(57)【要約】直流電力ライン（Ｌａ〜Ｌｄ）の夫々に第１の昇圧回路（４１ａ〜４１ｄ）を介在させてこの第１の昇圧回路（４１ａ〜４１ｄ）の昇圧比を第１の周期毎に第１期間の間対応する太陽電池ストリング（１ａ〜１ｄ）の発電電力が最大に至るように可変制御すると共に、第２期間の間昇圧比を一定の値に維持するように制御し、第１期間と第２期間との合計時間を第１の周期に相当させる。
2012132948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールを直列につないで成る複数の太陽電池ストリングの夫々から発電電力が供給される夫々の直流電力ラインを単一の電力ラインにまとめた後当該電力ライン上の直流電力が最大に至るように昇圧比が制御された第２の昇圧回路を経た後の直流電力をインバータ回路で交流電力に変換する電力変換システムにおいて、
前記直流電力ラインの夫々に第１の昇圧回路を介在させてこの第１の昇圧回路の昇圧比を第１の周期毎に第１期間の間対応する太陽電池ストリングの発電電力が最大に至るように可変制御すると共に、第２期間の間昇圧比を一定の値に維持するように制御し、第１期間と第２期間との合計時間を第１の周期に相当させる第１の制御部とを備えることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
第２の昇圧回路の昇圧比を第２の周期毎に第３期間の間前記電力ライン上の直流電力が最大に至るように可変制御すると共に、第４期間の間昇圧比を一定の値に維持するように制御し、第３期間と第４期間との合計時間を第１の周期に相当させる第２の制御部とを備え、第１の周期と第２の周期とを異ならせることを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
第１の周期より第２の周期が短いことを特徴とする請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項４】
第２期間を第３期間より長くすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項５】
第４期間を第１期間より長くすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項６】
第２の制御部は、第３期間の間に前記電力ライン上の直流電力の変動幅または変動率の少なくともいずれか一方が目標値以内の際に当該目標値を用いて第２の昇圧回路の昇圧値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項７】
第２の制御部は、第３期間から第４期間に移行する際に前記電力ライン上の直流電力の変動幅または変動率の少なくともいずれか一方が目標値以内であれば当該目標値を用いて設定された第２の昇圧回路の昇圧値を一定の値として第４期間を制御することを特徴とする請求項２又は請求項６に記載の電力変換システム。
【請求項８】
第２期間もしくは第４期間において夫々の昇圧回路に昇圧値として用いられる一定の値は第２期間もしくは第４期間の開始付近で設定された昇圧値が用いられることを特徴とする請求項１また請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項９】
第１の周期の１周期中を、第１の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第１期間と第１の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第２期間とに分け、
第２の周期の１周期中を、第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第３期間と第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第４期間とに分け、
第４期間を、第１期間よりも長くすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項１０】
第２の周期の１周期中を、第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第３期間と第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第４期間とに分け、
第３期間において、第２の昇圧回路への入力電力の変動量が所定量より小さいときに、前記インバータ回路で変換される交流電力の出力電流の目標値をこのときの値に固定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の系統連係システム。
【請求項１１】
第１の昇圧回路は、該昇圧回路の昇圧比の可変制御が開始されたあと、当該可変制御が第２期間まで継続された際は、前記第２期間の開始付近で算出された昇圧比で昇圧動作を継続し、
第２の昇圧回路は、該昇圧回路の昇圧比の可変制御が開始されたあと、当該可変制御が第４期間まで継続された際は、前記第４期間の開始付近で算出された前記インバータ回路の出力電流の目標値により前記直流電力を前記交流電力へ変換する動作を継続することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の系統連係システム。
【請求項１２】
前記夫々の昇圧回路は、該昇圧回路に入力される電流、或いは該昇圧回路から出力される電流を検出する電流センサを有し、前記夫々の昇圧回路は、前記電流センサの検出する電流が所定値を超えた場合に、前記夫々の昇圧回路の昇圧比の可変制御を開始することを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れかに記載の系統連係システム。
【請求項１３】
複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、
前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換器と、を備えた電力変換システムにおいて、
前記昇圧回路は、前記太陽電池の出力電力が最大になるように動作する前記昇圧回路の昇圧比の可変動作を可能にする第１期間と、前記昇圧回路の昇圧比の可変動作を禁止する第２期間とを交互に繰り返し、
前記電力変換器は、前記直流電力が最大になるように動作する前記電力変換器の昇圧回路の昇圧比の可変動作を可能にする第３期間と、当該昇圧回路の昇圧比の可変動作を禁止する第４期間とを交互に繰り返し、
前記第３期間の長さは、変更可能に構成されるとともに、前記第４期間の長さは一定の長さに固定されることを特徴とする電力変換システム。
【請求項１４】
複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、
前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換器と、を備えた電力変換システムの前記集電箱において、
前記昇圧回路を非絶縁型の昇圧回路で構成し、
この非絶縁型の昇圧回路を流れる電流を検出する電流センサを備え、
前記非絶縁型の昇圧回路は、前記電力変換器が作動を開始しかつ前記電流センサの検出する電流値が、電流閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする集電箱。
【請求項１５】
前記昇圧回路の入力電圧を検出する電圧センサ、を備え、
前記昇圧回路の昇圧動作が停止して以降の前記電圧センサの検出する電圧値の最高値を記憶し、
前記電圧センサの検出する電圧値が、前記最高値から所定量小さい値になり、且つ前記電流センサの検出する電流値が、前記電流閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする請求項１４に記載の集電箱。
【請求項１６】
複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、
前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換装置と、を備えた電力変換システムの前記集電箱において、
前記昇圧回路を非絶縁型の昇圧回路で構成し、
前記非絶縁型の昇圧回路を流れる電流を検出する電流センサと、
前記非絶縁型の昇圧回路の入力電圧を検出する電圧センサと、を備え、前記電流センサの検出する電流値と、前記電圧センサの検出する電圧値とから演算される電力が電力閾値よりも大きい場合に、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする集電箱。
【請求項１７】
前記非絶縁型の昇圧回路の昇圧動作が停止して以降の前記電圧センサの検出する電圧値の最高値を記憶し、
前記電圧センサの検出する電圧値が、前記最高値から所定量小さい値になり、且つ前記電力が、前記電力閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする請求項１６に記載の集電箱。
【請求項１８】
前記電流閾値、或いは前記電力閾値は、変更可能に構成されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１７の何れかに記載の集電箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池から供給される直流電力を、昇圧した後、交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池の出力を、昇圧回路で昇圧して供給する電力ラインと、太陽電池の出力を昇圧せず直接供給する電源ラインとを有し、これらの両ラインから得られる太陽電池の出力をまとめた後これら太陽電池の出力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳するパワーコンディショナ（電力変換装置）を有する電力変換システムが提案されている。（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−３０９５６０
【０００３】
このような電力変換システムでは、昇圧回路が太陽電池の出力電力が最大になるように昇圧回路の入力電圧と出力電圧との昇圧比を増減させるＭＰＰＴ動作（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行う。また、パワーコンディショナ（電力変換装置）においても同様に、出力される直流電力が最大になるように動作するＭＰＰＴ動作が行われている。【０００４】
昇圧回路のＭＰＰＴ動作は、太陽電池の出力電力（電流と電圧の積の値）を監視しながら、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）に昇圧比を変え、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）に昇圧比を変える。これらの制御により昇圧回路の昇圧比は、太陽電池の出力電力が最大値になる位置に向けて収束する。【０００５】
パワーコンディショナのＭＰＰＴ動作は、太陽電池の出力電力とインバータ回路の出力電力とが変換効率を加味してもほぼ等しいことを利用して行う。このＭＰＰＴ動作は、インバータ回路２３の出力が重畳される系統の電圧が一定であれば系統へ出力する電流の目標値を増加・減少させて、インバータ回路の出力電力が最大値（即ち、パワーコンディショナへの入力電力の最大値）になる目標電流値を用いる。また、この際に、パワーコンディショナ内の昇圧回路の昇圧比は、目標電流値がインバータ回路から出力されるように制御される（目標電流値の電流が流れるまで昇圧する）。【０００６】
昇圧回路のＭＰＰＴ動作を行うと、太陽電池の出力電力が変動し、この変動はパワーコンディショナの出力電力（出力電流）の変動として現れる。このため、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作を同時に行うと、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作とが干渉する場合があり夫々のＭＰＰＴ動作が収束しにくくなることがあった。【０００７】
特許文献１に記載の電力変換システムは、このような干渉を取り除くために、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作とを交互に行うものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような電力変換システムにおいては、上述のように、共通の制御回路で、ＭＰＰＴ動作を行わせる回路を選択して順次ＭＰＰＴ動作を行うため、昇圧回路を有する電力ラインを増やしたり減らしたりする場合には、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。【０００９】
本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、昇圧回路が行うＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナの行うＭＰＰＴ動作に干渉することを抑えることができる電力変換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】
【００１０】
本発明の電力変換システムは、複数の太陽電池モジュールを直列につないで成る複数の太陽電池ストリングの夫々から発電電力が供給される夫々の直流電力ラインを単一の電力ラインにまとめた後当該電力ライン上の直流電力が最大に至るように昇圧比が制御された第２の昇圧回路を経た後の直流電力をインバータ回路で交流電力に変換する電力変換システムにおいて、前記直流電力ラインの夫々に第１の昇圧回路を介在させてこの第１の昇圧回路の昇圧比を第１の周期毎に第１期間の間対応する太陽電池ストリングの発電電力が最大に至るように可変制御すると共に、第２期間の間昇圧比を一定の値に維持するように制御し、第１期間と第２期間との合計時間を第１の周期に相当させる第１の制御部とを備えるものである。
また、第２の昇圧回路の昇圧比を第２の周期毎に第３期間の間前記電力ライン上の直流電力が最大に至るように可変制御すると共に、第４期間の間昇圧比を一定の値に維持するように制御し、第３期間と第４期間との合計時間を第１の周期に相当させる第２の制御部とを備え、第１の周期と第２の周期とを異ならせるものである。【００１１】
本発明によれば、昇圧回路にＭＰＰＴ動作を行わず昇圧比を一定とする期間を設けている。また昇圧回路とパワーコンディショナとのＭＰＰＴ動作の開始周期を異ならせる。これにより、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作を行う時間帯のバッティングを抑制することができる。このため、昇圧回路のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作に干渉することを抑えることができる。また、昇圧回路とパワーコンディショナは、ＭＰＰＴ動作の開始周期が異なるだけで、他の回路から指令を受けて動作するものではない。このため、昇圧回路やパワーコンディショナを制御する制御回路に特段の設定を行う必要がない。【００１２】
また、上述の発明において、前記第１周期よりも、前記第２周期が短いことを特徴とする。【００１３】
また、上述の発明において、前記第２期間を、前記第３期間よりも長くすることを特徴とする。【００１４】
また、上述の発明において、前記第４期間を、前記第１期間よりも長くすることを特徴とする。【００１５】
また、上述の発明において、第２の制御部は、第３期間の間に前記電力ライン上の直流電力の変動幅または変動率の少なくともいずれか一方が目標値以内の際に当該目標値を用いて第２の昇圧回路の昇圧値を設定することを特徴とすることを特徴とする。【００１６】
また、上述の発明において、第２の制御部は、第３期間から第４期間に移行する際に前記電力ライン上の直流電力の変動幅または変動率の少なくともいずれか一方が目標値以内であれば当該目標値を用いて設定された第２の昇圧回路の昇圧値を一定の値として第４期間を制御することを特徴とする。【００１７】
また、上述の発明において、第１の周期の１周期中を、第１の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第１期間と第１の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第２期間とに分け、  第２の周期の１周期中を、第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第３期間と第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第４期間とに分け、  第４期間を、第１期間よりも長くすることを特徴とする。
また、上述の発明において、第２の周期の１周期中を、第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を可能とする第３期間と第２の昇圧回路の昇圧比の可変制御を禁止する第４期間とに分け、  第３期間において、第２の昇圧回路への入力電力の変動量が所定量より小さいときに、前記インバータ回路で変換される交流電力の出力電流の目標値をこのときの値に固定することを特徴とする。
また、上述の発明において、第１の昇圧回路は、該昇圧回路の昇圧比の可変制御が開始されたあと、当該可変制御が第２期間まで継続された際は、前記第２期間の開始付近で算出された昇圧比で昇圧動作を継続し、  第２の昇圧回路は、該昇圧回路の昇圧比の可変制御が開始されたあと、当該可変制御が第４期間まで継続された際は、前記第４期間の開始付近で算出された前記インバータ回路の出力電流の目標値により前記直流電力を前記交流電力へ変換する動作を継続することを特徴とする。
また、上述の発明において、前記夫々の昇圧回路は、該昇圧回路に入力される電流、或いは該昇圧回路から出力される電流を検出する電流センサを有し、前記夫々の昇圧回路は、前記電流センサの検出する電流が所定値を超えた場合に、前記夫々の昇圧回路の昇圧比の可変制御を開始することを特徴とする。【００１８】
また、本発明の別の形態において、複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換器と、を備えた電力変換システムにおいて、  前記昇圧回路は、前記太陽電池の出力電力が最大になるように動作する前記昇圧回路の昇圧比の可変動作を可能にする第１期間と、前記昇圧回路の昇圧比の可変動作を禁止する第２期間とを交互に繰り返し、前記電力変換器は、前記直流電力が最大になるように動作する前記電力変換器の昇圧回路の昇圧比の可変動作を可能にする第３期間と、当該昇圧回路の昇圧比の可変動作を禁止する第４期間とを交互に繰り返し、
前記第３期間の長さは、変更可能に構成されるとともに、前記第４期間の長さは一定の長さに固定されることを特徴とする。【００１９】
また、本発明の集電箱は、複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換器と、を備えた電力変換システムの前記集電箱において、前記昇圧回路を非絶縁型の昇圧回路で構成し、この非絶縁型の昇圧回路を流れる電流を検出する電流センサを備え、前記非絶縁型の昇圧回路は、前記電力変換器が作動を開始しかつ前記電流センサの検出する電流値が、電流閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする。【００２０】
本発明によれば、電流センサにより検出した電流が、電流閾値よりも大きい場合、太陽電池の出力電圧の昇圧を開始するため、パワーコンディショナ２が起動し、太陽電池１から電力を安定して取り出せることを確認した上で、昇圧回路４１を起動させる。これにより、昇圧回路４１の動作が不安定になることを抑えることができる。【００２１】
また、上述の集電箱において、前記昇圧回路の入力電圧を検出する電圧センサ、を備え、前記昇圧回路の昇圧動作が停止して以降の前記電圧センサの検出する電圧値の最高値を記憶し、前記電圧センサの検出する電圧値が、前記最高値から所定量小さい値になり、且つ前記電流センサの検出する電流値が、前記電流閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする。【００２２】
また、本発明の集電箱は、複数の太陽電池に夫々接続されるライン、及び前記ラインに介在し前記太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、夫々の前記ラインの出力をまとめて出力する集電箱と、前記集電箱が出力する直流電力を入力し、該直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ重畳する電力変換装置と、を備えた電力変換システムの前記集電箱において、前記昇圧回路を非絶縁型の昇圧回路で構成し、前記非絶縁型の昇圧回路を流れる電流を検出する電流センサと、前記非絶縁型の昇圧回路の入力電圧を検出する電圧センサと、を備え、前記電流センサの検出する電流値と、前記電圧センサの検出する電圧値とから演算される電力が電力閾値よりも大きい場合に、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする。【００２３】
本発明によれば、昇圧回路へ供給される電力が、電力閾値よりも大きい場合、太陽電池の出力電圧の昇圧を開始するため、パワーコンディショナ２が起動し、太陽電池１から電力を安定して取り出せることを確認した上で、昇圧回路４１を起動させる。これにより、昇圧回路４１の動作が不安定になることを抑えることができる。【００２４】
また、上述の集電箱において、前記非絶縁型の昇圧回路の昇圧動作が停止して以降の前記電圧センサの検出する電圧値の最高値を記憶し、前記電圧センサの検出する電圧値が、前記最高値から所定量小さい値になり、且つ前記電力が、前記電力閾値よりも大きい場合、前記太陽電池の出力電圧の昇圧を行うことを特徴とする。【００２５】
また、上述の集電箱において、前記電流閾値、或いは前記電力閾値は、変更可能に構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、昇圧回路が行うＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナの行うＭＰＰＴ動作に干渉することを抑えた電力変換システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の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】第１の実施形態の電力変換システムが有する集電箱の昇圧回路の回路図である。
【図３】第１の実施形態の電力変換システムが有するパワーコンディショナの回路図である。
【図４】第１の実施形態における、集電箱の昇圧回路の起動時の動作を示すフローチャートである。
【図５】昇圧回路のＭＰＰＴ動作と昇圧比一定動作を行う際の集電箱の昇圧回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】パワーコンディショナのＭＰＰＴ動作と目標電流一定動作を行う際のパワーコンディショナの動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における集電箱及びパワーコンディショナが動作する際のタイムチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る電力変換システムが有する集電箱４の外観図を示す。
【図９】第２の実施形態における集電箱及びパワーコンディショナが動作する際のタイムチャートである。
【図１０】パワーコンディショナ２に、昇圧回路２１を設けない構成を採用した太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【図１１】太陽電池１ａを直接他の昇圧回路４１の出力側に接続するようにした太陽光発電システム１００を示す構成図である。
【図１２】第４期間をゼロにした場合の昇圧回路のＭＰＰＴ動作及びパワーコンディショナのＭＰＰＴ動作を実行する際のタイムチャートである。
【図１３】絶縁型の昇圧回路の回路図である。
【図１４】第３の実施形態における、集電箱の昇圧回路の起動時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下、図面に基づき本発明の第１の実施形態を詳述する。図１は第１の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、太陽電池１ａ〜１ｄ、及び電力変換システム５０を備える。また、電力変換システム５０は、太陽電池１ａ〜１ｄの供給する電力を商用電力系統３０へ重畳（供給）する。【００２９】
太陽電池１ａ〜１ｄは、夫々、複数の太陽電池のセルを直列に接続してストリング状に構成される。各太陽電池１ａ〜１ｄのセルの枚数は、太陽電池１ａ〜１ｄを設置する面積等によって変わるため、太陽電池１ａ〜１ｄは設置状態によって枚数が異なる。【００３０】
電力変換システム５０は、各構成要素を集電箱４、及びパワーコンディショナ２に分け異なる筐体に収納することができるが、各構成要素は集電箱４及びパワーコンディショナ２に分けず単一の筐体に収納することも可能である。第1の実施形態では説明を容易にするため、各構成要素は集電箱４とパワーコンデョショナ２に分けて収納した場合を用いて説明する。【００３１】
集電箱４は、複数の太陽電池１ａ〜１ｄに夫々接続される電力ライン（以下単に「ライン」と称す。）Ｌａ〜Ｌｄ、及びこのラインＬａ〜Ｌｄに夫々介在する昇圧ユニット４０ａ〜４０ｄを有する。集電箱４は、このラインＬａ〜Ｌｄの出力をまとめて出力する。夫々の昇圧ユニット４０ａ〜４０ｄ（第１の昇圧回路に相当）は、夫々の太陽電池１ａ〜１ｄの出力電圧を昇圧する昇圧回路４１ａ〜４１ｄを有する。また、夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｄは、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの昇圧動作の制御を行う昇圧制御回路４２ａ〜４２ｄ（第１の制御部に相当）を有している。夫々の昇圧回路４１ａ〜４１ｄは、ラインＬａ〜Ｌｄに介在する。夫々の昇圧制御回路４２ａ〜４２ｄは、昇圧回路４１ａ〜４１ｄに接続される。また、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの出力側は、集電箱４内において単一に接続されている。集電箱４は、これらの昇圧回路４１ａ〜４１ｄが昇圧して出力する電力を単一にまとめ、このまとめた直流電力をパワーコンディショナ２へ出力する。【００３２】
第１の実施形態では、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）。【００３３】
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、同様の構成において、共通の動作を説明する場合は、末尾の符号のａ、ｂ、ｃ、ｄを省いて説明する場合がある。【００３４】
図２に第１の実施形態の電力変換システムが有する集電箱の昇圧回路の回路図を示す。昇圧回路４１には、一対の端子８８、８９、リアクトル８１、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のようなスイッチ素子８２、ダイオード８３、及びコンデンサ８４を有して構成される、所謂、非絶縁型昇圧回路が用いられる。一対の端子８８、８９には太陽電池１が接続され、この端子８８、８９の一方の端子（プラス側）８８に直列にリアクトル８１とダイオード８３とが接続される。スイッチ素子８２は、リアクトル８１とダイオード８３との接続点と一対の端子の他方の端子との間を開閉する。また、コンデンサ８４は、ダイオード８３と他方の端子との間に接続される。【００３５】
昇圧回路４１は、入力電流を検出する電流センサ８５、入力電圧を検出する電圧センサ８６、及び出力電圧を検出する電圧センサ８７を有している。昇圧回路４１は、これらのセンサから得られる情報に基づいて、スイッチ素子８２を周期的に開閉させかつ開である時間を制御して所定の昇圧比を得る。【００３６】
パワーコンディショナ２は、集電箱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（第２の昇圧回路に相当）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（第２の制御部の相当）とを備えている。また、パワーコンディショナ２は、集電箱４の出力する直流電力を交流電力に変換して商用電力系統３０へ重畳（供給）する。【００３７】
図３に第１の実施形態の電力変換システムが有するパワーコンディショナの回路図を示す。昇圧回路２１の構成については、昇圧回路４１と同様の回路構成を用いることができるため、ここでは説明を省略する。昇圧回路２１は、同様の回路構成を用いているが、パワコン制御回路２２により別の制御が行われる。【００３８】
インバータ回路２３は、スイッチ素子５１、５２を直列接続した第１アームと、スイッチ素子５３、５４を直列接続した第２アームとを夫々並列に接続して構成される。スイッチ素子５１〜５４には、半導体スイッチ例えば、ＩＧＢＴのようなスイッチ素子を用いると良い。インバータ回路２３は、パワコン制御回路２２のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御にしたがって各スイッチ素子５１〜５４を周期的に開閉する。インバータ回路２３は、このスイッチ素子５１〜５４の開閉により、昇圧回路２１から出力される直流電力を三相交流電力に変換する。また、インバータ回路２３の後段には、リアクトル６１、６２、及びコンデンサ６３からなるフィルタ回路（ローパスフィルタ）が設けられており、スイッチ素子５１〜５４の開閉動作による高周波を除去している。【００３９】
また、インバータ回路２３は、インバータ回路２３の出力電流を検出する電流センサ９１と、インバータ回路２３の出力電圧を検出する電圧センサ９２とを有している。そして、パワコン制御回路２２は、昇圧回路２１の有する電圧センサ８６、８７、及び電流センサ８５、並びにインバータ回路２３の有する電圧センサ９２、電流センサ９１から検出される電流値や電圧値を用いて、昇圧回路２１とインバータ回路２３を制御する。【００４０】
次に、第１の実施形態の電力変換システム５０が有する集電箱４の昇圧回路４１、パワーコンディショナ２の動作、及び電力変換システム５０について説明する。【００４１】
（集電箱の昇圧回路の動作）
パワーコンディショナ２は、日射量が低い連系開始時には、太陽電池１から取り出す電力が不安定になるため動作が不安定になりやすい（パワーコンディショナ２への入力電圧が大きく変動する）。このような状態で、昇圧回路４１を動作させると昇圧回路の動作も不安定になるため、本実施例では、昇圧回路４１は、起動時にパワーコンディショナ２の起動（連系）を確認してから昇圧を開始する。【００４２】
集電箱４の昇圧回路４１にトランス等を持ちいない非絶縁型昇圧回路を用いているため、昇圧回路４１が昇圧動作をしていなくても太陽電池の出力電力はリアクトル８１及びダイオード８３を介して電力がパワーコンデョショナ２へ供給されるため、この電力が一定値以上になればパワーコンディショナ２は、昇圧回路４１が動作していなくても運転を開始するものである。パワーコンディショナ２が運転の開始後、インバータ回路２３が起動して連系を開始すると、昇圧回路４１を介して流れる電流すなわち電流センサ８５が検出する電流が増加する。このため、この電流を検出することで、パワーコンディショナ２の起動（連系）が確認できる。この昇圧回路４１が起動する際の動作について図面を用いて説明する。図４に、第１の実施形態における集電箱４の昇圧回路４１の起動時の動作のフローチャートを示す。【００４３】
昇圧回路４１の起動処理は、昇圧回路４１への入力電流Ｉｃｉｎを電流センサ８５を用いて検出し（ステップＳ１１）、入力電流Ｉｃｉｎが所定値Ｉｃｔｈを超えたか否かを判断する（ステップＳ１３）。【００４４】
昇圧回路４１は、入力電流Ｉｃｉｎが所定値Ｉｃｔｈを超えていない場合、パワーコンディショナが起動していないと判断しステップＳ１１へ移行する。また、入力電流Ｉｃｉｎが増加して所定値Ｉｃｔｈを超えた場合、パワーコンディショナが起動したと判断し、予め定めた昇圧比ｒで昇圧回路４１の動作を開始し起動処理を終了する。【００４５】
このようにすることで、パワーコンディショナ２が起動し、太陽電池１から電力を安定して取り出せることを確認した上で、昇圧回路４１を起動させるので、昇圧回路４１の動作が不安定になることを抑えることができる。【００４６】
また、このようにすることで、起動時に入力電流Ｉｃｉｎが小さいうちは昇圧動作を行うことが無いので、昇圧回路４１のスイッチ素子８２の開閉回数を減らすことができ、スイッチ素子８２の寿命を長くすることができる。【００４７】
昇圧回路４１は、起動時の動作が終了すると、夫々に接続される太陽電池１の出力電力が最大になるように動作するＭＰＰＴ動作を第1周期毎に第１の期間開始する。具体的には、第１周期の１周期中を、昇圧回路のＭＰＰＴ動作を可能とする第１期間と昇圧回路のＭＰＰＴ動作を禁止（昇圧比の変更を行わず昇圧比を一定の値に維持）する第２期間とに分ける。昇圧回路４１は、第１期間では、ＭＰＰＴ動作を行い、第２期間では、昇圧比ｒを一定（固定）に動作する昇圧比一定動作を行う。このように、昇圧回路４１は、第１周期毎に、昇圧回路のＭＰＰＴ動作及び昇圧比一定動作を繰り返す。【００４８】
昇圧回路４１が、ＭＰＰＴ動作及び昇圧比一定動作を繰り返す際の動作について図面を用いて説明する。図５に昇圧回路のＭＰＰＴ動作と昇圧比一定動作を行う際の動作のフローチャートを示す。昇圧回路４１は、この繰り返し動作を開始すると加算型のタイマのカウンタ値Ｔをゼロ（Ｔ＝0）にリセットした後計時を開始し、昇圧回路４１への入力電力Ｐｃを検出して記憶し（記憶している入力電力の値には符号Ｐｃｄを付する）、ステップＳ２１で電力差ｄＰｃ（＝（現在の電力Ｐｃ）-（前回の電力Ｐｃｄ））を求める。この入力電力Ｐｃ（太陽電池の出力電力）は、電圧センサ８６、及び電流センサ８５を用いて昇圧回路４１の入力電圧Ｖｃｉｎ、及び入力電流Ｉｃｉｎを検出し、この入力電圧Ｖｃｉｎと入力電流Ｉｃｉｎとを積算することで求めることができる。【００４９】
ステップＳ２２で電力差｜ｄＰｃ｜＜ｄＰｃｔｈの判断を行い電力差ｄＰｃが閾値ｄＰｃｔｈより小さい時はこの時の昇圧比ｒを固定する（ステップＳ２４）。電力差ｄＰｃが閾値ｄＰｃｔｈより大きいときはステップＳ２３に進みｒ＝ｒ+ｄｒとして新しい昇圧比ｒを設定する（昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作）。即ち、太陽電池１の出力電力Ｐｃが最大値付近である（｜ｄＰｃ｜＜ｄＰｃｔｈがＹｅｓ）場合に昇圧比一定動作を行い、太陽電池１の出力電力Ｐｃが最大値付近でない（｜ｄＰｃ｜＜ｄＰｃｔｈがＮｏ）場合ＭＰＰＴ動作を行う。【００５０】
昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作は、電力差ｄＰｃが正の場合、前回昇圧比ｒを変更した内容と同じ内容で昇圧比ｒを変更し（昇圧比ｒを増加させていれば増加、減少させていれば減少）、電力差ｄＰｃが負であれば、前回昇圧比ｒを変更した内容と異なる内容で昇圧比ｒを変更する（昇圧比ｒを増加させていれば減少、減少させていれば増加）。尚、最初にこのステップＳ３３の処理を行う場合は、予め昇圧比ｒを増加するか減少するかを決めておき、昇圧比ｒはその内容にて変更する。【００５１】
ステップＳ２５はこのＭＰＰＴ動作を行う期間を制御するステップであり、ステップＳ２５でこのカウント値Ｔが第１期間Ｂの時間に相当する値Ｔｔｈ１（カウンタのクロックに合わせて適に設定する）に達したか否かを判断する（Ｔ＞Ｔｔｈ１）。本フローチャートではステップＳ２４でｄＰｃ＜ｄＰｃｔｈの際に昇圧比ｒを固定しており、Ｔ＞Ｔｔｈ１を判断すると第２期間Ｃに進みこの昇圧比ｒをそのまま継続する。【００５２】
尚、ステップＳ２２でｄＰｃ＜ｄＰｃｔｈを判断することなくこの第１期間Ｂが計時されるまでＭＰＰＴ動作による昇圧比ｒの変更を行っても良い。【００５３】
また、ステップＳ２５でタイマにより第１期間Ｂの計時が判断された際に、ｄＰｃ＜ｄＰｃｔｈを満たしていないときは、その時点の昇圧比ｒが固定され第２期間Ｃが開始される。すなわちＭＰＰＴ動作は一旦終了する。【００５４】
ＭＰＰＴ動作を禁止する第２期間Ｃの動作（昇圧比一定動作）はステップＳ２６〜ステップＳ２８で実行される。具体的には、第２期間Ｃに入るとまずカウンタの値Ｔがリセットされ、この時の昇圧比ｒが記憶される（ステップＳ３６）。その後、記憶された昇圧比ｒに固定してパワーコンディショナ２を制御し（ステップＳ３７）、昇圧比一定動作を行う期間を制御する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８では、カウント値Ｔが第２期間Ｃの時間に相当する値Ｔｔｈ２（カウンタのクロックに合わせて適に設定する）に達したか否かを判断する（Ｔ＞Ｔｔｈ２）【００５５】
この第２期間Ｃを経過すると、タイマＴのカウント値をゼロにリセット（ステップＳ３９）した後、再度ステップＳ３１に戻り、昇圧比ｒを変えてＭＰＰ動作を開始する。この第２期間Ｃでは、第１期間Ｂの計時が終了した時の昇圧比ｒが固定されて制御に用いられる。【００５６】
昇圧回路４１は、この様にして、ステップＳ２１〜Ｓ２９を繰り返すことで、昇圧回路のＭＰＰＴ動作及び昇圧比一定動作を繰り返す。【００５７】
昇圧回路４１は、太陽電池１の出力電力Ｐｃが最大値付近であるか否かを判断しＭＰＰＴ動作、或いは昇圧比変更なし（昇圧比一定）で動作することを決定し、第１期間Ｂ経過後にＭＰＰＴ動作を禁止して昇圧比一定動作を開始するようにしている。このため、昇圧回路４１は、第１期間Ｂ中にＭＰＰＴ動作中に太陽電池１の出力電力が最大値付近になるとＭＰＰＴ動作から昇圧比一定動作に切り替わる（後述の図７、図９、図１２のＢ’参照）。
このようにすることで、固定された第１周期Ａの中で、昇圧比一定動作を行う時間を増やすことができるため、パワーコンディショナＭＰＰＴ動作に影響を与える昇圧回路のＭＰＰＴ動作を行う期間を短くすることができる。【００５８】
（パワーコンディショナの動作）
パワーコンディショナ２は、入力電圧が所定値（例えば１００Ｖ程度）を超えると連系開始前の初期動作を開始する。パワーコンディショナ２は、初期動作において、入力電圧が所定値（例えば１００Ｖ程度）を超えるとパワーコンディショナ２内の昇圧回路２１が昇圧を開始する。そして、パワーコンディショナ２は、昇圧回路２１の昇圧電圧が所定値（例えば、３００Ｖ程度）になると、インバータ回路２３により、商用電力系統と位相が同期する交流電力の生成を開始して、系統連系用リレー（図示しない）を閉じて連系を開始する。【００５９】
パワーコンディショナ２は、系統連系時に、太陽電池１ａ〜１ｄ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するパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を所定の第２周期Ｘ毎に開始する。具体的には、第２周期Ｘの１周期中を、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を可能とする第３期間Ｙとパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を禁止する第４期間Ｚとに分ける。パワーコンディショナ２は、第３期間Ｙでは、ＭＰＰＴ動作を行い、第４期間Ｚでは、パワーコンディショナ２のインバータ回路２３の出力電流の目標値を一定に保つように動作する目標電流一定動作を行う。このように、パワーコンディショナ２は、系統連系時において、第２周期毎に、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作及び目標電流一定動作を繰り返す。【００６０】
パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作は一例として次のように行われる。昇圧回路２１に供給される入力電力Ｐｐｉｎ（入力電流Ｉｐｉｎと入力電圧Ｖｐｉｎとの積）は、パワーコンディショナ２の変換効率を１００％とすると商用電力系統３０へ重畳される出力電力Ｐｐｏと実質的に等しくなる。（以下、変換効率は１００％として取り扱うが、この変換効率を考慮する場合は適当な定数を掛けて用いると良い）。太陽電池１の発電出力は集電箱Ｂを経てパワーコンディショナ２に供給され入力電力Ｐｐｉｎとなっているので、太陽電池１の発電量が変動するとこの入力電力Ｐｐｉｎの値も変化する。また、入力電力Ｐｐｉｎと出力電力Ｐｐｏとは実質的に同じであるので、商用電力系統３０の電圧が一定（例えば単相３線式ではＡＣ２００Ｖ）であれば入力電力Ｐｐｉｎは商用電力系統３０へ供給する出力電流Ｉｐｏから求めることができる。従って出力電流Ｉｐｏの値を変えることによって出力電力Ｐｐｏ値を太陽電池１の現在の発電電力に会わせることができる。【００６１】
インバータ回路２３は搬送波と正弦波状の変調波とを変調して得られるＰＷＭ方式に基づくスイッチング信号でスイッチング素子５１〜５４をＯＮ／ＯＦＦ制御して単相の疑似正弦波を出力する。この時この疑似正弦波の振幅は昇圧回路２１から出力される電圧となるので、出力電流Ｉｐｏは昇圧回路２１の昇圧比を変えることによって制御することができる。従って、この現在の太陽電池１の発電電力の最大値は出力電流Ｉｐｏの目標値Ｉｔを変えた際に入力電力Ｐｐｉｎが最大になる目標値Ｉｔで出力電流Ｉｐｏを制御すればよい。【００６２】
昇圧回路２１は電流差ｄＩｐ（＝電流Ｉｐｏ−目標値Ｉｔ）に基づいてスイッチング素子８２のＯＮデューティを制御する。電流差ｄＩｐが正であればＯＮデューティの値を小さくし、負であればＯＮデューティの値を大きくする。尚、この際のゲインは適に設定する。【００６３】
パワーコンディショナ２が、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作及び目標電流一定動作を繰り返す際の動作（系統連系時の動作）について図面を用いて説明する。図６に系統連系時のパワーコンディショナの動作のフローチャートを示す。【００６４】
パワーコンディショナ２は、系統連系時の動作を開始すると加算型のタイマのカウンタ値Ｔをゼロ（Ｔ＝0）にリセットした後計時を開始し、パワーコンディショナ２への入力電力Ｐｐｉｎを検出して記憶し、ステップＳ３１で電力差ｄＰｐ（＝（現在の電力Ｐｐｉｎ）-（前回の電力Ｐｐｉｎｄ））を求める。【００６５】
ステップＳ３２で電力差｜ｄＰｐ｜＜ｄＰｐｔｈの判断を行い電力差の絶対値｜ｄＰｐ｜が閾値ｄＰｐｔｈより小さい時はこの時の目標値Ｉｔを固定する（ステップＳ３４）。電力差の絶対値｜ｄＰｐ｜が閾値ｄＰｐｔｈより大きいときはステップＳ３３に進みIｔ＝Ｉｔ+ｄＩとして新しい電流の目標値Ｉｔを設定する（パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作）。即ち、入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近である（｜ｄＰｐ｜＜ｄＰｐｔｈがＹｅｓ）場合に目標電流一定動作を行い、入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近でない（｜ｄＰｐ｜＜ｄＰｐｔｈがＮｏ）場合にＭＰＰＴ動作を行う。【００６６】
パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作は、電力差ｄＰｐが正の場合、前回目標値Ｉｔを変更した内容と同じ内容で目標値Ｉｔを変更し（目標値を増加させていれば増加、減少させていれば減少）、電力差ｄＰｐが負であれば、前回目標値Ｉｔを変更した内容と異なる内容で目標値Ｉｔを変更する（目標値を増加させていれば減少、減少させていれば増加）。尚、最初にこのステップＳ３３の処理を行う場合は、予め目標値Ｉｔを増加するか減少するかを決めておき、目標値Ｉｔはその内容にて変更する。【００６７】
ステップＳ３５はこのＭＰＰＴ動作を行う期間を制御するステップであり、ステップＳ３５でこのカウント値Ｔが第３期間Ｙの時間に相当する値Ｔｔｈ３（カウンタのクロックに合わせて適に設定する）に達したか否かを判断する（Ｔ＞Ｔｔｈ３）。本フローチャートではステップＳ３４でｄＰｐ＜ｄＰｐｔｈの際に電流の目標値Ｉｔを固定しており、Ｔ＞Ｔｔｈ３を判断すると第４期間Ｚに進みこの目標値Ｉｔをそのまま継続する。【００６８】
尚、ステップＳ３２でｄＰｐ＜ｄＰｐｔｈを判断することなくこの第３期間Ｙが計時されるまでＭＰＰＴ動作による電流の目標値Ｉｔの変更を行っても良い。【００６９】
また、ステップＳ３５でタイマにより第３期間Ｙの計時が判断された際に、ｄＰｐ＜ｄＰｐｔｈを満たしていないときは、その時点の目標値Ｉｔが固定され第４期間Ｚが開始される。すなわちＭＰＰＴ動作は一旦終了する。【００７０】
ＭＰＰＴ動作を禁止する第４期間Ｚの動作（目標電流一定動作）はステップＳ３６〜ステップＳ３８で実行される。具体的には、第４期間Ｚに入るとまずカウンタの値Ｔがリセットされ、この時の目標値Ｉｔが記憶される（ステップＳ３６）。その後、記憶された目標値Ｉｔに固定してパワーコンディショナ２を制御し（ステップＳ３７）、目標電流一定動作を行う期間を制御する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８では、カウント値Ｔが第４期間Ｚの時間に相当する値Ｔｔｈ４（カウンタのクロックに合わせて適に設定する）に達したか否かを判断する（Ｔ＞Ｔｔｈ４）【００７１】
この第４期間Ｚを経過すると、タイマＴのカウント値をゼロにリセット（ステップＳ３９）した後、再度ステップＳ３１に戻り、出力電流Ｉｐｏの目標値Ｉｔを変えてＭＰＰ動作を開始する。この第４期間Ｚでは、第３期間Ｙの計時が終了した時の目標値Ｉｔが固定されて制御に用いられる。【００７２】
尚、第４期間Ｚをゼロ時間とすれば、１周期のＸ期間にわたってこのＭＰＰＴ動作が継続され常に目標値Ｉｔが再計算されることになる。【００７３】
また、第１の実施形態では入力電力Ｐｐｉｎを昇圧回路２１の入力電圧Ｖｐｉｎと入力電流Ｉｐｉｎとの積で求めているが、インバータ回路２３の入力電圧と入力電流との積に置換えることも可能である。【００７４】
パワーコンディショナ２は、この様にして、ステップＳ３１〜Ｓ３９を繰り返すことで、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作及び目標電流一定動作を繰り返す動作を行う。【００７５】
パワーコンディショナ４１は、入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近であるか否かを判断し、ＭＰＰＴ動作、或いは出力電流の目標値変更なし（目標電流一定）で動作を決定し、第２周期Ｘ経過後にＭＰＰＴ動作を禁止して目標電流一定動作を開始するようにしている。このため、昇圧回路４１は、第３期間Ｙ中にＭＰＰＴ動作中に入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近になるとＭＰＰＴ動作から目標電流一定動作に切り替わる（後述の図７、図９のＹ’参照）。【００７６】
このようにすることで、固定された第３周期Ｘの中で、目標電流一定動作を行う時間を増やすことができるため、昇圧回路ＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナＭＰＰＴ動作とがバッティングする（同時に行われる）期間を短くすることができる。【００７７】
図７に第１の実施形態における集電箱及びパワーコンディショナが動作する際のタイムチャートを示す。図７（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、昇圧回路４１ａ〜４１ｄがＭＰＰＴ動作を行う際のタイムチャートを示し、図７（ｅ）は、パワーコンディショナ２がＭＰＰＴ動作を行う際のタイムチャートを示している。【００７８】
図７（ａ）〜（ｄ）において、白抜きの期間Ｃが上述した、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を禁止し、昇圧比一定動作を行う第２期間Ｃに相当し、斜線にてハッチングされた期間Ｂが上述した昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を行う第１期間Ｂに相当する。第１期間Ｂ、第２期間Ｃを加えた期間Ａが第１周期Ａに相当する。また、点線で囲われている期間Ｅは昇圧回路４１ａ〜４１ｄが動作していない期間、或いは起動時の動作を行っている期間に相当する。【００７９】
図７（ｅ）においては、白抜きの期間Ｚが上述した、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を禁止し、目標電流一定動作を行う第４期間Ｚに相当し、斜線にてハッチングされた期間Ｙが上述したパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を行う第３期間Ｙに相当する。第３期間Ｙ、第４期間Ｚを足した期間Ｘが第２周期Ｘに相当する。また、点にてハッチングされた期間Ｓはパワーコンディショナ２が初期動作を行う期間に相当する。尚、図７（ｅ）において、パワーコンディショナ２が動作していない期間が初期動作を行う期間の前にあるがここでは省略する。【００８０】
図７を参照してわかるように、第１周期Ａを、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を可能とする第１期間Ｂと昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を禁止する第２期間Ｃとに分け、第２周期Ｘを、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を可能とする第３期間Ｙとパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を禁止する第４期間Ｚとに分けている。そして、第１周期Ａの長さと第２周期Ｘの長さを異なるようにしている。このため、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を行う時間帯をずらすことができ、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉することを抑えることができる。また、昇圧回路４１とパワーコンディショナ２は、制御周期が異なるだけで、他の回路から指令を受けて動作するものではないので、これらの回路を制御する制御回路に特段の設定を行う必要がなく、容易に太陽電池の出力電圧を昇圧して電力を供給する昇圧回路を介するラインを増やしたり減らしたりすることができる。【００８１】
また、第１周期Ａの長さよりも、第２周期Ｘの長さの方が短くなる。これにより、系統連系システム５０全体としての出力電力の最大化が頻度よく行われ、個別の太陽電池の出力電力の最大化がゆっくりと行われることになる。【００８２】
また、第２期間Ｃの長さを、前記第３期間Ｙの長さよりも長くしている。このため、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作の影響を受けない第２期間Ｃの中で、１回のパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作をすべて行うことができる。このため、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉をすることをより抑制することができる。【００８３】
また、第４期間Ｚの長さを、前記第１期間Ｂの長さよりも長くしている。このため、１回の昇圧回路のＭＰＰＴ動作を第４期間内ですべて行うことができるようになる。これにより、昇圧回路のＭＰＰＴ動作が、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉することをより抑制することができる。【００８４】
また、昇圧回路のＭＰＰＴ動作を開始する周期と、他の昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を開始する周期とが異なるようにしている（第１の実施形態においては全ての第１周期Ａが異なる長さに設定されている）。このため、図７に示すように、昇圧回路４１ａ〜４１ｄについて夫々昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を行うタイミングをずらすことができる。また、昇圧回路４１ａ〜４１ｄが複数同時にパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を行う時間帯を少なくすることができる。これにより、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作が同時にパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉してしまうことを抑制することができる。【００８５】
また、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの第１周期Ａを異なるようにする場合は、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの内、出力（例えば、定格出力電力や太陽電池セルの直列数）の大きい太陽電池ほど第１周期を長くすると、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を行う際に出力が大きく出力電力の変動が大きくなる太陽電池に対してＭＰＰＴ動作を行う機会が減る。この場合、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に大きく干渉する昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を行う機会が減り、より昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉することを抑制できる。【００８６】
また、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの第１周期Ａを異なるようにする場合に、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの内、出力（例えば、定格出力電力や太陽電池セルの直列数）の大きい太陽電池ほど第１周期Ａを短くすると、より電力の取り出せる太陽電池に対して昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作をする機会が増えるため、太陽電池１ａ〜１ｄから多くの電力を取り出しやすくなる。【００８７】
また、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの夫々の第１周期Ａ内の第１期間Ｂの長さを加算した長さは、昇圧回路４１ａ〜４１ｄの何れの第２期間Ｃの長さよりも短くなるように設定している。【００８８】
これにより、最も周期の長い昇圧回路４１の第１周期の中で、何れの昇圧回路４１ａ〜４１ｄにおいても昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を行わない時間帯を作ることができる。このため、最も周期の長い昇圧回路４１の第１周期のなかで、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉することがない時間帯を作ることができ、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に干渉することの抑制につなげることができる。【００８９】
本実施例の昇圧回路４１ａ〜４１ｄは、第１周期Ａを変更する構成を有している。図８に本実施例の集電箱４の外観図を示す。例えば、図８（ａ）にしめすように、回転式のスイッチ４３ａ〜４３ｄを昇圧回路４１の数設け、夫々の回転式のスイッチ４３ａ〜４３ｄを使用して昇圧回路４１ａ〜４１ｄの第１周期Ａを変更すると良い。この場合は、回転式スイッチ４３ａ〜４３ｄに夫々昇圧回路４１ａ〜４１ｄが割り当てられ、回転式スイッチ４３ａ〜４３ｄの回転位置に応じて第１周期Ａの長さを設定できる。また、例えば、図８（ｂ）に示すように、表示部４４を見ながらボタン４５を操作することで昇圧回路４１ａ〜４１ｄの第１周期Ａを変更できるようにしてもよい。【００９０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１周期Ａよりも第２周期Ｘが短い場合について述べたが、第２の実施形態では、第１周期Ａよりも第２周期Ｘが長くしている。これ以外の構成については、これまでに述べた構成と同様の構成を用いることができるため説明を省略する。【００９１】
図９に第２の実施形態における集電箱及びパワーコンディショナが動作する際のタイムチャートを示す。図９（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、昇圧回路４１ａ〜４１ｄがＭＰＰＴ動作を行う際のタイムチャートを示し、図９（ｅ）は、パワーコンディショナ２がＭＰＰＴ動作を行う際のタイムチャートを示している。【００９２】
図９（ａ）〜（ｄ）において、各周期及び期間Ａ〜Ｃ、Ｅ、Ｓ、Ｙ〜Ｚについては図７と同じ表現を行っているためここでは説明を省略する。【００９３】
図９に示すように、第１周期Ａの長さよりも、第２周期Ｘの長さの方が長くなる。これにより、電力変換システム５０全体としての出力電力の最大化がゆっくり行われ、個別の太陽電池の出力電力の最大化が頻度良くと行われることになる。【００９４】
また、夫々の昇圧回路の第１周期Ａの長さよりも第４期間の長さを長くしている。これにより、パワーコンディショナ２の第４期間中に、全ての昇圧回路が少なくとも１回ＭＰＰＴ動作を行う期間が設けられる。これにより、個別の太陽電池の出力電力の最大化を全ての昇圧回路４１ａ〜４１ｄで行った上で、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を行うので、電力変換システム５０全体としての出力電力の最大化を行いやすくなる。【００９５】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、昇圧回路４１は、パワーコンディショナ２が動作を開始しかつ電流センサ８５により検出した電流Ｉｃｉｎが、電流閾値Ｉｃｔｈよりも大きい場合、太陽電池１の出力電圧の昇圧を開始（ＭＰＰＴ動作を開始）していたが、本実施形態では、パワーコンディショナ２が動作を開始しかつ昇圧回路４１に供給される電力Ｐｃ（太陽電池の出力電力）を検出し、この電力Ｐｃが電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きい場合に、太陽電池１の出力電圧の昇圧を開始する方法について述べる。【００９６】
図１４に、第３の実施形態における、集電箱４の昇圧回路４１ａ〜４１ｄの起動時の動作を示すフローチャートを示す。【００９７】
昇圧回路４１の起動処理が開始されると、昇圧回路４１への入力電流Ｉｃｉｎを電流センサ８５を用いて検出し（ステップＳ４１）、昇圧回路４１への入力電力Ｖｃｉｎを電圧センサ８６を用いて検出する（ステップＳ４２）。【００９８】
次に、ステップＳ４３において、昇圧回路４１は、昇圧回路４１の昇圧動作が停止して以降の電圧センサ８６の検出する電圧Ｖｃｉｎの最高値Ｖｃｍａｘを更新してステップＳ４４へ移行する。具体的には、昇圧回路４１は、最高値Ｖｃｍａｘと入力電圧Ｖｃｉｎとを比較し、最高値Ｖｃｍａｘより検出した電圧Ｖｃｉｎが大きい場合に、検出した電圧Ｖｃｉｎにより最高値Ｖｃｍａｘを更新する（最高値Ｖｃｍａｘより検出した電圧Ｖｃｉｎが大きくない場合は、更新を行わない）。【００９９】
ステップＳ４４において、昇圧回路４１は、電圧Ｖｃｉｎが最高値Ｖｃｍａｘよりも所定量小さいか否かを判断する。昇圧回路４１は、電圧Ｖｃｉｎが最高値Ｖｃｍａｘよりも所定量小さくないと判断した場合は、ステップＳ４１へ戻る。また、昇圧回路４１は、電圧Ｖｃｉｎが最高値Ｖｃｍａｘよりも所定量小さいと判断した場合は、ステップＳ４５へ移行する。ここで、電圧Ｖｃｉｎが最高値Ｖｃｍａｘよりも所定量小さいか否かの判断は、Ｖｃｍａｘ−Ｖｃｉｎが所定値よりも小さいことを判断しても良いし、Ｖｃｉｎ／Ｖｃ
ｍａｘが所定値より小さい、或いはＶｃｍａｘ／Ｖｃｉｎが所定値より大きいことを判断しても良い。【０１００】
ステップＳ４５へ移行すると、昇圧回路４１は、ステップＳ４１にて検出した入力電流ＩｃｉｎとステップＳ４２にて検出した入力電圧Ｖｃｉｎの積から昇圧回路４１への入力電力Ｐｃを演算する。【０１０１】
その後、昇圧回路４１は、この電力Ｐｃが電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４６）。昇圧回路４１は、電力Ｐｃが電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きくないと判断した場合、ステップＳ４１へ戻る。また、昇圧回路４１は、電力Ｐｃが電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きいと判断した場合、予め定めた昇圧比ｒで昇圧回路４１の動作を開始し（ステップＳ４７）起動処理を終了する。【０１０２】
上述のように、第３の実施形態では、電圧センサ８６の検出する電圧値Ｖｃｉｎが、最高値Ｖｃｍａｘから所定量小さい値になった場合に、昇圧回路４１の動作（太陽電池１の出力電圧の昇圧）を開始している。これにより、パワーコンディショナ２が起動（連系）を開始した際の太陽電池１の電圧の降下を検知して、昇圧回路４１の動作を開始するので、パワーコンディショナ２の起動を確認した上で、昇圧回路４１の動作を開始することができる。【０１０３】
また、第３の実施形態では、昇圧回路４１は、入力電力Ｐｃが電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きい場合に、太陽電池１の出力電圧の昇圧を開始している。このため、パワーコンディショナ２が起動（連系）して、太陽電池１から所定量の電力が供給されていることを確認した上で昇圧回路４１の動作を開始することができる。【０１０４】
また、第３の実施形態では、電圧センサ８６の検出する電圧値Ｖｃｉｎが、最高値Ｖｃｍａｘから所定量小さい値になり、且つ電力Ｐｃが、電力閾値Ｐｃｔｈよりも大きい場合、太陽電池１の出力電圧の昇圧を開始している。これにより、天気の変化により日射量が低下して太陽電池１の出力電圧Ｖｃｉｎが低下した場合に、昇圧回路４１が起動してしまうことを防ぐことができる。【０１０５】
以上、本発明の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。【０１０６】
（変形例１）
例えば、本実施形態において、昇圧回路４１は、固定された第１期間Ｂ経過後にＭＰＰＴ動作を禁止して昇圧比一定動作を開始するようにしていたが、太陽電池１の出力電力Ｐｃが最大値付近であることを判断した場合に、ＭＰＰＴ動作を禁止して昇圧比一定動作を行うようにしても良い。これにより、第１期間Ｂの長さは太陽電池１の出力電力Ｐｃに応じて変更可能に構成され、第２期間Ｃの長さは一定の長さに固定されることになる。【０１０７】
具体的には、太陽電池１の出力電力Ｐｃが最大値付近になると第２期間Ｂへ移行することになるため、第１期間Ｂの長さは短くなり、第１周期Ａの長さも短くなる（第１周期Ａの長さが変わる）。第１周期Ａの長さが変わると、昇圧回路のＭＰＰＴ制御を開始するタイミングがずれる。このため、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を同時に行っていた期間をずらすことができるため、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に与える影響を抑制することができる。【０１０８】
（変形例２）
また、例えば、本実施形態において、パワーコンディショナ２は、固定された第３期間Ｙ経過後にＭＰＰＴ動作を禁止して目標電流一定動作を開始するようにしていたが、入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近であることを判断した場合に、ＭＰＰＴ動作を禁止して目標電流一定動作を行うようにしても良い。これにより、第３期間Ｙの長さは入力電力Ｐｐｉｎに応じて変更可能に構成され、第４期間Ｚの長さは一定の長さに固定されることになる。【０１０９】
具体的には、入力電力Ｐｐｉｎが最大値付近になると第４期間Ｚへ移行することになるため、第３期間Ｙの長さは短くなり、第２周期Ｘの長さも短くなる（第２周期Ｘの長さが変わる）。第２周期Ｘの長さが変わると、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ制御を開始するタイミングがずれる。このため、昇圧回路のＭＰＰＴ動作とパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を同時に行っていた期間をずらすことができるため、昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作がパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作に与える影響を抑制することができる。【０１１０】
（変形例３）
また、例えば、本実施形態において、パワーコンディショナ２にも昇圧回路２１を設けたが、図１０に示すように、パワーコンディショナ２に、昇圧回路２１を設けない構成を採用することもできる。【０１１１】
（変形例４）
また、例えば、本実施形態において、すべての太陽電池１ａ〜１ｄには昇圧回路４１ａ〜４３ｃ（昇圧ユニット４０ａ〜４０ｄ）が接続される構成を用いていたが、図１１に示すように、何れか１つの太陽電池１については、昇圧回路４１（昇圧ユニット４０）を接続せず、太陽電池１ａを直接他の昇圧回路４１の出力側に接続するようにしても良い。【０１１２】
（変形例５）
また、例えば、本実施形態において、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を行う第３期間とパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作を禁止する第４期間とを設けて一定の第２周期Ｘを設定していたが、第４期間をゼロにしても良い（図１２参照）。この場合、実質的にパワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作は常時行われることになる。第１周期Ａには昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作を禁止する期間が設けられており、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作と集電箱４の昇圧回路４１のＭＰＰＴ動作とが同時に行われない期間ができるので、仮に両ＭＰＰＴ動作で干渉が生じていてもこの期間で解消されることになる。従って、パワーコンディショナ２のＭＰＰＴ動作はパワーコンディショナ２内のマイコンプログラムのメインルーチンに組み込まれるプログラムのタイミングで繰り返し行われ、この繰り返し周期毎に最大電力の比較動作が行われて昇圧比が更新されるものである。【０１１３】
（変形例６）
また、例えば、本実施形態において、集電箱４の昇圧回路４１に非絶縁型の昇圧回路を用いていたが、図１３に示すようにトランス１４１を用いた絶縁型の昇圧回路１４０を用いることもできる。昇圧回路１４０は、１次側に、トランス１４１の１次側巻き線とスイッチ素子１４２を直列に接続した回路を有している。また、昇圧回路１４０は、２次側に、整流器１４４を有しており、トランス１４１の２次側巻き線が整流器１４４の交流側に接続され、整流器１４４の直流側にダイオード１４３が直列に接続され、コンデンサ１４５が整流器１４４とダイオード１４３の直列回路に並列に接続される回路を有している。【０１１４】
また、昇圧回路１４０は、入力電流を検出する電流センサ８５、入力電圧を検出する電圧センサ８６、及び出力電圧を検出する電圧センサ８７とを有しており、これらのセンサから得られる情報に基づいて、スイッチ素子１４２を周期的に開閉させて所定の昇圧比を得る。【０１１５】
このような絶縁型の昇圧回路１４０を利用する場合、スイッチ素子１４２を開いていると、パワーコンディショナ２に太陽電池１の出力電力が供給されないため、集電箱４から起動する必要がある。この様な動作を行う場合、絶縁型昇圧回路１４０の動作は、図４のステップＳ１１の前に昇圧比を一定にして動作するステップを加えることで対応できる。尚、図１３に示す昇圧回路１４０は、絶縁型の昇圧回路の一例であり、他の絶縁型の昇圧回路でも同様にすると良い。【０１１６】
また、例えば、本実施形態において、電流閾値Ｉｃｔｈや電力閾値Ｐｃｔｈを用いて昇圧回路４１を起動する方法について述べたが、電流閾値Ｉｃｔｈや電力閾値Ｐｃｔｈは変更可能に構成されても良いし、各昇圧回路４１ａ〜４１ｄにおいてこれらの閾値を異なるようにしても良い。【０１１７】
また、例えば、第３の実施形態では、電圧センサ８６の検出する電圧値Ｖｃｉｎが、最高値Ｖｃｍａｘから所定量小さい値になった場合に、昇圧回路４１の動作（太陽電池１の出力電圧の昇圧）を開始しているが、第１の実施形態にも適用することができる。この場合、図４の動作フローのステップＳ１１の直前、或いは直後に図１４の動作フローのステップＳ４２〜Ｓ４４を、追加することで実現することができる。これにより、天気の変化により日射量が低下して太陽電池１の出力電圧Ｖｃｉｎが低下した場合に、昇圧回路４１が起動してしまうことを防ぐことができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ａ〜１ｄ      太陽電池
２      パワーコンディショナ
４      集電箱
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〜４０ｄ      
昇圧ユニット
４１ａ〜４１ｄ      
昇圧回路
４２ａ〜４２ｄ  昇圧制御回路
４３ａ〜４３ｄ      
回転式スイッチ
４４   表示部
４５   ボタン
５０   電力変換システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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