(57)【要約】【課題】  パワーコンディショナはインバータの出力電力が増加するに伴って系統への送り出し電圧が上昇する。そのため、インバータ出力電圧（＝系統電圧）を検出し、その検出電圧が所定の（たとえば予め定めた）上限値に達した場合、出力電力を低減させるなどして出力電圧の上昇を抑制する。このとき、系統電圧の検出値の表示部を備えることによって、所有者に系統電圧がどれほど抑制されたのか確認することが出来るパワーコンディショナを提供する。【解決手段】  インバータ１３の出力電圧を検出し、検出電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないようにインバータ１３の出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、出力電圧抑制の動作状態を表示する表示パネル１５とを備え、抑制動作している間、表示パネル１５に抑制中の出力電圧の検出値を可視化する。【選択図】図５
2014220920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられる表示パネルであって、
該表示パネルには、前記パワーコンディショナの抑制運転を示す第１の表示手段と、現在の発電電力量を示す第２の表示手段が設けられており、
前記パワーコンディショナが抑制モードで動作しているときには、前記第１の表示手段に抑制運転であること、前記第２の表示手段に現在の発電電力量を表示することを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられるパワーコンディショナであって、
前記太陽電池の出力電力が入力され、直流電力を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
該ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換するインバータと、
該インバータの出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
該検出部で検出した電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないように前記インバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、
該出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、前記出力電圧検出部の検出値を表示する表示パネルと、
を具備することを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーコンディショナであって、
前記表示パネルには、前記出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、抑制運転であることを表示することを特徴とするパワーコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電等の発電システムで用いられる表示パネル、および、それを備えたパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１の段落０００９には、太陽電池の直流出力を交流電力に変換して系統配電線と連系運転する連系型インバータにおいて、前記インバータの出力電圧を検出する検出部と、検出電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないようにインバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、該出力電圧抑制部が抑制動作している期間を可視化する表示部とを備え、出力電圧抑制部の動作状態を表示することを特徴とする連系型インバータ装置が開示されており、この構成により、ユーザがインバータ出力電圧が抑制されている期間を知ることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７２７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、一般使用者（ユーザ）は系統電圧抑制機能が動作していることは確認できるが、その効果までは確認することが出来ない。例えば、系統電圧抑制機能の限界を超えてやむなくインバータ出力を停止する場合、出力電力の低減によって系統電圧がどれほど抑制されたのか分からなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１では、太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられる表示パネルであって、該表示パネルには、前記パワーコンディショナの抑制運転を示す第１の表示手段と、現在の発電電力量を示す第２の表示手段が設けられており、前記パワーコンディショナが抑制モードで動作しているときには、前記第１の表示手段に抑制運転であること、前記第２の表示手段に現在の発電電力量を表示することを特徴とする表示パネルとした。
【０００６】
また、請求項２では、太陽電池と、該太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換して商用系統に出力するパワーコンディショナからなる太陽光発電システムで用いられるパワーコンディショナであって、前記太陽電池の出力電力が入力され、直流電力を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、該ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータの出力電圧を検出する出力電圧検出部と、該検出部で検出した電圧に基づき、連系運転時に系統電圧が所定の上限値を超えないように前記インバータの出力電圧を抑制する出力電圧抑制部と、該出力電圧抑制部が前記インバータの出力電圧を抑制している間、前記出力電圧検出部の検出値を表示する表示パネルと、を具備することとした。
【発明の効果】
【０００７】
出力電圧抑制機能の動作中において、系統電圧の抑制効果を可視化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のパワーコンディショナの回路構成を示す図
【図２】太陽電池の電流−電圧特性、電流−電力特性を示すグラフ
【図３】実施例１の電圧と電力の時間変化を示すグラフ
【図４】実施例１の系統電圧上昇異常を判定するＰＡＤ図
【図５】実施例１の表示パネルを示す図
【図６】実施例２のパワーコンディショナの表示パネルを示す図
【図７】実施例３のパワーコンディショナの表示パネルを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１のパワーコンディショナを図１〜図５を用いて説明する。図１は実施例１のパワーコンディショナを含む太陽光発電システムであり、１はパワーコンディショナ、１１は太陽電池パネル、１４は商用系統である。また、パワーコンディショナ１は、DC-DCコンバータ１２、インバータ１３を有しており、表示パネル１５が接続されている。
【００１１】
ここに示すように、太陽電池パネル１１はその両端がDC-DCコンバータ１２の入力端子に接続され、DC-DCコンバータ１２の出力端子はインバータ１３の入力端子に接続されている。また、インバータ１３の出力端子は外部の単相３線式の商用系統１４に接続されている。また、表示パネル１５はインバータ１３に接続されており、ＬＥＤや液晶表示素子などの種種の表示手段を用いることができる。
【００１２】
DC-DCコンバータ１２は、図２に示す太陽電池の特性から、常に最大電力点を追従する制御（以下「最大電力点追従制御」）を備えている。図２において、実線は太陽電池の出力電流Ipvと出力電圧Vpvの特性（以下「電流−電圧特性」）を示すグラフであり、破線は太陽電池の出力電流Ipvと出力電力Ppvの特性（以下「電流−電力特性」）を示すグラフである。ここに示すように、電流−電圧特性は、出力電圧Vpvが０のときに出力電流Ipvが短絡電流Iscとなり、出力電圧Vpvが開放電圧Vocのときに出力電流Ipvが０となる非線形の特性である。また、電流−電力特性は、出力電流IpvがIpmaxのときに出力電力Ppvが最大電力点Pmaxとなる特性を有し、最大電力点Pmaxのときの出力電圧VpvをVpmaxとする。
【００１３】
DC-DCコンバータ１２は、最大電力点追従制御によって得られた電力をインバータ１３に出力する。インバータ１３は商用系統１４と接続し、交流電力を出力する。インバータ１３には電圧を監視するため両電圧線U、Vと、中性線Oから信号線が接続されている。
【００１４】
インバータ１３においては、中性線とU相線間電圧Vu-oと、中性線とV相線間電圧Vv-oを検出する。検出した系統電圧Vu-o、またはVv-oのいずれかが所定の（例えば予め定めた）上限値Vresに達した場合、系統電圧の上昇を抑制するため出力電力を低減させるが系統電圧が上限値に達している間、表示パネル１５のＬＥＤ等を点灯し系統電圧上昇抑制機能の動作状況を表示する。さらに、検出したVu-o、またはVv-oの検出値を表示パネル１５に可視化する。
【００１５】
次に、系統電圧上昇抑制機能の動作を説明する。図３は横軸を時間として、系統電圧上昇抑制機能の動作波形を示した図である。上から順に、パワーコンディショナ１の運転動作モード、中性線OとU相線間電圧Vu-o、または中性線OとV相線間電圧Vv-oの波形、インバータ１３から商用系統１４へ出力される電力を示す。
【００１６】
定常モードでは、DC-DCコンバータ１２は太陽電池パネル１１の最大電力点の電力を得るように制御してインバータ１３に出力する。定常モードで運転中、Vu-oまたはVv-oが上限値Vresに達したとき、運転モードが抑制モードに切り替わる。
【００１７】
抑制モードでは、DC-DCコンバータ１２は太陽電池パネル１１から最大電力点から徐々に小さくした電力を得るように制御してインバータ１３に出力し、インバータ１３の出力電力を抑制する。インバータ１３の出力電力を抑制することにより、系統電圧が上限値Vres以上とならないように制御している。Vu-oまたはVv-oが上限値Vresを下回ったとき、抑制モードから定常モードへと切り替わる。このとき、DC-DCコンバータ１２は再び太陽電池パネル１１の最大電力点の出力電力を得るように制御してインバータ１３に出力する。
【００１８】
図４はインバータ１３の系統電圧上昇判定の処理内容を表したPAD図である。図４において、系統電圧上昇判定が開始されると、まず運転モードと系統電圧の状態を判定する。抑制モード中であり、系統電圧が上限値Vresに達した場合、抑制運転を継続し表示パネル１５に抑制運転状態と系統電圧検出値の表示を行う。抑制モード中に系統電圧が上限値Vresを下回った場合、運転モードを定常モードに切り替えて、表示パネル１５の抑制運転状態と系統電圧検出値の表示を解除する。運転モードが定常モードであり、系統電圧が上限値Vresに達した場合、表示パネル１５に系統電圧上昇異常の報知、運転モードを抑制モードに切り替え、抑制運転状態の表示を行い、抑制運転を開始する。
【００１９】
図５は、パワーコンディショナ１の表示パネル１５の構成例を示した図である。表示パネル１５は、インバータ１３と接続されており、パワーコンディショナの動作状況を遠隔表示することができる。
【００２０】
図５において、５１は連系運転時に点灯する連系ＬＥＤ、５２は自立運転時に点灯する自立ＬＥＤ、５３は抑制運転時に点灯する抑制ＬＥＤ、５４はパワーコンディショナに異常があった場合に異常コードを表示する７セグメントＬＥＤ、５５は系統電圧上昇抑制運転時に系統電圧検出値を表示する７セグメントＬＥＤ、５６は発電量などを表示する７セグメントＬＥＤ、５７は７セグメントＬＥＤ５６が積算電力量を表示するときに点灯する積算電力量ＬＥＤ、５８は７セグメントＬＥＤ５６が発電電力量を表示するときに点灯する発電電力量ＬＥＤである。
【００２１】
停止中は、連系ＬＥＤ５１、自立ＬＥＤ５２、抑制ＬＥＤ５３は消灯している。このとき、７セグメント５６には停止中であることを表す情報を表示しても良い。
【００２２】
定常モードでは、連系ＬＥＤ５１が点灯し、７セグメントＬＥＤ５６に現在の発電電力量（＝出力電力）を表示する。
【００２３】
抑制モードでは、連系ＬＥＤ５１と抑制ＬＥＤ５３が点灯し、７セグメントＬＥＤ５４に異常内容を知らせる異常コード、７セグメントＬＥＤ５５に系統電圧検出値、７セグメントＬＥＤ５６に現在の発電電力量（＝出力電力）を表示する。これにより、抑制運転中に出力電圧の検出値を可視化することができ、抑制モードの効果を確認することができる。
【００２４】
なお、抑制ＬＥＤ５３を点灯または点滅表示を行うことにより、インバータ１３が連系運転している状態のときに系統電圧が所定の（例えば予め定めた）上限値を超えて出力抑制機能が働いた場合と、連続運転に起因した温度上昇で出力電力を抑制している場合を区別してもよい。
【実施例２】
【００２５】
図６を用いて実施例２を説明する。なお、実施例１と共通する点は説明を省略する。
【００２６】
実施例１と本実施例の違いとして、表示パネル１５は、パワーコンディショナ本体に組み込まれている点が挙げられる。このような構成により、パワーコンディショナの運転状態と配線の接続状態を同時に確認でき、異常の特定が容易になる。
【実施例３】
【００２７】
図７を用いて実施例３を説明する。なお、実施例１または２と共通する点は説明を省略する。
【００２８】
図７も実施例２と同様に表示パネル１５が組み込まれたパワーコンディショナの構成図である。図７において、７１は積算電力量、発電電力量、異常内容、系統電圧検出値を表示する７セグメントＬＥＤである。実施例２と本実施例の違いとして、表示パネル１５に、異常コード表示部と、系統電圧上昇抑制運転時に表示する系統電圧検出値の表示部がなく、７セグメントＬＥＤ７１にすべての情報を表示する点が挙げられる。
【００２９】
このような構成により、一般使用者（ユーザ）に必要な時に必要な情報のみ表示することができる。
【００３０】
本実施例では、系統電圧上昇抑制運転時において、7セグメントＬＥＤ７１は一定時間ごとに発電電力量と、検討電圧検出値を交互に表示することができる。また、異常発生時に異常コードを一定時間表示することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１：パワーコンディショナ
１１：太陽電池パネル
１２：DC-DCコンバータ
１３：インバータ
１４：商用系統
１５：表示パネル
５１：連系ＬＥＤ
５２：自立ＬＥＤ
５３：抑制ＬＥＤ
５４：７セグメントＬＥＤ
５５：７セグメントＬＥＤ
５６：７セグメントＬＥＤ
５７：積算電力量ＬＥＤ
５８：発電電力量ＬＥＤ
７１：７セグメントＬＥＤ
【図１】
2014220920.tif 000003
【図２】
2014220920.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014220920.tif 000006
【図５】
2014220920.tif 000007
【図６】
2014220920.tif 000008
【図７】
2014220920.tif 000009