(57)【要約】【課題】バス電圧の目標値変更を速やかに行い得る系統連系装置を提供する。【解決手段】時刻ｔｘに達すると、基準波形Ｖｔｈ（ｎ）をＡＣ電圧値が上回り、このとき、変調率ＭＲ（ｎ）が０．９７を上回り、バス電圧補正判定ルーチンによって目標電圧値Ｖｄｃの増加指令情報が設定される。このため、次のゼロクロスタイミングｔ４では、新たな基準変調率ＭＲ（ｎ＋１）と目標電圧値Ｖｄｃ（ｎ＋１）とが設定され、信号生成部１５２ａでは、これらを用いて駆動信号を生成させる。【選択図】図５
2014236606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するＡＣ電圧値データを作成するＡＣ電圧値取得部と、前記ＡＣ電圧値データに対応させたＡＣ電圧値パラメータを設定するＡＣ電圧値パラメータ設定部と、前記系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形の電圧値に対応させた基準電圧値パラメータを設定する基準電圧値パラメータ設定部と、前記ＡＣ電圧値パラメータ及び前記基準電圧値パラメータの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部と、が機能構築されることを特徴とする系統連系装置。
【請求項２】
前記ＡＣ電圧値パラメータは、前記ＡＣ電圧値データと前記バス電圧のＤＣ検出値データとから算出されるＡＣ変調率値情報とされ、
前記基準電圧値パラメータは、前記基準波形の電圧値を現す基準電圧値データと前記バス電圧のＤＣ検出値データとから算出される基準変調率値情報とされることを特徴とする請求項１に記載の系統連系装置。
【請求項３】
前記目標バス電圧補正部では、前記ＡＣ変調率値情報及び前記基準変調率値情報を比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることを特徴とする請求項２に記載の系統連系装置。
【請求項４】
前記基準変調率値情報は、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報によって構成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の系統連系装置。
【請求項５】
前記複数の基準変調率値情報は、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第１の基準変調率値情報と、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第２の基準変調率値情報と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載の系統連系装置。
【請求項６】
前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第１の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第２の補正待機時間の方が長く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の系統連系装置。
【請求項７】
分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するＡＣ電圧値データを作成するＡＣ電圧値取得部と、前記系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、前記ＡＣ電圧値データ及び前記基準電圧値データの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部と、が機能構築されることを特徴とする系統連系装置。
【請求項８】
前記目標バス電圧補正部では、前記ＡＣ電圧値データ及び前記基準電圧値データを比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることを特徴とする請求項７に記載の系統連系装置。
【請求項９】
前記基準電圧値データは、異なる比率に対応して設けられた複数の基準電圧値データによって構成されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の系統連系装置。
【請求項１０】
前記複数の基準電圧値データは、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第１の基準電圧値データと、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第２の基準電圧値データと、を備えていることを特徴とする請求項９に記載の系統連系装置。
【請求項１１】
前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第１の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第２の補正待機時間の方が長く設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の系統連系装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系装置に関し、特に、直流リンク部のバス電圧制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
系統連系装置は、分散型電源と系統電源との間に介在するよう設置される。当該系統連系装置は、分散型電源による発電電力を直流から交流へ変換するものであり、其の交流電力を系統電源及び系統電源に接続された負荷へ供給させる。
【０００３】
系統連系装置では、生成した電流を系統電源へ供給させる為、ＡＣ電源電圧（又は、これに相当する値）を監視しながらインバータ回路の出力電流を制御させている。この出力電流は、コンバータ回路の平滑コンデンサに蓄積された電荷によって賄われるところ、当該平滑コンデンサの電圧値（バス電圧値）に大きく影響される。
【０００４】
これを受け、特開平１１−１２２８１８号公報（特許文献１）では、系統電圧（ＡＣ電源電圧）に基づいてコンバータ回路の昇圧電圧を制御させている。かかる技術では、図７に示す如く、系統電圧Ｖａｃに対する閾値Ｖｔｈ（ｎ）を設け、この閾値よりも幾分高い目標電圧Ｖｄｃ（ｎ）を設定している。
同図では、Ｖｄｃ（ｎ）＝Ｖｔｈ（ｎ）＋ΔＶｊ，とされる。
Ｖｄｃ（ｎ）：設定されている目標電圧
Ｖｔｈ（ｎ）：設定されている閾値
ΔＶｊ      ：オフセット値（リップル変動を考慮した値）
【０００５】
特許文献１の技術によれば、系統連系装置は、系統電圧Ｖａｃが閾値Ｖｔｈを上回ると（時刻ｔ３〜ｔ４参照）、系統電圧Ｖｔｈの上昇変動を把握し、目標電圧Ｖｄｃを増加させる指令を出す。
同図では、Ｖｄｃ（ｎ＋１）＝Ｖｄｃ（ｎ）＋ΔＶｈ，とされる。
Ｖｄｃ（ｎ＋１）：設定変更後の目標電圧
ΔＶｈ        ：目標電圧の補正値
【０００６】
図示の如く、変更後の目標電圧Ｖｄｃ（ｎ＋１）は、系統電圧Ｖａｃの変動を受けて設定値が随時変更され、コンバータ回路の昇圧電圧と系統電圧Ｖａｃとのオフセット量ΔＶｊを確保させる。特許文献１の記載によれば、このような関係が保たれることで、系統電圧Ｖａｃよりも昇圧電圧が常に上回るように制御され、出力電流の電流波形に高調波を重畳させることを回避できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１２２８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７に示す如く、目標電圧Ｖｄｃに対するオフセット量によって閾値Ｖｔｈを設定しまうと、系統電圧Ｖａｃの監視機能は、其の性質上、系統電圧Ｖａｃのピーク値Ｖｐ近傍を対象として変動状態を判定せざるを得ない。即ち、かかる技術では、ピーク値Ｖｐ（若しくは、其の近傍）を迎えなければ、監視中の系統電圧Ｖａｃが大きく変動しているか否かを判定できないとの不具合を招く。
【０００９】
例えば、図８（ａ）に示す如く、系統電圧Ｖａｃが時刻ｔｘで変動した場合、系統連系装置では、ピーク値Ｖｐ（若しくは、其の近傍）の後に、この変動を検知することになるから、次のピーク値Ｖｐ（時刻ｔ４〜ｔ５）を迎えなければ、系統電圧Ｖａｃの変動を検知できない。このため、時刻ｔ４〜ｔ５のピーク値手前では目標電圧Ｖｄｃが変更されることはなく、時刻ｔ５〜ｔ６を迎えてから変更後の目標電圧Ｖｄｃによる制御が行われる。このような場合、時刻ｔ４〜ｔ５のピーク値手前では、目標電圧の変更が実施されない為、バス電圧と系統電圧Ｖａｃとの接近を許してしまい、インバータ回路の出力電流Ｉａｃに高調波を形成させる惧れがある（図８ｂ、時刻ｔ４〜ｔ５参照）。
【００１０】
また、図９（ａ）に示す如く、系統電圧Ｖａｃがピーク値Ｖｐの手前で変動した場合（時刻ｔｙ参照）、其の波形におけるピーク値Ｖｐを迎えなければ目標電圧Ｖｄｃを変更できないので、直後のピーク値Ｖｐの近傍では、バス電圧と系統電圧Ｖａｃとの接近を許すこととなる。このため、出力電流Ｉａｃは、時刻ｔ３〜ｔ４での系統電圧Ｖａｃのピーク時刻に対応して、高調波が形成させる危険がある（図９ｂ参照）。
【００１１】
このように、目標電圧Ｖｄｃに対するオフセット量によって閾値Ｖｔｈが設定されると、目標電圧Ｖｄｃの変更タイミングが遅れてしまう。このため、系統電圧Ｖａｃの急変時刻ｔｘ，ｔｙから目標電圧Ｖｄｃが切換るまでに、インバータ回路の出力電流Ｉａｃに高調波が重畳されるとの問題が生じる。このような高調波は、系統電源の品質低下を招く因子とされ、各種ガイドラインでこれを取除くよう指導されている。
【００１２】
また、コンバータ回路とインバータ回路とを接続する直流リンク部では、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）の劣化に応じ、直流リンク部での電圧値Ｖｄｃ（ｉｎｓ）が大きな周期変動を伴ったものとされてしまう。この場合、従来例に係る系統連系装置では、直流リンク部での電圧値Ｖｄｃ（ｉｎｓ）が系統電源の電圧値Ｖａｃよりも一時的に低くなる状況が形成されてしまい、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質低下を招いてしまう。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑み、バス電圧の目標値変更を速やかに行い得る系統連系装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、第１の発明では次のような系統連系装置の構成とする。即ち、分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するＡＣ電圧値データを作成するＡＣ電圧値取得部と、前記ＡＣ電圧値データに対応させたＡＣ電圧値パラメータを設定するＡＣ電圧値パラメータ設定部と、前記系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形の電圧値に対応させた基準電圧値パラメータを設定する基準電圧値パラメータ設定部と、前記ＡＣ電圧値パラメータ及び前記基準電圧値パラメータの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築されることとする。
【００１５】
第１の発明について好ましくは、前記ＡＣ電圧値パラメータは、前記ＡＣ電圧値データと前記バス電圧のＤＣ検出値データとから算出されるＡＣ変調率値情報とされ、
前記基準電圧値パラメータは、前記基準波形の電圧値を現す基準電圧値データと前記バス電圧のＤＣ検出値データとから算出される基準変調率値情報とされることとする。
【００１６】
第１の発明について好ましくは、前記目標バス電圧補正部では、前記ＡＣ変調率値情報及び前記基準変調率値情報を比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることとする。
【００１７】
第１の発明について好ましくは、前記基準変調率値情報は、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報によって構成されることとする。
【００１８】
第１の発明について好ましくは、前記複数の基準変調率値情報は、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第１の基準変調率値情報と、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第２の基準変調率値情報とを備えていることとする。
【００１９】
第１の発明について好ましくは、前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第１の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第２の補正待機時間の方が長く設定されていることとする。
【００２０】
また、第２の発明では次のような系統連系装置の構成とする。即ち、分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するＡＣ電圧値データを作成するＡＣ電圧値取得部と、前記系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、前記ＡＣ電圧値データ及び前記基準電圧値データの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築されることとする。
【００２１】
第２の発明について好ましくは、前記目標バス電圧補正部では、前記ＡＣ電圧値データ及び前記基準電圧値データを比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムとが起動されることとする。
【００２２】
第２の発明について好ましくは、前記基準電圧値データは、異なる比率に対応して設けられた複数の基準電圧値データによって構成されることとする。
【００２３】
第２の発明について好ましくは、前記複数の基準電圧値データは、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第１の基準電圧値データと、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第２の基準電圧値データとを備えていることとする。
【００２４】
第２の発明について好ましくは、前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第１の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第２の補正待機時間の方が長く設定されていることとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る系統連系装置によると、系統電圧に相似な波形データを用いて基準値が設定されるので、目標電圧を変更すべき事象が生じた場合、当該系統電圧のピーク値の到来を待たずして、この変動を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る系統連系装置の構成を説明する図。
【図２】キャリア周波数毎に起動される処理ルーチンを説明する図。
【図３】複数の基準電圧値パラメータとＡＣ電圧値との関係を示す図。
【図４】ゼロクロスタイミング毎に起動される処理ルーチンを説明する図。
【図５】実施の形態に係る電力成分の状態を示す図。
【図６】他の実施の形態に係る電力成分の状態を示す図。
【図７】従来例に係る電力成分の状態を示す図（其の１）。
【図８】従来例に係る電力成分の状態を示す図（其の２）。
【図９】従来例に係る電力成分の状態を示す図（其の３）。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図１は、系統連系システム１０の構成が説明されている。尚、同図には、系統電源に接続される各種配電線が示されている。このうち、電源ラインＬ１及びＬ２は、これを介して、インバータ回路と系統電源（商用電源）とを連系させている。また、この電源ラインＬ１，Ｌ２には、リレーＲＹ３が介挿されると供に、図示されない負荷ＬＤが電気的に接続されている。
【００２８】
本実施の形態に係る系統連系システム１０は、分散型電源ＰＶＰと、接続箱ＰＶＢと、リレーＲＹ２と、系統連系装置１００と、図示されない単独運転検出装置と、適宜の信号ライン等によって構成される。本実施の形態では、分散型電源として太陽電池モジュールＰＶＰが用いられているが、この他、燃料電池，風力発電装置等の自然エネルギーを用いた小規模発電装置を用いても良い。
【００２９】
接続箱ＰＶＢは、太陽電池モジュールＰＶＰの各モジュールから各々供給された発電電力を結合させ、この直流状態の供給電力を系統連系装置１００へ出力させる。かかる接続箱ＰＶＢは、系統連系装置１００の入力部１０１へ電気的に接続され、太陽電池モジュールＰＶＰで発電された供給電力を中継する。
【００３０】
系統連系装置１００は、コンバータ回路１１０と，インバータ回路１２０と，フィルタ回路１３０と、各種センサ（１４１ｑ，１４１ｒ，１４１ｔ）と、制御回路１５０とから構成される。また、インバータ回路１２０の出力側には電源ラインＬ１及びＬ２が各々接続され、この他、センサ部には信号ラインが適宜に設けられている。
【００３１】
コンバータ回路１１０は、リアクトルＬｃ１及びダイオードＤ１から成る直列回路がバスラインＬａに設けられ、ダイオードＤ１のアノード側とバスラインＬｂとの間に能動素子Ｔ１が設けられる。また、ダイオードＤ１のカソード側では、能動素子Ｔ１に対し並列状態となるよう、双方のバスライン間に平滑コンデンサＣ１が接続される。かかるコンバータ回路１１０は、駆動信号ｓ１に応じて能動素子Ｔ１が通電／非通電となる動作を繰り返し、リアクトルＬｃ１の作用によって、平滑コンデンサＣ１へ電荷を供給する。このため、平滑コンデンサＣ１では、供給電荷量と放電電荷量とを適宜にバランスさせることで、供給電力における電圧成分よりも当該コンデンサでの両端電圧が高く維持される。以下、このような平滑コンデンサＣ１の両端電圧の状態を、昇圧電圧と呼ぶこととする。
【００３２】
バスラインＬａは平滑コンデンサＣ１の陽極側に設けられ、バスラインＬｂは同素子の陰極側に設けられる。かかるバスラインＬａ，Ｌｂは、コンバータ回路１１０とインバータ回路１２０との間に介在し、双方の回路を電気的に接続させる。バスラインＬａ及びＬｂは、平滑コンデンサＣ１の電極端子に対応して接続されるので、平滑コンデンサＣ１から後段の回路（インバータ回路１２０）へ直流電力を中継することなる。バスラインＬａ〜Ｌｂ間のバス電圧（昇圧電圧の電圧値）は、平滑コンデンサＣ１での電荷量によって決まるので、コンバータ回路１１０及びインバータ回路１２０の双方の回路動作に応じて其の電圧値が定まることとなる。以下、コンバータ回路１１０及びインバータ回路１２０の間のバスラインＬａ，Ｌｂを、総称して直流リンク部と呼ぶことがある。
【００３３】
インバータ回路１２０は、能動素子Ｔ２ａ及びＴ２ｂを直列接続させた第１の半導体アームと、Ｔ２ｃ及びＴ２ｄを直列接続させた第２の半導体アームとを備え、これら複数の半導体アームがバスラインＬａ，Ｌｂを介して並列接続されている。Ｔ２ａとＴ２ｂの接点ｔ１（出力端）は、電源ラインＬ１がフィルタ用リアクトルを通じて接続され、これを介して系統電源へ電気的に接続されている。同様に、電源ラインＬ２は、他のフィルタ用リアクトルを通じて、接点ｔ２（Ｔ２ｃとＴ２ｄの接点／出力端）と系統電源とが電気的に接続される。インバータ回路１２０は、駆動信号ｓａ〜ｓｄに応じて各能動素子Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄが通電状態を切換え、これにより、出力電流Ｉａｃは、パルス幅変調され正弦波に変換される。このように、インバータ回路１２０は、コンバータ回路１１０から出力された直中電力を交流電力へ変換させ、当該交流電力を系統電源へ逆潮流させる。
【００３４】
上述した能動素子とは、通電状態を規制するパワートランジスタを指し、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等が用いられる。かかる能動素子は、信号端子に駆動信号（例えば、ＰＷＭ信号）が入力され、通電電流を高い周波数（数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度）で断続動作させる。尚、特許請求の範囲における能動素子群とは、コンバータ回路側の能動素子Ｔ１とインバータ回路側の能動素子Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄとの総称である。
【００３５】
制御回路１５０は、図示の如く、系統連系装置１００に設けられるものであって、ＣＰＵ，メモリ回路，ＡＤ変換回路，及び，クロック回路等が内部構成として配備される。また、制御回路１５０に設けられた入力ポートには、供給電力の電流成分を示す入力側電流検出信号ｓｑ，系統電源へ供給する電流（即ち、出力電流）の電流値を示す出力側電流検出信号ｓｒ，バス電圧の電圧値を示すバス電圧検出信号ｓｔ，等が入力される。更に、制御回路１５０では、先に説明した駆動信号ｓ１，ｓａ〜ｓｄを生成し、制御回路１５０に設けられた出力ポートからは、その駆動信号ｓ１，ｓａ〜ｓｄが出力されることとなる。
【００３６】
上述した回路構成のうちメモリ回路には、各種プログラムが記録され、このプログラムがＣＰＵ内のレジスタへ読み込まれることにより、これらハードウェア資源とソフトウェア資源とが協同して後述する機能部を構築させる。具体的に説明すると、本実施の形態に係る制御回路１５０では、コンバータ制御部１５１と、インバータ制御部１５２と、この他、解列用リレー制御部（図示なし）等が機能構築される。
【００３７】
このうち、解列用リレー制御部では、単独運転検出装置（図示なし）から系統電源が停電状態である旨の情報を受け、これに基づいてリレーＲＹ３を解列させるよう制御させる。また、系統電源が復帰すると、この情報を受けてリレーＲＹ３を系列動作させる。
【００３８】
コンバータ制御部１５１には、入力成分検出部１５１ｄと、ＭＰＰＴ制御部１５１ｃと、パラメータ算出部１５１ｂと、ＰＷＭ信号生成部１５１ａ等が機能構成される。入力成分検出部１５１ｄでは、供給電力の電流成分（即ち、リアクトルＬｃへ流れる電流成分）を信号ｓｑに基づいてデータ作成し、このデータをＣＰＵのレジスタ又はメモリ回路等へ格納させる。
【００３９】
其の後、ＭＰＰＴ制御部１５１ｃでは、Ｖ−Ｉ出力特性に基づいて最大電力点となる電力値を特定する。本実施の形態では、所謂「山登り法」という方法を用いて最大電力点となる目標電流値を特定している。
【００４０】
其の後、パラメータ算出部１５１ｂでは、「先の目標電流値」と「リアクトルＬｃへ流れる電流」とを比較させ、この差分値を零へ収束させるようにＰＩ制御させることで昇圧電圧の目標値を示すパラメータを算出する。
【００４１】
其の後、ＰＷＭ信号生成部１５１ａは、このパラメータに基づいて駆動信号（ＰＷＭ信号）ｓ１を作成し、ドライブ回路（図示なし）等を介して能動素子Ｔ１を駆動させる。このように、コンバータ制御部１５１は、リアクトルＬｃの通過電流を監視しながら、平滑コンデンサＣ１へ与える電荷量を制御している。
【００４２】
インバータ制御部１５２には、電力成分検出部１５２ｆと、ＡＣ電圧取得部１５２ｅと、ＡＣ電圧値パラメータ設定部１５２ｄと、基準電圧値パラメータ設定部１５２ｃと、目標バス電圧補正部１５２ｂと、ＰＷＭ信号生成部１５２ａ等が機能構成される。本実施の形態では、電力成分検出部１５２ｆと、ＡＣ電圧取得部１５２ｅと、ＡＣ電圧値パラメータ設定部１５２ｄとが、図２（ａ）の変調率算出ルーチンを規定するプログラムに組込まれている。また、目標バス電圧補正部１５２ｂは、図２（ｂ）のＡＣ電圧パラメータ算出ルーチンの処理Ｓ２１、バス電圧補正判定ルーチンを規定するプログラム、バス電圧補正量設定ルーチンを規定するプログラムに相当する。尚、本実施の形態では、変調率算出ルーチン，ＡＣ電圧パラメータ算出ルーチン，バス電圧補正判定ルーチンがキャリア周期毎（キャリア周波数を１７ｋｈｚとする）に起動される。
【００４３】
バス電圧検出処理Ｓ１１では、信号ｓｔに基づいて平滑コンデンサＣ１の両端電圧を検出し、この両端電圧を示すデータ（ＤＣ検出値データ）をデータレジスタ等へデータ作成する。また、出力電流検出処理Ｓ１２では、信号ｓｒに基づいてインバータ回路の出力電流Ｉａｃを検出し、出力電流Ｉａｃを上述同様に電子部品にデータ作成させる。
【００４４】
電流指令値設定処理Ｓ１３では、出力電流の振幅と正弦波の位相に相当する値とを乗算させ、これを電流指令値として設定する。尚、これに限らず、適宜の補正値を加えても良い。そして、電流差分値算出処理Ｓ１４では、この電流指令値と出力電流との差分値ΔＩを算出する。
【００４５】
差分値ΔＩが算出されると、ＡＣ電圧成分算出処理Ｓ１５では、この差分値ΔＩが零へ収束するようＡＣ電圧値データを作成する。このＡＣ電圧値データは、ＰＩ制御によって決定されるものであって、差分値ΔＩが零へ収束するよう制御が進行すると、事後的に、系統電源の電圧値にサーチュレートされるものである。即ち、本実施の形態におけるＡＣ電圧値データは、系統電圧の電圧値を直接監視しなくとも、間接的にこれに相当する電圧値を監視したデータであることを意味する。
【００４６】
変調率算出処理Ｓ１６では、ＡＣ電圧値データに対応して算出された変調率値情報を算出する。この変調率情報は、キャリア周期（約０．０５９ｍｓｅｃ）毎に更新される情報である。具体的に説明すると、変調率値情報は、キャリア周期が到来すると、ＡＣ電圧値データＶａｃとＤＣ検出値データＶｄｃ（ｉｎｓ）とを用いて「ＭＲ＝Ｖａｃ／Ｖｄｃ（ｉｎｓ）」を算出する。このパラメータＭＲは、変調率と呼ばれるものであって、値の変動状態を示すパラメータである。本実施の形態に係る変調率は、太陽電池モジュールＰＶＰの出力変動を示し（分母）、且つ、系統電源の電圧成分の変動をも表現する（分子）。
【００４７】
変調率算出ルーチンが終了すると、ＡＣ電圧パラメータ算出ルーチンが起動される。目標バス電圧値補正処理Ｓ２１では、バス電圧の目標値Ｖｄｃに変更がなければ、現在の目標電圧値Ｖｄｃ（ｎ）を設定値として据え置く。また、バス電圧の目標値に変更が必要となれば、変更後の目標電圧値をＶｄｃ（ｎ＋１）として設定する。
【００４８】
其の後、ＡＣ電圧成分パラメータ算出処理Ｓ２２では、目標電圧値Ｖｄｃを用いてＡＣ電圧成分パラメータの算出を行う。このＡＣ電圧パラメータとは、出力電流値及び電流指令値の差分値ΔＩに基づいて算出されたＰＩ制御後のパラメータであり、当該パラメータに目標電圧値Ｖｄｃが含まれたものである。即ち、このＡＣ電圧パラメータは、目標電圧値Ｖｄｃの変動が反映されるパラメータであり、言換えると、太陽電池モジュールの変動及び系統電源の電圧変動を受けて変化されるパラメータである。
【００４９】
ＡＣ電圧パラメータが算出されると、当該パラメータがＰＷＭ信号生成部１５２ａへ投入され、其処で駆動信号（ＰＷＭ信号）が生成される。そして、其のＰＷＭ信号ｓａ〜ｓｄは、能動素子Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄへ出力され、インバータ回路１２０の出力電流Ｉａｃを制御させる。
【００５０】
バス電圧補正判定ルーチンでは（図２ｃ参照）、基準電圧値パラメータが予め設定されている。当該基準電圧値パラメータは、系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形を示す電圧値パラメータである。本実施の形態の場合、基準電圧値パラメータは、基準波形Ｖｔｈ（図４参照）の電圧値を現す基準電圧値データと、ＤＣ検出値データとから算定される。以下、これを基準変調率情報ＭＲｔｈと呼ぶ。
【００５１】
本実施の形態に係るバス電圧補正判定ルーチンでは、この基準値が基準変調率情報ＭＲｔｈａ及び基準変調率情報ＭＲｔｈｂとして２種類設けられ、其れらが各々、「ＭＲｔｈａ＝０．９７，ＭＲｔｈｂ＝０．９５」とされている。これにより、バス電圧補正判定ルーチンでは、処理Ｓ３１→処理３２の第１処理経路と、処理Ｓ３１→処理３３→処理３５の第２処理経路と、処理Ｓ３１→処理３３→処理３４の第３処理経路とが形成される。
【００５２】
そして、キャリア周期毎に算出されるＡＣ変調率値情報ＭＲが「ＭＲ＞０．９７」の場合、第１の指令情報記録処理Ｓ３２に導かれ、目標電圧値Ｖｄｃを上昇させる旨の「第１の指令情報」をメモリ回路へ記録させる。この場合、変調率が非常に高く、現在のバス電圧と系統電源の電圧値とが接近している危険がある（図３ａ参照）。従って、この「第１の指令値」は、変調率が高くなった時点（第１処理経路の時点）で直ちに設定される。バス電圧と系統電源の電圧値との接近を逸早く回避させる為である。
【００５３】
一方、キャリア周期毎に算出されるＡＣ変調率値情報ＭＲが「ＭＲ≦０．９５」の場合、第２の指令情報記録処理Ｓ３５に導かれ、所定時間が経過していることを条件として、目標電圧値Ｖｄｃを低下させる旨の「第２の指令情報」をメモリ回路へ記録させる。目標電圧値Ｖｄｃを低下させるのは、コンバータ回路１１０での発熱を回避させる為である（図３ｂ参照）。また、本実施の形態では、「第２の指令情報」を設定するにあたり、第２処理経路に切換ってから５００ｍｓｅｃの継続期間を待つこととしている。即ち、増加補正量「＋ΔＶｇ」を与えるに要する時間（第１の補正待機時間）よりも、減少補正量「−ΔＶｇ」を与えるに要する時間（第２の補正待機時間）の方が長く設定されている。何故なら、目標電圧値Ｖｄｃを低下させることは、系統電圧との接近を誘発する恐れがある為、この動作については慎重を期すべきだからである。
【００５４】
尚、第３処理経路で処理が実行される場合、図３（ｃ）に示す如く、ＡＣ変調率値情報ＭＲが「０．９７＞ＭＲ＞０．９５」となり、ＡＣ変調率値情報ＭＲの大きな変動がみられない。このような範囲の変動であれば、目標電圧値Ｖｄｃの変更を行わずに、現在設定中の目標電圧値Ｖｄｃで制御が続行されることとなる。また、タイムカウントクリア処理Ｓ３４は、５００ｍｓｅｃ以内に第２処理経路から第３処理経路へ処理経路が移った場合、再度、第３処理経路へ処理経路が移ったときにカウント値を零スタートさせる為である。
【００５５】
このように、バス電圧補正判定ルーチンでは、変調率の大小関係に基づき、目標電圧値Ｖｄｃを増加させるか、減少させるか、そのまま維持させるかといった補正指令の種別を決定する。このような制御を実現させるため、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報ＭＲｔｈａ，ＭＲｔｈｂが設けられている。
【００５６】
本実施の形態では、バス電圧補正量設定ルーチン（図４参照）が系統電圧のゼロクロスタイミング毎（１７ｍｓｅｃ毎，又は，２０ｍｓｅｃ毎）に起動される。ここで、第１の指令情報（増加指令情報）を検出したならば（処理Ｓ４１）、増加補正値設定処理Ｓ４２が実行され「補正量：＋ΔＶｇ」を決定する。また、第２の指令情報（減少指令情報）を検出したならば（Ｓ４４）、減少補正値設定処理Ｓ４５が実行され「補正量：−ΔＶｇ」を決定する。この補正量が決定されると、これらの補正指令は、次回の処理に誤って反映されないよう初期化される（Ｓ４３，Ｓ４６）。この補正量は、増加させる場合と減少させる場合とで、其の絶対値を変えても良い。
【００５７】
本実施の形態では、変調率値情報に基づいて、Ｖａｃ（ｎ）のピーク値Ｖｐ（ｎ）よりも大きな目標電圧値Ｖｄｃが設定される。この変調率値情報は、図５（ａ）に示す如く、ＡＣ電圧値データＶａｃ（ｎ）の相似形な基準波形Ｖｔｈ（ｎ）を示すもので、時刻ｔ３までは、ＡＣ電圧値Ｖａｃ（ｎ）と目標電圧値Ｖｔｈ（ｎ）とが良好な関係を保っているので、目標電圧Ｖｄｖ（ｎ）に変化は生じない。
【００５８】
其の後、時刻ｔｘに達すると、基準波形Ｖｔｈ（ｎ）をＡＣ電圧値が上回り、このとき、変調率ＭＲ（ｎ）が０．９７を上回り、バス電圧補正判定ルーチンによって目標電圧値Ｖｄｃの増加指令情報が設定される。このため、次のゼロクロスタイミングｔ４では、新たな基準変調率ＭＲ（ｎ＋１）と目標電圧値Ｖｄｃ（ｎ＋１）とが設定され、信号生成部１５２ａでは、これらを用いて駆動信号を生成させる。
【００５９】
本実施の形態に係る系統連系装置１００によると、系統電圧に相似な波形データを用いて基準値（基準変調率）が設定されるので、目標電圧を変更すべき事象が生じた場合、当該系統電圧のピーク値の到来を待たずして、この変動を検出することが可能となる。
【００６０】
本実施の形態によれば、ゼロクロスタイミング毎に目標電圧値Ｖｄｃが変更されるので、時刻ｔ４が到来すると、目標電圧値Ｖｄｃに対する補正量「＋ΔＶｇ」が速やかに与えられることとなる。このため、修正された目標電圧値Ｖｄｃ（ｎ＋１）に基づいてＡＣ電圧成分パラメータが算出され、このＡＣ電圧成分パラメータに基づいてＰＷＭ信号を生成出力する。このように、出力電流Ｉａｃが制御されることで、ＡＣ電圧値Ｖａｃに接近することのないバス電圧の制御が実現される。
【００６１】
また、バス電圧補正量設定ルーチンをキャリア周期毎に起動できる場合、図６に示す如く、変調率の変化が現れるに応じて（時刻ｔｙ）、速やかに目標電圧値Ｖｄｃの変更が可能となる。この場合、次のゼロクロスタイミングを待つことなく目標電圧値Ｖｄｃの変更が実現され、出力電流Ｉａｃの高調波抑制に更なる貢献が期待できる。
【００６２】
以上、実施の形態及び実施例に基づき本発明を具体的に説明してきたが、特許請求の範囲に記載の発明は、かかる事項によって限定されるものでなく、当該発明の技術的思想に基づいて適宜変更が可能である。例えば、上記実施の形態によれば、増加時の目標電圧値Ｖｄｃは、「Ｖｄｃ（ｎ＋１）＝Ｖｄｃ（ｎ）+ΔＶｇ」によって決定される。しかし、この式に限らず、Ｖｄｃ（ｎ）に比例値を与え、次回の目標値Ｖｄｃ（ｎ＋１）を算出するようにしても良い。
【００６３】
また、上記実施の形態によれば、バス電圧の実質的制御をインバータ制御部１５２が行っている。しかし、特許請求の範囲に係る発明は、これに限るものでなく、コンバータ制御部１５２によってバス電圧を制御させるようにしても良い。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、電流指令値と出力電流とに基づくＰＩ制御の結果値が「ＡＣ電圧値データ」とされている。しかし、特許請求の範囲に記載の「ＡＣ電圧値データ」は、これに限らず、ＡＣ電圧の検出センサから受信した電圧信号に基づきデータ作成されたものであっても良い。
【００６５】
更に、上記実施の形態によれば、ＡＣ電圧値パラメータとして変調率を設定し、この変調率と基準変調率（正弦波上の閾値）とを比較することで、バス電圧の変化（太陽光の変化又は系統電圧の変化）を判別している。しかし、特許請求の範囲に記される技術的思想は、これに限定されるものではなく、系統電圧波形に相似形となる種々のパラメータを適用することが可能である。
【００６６】
その一例として、特許請求の範囲における請求項７乃至請求項１１の何れか一項に記載の発明では、パラメータとしてＡＣ電圧値をそのまま利用し、これに対して正弦波状の閾値を与えることを提案している。
【００６７】
即ち、かかるインバータ制御部１５２では、系統電源の電圧値に相当するＡＣ電圧値データを作成するＡＣ電圧値取得部と、系統電源のＡＣ電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、ＡＣ電圧値データ及び基準電圧値データの大小関係に基づきバス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された目標値を用いて駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築される。
【００６８】
尚、「発明が解決しようとする課題」で指摘したように、系統連系装置では、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）の劣化に応じ、直流リンク部での電圧値Ｖｄｃ（ｉｎｓ）が大きな周期変動を伴ったものとされてしまう。この場合、従来例に係る系統連系装置では、直流リンク部での電圧値Ｖｄｃ（ｉｎｓ）が系統電源の電圧値Ｖａｃよりも一時的に低くなる状況が形成されてしまい、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質低下を招いてしまう。
【００６９】
これに対し、本発明では、変調率を監視しつつ直流リンク部の目標電圧値Ｖｄｃが速やかに修正されるので、直流リンク部での電圧値Ｖｄｃ（ｉｎｓ）が系統電源の電圧値Ｖａｃを下回る前に上昇するよう制御され、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質が保たれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  系統連系システム，    １００  系統連系装置，    ＰＶＰ  太陽電池モジュール，    ＰＶＢ  接続箱，    ＲＹ２〜ＲＹ３  リレー，    １１０  コンバータ回路，    １２０  インバータ回路，    １３０  フィルタ回路，    １５０  制御回路，    １５１  コンバータ制御部，    １５２  インバータ制御部，    １５２ｅ  ＡＣ電圧値取得部，    １５２ｄ  ＡＣ電圧パラメータ設定部，    １５２ｃ  基準電圧パラメータ設定部，    １５２ｂ  目標バス電圧補正部，    １５２ａ  ＰＷＭ信号生成部，    ＭＲ  変調率値情報，    Ｖｄｃ  ＤＣ検出値データ，    Ｖｔｈ  基準波形データ。
【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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