振に利用される。
【００３０】
また、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、各スイッチング素子６ａ，６ｂをスイッチング駆動するための駆動回路１６ａ，１６ｂを備えている。各駆動回路１６ａ，１６ｂは、後述のＰＦＭ制御信号の所要のパルス幅に応じた周波数の駆動信号をスイッチング素子６ａ，６ｂのゲートに印加する。
【００３１】
この電流共振型の各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、ＰＦＭ（パルス周波数変調）制御で動作し、各スイッチング素子６ａ，６ｂが相補的にスイッチングすることによって、ゼロ電圧スイッチングを行うことができる。
【００３２】
この実施形態では、太陽電池パネル１１〜１３に並列接続された３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の電流制御を可能とするために、次のように構成している。
【００３３】
すなわち、この実施形態のパワーコンディショナ３は、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として太陽電池の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行うように、電流増減指令としてのＰＦＭ制御信号を生成する生成手段としてのＰＦＭ制御部１７と、このＰＦＭ制御部１７からのＰＦＭ制御信号を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各入力電流及び予め定められた電流の分配比率ｋ１〜ｋ３に基づいて、修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各駆動回路１６ａ，１６ｂに分配する分配部１８とを備えている。
【００３４】
ＰＦＭ制御部１７には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧を検出する電圧検出器１９の検出出力、及び、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各入力電流をそれぞれ検出する各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を加算して全電流を算出する加算器２１の出力が与えられる。すなわち、ＰＦＭ制御部１７には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧及び出力電流に応じた各検出出力がそれぞれ与えられ、これらに基づいて、ＰＦＭ制御部１７は、いわゆる、山登り法によって、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、パルス幅が制御されたパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号を演算出力する最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行う。
【００３５】
つまり、このＰＦＭ制御部１７は、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、太陽電池パネル１１〜１３の出力電流を増減させる電流増減指令であるＰＦＭ制御信号を出力する。
【００３６】
このＰＦＭ制御信号を修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に分配する分配部１８は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の入力電流の総和である加算器２１の出力に、それぞれ分配比率ｋ１〜ｋ３を乗算する乗算器２２１〜２２３と、各乗算器２２１〜２２３の出力と上述の各電流検出器２０１〜２０３の出力との偏差を算出する減算器２３１〜２３３と、各減算器２３１〜２３３の出力に基づいて、ＰＦＭ制御部１７からのＰＦＭ制御信号をそれぞれ修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に与える修正部２４１〜２４３とを備えている。
【００３７】
各乗算器２２１〜２２３における電流の分配比率ｋ１〜ｋ３は、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝１であり、この実施形態では、例えば、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝1／３としており、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に均等な電流が流れる比率としている。
【００３８】
各減算器２３１〜２３３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の全電流を各乗算器２２１〜２２３によって１／３に等分した電流と、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の実際の電流との偏差を算出する。
【００３９】
各修正部２４１〜２４３では、各減算器２３１〜２３３からの偏差に応じて、ＰＦＭ制御部１７からのパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号を、例えば、次のようにそれぞれ修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５５に与える。
【００４０】
すなわち、上記偏差が零または小さいときには、所望の分配が行われているとして、パルス幅増減信号を修正することなく、そのままのパルス幅のパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。
【００４１】
また、例えば、上記偏差がマイナスで大きい場合、すなわち、所望の分配に比べて多くの電流が流れている場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を増やす方向であるときには、パルス幅を増やすと、更に多くの電流が流れることになるので、パルス幅を増やさないように修正したパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。また、所望の分配に比べて多くの電流が流れている場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を減らす方向であるときには、パルス幅増減信号を修正することなく、そのまま対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。これによって、所望の分配に比べて多くの電流が流れているＤＣ／ＤＣコンバータでは、電流が抑制されることになる。
【００４２】
また、上記偏差がプラスで大きい場合、すなわち、所望の分配に比べて流れる電流が少ない場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を増やす方向であるときには、パルス幅増減信号を修正することなく、そのまま対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。また、所望の分配に比べて流れる電流が少ない場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を減らす方向であるときには、パルス幅を減らすと、更に電流が少なくなるので、パルス幅を減らさないように修正したパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。これによって、所望の分配に比べて流れる電流が少ないＤＣ／ＤＣコンバータでは、電流が増加するように制御される。
【００４３】
なお、各修正部２４１〜２４３における修正は、上記に限らず、条件に応じて更に細かく修正してもよい。
【００４４】
各修正部２４１〜２４３からのパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号が与えられる各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各駆動回路１６ａ，１６ｂは、ＰＦＭ制御信号のパルス幅に応じて各スイッチング素子６ａ，６ｂをスイッチング駆動する。
【００４５】
これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３には、全体として太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、かつ、分配比率ｋ１〜ｋ３に応じて均等に電流が流れることになる。
【００４６】
このようにＰＦＭ制御部１７は、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力追従制御を行うように電流増減指令としてのＰＦＭ制御信号を生成し、分配部１８は、生成したＰＦＭ制御信号を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に対して分配比率ｋ１〜ｋ３に応じた電流が流れるように修正して分配するので、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３が連携して太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を変換することができる。
【００４７】
これらＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力は、インバータ２５によって商用電源に連系した単相の交流電力に変換される。
【００４８】
（実施形態２）
図２は、本発明の他の実施形態に係る電力変換装置を備える太陽光発電システムの概略構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４９】
この実施形態の太陽光発電システムは、３つの太陽電池パネル１１〜１３と、この太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を、交流電力に変換して商用電源系統である、例えば、単相電源２に連系する電力変換装置としてのパワーコンディショナ３ａとを備えている。３つの太陽電池パネル１１〜１３の出力は、逆流防止用のダイオード４１〜４３を介して互いに並列接続されている。
【００５０】
パワーコンディショナ３ａは、入力側および出力側が並列接続された複数台、この実施形態では３台の電力変換器としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａからの直流電力を、単相の交流電力に変換して商用の単相電源２に連系するインバータ２５とを備えている。
【００５１】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａは、トランジスタからなるスイッチング素子２６と、インダクタンス２７、ダイオード２８及びコンデンサ２９を含む非絶縁型の昇圧チョッパをそれぞれ備えており、各駆動回路３０によって、後述のようにしてそれぞれＰＷＭ（パルス幅変調）駆動される。
【００５２】
この実施形態では、太陽電池パネル１１〜１３に並列接続された３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａの電流制御を可能とするために、次のように構成している。
【００５３】
すなわち、この実施形態のパワーコンディショナ３ａは、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａ全体として太陽電池の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行うように、電流指令を生成する生成手段としての最大電力追従制御部（ＭＰＰＴ）３１と、この最大電力追従制御部３１からの電流指令を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対して入力電流指令として分配する分配部３２とを備えている。
【００５４】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、分配部３２からの各入力電流指令に基づいて、電流制御をそれぞれ行うように構成されている。
【００５５】
最大電力追従制御部３１には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧を検出する電圧検出器１９の検出出力、及び、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５５ａの各入力電流をそれぞれ検出する各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を加算して全電流を算出する加算器２１の出力が与えられる。すなわち、最大電力追従制御部３１には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧及び出力電流に応じた各検出出力がそれぞれ与えられ、これらに基づいて、最大電力追従制御部３１は、いわゆる、山登り法によって、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、電流指令を演算出力する最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行う。
【００５６】
この電流指令を各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに分配する分配部３２は、電流指令に、それぞれ分配比率ｋ１〜ｋ３を乗算する乗算器２２１〜２２３を備えている。各乗算器２２１〜２２３における電流の分配比率ｋ１〜ｋ３は、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝１であり、この実施形態では、例えば、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝1／３としており、最大電力追従制御部３１からの電流指令を、等分して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対する入力電流指令としている。
【００５７】
すなわち、この実施形態では、最大電力追従制御部３１によって、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａ全体として太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように電流指令を生成し、分配部３２によって、その電流指令を等分して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対する入力電流指令として分配している。
【００５８】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａは、各入力電流指令と各電流検出器２０１〜２０３によって検出される実際の入力電流との偏差をそれぞれ算出する第１減算器３３１〜３３３と、偏差をなくすように補償する補償器３４１〜３４３と、各補償器３４１〜３４３の出力と搬送波発生部３５からの搬送波とを比較する比較器３６１〜３６３とを備えており、各比較器３６１〜３６３からのＰＷＭ信号が各駆動回路３０にそれぞれ与えられて各スイッチング素子２６の駆動が制御される。
【００５９】
これによって、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３には、分配部３２からの入力電流指令に応じた均等な電流が流れることになる。
【００６０】
このように最大電力追従制御部３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力追従制御を行うように電流指令を生成し、分配部３２は、最大電力追従制御部３１からの電流指令を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に対して入力電流指令として分配し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、入力電流指令に応じて電流制御を行うので、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３が連携して太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を変換することができる。
【００６１】
これらＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力は、インバータ２５によって商用電源に連系した単相の交流電力に変換される。
【００６２】
上述の実施形態では、電流指令を、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に均等に分配したけれども、本発明の他の実施形態として、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最も効率のよい運転ができるように、不均等に分配してもよく、例えば、入力電圧が低いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の運転台数を減らすような入力電流指令を与えるようにしてもよい。
【００６３】
なお、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、並列接続されない場合には、従来と同様に、それぞれが最大電力追従制御を行うようにしてもよい。
【００６４】
上述の各実施形態では、電力変換器としてＤＣ／ＤＣコンバータに適用して説明したけれども、本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを省略してインバータに適用することも可能であり、例えば、図３のパワーコンディショナ３ｂに示すように、上述の実施形態と同様の最大電力追従制御部３１及び分配部３２を備え、最大電力追従制御部３１によって生成されて分配部３２によって分配された入力電流指令を、３台の各電流制御インバータ２５１〜２５３に与える一方、各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を、３台の各電流制御インバータ２５１〜２５３にそれぞれ与え、各電流制御インバータ２５１〜２５３によって入力電流指令に応じた電流制御を行なうようにしてもよい。なお、各インバータ２５１〜２５３では、従来と同様の力率制御も行われる。
【００６５】
上述の各実施形態では、商用電源系統として単相電源２に連系させたけれども、三相電源に連系させてもよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、太陽電池からの電力を変換する太陽光発電システムなどの電力変換に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１１〜１３ 太陽電池パネル
２ 単相電源
３，３ａ，３ｂ パワーコンディショナ
５１〜５３，５１ａ〜５３ａ ＤＣ/ＤＣコンバータ
１７ ＰＦＭ制御部
１８，３２ 分配部
２５，２５１〜２５３ インバータ
３１ 最大電力追従制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルに複数台の電力変換器を並列接続して太陽電池パネルの直流電力を変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から環境への影響の少ない太陽電池、燃料電池等による分散型電源システムの開発が盛んに進められている。このような分散型電源システムでは、太陽電池等によって発電した直流電力を、電力変換器としてのＤＣ／ＤＣコンバータおよびインバータ等を備えるパワーコンディショナによって商用周波数の交流電力に変換し、商用電力系統と連系して負荷に供給するとともに、余剰電力を商用電力系統に逆潮流することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＤＣ／ＤＣコンバータとして、高周波トランス絶縁方式のＤＣ／ＤＣコンバータ(以下「高周波絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ」という）があるが、かかる高周波絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータでは、効率のよい大容量の高周波トランスを製作するのが困難であり、大容量にすると、効率が上がらず、現状では、その容量は２ｋＷ程度である。
【０００５】
このため、例えば、１０ｋＷ以上といった大きな発電電力を得る場合には、例えば太陽電池パネル５台それぞれに上記容量のＤＣ／ＤＣコンバータを５台、個別接続して各太陽電池パネルの直流電力をそれぞれ個別変換して１０ｋＷ以上の発電電力を得ることが考えられるが、このような接続形態では、発電電力を大きくしようとすると、太陽電池パネル及びＤＣ／ＤＣコンバータの数が増加し、配線数が増大し、配線作業もより煩雑化してくる。
【０００６】
そこで、複数の太陽電池パネル同士をまとめて並列接続し、また、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ同士をまとめて並列接続すると共に、各太陽電池パネルと各ＤＣ／ＤＣコンバータとはそれぞれの並列接続一端側同士を配線接続することで全体の配線数を削減し、配線作業の簡素化を図ることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、従来では、上記各ＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれを、太陽電池の動作点が最大出力点に追従するように変化させ、太陽電池から最大出力を取り出す最大電力追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）を行わせると、各ＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれが入力電流をばらばらに制御して電力変換を行ってしまうという課題がある。
【０００８】
したがって、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、より大きい発電出力を得るに際して複数台の電力変換器を並列接続し、それらの配線の簡素化を図る一方で、太陽電池の最大電力追従制御を行う場合に、電流制御を可能とするようにした電力変換装置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】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
本発明の電力変換装置は、太陽電池に並列接続される複数台の電力変換器を備える電力変換装置であって、前記複数台全体としての前記太陽電池の最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成する生成手段と、前記生成手段で生成した電流指令または電流増減指令を、前記複数台の各電力変換器に対して分配する分配手段とを具備している。
【００１１】
電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータであってもよいし、インバータであってもよい。
【００１２】
分配手段では、単に分配してもよいし、修正などの何らかの加工を施して分配してもよい。
【００１３】
本発明の電力変換装置によれば、複数台の電力変換器全体としての最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成し、生成した電流指令または電流増減指令を、各電力変換器に分配するので、各電力変換器では、分配された電流指令または電流増減指令に基づく制御が可能となり、各電力変換器がそれぞれ最大電力追従制御を行う従来例のように、電流制御できなくなるといったことがない。
【００１４】
本発明の電力変換装置の一つの実施態様では、前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、前記分配手段は、前記生成手段で生成した前記電流指令を前記各電力変換器に対する入力電流指令として分配するものであり、前記各電力変換器は、前記入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行うものである。
【００１５】
入力電流指令は、電力変換器の許容電流内の電流指令である。
【００１６】
この実施態様によると、生成手段で生成した電流指令を、各電力変換器に対する入力電流指令として分配し、各電力変換器では、入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行うことができる。更に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換装置とを並列接続して電力変換を行うので、発電電力を高めることができると共に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換器とを個別にそれぞれ接続する構成に比べて、配線数を削減することができる。
【００１７】
本発明の電力変換装置の別の実施態様では、前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、前記分配手段は、前記生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流および予め定めた電流の分配比率に基づいて、修正して分配するものであり、前記各電力変換器は、修正された電流増減指令によって制御されるものである。
【００１８】
電流の分配比率は、各電力変換器に流れる電流の比率を規定するものであり、この比率は、太陽電池の発電電力の変化などに応じて変化させてもよい。
【００１９】
また、この電流の分配比率は、均等な比率としてもよいし、不均等な比率としてもよく、複数台の電力変換器全体として最大効率となるような比率、例えば、複数台の電力変換器の内の少なくとも１台を停止させるような比率としてもよい。
【００２０】
分配手段では、入力電流が、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流と略等しいときには、電流増減信号を修正することなく分配する一方、入力電流が、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流と異なるときには、予め定めた電流の分配比率によって規定される電流となるように電流増減信号を修正して分配するのが好ましい。
【００２１】
この実施態様によると、生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流が予め定めた電流の分配比率に基づく電流となるように修正し、修正した電流増減指令によって、各電力変換器を制御することができる。更に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換装置とを並列接続して電力変換を行うので、発電電力を高めることができると共に、複数の太陽電池パネルと複数台の電力変換器とを個別にそれぞれ接続する構成に比べて、配線数を削減することができる。
【００２２】
本発明の他の実施態様では、前記各電力変換器は、昇圧チョッパからなるＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいは、電流共振型ＤＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数台の電力変換器全体として最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成し、生成した電流指令または電流増減指令を、各電力変換器に分配するので、各電力変換器では、分配された電流指令または電流増減指令に基づく制御が可能となり、各電力変換器がそれぞれ最大電力追従制御を行う従来例のように、電流制御できなくなるといったことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る太陽光発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態の太陽光発電システムの概略構成図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態に係る電力変換装置を備える太陽光発電システムの概略構成図である。
【００２７】
この太陽光発電システムは、直流電力源としての複数、この実施形態では３つの太陽電池パネル１１〜１３と、この太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を、交流電力に変換して商用電源系統である、例えば、単相電源２に連系する電力変換装置としてのパワーコンディショナ３とを備えている。３つの太陽電池パネル１１〜１３の出力は、逆流防止用のダイオード４１〜４３を介して互いに並列接続されている。
【００２８】
パワーコンディショナ３は、入力側および出力側が並列接続された複数台、この実施形態では３台の電力変換器としての高周波トランス絶縁方式のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力を、単相の交流電力に変換して商用の単相電源２に連系するインバータ２５とを備えている。
【００２９】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、ハーフブリッジ結合方式による電流共振型のコンバータである。各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる主スイッチ及び補助スイッチとしてのスイッチング素子６ａ及びスイッチング素子６ｂと、ダイオード７ａ，７ｂと、部分電圧共振コンデンサ８と、電流共振コンデンサ９と、高周波トランス１０とを備えると共に、二次側に、ダイオード１１，１２及びコンデンサ１３，１４からなる倍電圧整流回路を備えている。高周波トランス１０は、一次側のリーケージインダクタンス１５を含み、電流共振に利用される。
【００３０】
また、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、各スイッチング素子６ａ，６ｂをスイッチング駆動するための駆動回路１６ａ，１６ｂを備えている。各駆動回路１６ａ，１６ｂは、後述のＰＦＭ制御信号の所要のパルス幅に応じた周波数の駆動信号をスイッチング素子６ａ，６ｂのゲートに印加する。
【００３１】
この電流共振型の各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、ＰＦＭ（パルス周波数変調）制御で動作し、各スイッチング素子６ａ，６ｂが相補的にスイッチングすることによって、ゼロ電圧スイッチングを行うことができる。
【００３２】
この実施形態では、太陽電池パネル１１〜１３に並列接続された３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の電流制御を可能とするために、次のように構成している。
【００３３】
すなわち、この実施形態のパワーコンディショナ３は、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として太陽電池の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行うように、電流増減指令としてのＰＦＭ制御信号を生成する生成手段としてのＰＦＭ制御部１７と、このＰＦＭ制御部１７からのＰＦＭ制御信号を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各入力電流及び予め定められた電流の分配比率ｋ１〜ｋ３に基づいて、修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各駆動回路１６ａ，１６ｂに分配する分配部１８とを備えている。
【００３４】
ＰＦＭ制御部１７には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧を検出する電圧検出器１９の検出出力、及び、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各入力電流をそれぞれ検出する各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を加算して全電流を算出する加算器２１の出力が与えられる。すなわち、ＰＦＭ制御部１７には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧及び出力電流に応じた各検出出力がそれぞれ与えられ、これらに基づいて、ＰＦＭ制御部１７は、いわゆる、山登り法によって、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、パルス幅が制御されたパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号を演算出力する最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行う。
【００３５】
つまり、このＰＦＭ制御部１７は、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、太陽電池パネル１１〜１３の出力電流を増減させる電流増減指令であるＰＦＭ制御信号を出力する。
【００３６】
このＰＦＭ制御信号を修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に分配する分配部１８は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の入力電流の総和である加算器２１の出力に、それぞれ分配比率ｋ１〜ｋ３を乗算する乗算器２２１〜２２３と、各乗算器２２１〜２２３の出力と上述の各電流検出器２０１〜２０３の出力との偏差を算出する減算器２３１〜２３３と、各減算器２３１〜２３３の出力に基づいて、ＰＦＭ制御部１７からのＰＦＭ制御信号をそれぞれ修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に与える修正部２４１〜２４３とを備えている。
【００３７】
各乗算器２２１〜２２３における電流の分配比率ｋ１〜ｋ３は、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝１であり、この実施形態では、例えば、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝1／３としており、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に均等な電流が流れる比率としている。
【００３８】
各減算器２３１〜２３３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の全電流を各乗算器２２１〜２２３によって１／３に等分した電流と、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の実際の電流との偏差を算出する。
【００３９】
各修正部２４１〜２４３では、各減算器２３１〜２３３からの偏差に応じて、ＰＦＭ制御部１７からのパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号を、例えば、次のようにそれぞれ修正して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５５に与える。
【００４０】
すなわち、上記偏差が零または小さいときには、所望の分配が行われているとして、パルス幅増減信号を修正することなく、そのままのパルス幅のパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。
【００４１】
また、例えば、上記偏差がマイナスで大きい場合、すなわち、所望の分配に比べて多くの電流が流れている場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を増やす方向であるときには、パルス幅を増やすと、更に多くの電流が流れることになるので、パルス幅を増やさないように修正したパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。また、所望の分配に比べて多くの電流が流れている場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を減らす方向であるときには、パルス幅増減信号を修正することなく、そのまま対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。これによって、所望の分配に比べて多くの電流が流れているＤＣ／ＤＣコンバータでは、電流が抑制されることになる。
【００４２】
また、上記偏差がプラスで大きい場合、すなわち、所望の分配に比べて流れる電流が少ない場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を増やす方向であるときには、パルス幅増減信号を修正することなく、そのまま対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。また、所望の分配に比べて流れる電流が少ない場合において、パルス幅増減信号がパルス幅を減らす方向であるときには、パルス幅を減らすと、更に電流が少なくなるので、パルス幅を減らさないように修正したパルス幅増減信号を、対応するＤＣ／ＤＣコンバータに出力する。これによって、所望の分配に比べて流れる電流が少ないＤＣ／ＤＣコンバータでは、電流が増加するように制御される。
【００４３】
なお、各修正部２４１〜２４３における修正は、上記に限らず、条件に応じて更に細かく修正してもよい。
【００４４】
各修正部２４１〜２４３からのパルス幅増減信号であるＰＦＭ制御信号が与えられる各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の各駆動回路１６ａ，１６ｂは、ＰＦＭ制御信号のパルス幅に応じて各スイッチング素子６ａ，６ｂをスイッチング駆動する。
【００４５】
これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３には、全体として太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、かつ、分配比率ｋ１〜ｋ３に応じて均等に電流が流れることになる。
【００４６】
このようにＰＦＭ制御部１７は、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力追従制御を行うように電流増減指令としてのＰＦＭ制御信号を生成し、分配部１８は、生成したＰＦＭ制御信号を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に対して分配比率ｋ１〜ｋ３に応じた電流が流れるように修正して分配するので、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３が連携して太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を変換することができる。
【００４７】
これらＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力は、インバータ２５によって商用電源に連系した単相の交流電力に変換される。
【００４８】
（実施形態２）
図２は、本発明の他の実施形態に係る電力変換装置を備える太陽光発電システムの概略構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４９】
この実施形態の太陽光発電システムは、３つの太陽電池パネル１１〜１３と、この太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を、交流電力に変換して商用電源系統である、例えば、単相電源２に連系する電力変換装置としてのパワーコンディショナ３ａとを備えている。３つの太陽電池パネル１１〜１３の出力は、逆流防止用のダイオード４１〜４３を介して互いに並列接続されている。
【００５０】
パワーコンディショナ３ａは、入力側および出力側が並列接続された複数台、この実施形態では３台の電力変換器としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａからの直流電力を、単相の交流電力に変換して商用の単相電源２に連系するインバータ２５とを備えている。
【００５１】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａは、トランジスタからなるスイッチング素子２６と、インダクタンス２７、ダイオード２８及びコンデンサ２９を含む非絶縁型の昇圧チョッパをそれぞれ備えており、各駆動回路３０によって、後述のようにしてそれぞれＰＷＭ（パルス幅変調）駆動される。
【００５２】
この実施形態では、太陽電池パネル１１〜１３に並列接続された３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａの電流制御を可能とするために、次のように構成している。
【００５３】
すなわち、この実施形態のパワーコンディショナ３ａは、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａ全体として太陽電池の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行うように、電流指令を生成する生成手段としての最大電力追従制御部（ＭＰＰＴ）３１と、この最大電力追従制御部３１からの電流指令を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対して入力電流指令として分配する分配部３２とを備えている。
【００５４】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、分配部３２からの各入力電流指令に基づいて、電流制御をそれぞれ行うように構成されている。
【００５５】
最大電力追従制御部３１には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧を検出する電圧検出器１９の検出出力、及び、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５５ａの各入力電流をそれぞれ検出する各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を加算して全電流を算出する加算器２１の出力が与えられる。すなわち、最大電力追従制御部３１には、太陽電池パネル１１〜１３の出力電圧及び出力電流に応じた各検出出力がそれぞれ与えられ、これらに基づいて、最大電力追従制御部３１は、いわゆる、山登り法によって、太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように、電流指令を演算出力する最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）を行う。
【００５６】
この電流指令を各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに分配する分配部３２は、電流指令に、それぞれ分配比率ｋ１〜ｋ３を乗算する乗算器２２１〜２２３を備えている。各乗算器２２１〜２２３における電流の分配比率ｋ１〜ｋ３は、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝１であり、この実施形態では、例えば、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝1／３としており、最大電力追従制御部３１からの電流指令を、等分して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対する入力電流指令としている。
【００５７】
すなわち、この実施形態では、最大電力追従制御部３１によって、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａ全体として太陽電池パネル１１〜１３から最大電力を取り出すように電流指令を生成し、分配部３２によって、その電流指令を等分して各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａに対する入力電流指令として分配している。
【００５８】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ〜５３ａは、各入力電流指令と各電流検出器２０１〜２０３によって検出される実際の入力電流との偏差をそれぞれ算出する第１減算器３３１〜３３３と、偏差をなくすように補償する補償器３４１〜３４３と、各補償器３４１〜３４３の出力と搬送波発生部３５からの搬送波とを比較する比較器３６１〜３６３とを備えており、各比較器３６１〜３６３からのＰＷＭ信号が各駆動回路３０にそれぞれ与えられて各スイッチング素子２６の駆動が制御される。
【００５９】
これによって、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３には、分配部３２からの入力電流指令に応じた均等な電流が流れることになる。
【００６０】
このように最大電力追従制御部３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最大電力追従制御を行うように電流指令を生成し、分配部３２は、最大電力追従制御部３１からの電流指令を、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に対して入力電流指令として分配し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、入力電流指令に応じて電流制御を行うので、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３が連携して太陽電池パネル１１〜１３からの直流電力を変換することができる。
【００６１】
これらＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３からの直流電力は、インバータ２５によって商用電源に連系した単相の交流電力に変換される。
【００６２】
上述の実施形態では、電流指令を、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３に均等に分配したけれども、本発明の他の実施形態として、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３全体として最も効率のよい運転ができるように、不均等に分配してもよく、例えば、入力電圧が低いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３の運転台数を減らすような入力電流指令を与えるようにしてもよい。
【００６３】
なお、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５１〜５３は、並列接続されない場合には、従来と同様に、それぞれが最大電力追従制御を行うようにしてもよい。
【００６４】
上述の各実施形態では、電力変換器としてＤＣ／ＤＣコンバータに適用して説明したけれども、本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを省略してインバータに適用することも可能であり、例えば、図３のパワーコンディショナ３ｂに示すように、上述の実施形態と同様の最大電力追従制御部３１及び分配部３２を備え、最大電力追従制御部３１によって生成されて分配部３２によって分配された入力電流指令を、３台の各電流制御インバータ２５１〜２５３に与える一方、各電流検出器２０１〜２０３の検出出力を、３台の各電流制御インバータ２５１〜２５３にそれぞれ与え、各電流制御インバータ２５１〜２５３によって入力電流指令に応じた電流制御を行なうようにしてもよい。なお、各インバータ２５１〜２５３では、従来と同様の力率制御も行われる。
【００６５】
上述の各実施形態では、商用電源系統として単相電源２に連系させたけれども、三相電源に連系させてもよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、太陽電池からの電力を変換する太陽光発電システムなどの電力変換に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１１〜１３ 太陽電池パネル
２ 単相電源
３，３ａ，３ｂ パワーコンディショナ
５１〜５３，５１ａ〜５３ａ ＤＣ/ＤＣコンバータ
１７ ＰＦＭ制御部
１８，３２ 分配部
２５，２５１〜２５３ インバータ
３１ 最大電力追従制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池に並列接続される複数台の電力変換器を備える電力変換装置であって、
前記複数台全体としての前記太陽電池の最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成した電流指令または電流増減指令を、前記複数台の各電力変換器に対して分配する分配手段と、
を具備することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記分配手段は、前記生成手段で生成した前記電流指令を前記各電力変換器に対する入力電流指令として分配するものであり、
前記各電力変換器は、前記入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行う、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記分配手段は、前記生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流および予め定めた電流の分配比率に基づいて、修正して分配するものであり、
前記各電力変換器は、修正された電流増減指令によって制御される、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記各電力変換器が、昇圧チョッパを備えるＤＣ／ＤＣコンバータである請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記各電力変換器が、電流共振型ＤＣ／ＤＣコンバータである請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項１】
太陽電池に並列接続される複数台の電力変換器を備える電力変換装置であって、
前記複数台全体としての前記太陽電池の最大電力追従制御を行うように電流指令または電流増減指令を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成した電流指令または電流増減指令を、前記複数台の各電力変換器に対して分配する分配手段と、
を具備することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記分配手段は、前記生成手段で生成した前記電流指令を前記各電力変換器に対する入力電流指令として分配するものであり、
前記各電力変換器は、前記入力電流指令に基づいて電流制御をそれぞれ行う、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記太陽電池が、一つの太陽電池パネルまたは出力が並列接続された複数の太陽電池パネルであり、
前記分配手段は、前記生成手段で生成した電流増減指令を、各電力変換器の各入力電流および予め定めた電流の分配比率に基づいて、修正して分配するものであり、
前記各電力変換器は、修正された電流増減指令によって制御される、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記各電力変換器が、昇圧チョッパを備えるＤＣ／ＤＣコンバータである請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記各電力変換器が、電流共振型ＤＣ／ＤＣコンバータである請求項３に記載の電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１６４９６４（Ｐ２０１１−１６４９６４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７４１１（Ｐ２０１０−２７４１１）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００２１７４９１）田淵電機株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００２１７４９１）田淵電機株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
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