(57)【要約】【課題】日射量急増時における系統周波数の変動を小さくし、電力系統の安定化に寄与する太陽光発電システムを提供する。【解決手段】チョッパユニット３０ａ，３０ｂが、太陽電池群２ａ，２ｂの出力電力を最大化する動作点制御手段６ａ，６ｂ及びスルーモード動作機能を備え、インバータ４０が太陽電池群２ａ，２ｂの合計出力電力を最大化する動作点制御手段８を備えた太陽光発電システムにおいて、チョッパユニットの入力電力の増加方向の変化率を制限する変化率制限手段２１ａ，２１ｂと、動作点制御手段８の動作時にインバータ４０の入力電力の増加方向の変化率を制限する変化率制限手段２２と、変化率制限手段２１ａ，２１ｂの不動作時にインバータ４０の入力電力の増加方向の変化率が所定の変化率を超えると入力電力の増加を抑制する電力急増抑制手段２３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池群に対応してそれぞれ設置され、かつ、半導体スイッチング素子の動作により前記太陽電池群の直流出力電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する複数台のチョッパユニットと、
前記複数台のチョッパユニットの出力側に共通接続され、かつ、半導体スイッチング素子の動作により直流電圧を交流電圧に変換して電力系統と連系運転するインバータと、
前記チョッパユニットの出力電流をそれぞれ制御して当該チョッパユニットに接続された前記太陽電池群の動作点を最適化することにより、当該太陽電池群の出力電力を最大化するための第１の動作点制御手段と、
当該太陽電池群の出力電圧が前記インバータの所定の入力電圧を超えたときに当該チョッパユニットのスイッチング動作を停止して当該太陽電池群の出力電圧を前記インバータに直接出力するスルーモード動作を実行する機能と、
全ての前記チョッパユニットがスルーモード動作を行うときに前記インバータの入力電圧を制御して全ての前記太陽電池群の動作点を最適化することにより、全ての前記太陽電池群の合計出力電力を最大化するための第２の動作点制御手段と、
を備えた太陽光発電システムにおいて、
前記第１の動作点制御手段が動作している前記チョッパユニットの入力電力の増加方向の変化率を制限する第１の変化率制限手段と、
前記第２の動作点制御手段の動作時に、前記インバータの入力電力の増加方向の変化率を制限する第２の変化率制限手段と、
前記第２の変化率制限手段が動作しない時に、前記インバータの入力電力の増加方向の変化率が所定の変化率を超えると前記インバータの入力電力の増加を抑制する電力急増抑制手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記第１の変化率制限手段は、
チョッパ入力電圧と前記第１の動作点制御手段により求めたチョッパ入力電圧指令とに基づいてチョッパ入力電力指令を生成する手段と、
前記チョッパ入力電力指令が所定の増加方向変化率を超えないようにチョッパ入力電流指令を生成する手段と、
前記チョッパ入力電流指令及びチョッパ入力電流の偏差がゼロになるように前記チョッパユニットのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記第２の変化率制限手段は、
インバータ入力電圧と前記第２の動作点制御手段により求めたインバータ入力電圧指令との偏差がゼロになるように第１の有効電流指令を生成する手段と、
前記第１の有効電流指令の増加方向変化率を所定値に制限して第２の有効電流指令を生成する手段と、
前記第２の有効電流指令及び無効電流指令並びにインバータ出力電流を用いてインバータ出力電圧指令を生成し、前記インバータ出力電圧指令に基づいて前記インバータのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記電力急増抑制手段は、
前記インバータの入力電力が所定の急増検知レベルを超えた時に、前記インバータの有効電流指令の前回演算値を上限値に設定すると共に、前記前回演算値に有効電流指令上限変化量加算値を逐次加算した値を新たな上限値として有効電流指令を生成する手段と、
当該有効電流指令及び無効電流指令並びにインバータ出力電流を用いてインバータ出力電圧指令を生成し、前記インバータ出力電圧指令に基づいて前記インバータのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記第１の動作点制御手段及び前記第１の変化率制限手段を前記チョッパユニット内に備えると共に、前記第２の動作点制御手段，前記第２の変化率制限手段及び前記電力急増抑制手段を前記インバータ内に備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池群から出力される直流電力をチョッパユニット及びインバータにより所定の交流電力に変換して電力系統に連系させる太陽光発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の太陽光発電システムの従来技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。
図５は、この従来技術の概略的な構成を示すブロック図であり、太陽光発電システムは、太陽電池群２ａ，２ｂと、チョッパユニット３ａ，３ｂと、インバータ４と、コンデンサ５とを備え、チョッパユニット３ａ，３ｂには第１の動作点制御手段６ａ，６ｂがそれぞれ設けられると共に、インバータ４には第２の動作点制御手段８が設けられている。
【０００３】
チョッパユニット３ａ，３ｂは、太陽電池群２ａ，２ｂの直流出力電圧を入力電圧Ｖｉｎとしてそれぞれ昇圧し、出力する。
インバータ４は、図示されていない電力系統と連系運転するため、電圧調整及び同期調整を行い、チョッパユニット３ａ，３ｂから出力される直流電圧を交流電圧に変換して出力する。インバータ４から出力される交流電圧は、図示されていないトランスにより各サイトにおける系統電圧に変圧される。
また、インバータ４は、入力電圧Ｅが一定または所定の電圧範囲となるように、交流出力電流Ｉｏを制御する機能を有する。
【０００４】
チョッパユニット３ａ，３ｂ内の第１の動作点制御手段６ａ，６ｂは、入力電流Ｉｉｎを制御することにより、太陽電池群２ａ，２ｂの動作点を最適化し、太陽電池群２ａ，２ｂからそれぞれ最大出力を得るように最大電力追従（ＭＰＰＴ；Maximum Power Point Tracking）制御を行う。
【０００５】
また、チョッパユニット３ａ，３ｂは、入力電圧Ｖｉｎがインバータ４の所定の入力電圧を超えた場合に、そのスイッチング動作を停止して入力電圧Ｖｉｎを電圧Ｅとして直接出力する機能（スルーモード動作機能）を備えている。このスルーモード動作機能は、チョッパユニット３ａ，３ｂにおけるスイッチング損失の発生を防ぐ役割を担っており、この機能により太陽光発電システムの高効率化を可能にしている。
【０００６】
図６は、チョッパユニット３ａ，３ｂの主回路（両ユニットとも同一）を示す概略的な構成図である。
すなわち、チョッパユニット３ａ，３ｂの主回路は、直流入力端子Ｐ１，Ｎ１間に直列に接続された半導体スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）３１及びインダクタ３２と、フリーホイーリングダイオード３３と、スイッチングダイオード３４と、コンデンサ３５とからなるチョッパ３６、及び、短絡手段７を備えている。なお、Ｐ２，Ｎ２は直流出力端子である。
【０００７】
短絡手段７は、低周波用の整流ダイオード、または機械接点スイッチ、または半導体スイッチング素子を用いた同期整流回路のいずれか、或いはこれらの組み合わせからなる。この短絡手段７は、前述したスルーモード動作時に、チョッパユニット３ａ，３ｂの入出力端子Ｐ１，Ｐ２間を短絡し、入力電圧Ｖｉｎをそのまま電圧Ｅとして出力する。
【０００８】
また、インバータ４内の第２の動作点制御手段８は、入力電圧Ｅを変化させて太陽電池群２ａ，２ｂの動作点を最適化する機能を有し、全てのチョッパユニット３ａ，３ｂがスルーモード動作となった際に、太陽電池群２ａ，２ｂの合計出力電力が最大となるように、その動作点を変化させる最大電力追従制御を行う。
【０００９】
以上のように構成された従来技術では、太陽電池群２ａ，２ｂの出力電圧が小さい場合であっても、チョッパユニット３ａ，３ｂにより入力電圧を昇圧してインバータ４の入力電圧Ｅを高くすることができる。このため、インバータ４の交流出力電圧を高く設定し、同じ出力電力に対してインバータ４の出力電流Ｉｏを少なくすることができ、インバータ４における導通損失の低減、及び装置の小型化が可能である。
【００１０】
更に、太陽電池群２ａ，２ｂにそれぞれ対応して設けられたチョッパユニット３ａ，３ｂによりＭＰＰＴ制御を行うことで、太陽電池群２ａ，２ｂの出力電力をそれぞれ最大化できるため、全ての太陽電池群２ａ，２ｂに対し一括してＭＰＰＴ制御を行う場合に比べ、太陽光発電システム全体の出力電力の増加が可能であるという利点を有する。
【００１１】
次に、この太陽光発電システムの動作の一例を説明する。
例えば、一方のチョッパユニット３ａがＭＰＰＴ制御を行った結果、太陽電池群２ａの出力電圧Ｖｉｎがインバータ４の所定の入力電圧を超えたときは、チョッパユニット３ａのスイッチング動作を停止してスイッチング損失を低減させると共に、短絡手段７によりチョッパユニット３ａの入出力端子Ｐ１，Ｐ２間を短絡して入力電圧Ｖｉｎをそのまま電圧Ｅとして出力する（スルーモード動作）。
【００１２】
このとき、他方のチョッパユニット３ｂがＭＰＰＴ制御を行った結果、太陽電池群２ｂの出力電圧Ｖｉｎがインバータ４の所定の入力電圧未満であれば、チョッパユニット３ｂはスイッチングを行って昇圧動作する。
以上のように、従来技術によれば、太陽電池群２ａ，２ｂの出力電力を増加させ、かつ損失を低減して太陽光発電システムの出力電力を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５８８０７７８号公報（段落［００２１］〜［００３１］、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、太陽電池群から得られる直流電力は、日射量や温度の変化に伴って変動する。
図５に示した太陽光発電システムでは、日射量が急増した場合、チョッパユニット３ａ，３ｂがＭＰＰＴ制御を行うことによってこれらの出力電力は急増する。インバータ４は、入力電圧Ｅが一定となるように、または所定の電圧範囲となるように交流出力電流Ｉｏを制御することにより、結果としてインバータ４の出力有効電力が急増する。
【００１５】
しかしながら、離島などの脆弱な電力系統では、インバータ４の出力有効電力が急増すると系統の周波数に変動を生じる。
従って、従来の太陽光発電システムでは、前述した利点を有する一方で、特に離島などの脆弱な電力系統において、日射量が急増した場合に系統の周波数に変動が生じ、負荷に悪影響を与えるという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の解決課題は、日射量急増時における系統周波数の変動を小さくし、電力系統の安定化に寄与することができる太陽光発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、複数の太陽電池群に対応してそれぞれ設置され、かつ、半導体スイッチング素子の動作により前記太陽電池群の直流出力電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する複数台のチョッパユニットと、
前記複数台のチョッパユニットの出力側に共通接続され、かつ、半導体スイッチング素子の動作により直流電圧を交流電圧に変換して電力系統と連系運転するインバータと、
前記チョッパユニットの出力電流をそれぞれ制御して当該チョッパユニットに接続された前記太陽電池群の動作点を最適化することにより、当該太陽電池群の出力電力を最大化するための第１の動作点制御手段と、
当該太陽電池群の出力電圧が前記インバータの所定の入力電圧を超えたときに当該チョッパユニットのスイッチング動作を停止して当該太陽電池群の出力電圧を前記インバータに直接出力するスルーモード動作を実行する機能と、
全ての前記チョッパユニットがスルーモード動作を行うときに前記インバータの入力電圧を制御して全ての前記太陽電池群の動作点を最適化することにより、全ての前記太陽電池群の合計出力電力を最大化するための第２の動作点制御手段と、
を備えた太陽光発電システムにおいて、
前記第１の動作点制御手段が動作している前記チョッパユニットの入力電力の増加方向の変化率を制限する第１の変化率制限手段と、
前記第２の動作点制御手段の動作時に、前記インバータの入力電力の増加方向の変化率を制限する第２の変化率制限手段と、
前記第２の変化率制限手段が動作しない時に、前記インバータの入力電力の増加方向の変化率が所定の変化率を超えると前記インバータの入力電力の増加を抑制する電力急増抑制手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記第１の変化率制限手段は、
チョッパ入力電圧と前記第１の動作点制御手段により求めたチョッパ入力電圧指令とに基づいてチョッパ入力電力指令を生成する手段と、前記チョッパ入力電力指令が所定の増加方向変化率を超えないようにチョッパ入力電流指令を生成する手段と、前記チョッパ入力電流指令及びチョッパ入力電流の偏差がゼロになるように前記チョッパユニットのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記第２の変化率制限手段は、
インバータ入力電圧と前記第２の動作点制御手段により求めたインバータ入力電圧指令との偏差がゼロになるように第１の有効電流指令を生成する手段と、前記第１の有効電流指令の増加方向変化率を所定値に制限して第２の有効電流指令を生成する手段と、前記第２の有効電流指令及び無効電流指令並びにインバータ出力電流を用いてインバータ出力電圧指令を生成し、前記インバータ出力電圧指令に基づいて前記インバータのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載した太陽光発電システムにおいて、
前記電力急増抑制手段は、
前記インバータの入力電力が所定の急増検知レベルを超えた時に、前記インバータの有効電流指令の前回演算値を上限値に設定すると共に、前記前回演算値に有効電流指令上限変化量加算値を逐次加算した値を新たな上限値として有効電流指令を生成する手段と、当該有効電流指令及び無効電流指令並びにインバータ出力電流を用いてインバータ出力電圧指令を生成し、前記インバータ出力電圧指令に基づいて前記インバータのスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載した太陽光発電システムにおいて、前記第１の動作点制御手段及び前記第１の変化率制限手段を前記チョッパユニット内に備えると共に、前記第２の動作点制御手段，前記第２の変化率制限手段及び前記電力急増抑制手段を前記インバータ内に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、太陽電池群の出力電力増加及び損失の低減を図りながら、日射量が急増した場合でもインバータから出力される有効電力の急増を抑制し、系統の周波数変動や負荷への悪影響を抑えることができる。これにより、高効率、高性能な太陽光発電システムを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるチョッパ電力増加方向変化率制限手段の動作を説明するための制御ブロック図である。
【図３】図１におけるインバータ電力増加方向変化率制限手段の動作を説明するための制御ブロック図である。
【図４】図１におけるインバータ電力急増抑制手段の動作を説明するための制御ブロック図である。
【図５】特許文献１に記載された従来技術の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】図５におけるチョッパユニットの主回路を示す概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、この実施形態の概略的な構成を示すブロック図である。図１において、図５に示した各部と同一機能を有する部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略し、以下では図５と異なる部分を中心に説明する。
【００２５】
図１に示す実施形態が図５と異なる点は、チョッパユニット３０ａ，３０ｂが、第１の動作点制御手段６ａ，６ｂの他にチョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａ，２１ｂをそれぞれ備え、また、インバータ４０が、第２の動作点制御手段８の他に、インバータ電力増加方向変化率制限手段２２及びインバータ電力急増抑制手段２３を備えている点である。
なお、チョッパユニット３０ａ，３０ｂの構成は同一であり、その主回路は、前述した図６と同様にチョッパ３６及び短絡手段７を備えている。
【００２６】
まず、チョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａ，２１ｂは、チョッパユニット３０ａ，３０ｂがＭＰＰＴ制御を行う際にそれぞれ動作する。
また、インバータ電力増加方向変化率制限手段２２は、全てのチョッパユニット３０ａ，３０ｂがスルーモード動作してインバータ４０がＭＰＰＴ制御を行う際に動作する。更に、インバータ電力急増抑制手段２３は、インバータ４０がＭＰＰＴ制御を行わない場合、すなわち、ＭＰＰＴ制御を行うチョッパユニットが一部に存在する場合に動作する。
【００２７】
次に、チョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａ，２１ｂの構成及び動作を、図２を参照しつつ説明する。なお、上記制限手段２１ａ，２１ｂの構成は同一であるため、ここでは、チョッパユニット３０ａ内のチョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａを例に挙げて説明する。
【００２８】
チョッパユニット３０ａがＭＰＰＴ制御を行う場合は、図２に示すように、チョッパ入力電流Ｉｉｎとチョッパ入力電圧Ｖｉｎとを乗算手段３０１により乗算して入力電力Ｐｉｎを求め、この入力電力Ｐｉｎに応じて動作点制御手段６ａがＭＰＰＴ制御を行い、入力電圧指令Ｖｉｎ＊を求める。この入力電圧指令Ｖｉｎ＊とチョッパ入力電圧Ｖｉｎとの偏差を減算手段３０２により求め、その偏差がゼロになるように電圧調節器３０３により入力電流指令（電力変化率制限前）Ｉｉｎ＊＊を求め、チョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａに入力する。
【００２９】
チョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａでは、乗算手段２１１により入力電流指令（電力変化率制限前）Ｉｉｎ＊＊とチョッパ入力電圧Ｖｉｎとを乗算し、入力電力指令（電力変化率制限前）Ｐｉｎ＊＊を求める。この入力電力指令（電力変化率制限前）Ｐｉｎ＊＊に対し、増加方向変化率リミッタ２１２を介して電力変化率制限後の入力電力指令Ｐｉｎ＊を求め、乗算手段２１４によりチョッパ入力電圧Ｖｉｎの逆数（１／Ｖｉｎ）と乗算して電力変化率制限後の入力電流指令Ｉｉｎ＊を求める。
ここで、指令保持手段２１３は、入力電力指令Ｐｉｎ＊の前回演算値を保持しており、増加方向変化率リミッタ２１２は、入力電力指令Ｐｉｎ＊の前回演算値に対する今回演算値の増加方向変化率が所定値を超えないように動作する。
【００３０】
次いで、乗算手段２１４から出力された入力電流指令Ｉｉｎ＊とチョッパ入力電流Ｉｉｎとの偏差を減算手段２１５により求め、この偏差がゼロになるように電流調節器２１６によりスイッチング制御手段３０４に対する電圧指令を生成する。スイッチング制御手段３０４は、上記電圧指令に基づいてチョッパ３６のスイッチング素子３１（図６を参照）に対するオン・オフ指令を出力し、チョッパ３６の動作を制御する。
【００３１】
以上の動作により、チョッパユニット３０ａがＭＰＰＴ制御を行う太陽電池群２ａについて、日射量が急増して出力電力が増加する場合にその変化率を制限することができる。
なお、日射量が急減して太陽電池群２ａの出力電力が急減した場合には、その変化率を規定範囲に制限することができないため、出力電力の減少方向の変化率については制限しないこととする。
上述した動作は、他方のチョッパユニット３０ｂ内のチョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ｂについても同様である。
【００３２】
次に、インバータ４０内のインバータ電力増加方向変化率制限手段２２の動作を、図３を参照して説明する。
全てのチョッパユニット３０ａ，３０ｂがスルーモード動作してインバータ４０がＭＰＰＴ制御を行う場合には、図３に示すように、インバータ４０の入力電流（太陽電池群２ａ，２ｂの出力電流の合計値）Ｉｄと入力電圧Ｅとを乗算手段４０１により乗算して入力電力ＰｉｎＩＮＶを求め、この入力電力ＰｉｎＩＮＶに応じて動作点制御手段８がＭＰＰＴ制御を行って入力電圧指令Ｅ＊を求める。
【００３３】
次いで、入力電圧指令Ｅ＊とインバータ入力電圧Ｅとの偏差を減算手段４０２により求め、上記偏差がゼロになるように、電圧調節器４０３により有効電流指令（変化率制限前）ＩＰ＊＊を求めてインバータ電力増加方向変化率制限手段２２に入力する。
この有効電流指令（変化率制限前）ＩＰ＊＊に対し、増加方向変化率リミッタ２２１を介して変化率制限後の有効電流指令ＩＰ＊を求め、この有効電流指令ＩＰ＊を電流調節器２２３に入力する。ここで、指令保持手段２２２は、有効電流指令ＩＰ＊の前回演算値を保持しており、増加方向変化率リミッタ２２１は、有効電流指令ＩＰ＊の前回演算値に対する今回演算値の増加方向変化率が所定値を超えないように動作する。
【００３４】
電流調節器２２３では、有効電流指令ＩＰ＊，無効電流指令ＩＱ＊と、インバータ出力電流Ｉｏ中の有効電流成分、無効電流成分とのそれぞれの偏差がゼロになるように電圧指令を生成し、加算手段４０７に出力する。なお、ＰＬＬ回路４０５は、インバータ出力電圧Ｖｏから位相基準信号を生成するためのものである。
【００３５】
加算手段４０７には、インバータ出力電圧Ｖｏを対向電圧補償手段４０６に入力して得た補償信号も入力されている。ここで、対向電圧補償手段４０６は、連系させる電力系統と同じ電圧をインバータ４０から出力させるために、インバータ出力電圧Ｖｏに対して、リプル除去を目的とするバンドパスフィルタ演算や検出遅れを補正する位相進み補正を行うと共に出力電圧をソフトスタートさせるための演算等を行って上記補償信号を生成している。
スイッチング制御手段４０４は、対向電圧補償後の電圧指令に基づいてインバータ４０のスイッチング素子に対するオン・オフ指令を生成し、インバータ４０の動作を制御する。
【００３６】
以上の動作により、全てのチョッパユニット３０ａ，３０ｂがスルーモード動作してインバータ４０がＭＰＰＴ制御を行う際は、インバータ４０が出力する有効電流を制御することで、太陽電池群２ａ，２ｂによる出力電力の増加方向の変化率を制限することができる。
なお、日射量が急減して太陽電池群２ａ，２ｂの出力電力が急減した場合には、その変化率を規定範囲に制限することができないため、出力電力の減少方向の変化率については制限しないこととする。
【００３７】
次に、インバータ電力急増抑制手段２３の動作を、図４を参照しつつ説明する。
ＭＰＰＴ制御を行うチョッパユニットとスルーモード動作するチョッパユニットとが混在する場合、スルーモード動作するチョッパユニットでは、当該チョッパユニットに接続された太陽電池群の出力電力を制御することができない。言い換えれば、インバータ４０内の動作点制御手段８が動作せず、これによってインバータ電力増加方向変化率制限手段２２が動作しない場合には、太陽電池群の出力電力を制御することができない。
そこで、インバータ電力急増抑制手段２３は、このような場合の日射量急増時における太陽電池群の出力電力の急増を抑制するためのものである。
【００３８】
図４において、インバータ入力電圧Ｅとインバータ入力電流Ｉｄとを乗算手段２３１により乗算してインバータ入力電力ＰｉｎＩＮＶを求め、このインバータ入力電力ＰｉｎＩＮＶをインバータ入力電力急増判定手段２３２に入力する。インバータ入力電力急増判定手段２３２では、ＰｉｎＩＮＶの変化率が「インバータ入力電力急増検知レベル」を超えた場合に、「インバータ入力電力急増フラグ」をオンにして出力する。
【００３９】
「インバータ入力電力急増フラグ」がオンになった場合には、切替手段２３３を「Ｔ」側に接続する。そして、後述する有効電流指令ＩＰ＊の前回演算値（指令保持手段２４１の出力）を切替手段２３３から加算手段２３５、上限リミッタ２３６を介して上限リミッタ２４０の上限値として与える。また、「有効電流指令上限加算タイミング」ごとに切替手段２３４を「Ｔ」側に接続して「有効電流指令上限変化量加算値」を加算手段２３５に入力し、結果として上限リミッタ２４０の上限値を逐次増加させる。これにより、有効電流指令ＩＰ＊の増加方向の変化を設定変化率以下に制限してインバータ４０の入力電力（出力有効電力）の急増を防止することができる。
【００４０】
なお、インバータ電力急増抑制手段２３では、インバータ入力電圧指令Ｅ＊とインバータ入力電圧Ｅとの偏差を減算手段２３８により求め、上記偏差がゼロになるように、電圧調節器２３９によって有効電流指令を演算しており、この有効電流指令は前述の上限リミッタ２４０により上限値が制限されて有効電流指令ＩＰ＊として出力される。
【００４１】
電流調節器２４２では、図３の電流調節器２２３と同様に、有効電流指令ＩＰ＊，無効電流指令ＩＱ＊と、インバータ出力電流Ｉｏ中の有効電流成分、無効電流成分とのそれぞれの偏差に応じて電圧指令を生成し、加算手段４０７に出力する。なお、図４の電流調節器２４２の機能は図３に示した電流調節器２２３により兼用させても良い。
【００４２】
加算手段４０７では、上記電圧指令に対向電圧補償手段４０６からの補償信号を加算してスイッチング制御手段４０４に出力する。スイッチング制御手段４０４は、加算手段４０７から出力される電圧指令に基づいてインバータ４０のスイッチング素子に対するオン・オフ指令を出力し、インバータ４０の動作を制御する。
上述した動作により、ＭＰＰＴ制御を行うチョッパユニットとスルーモード動作するチョッパユニットとが混在する場合でも、インバータ電力急増抑制手段２３の動作によって日射量急増時における太陽電池群の出力電力の急増を抑制することができる。
【００４３】
以上説明したように、この実施形態によれば、チョッパユニット３０ａ，３０ｂ内のチョッパ電力増加方向変化率制限手段２１ａ，２１ｂ、インバータ４０内のインバータ電力増加方向変化率制限手段２２及びインバータ電力急増抑制手段２３を設けたことにより、ＭＰＰＴ制御を行っている電力変換器において太陽電池群の出力電力の増加方向変化率を制限すると共に、ＭＰＰＴ制御を行うチョッパユニットとスルーモード動作するチョッパユニットとが混在する場合についても、インバータ４０の出力有効電力の急増を抑制して系統周波数の変動を防止することができる。
【００４４】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。
例えば、太陽電池群、チョッパユニット、インバータの数については、太陽光発電システムの電力仕様に応じて適宜、変更可能である。また、実施形態では、チョッパユニットが、１つの太陽電池群に対して１つの短絡手段と１つのチョッパとによって構成される場合を想定しているが、太陽光発電システムの電力仕様に応じて、１つの太陽電池群に対して、１つの短絡手段と並列接続される複数のチョッパとにより構成しても良い。
【００４５】
更に、チョッパやインバータの構成についても、従来から種々提供されている方式のものを太陽光発電システムの電力仕様に応じて適宜採用することができる。また、チョッパやインバータを構成する半導体スイッチング素子として、ＳｉＣ（炭化ケイ素）や窒化ガリウム系材料、酸化ガリウム系材料、またはダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体を用いたパワー半導体素子を用いて高周波スイッチングを行うことにより、電力変換器の小型化、低損失化を図っても良い。
【符号の説明】
【００４６】
２ａ，２ｂ：太陽電池群
５：コンデンサ
６ａ，６ｂ：第１の動作点制御手段
８：第２の動作点制御手段
２１ａ，２１ｂ：チョッパ電力増加方向変化率制限手段
２２：インバータ電力増加方向変化率制限手段
２３：インバータ電力急増抑制手段
３０ａ，３０ｂ：チョッパユニット
４０：インバータ
２１１，２１４，２３１：乗算手段
２１２：増加方向変化率リミッタ
２１３，２２２，２３７，２４１：指令保持手段
２１５，２３８：減算手段
２１６，２２３，２４２：電流調節器
２２１：増加方向変化率リミッタ
２３２：インバータ入力電力急増判定手段
２３３，２３４：切替手段
２３５：加算手段
２３６，２４０：上限リミッタ
２３９：電圧調節器
３０１：乗算手段
３０２：減算手段
３０３：電圧調節器
３０４：スイッチング制御手段
４０１：乗算手段
４０２：減算手段
４０３：電圧調節器
４０４：スイッチング制御手段
４０５：ＰＬＬ回路
４０６：対向電圧補償手段
４０７：加算手段
【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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