(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の出力を交流電力に変換し、電力系統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池の動作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御回路と、前記電力系統の連系点電圧を検出する検出器を設け、
前記連系点電圧が第１の設定値電圧以上になったときに、
前記最大電力点追従制御回路の前記最大電力点追従制御を停止し、太陽電池動作点指令電圧を固定し、前記連系点電圧が前記第１の設定値電圧以上の第２の設定値より高ければ増加、前記第２の設定値より低ければ減少させるような零以上の値をもつ補正電圧と前記固定された太陽電池動作点指令電圧との和または差をとったものを新たな太陽電池動作指令電圧として前記電力変換装置に与え、前記連系点電圧を前記第２の設定値に維持するように制御し、
前記補正電圧が零になったときに、
前記連系電圧を前記第２の設定値に維持する制御を停止し、前記最大電力点追従制御回路の前記太陽電池動作点指令電圧の固定を解除し、前記最大電力点追従制御を再開して、
前記連系点電圧の過電圧を抑制することを特徴とする太陽光発電用電力変換装置の系統の電圧保護方法。
【請求項２】
太陽電池の出力を交流電力に変換し、電力系統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池の動作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御回路と、
前記電力系統の連系点電圧を検出する検出器と、
前記連系点電圧が第１の設定値電圧以上になったときに、前記最大電力点追従制御を停止し、太陽電池動作点指令電圧を固定し、前記連系点電圧が前記第１の設定値電圧以上の第２の設定値より高ければ増加、前記第２の設定値より低ければ減少させるような零以上の値をもつ補正電圧と前記固定された太陽電池動作点指令電圧との和または差をとったものを新たな太陽電池動作指令電圧として前記電力変換装置に与え、前記連系点電圧を前記第２の設定値に維持するように制御し、前記補正電圧が零になったときに、前記連系電圧を前記第２の設定値に維持する制御を停止し、前記太陽電池動作点指令電圧の固定を解除し、前記最大電力点追従制御を再開して、前記連系点電圧の過電圧を抑制する制御装置と
を備えたことを特徴とする太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電用電力変換装置と系統電源との連系において、電力変換装置 (インバータ) から送電される電力が大きくなるか、柱上変圧器から電力変換装置までの配電線が長くインピーダンスが大きい場合、電力変換装置と系統とが接続されている連系点電圧が配電線の逆起電力によって上昇し、連系点につながる家電設備等の負荷に悪影響を及ぼす恐れがある。
従来、このような連系点の過電圧を抑えるために、まず電力変換装置の出力電流を電圧に対して進相させて電圧上昇を抑制し、次に電力変換装置出力力率が規定値になっても電圧上昇が抑制されない場合には、電力変換装置の出力電流を減少させることで連系点電圧の過電圧を抑制していた（分散型電源系統連系技術指針  ＪＥＡＧ  ９７０１−１９９３）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
連系点電圧を電力変換装置の出力電流を減少させて抑制するには、電力変換装置を太陽電池の最大電力点追従制御から、連系点の電圧上昇を抑制する連系点電圧抑制制御に切り換えなければならない。このとき、太陽電池の出力電力は減少し、太陽電池の動作点は図２のように最大電力点（Ａ）から電力の小さい２ケ所（Ｂ，Ｃ）のうちどちらかに移動する。また連系点電圧抑制制御の状態で、太陽電池の動作点が最大電力点（Ａ）になれば連系点電圧制御から最大電力点追従制御へ切り換えなければならない。しかし、最大電力点（Ａ）は日射量や太陽電池温度によって変化し、最大電力点追従制御を行っていない状態では、太陽電池の最大電力点（Ａ）がどこにあるかは不明なため、連系点電圧抑制制御を終了して最大電力点追従制御に移行する条件を効率よく検出できないといった問題があった。本発明が解決すべき課題は、連系点電圧が設定値以上に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整および連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる方法及び装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の太陽光発電用電力変換装置の系統過電圧保護方法は、太陽電池の出力を交流電力に変換し、電力系統に連系する電力変換装置において、前記太陽電池の動作点を変動させ最大電力点を追従する最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御回路と、前記電力系統の連系点電圧を検出する検出器を設け、前記連系点電圧が第１の設定値電圧以上になったときに、前記最大電力点追従制御回路の前記最大電力点追従制御を停止し、太陽電池動作点指令電圧を固定し、前記連系点電圧が前記第１の設定値電圧以上の第２の設定値より高ければ増加、前記第２の設定値より低ければ減少させるような零以上の値をもつ補正電圧と前記固定された太陽電池動作点指令電圧との和または差をとったものを新たな太陽電池動作指令電圧として前記電力変換装置に与え、前記連系点電圧を前記第２の設定値に維持するように制御し、前記補正電圧が零になったときに、前記連系電圧を前記第２の設定値に維持する制御を停止し、前記最大電力点追従制御回路の前記太陽電池動作点指令電圧の固定を解除し、前記最大電力点追従制御を再開して、前記連係点電圧の過電圧を抑制するものである。
【０００５】
【作用】
上記手段によって電力変換装置と系統との連系点電圧を監視することにより、連系点電圧が設定値以上に上昇した場合の電力変換装置の連系点電圧の調整および連系点電圧調整の終了を簡単に判断できる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例の制御ブロック図、図２は太陽電池動作点の移動を示した説明図である。
図中、１は電力変換装置、２は太陽電池、３は連系点電圧を検出するトランス、４および５は基準電圧発生器、６は最大電力点追従指令電圧発生器、７は補正電圧発生器である。
回路構成は従来の電力変換装置１と、基準電圧発生器５と、補正電圧発生器７と、最大電力点追従指令電圧発生器６と、基準電圧発生器４から構成され、基準電圧発生器５と補正電圧発生器７は連系点電圧Ｖe ＝Ｖ2 に制御する回路であり、補正電圧発生器７は太陽電池２の動作電圧（または動作電流）を増加または減少のどちらか一方にしか補正できないものとする。
【０００７】
具体的な動作として、図１および図２を用いて説明する。ここで、電力変換装置１は最大電力点追従指令発生器６の出力する太陽電池動作点電圧指令電圧Ｖs と補正電圧発生器７の発生電圧との和に応じて太陽電池２の動作点電圧を制御するものとする。連系点電圧Ｖe が第１の基準電圧発生器４によって設定された第１の設定値Ｖ1 を超えると最大電力点追従指令電圧発生器６は太陽電池２の最大電力点追従制御を停止して、Ｖs はそのときの値に固定する。更に連系点電圧が第２の基準電圧発生器５によって設定された第２の設定値Ｖ2 （≧Ｖ1 ）を超えると、Ｖs に補正電圧を加える。この補正電圧は、（Ｖe −Ｖ2 ）＞０のとき増加、（Ｖe −Ｖ2 ）＜０のとき減少、（Ｖe −Ｖ2 ）＝０のとき固定として、補正電圧が負にならないように制限する。
太陽電池２の最大電力点追従制御を停止したときの動作電圧は、ほぼ最大電力点付近であり、この点を図２のＡとする。連系点電圧がＶ2 よりも上昇すると補正電圧発生器７が正の補正電圧を出力し始め、太陽電池２の動作点電圧は上昇する。そして、太陽電池出力電力が減少して電力変換装置１の出力電流も減少することで連系点電圧も減少する。連系点電圧がＶ2 になると補正電圧の上昇は止まり（このときの太陽電池の動作点をＢとする）、太陽電池２の動作点はＢ付近に落ち着き、連系点電圧がＶe ＝Ｖ2 になるように電力変換装置１は制御される。
【０００８】
日射量の低下による太陽電池２の出力電力の低下や電力系統側の負荷変動によって、連系点電圧が低下し、補正電圧発生器７の補正電圧が減少して零となったら、最大電力点追従指令電圧発生器６はこれを検出して太陽電池２の最大電力点追従制御を再開する。
前記補正電圧発生器７の補正電圧とＶs との差を取るかまたは補正電圧発生器７の電圧の発生方法を逆転しても、この回路は同様に電圧を抑制できる。しかし、この場合は太陽電池の動作点がＣ側へと移動するので、Ｂ側に移動するのに比べて太陽電池出力電流が増加しロスが増える。
また前記第１実施例では第１の基準電圧発生器４、第２の基準電圧発生器５、最大電力点追従指令電圧発生器６、補正電圧発生器７と具体的な回路で説明したが、これらを電力変換装置１に内蔵された制御回路のソフトウエアで実現してもよい。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば従来方式に比べ、下記の効果を奏する。
▲１▼  連系点電圧上昇を簡単な制御回路の付加によって抑制できる。
▲２▼  電圧抑制制御中に太陽電池の最大電力点を調べる必要がない。
▲３▼  以上により、電力変換装置、制御の簡略化ができ、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の制御ブロック図である。
【図２】太陽電池動作点の移動を示した説明図である。
【符号の説明】
１  電力変換装置、２  太陽電池、３  トランス、４  第１の基準電圧発生器、５  第２の基準電圧発生器、６  最大電力点追従指令電圧発生器、７  補正電圧発生器
【図１】
0003541982.tif 000002
【図２】
0003541982.tif 000003