(57)【要約】【課題】  本発明は、太陽光発電システムのＭＰＰＴ効率を向上させることを目的とする。【解決手段】  太陽電池と、太陽電池に接続される電力変換器を有する太陽光発電システムにおいて、電力変換器は、少なくとも１個のスイッチング素子と、太陽電池から電力変換器に流入する電流を検出して太陽電池電流を得る電流検出手段と、電力変換器に入力される電圧を検出して太陽電池電圧を得る電圧検出手段と、スイッチング素子をスイッチング制御することによって太陽電池電流を所定の値に制御する制御手段と、を具備するとともに、太陽電池電圧と太陽電池電流から求められる太陽電池電力が最大となる点の太陽電池電流値を求める検出モードと、検出モードにより求めた太陽電池電流値を用いて制御手段を動作させる定常モードを有し、太陽電池の出力特性が局所解を持つ場合に、定常モードから検出モードに切り替えることを特徴とする太陽光発電システム。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、前記太陽電池に接続される電力変換器を有する太陽光発電システムにおいて、
前記電力変換器は、少なくとも１個のスイッチング素子と、
太陽電池から前記電力変換器に流入する電流を検出して太陽電池電流を得る電流検出手段と、
前記電力変換器に入力される電圧を検出して太陽電池電圧を得る電圧検出手段と、
前記スイッチング素子をスイッチング制御することによって前記太陽電池電流を所定の値に制御する制御手段と、
を具備するとともに、
前記太陽電池電圧と前記太陽電池電流から求められる太陽電池電力が最大となる点の太陽電池電流値を求める検出モードと、
前記検出モードにより求めた太陽電池電流値を用いて前記制御手段を動作させる定常モードを有し、
太陽電池の出力特性が局所解を持つ場合に、定常モードから検出モードに切り替える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において、検出モード判定部を有し、
前記検出モード判定部は、前記電圧検出手段から得られる太陽電池電圧値と、
前記電流検出手段から得られる太陽電池電流値と、
前記太陽電池電圧と前記太陽電池電流から得られる太陽電池電力の時間変化をもとに定常モードと検出モードを切り替えるか判定し、電流制御手段を動作させることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
請求項２において、前記判定モードはさらに日照変動を検出する日照変動判定部を有し、
前記日照変動判定部は、
日照計の測定値または前記太陽電池電力をもとに日照変動判定を行い、
前記日照変動判定部の判定結果に基づいて定常モードと検出モードを切り替えて電流制御手段を動作させる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、太陽電池の発電電力を変換して所望の電力を得る電力変換装置を用いたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の出力電圧と出力電流の特性は一般に図４に示すような非線形の特性となる。すなわち、電圧−電流特性は、電圧Vpv＝0において短絡電流Isc、開放電圧Vocにおいて電流Ipv＝０となる実線で示す特性である。そのため、電圧−電力特性は、破線で示すように、電圧Vpmaxにおいて最大電力値Pmaxを有する。このとき、Ipv＝Ipmaxである。また、これらの特性は日照条件や温度条件によって変化するため、太陽電池から効率よく電力を取り出すためには常にこの最大電力点を探索し、太陽電池に接続される電力変換器を制御して太陽電池の動作点が最大電力点となるように追従制御される。
【０００３】
最大電力追従制御法として一般によく知られた方法として、山登り法がある。この山登り法は、電力変換器の入力電圧指令値を微小変更し、これに応じて太陽電池の発電電力が増加するか減少するかを判定する。そして、この判定結果に依って次の電圧指令値の変更方向を決定して指令値の微小変更を繰返す方法である。しかし、この方法は応答性が遅く、また部分影が発生した場合の二山特性に対応できないという課題を持っていた。
【０００４】
これに対しては様々な改良案が検討されており、その中の一例として、特許文献１に示された方法がある。この方法は、太陽電池の２端子にインダクタとスイッチング素子が直列に接続される構成の電力変換回路を有しており、最大電力点の検出時には、スイッチング素子をオン状態に保持させてインダクタを流れる電流をゼロから短絡電流まで変化させて、この時の電流−電圧特性をスキャンして最大電力点の電流、電圧を検出し、太陽電池の動作点がスキャンによって得られた最大電力点の電流、電圧となるように電力変換回路を動作させるものである。この方法は太陽電池の電流−電圧特性の全域を高速にスキャンできるため、山登り法よりも応答性が早く、また二山特性が発生した場合においても確実に最大電力点を検出して移動することが可能である。
【０００５】
一方、特許文献２に示す方法もある。この方法は、スイッチング素子を適切にオンし、チョークコイルに流れる電流を制御することにより、特許文献１と同等のシステムを構築するものであり、その結果、チョークコイルのインダクタを小型化することが可能となり、より自由度の高いシステムを構成することが可能である。
【０００６】
また他の例として、特許文献３に示された方法に示された方法がある。この方法は太陽電池１の出力電圧・電流を変化させ、複数個の電力ピークを検出し、最大電力点となる条件に再設定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第4294346号公報
【特許文献２】国際公開第2012/090242号
【特許文献３】特開平8-76865号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２においては、最大電力点を得るための検出モードと、検出モードの結果をもとに太陽電池の電圧・電流を制御する定常モードを有している。その具体的な例として、定常モードを一般的な山登り法とすることで、検出モード時に発生する発電電力変動の影響を最小限に抑える方法が示されている。
【０００９】
この特許文献２は、一定期間毎に検出モードを実行するものであるが、常に最大電力点近傍で発電できるように検出モードの実行間隔を短くすると、検出モードの回数が増え、結果的に売電を行う定常モード時間が短くなり、売電量が減少する問題がある。
【００１０】
一方で、検出モードの実行間隔を長くすることで定常モード時間を長くすると、太陽電池に影がかかったときのように太陽電池の電圧−電流特性が変化しても、その特性変化に太陽光発電システムの制御が追従できず、電力取得効率が悪化するという問題も生じる。
【００１１】
本発明が解決すべき課題は、実効の乏しい検出モードを省略することで、どのような環境下においても、より適切な発電電力を得られ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】
【００１２】
本発明は、太陽電池と、前記太陽電池に接続される電力変換器を有する太陽光発電システムにおいて、前記電力変換器は、少なくとも１個のスイッチング素子と、太陽電池から前記電力変換器に流入する電流を検出して入力電流を得る電流検出手段と、電流目標値と、前記電力変換器に入力される電圧を検出して入力電圧を得る電圧検出手段と、前記スイッチング素子をスイッチング制御することによって前記入力電流を前記電流目標値と略等しい値に制御する電流制御手段と、前記電流目標値を可変する目標値可変手段とを具備するとともに、前記目標値可変手段により前記電流目標値を略ゼロから順次増加させながら前記電流制御手段を動作させ、その都度前記入力電流と前記入力電圧からその時点の電力を演算するとともに、前記電力が最大となる点の電流目標値を求める検出モードと、前記検出モードにより求めた前記電流目標値を用いて前記電流制御手段を動作させる定常モードを有し、前記太陽電池の特性変化をもとに、検出モードと定常モードを切り替える判定モードを有することによって達成される。
【発明の効果】
【００１３】
検出モードの前に判定モードを設けることで、実効の乏しい検出モードを省略でき、太陽光発電システムの発電効率を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の回路構成を示す図
【図２】実施例１の回路動作を示す各部波形
【図３】図１の入力フィルタの回路構成の一例
【図４】太陽電池の電流−電圧特性、および電流−電力特性を示すグラフ
【図５】一実施例における判定モードの基本的な考え方を示した図
【図６】実施例１における判定モードの動作フロー
【図７】実施例２における判定モードの動作フロー
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、電力変換装置を用いて太陽電池の発電電力を変換して所望の電力を得るシステムに関し、特に太陽電池に接続された変換器を制御することによって、太陽電池の電力の最大点を検出するとともに、検出した最大電力点で変換器を動作させる最大電力追従制御法に関するものである。以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
実施例１の太陽光発電システムを図１〜４を用いて説明する。まず、図１において、１は太陽電池パネル、２はパワーコンディショナ、３は商用系統、４は入力フィルタ、７はDC-DCコンバータ、８はチョークコイル、９はパワーMOSFET、１０は昇圧ダイオード、１１はコンデンサ、１２は系統連系インバータ、１３は電流センサ、１４は制御回路、１５ａ、１５ｂは分圧抵抗、１６は目標値可変手段、１７はモード切替器、１８は減算器、１９はPI制御ブロック、２０は乗算器、２１ａ、２１ｂはＡＤ変換器、２２ａはＰＷＭ回路、２３は最大値判定回路である。
【００１７】
図１において、パワーコンディショナ２の内部には入力フィルタ４とDC-DCコンバータ７、系統連系インバータ１２、制御回路１４がある。太陽電池パネル１はその両端がパワーコンディショナ２の内部の入力フィルタ４の入力側端子に接続されており、入力フィルタ４のコンバータ側端子はDC-DCコンバータ７に接続され、DC-DCコンバータ７は系統連系インバータ１２に接続されている。系統連系インバータ１２はパワーコンディショナ２の外部の商用系統３に接続されている。DC-DCコンバータ７の内部には、チョークコイル８、分圧抵抗１５ａ、１５ｂ、パワーMOSFET９、ダイオード１０、コンデンサ１１、それに電流センサ１３があり、チョークコイル８とパワーMOSFET９のドレインが接続されている。チョークコイル８の入力側は、入力フィルタ４のコンバータ側端子と接続される。また、パワーMOSFET９のソースは入力フィルタ４のコンバータ側端子に接続される。入力フィルタ４のコンバータ側端子の両端で、DC-DCコンバータ７の内部側には分圧抵抗１５ａ、１５ｂが直列に接続されている。パワーMOSFET９のドレインにはダイオード１０のアノードが接続される。ダイオード１０のカソードとパワーMOSFET９のソースの間にコンデンサ１１が接続される。コンデンサ１１の両端はDC-DCコンバータ７の外部にある系統連系インバータ１２に接続される。
【００１８】
一方、制御回路１４の内部にはAD変換器２１ａ、２１ｂ、目標値可変手段１６、モード切替器１７、減算器１８、PI制御ブロック１９、乗算器２０、ＰＷＭ回路２２ａ、最大値判定回路２３、検出要否判定部１００がある。
【００１９】
分圧抵抗１５ａ、１５ｂの中点はAD変換器２１ａの入力側に接続される。電流センサ１３はAD変換器２１ｂの入力側に接続される。AD変換器２１ｂの出力はILの平均値であるILave、AD変換器２１ａの出力はVinであり、ILaveとVinは乗算器２０に入力され、出力はPpvとして最大値判定回路２３に入力される。また、ILaveは減算器１８のマイナス側端子に入力される。減算器１８のプラス側入力端子にはモード切替器１７の出力であるIrefが接続される。減算器１８の出力はPI制御ブロック１９に入力される。また、Irefは最大値判定回路２３に入力される。PI制御ブロック１９の出力は、ＰＷＭ回路２２ａに入力される。ＰＷＭ回路２２ａの出力はS1制御信号として制御回路１４の外部に出力されDC-DCコンバータ７の内部のパワーMOSFET９のゲートに接続される。また、最大値判定回路２２ａの出力はIrefMとしてモード切替器１７の定常側に接続される。モード切替器１７の検出側には目標値可変手段１６が接続される。
【００２０】
次に、図２を説明する。図２は、図１の回路各部の動作波形を、横軸を時間として示した図であり、上から順に、DC-DCコンバータ７の動作モード（定常モード、検出モード）、太陽電池パネル１の両端の電圧波形Vpv、モード切替器１７の出力Iref、パワーMOSFET９のゲート波形であるS1制御信号、AD変換器２１ｂの出力ILとその平均値ILave、DC-DCコンバータ７から系統連系インバータに出力されるDC-DCコンバータ７出力電力を示す。
【００２１】
次に図３は、図１における入力フィルタ４の内部の一例を示した図である。図３において、５ａ、５ｂはコモンモードチョーク、６ａ〜６ｅはフィルタコンデンサ、２７はノーマルモードチョークである。ここに示すように、入力フィルタ４の入力側端子の両端にはフィルタコンデンサ６ａが接続され、フィルタコンデンサ６ａの両端にはコモンモードチョーク５ａの入力側端子が接続される。コモンモードチョーク５ａの出力側端子はフィルタコンデンサ６ｂと６ｃの直列体に接続される。フィルタコンデンサ６ｂと６ｃの中点はフレームグランドに接続される。フィルタコンデンサ６ｂと６ｃの直列体の両端にはフィルタコンデンサ６ｄの両端が接続される。フィルタコンデンサ６ｄの両端はコモンモードチョーク５ｂの入力側端子が接続される。コモンモードチョーク５ｂの出力側端子の一方にはノーマルモードチョーク２７が接続され、ノーマルモードチョーク２７とコモンモードチョーク５ｂの他方の端子の間にフィルタコンデンサ６ｅが接続される。そして、フィルタコンデンサ６ｅの両端子はコンバータ側端子となり入力フィルタ４の外部に引き出される。
【００２２】
次に図４は、横軸を太陽電池パネル１の電流Ipv、縦軸を電圧Vpv(左側)と電力Ppv(右側)として、実線で太陽電池パネル１の出力電流Ipvと電圧Vpvの特性を示す。一方、破線は太陽電池パネル１の出力電流Ipvと電力Ppvの特性を示す。
【００２３】
次に動作を説明する。図１において、定常モードにおいては、モード切替器１７は定常モード側に接続されており、電流目標値Iref＝IrefMとなる。図２においては、図中の検出モードまでの定常モードの期間におけるIrefMをIrefM(n-1)、図中の検出モード以降の定常モードの期間におけるIrefMをIrefM(n)と定義する。そこで、現時点が図２の検出モードの手前の定常モードであるとすると、電流目標値はIrefM(n-1)である。このとき、本実施例においては、DC-DCコンバータ７はチョークコイル８（Ｌ）に流れる電流の平均値ILaveがIrefM(n-1)と一致するように電流制御動作を行う。すなわち、DC-DCコンバータ７では、Lに流れる電流を電流センサ１３で検出する。Lに流れる電流ILは後述するパワーMOSFET９のスイッチングにより脈動するため、検出された電流はAD変換器２１ｂを経て制御回路１４に取り込まれ平均値ILaveとして認識される。脈動する電流ILから平均値ILaveを取り出す方法としては、電流センサ１３の内部にS1のスイッチング周波数成分を減衰させる一次遅れフィルタを設ける方法や、AD変換器２２ａの取り込みタイミングをＰＷＭ周期と同期させて常に脈動の中心値をサンプリングするようにする方法などがあり、いずれの方法を用いても良い。さて、このILaveは減算器１８において、電流目標値Irefから差し引かれるが、このときIref=IrefM(n-1)であるため、減算器１８の出力である電流誤差はIrefM(n-1)-ILaveとなる。この電流誤差はPI制御ブロック１９に入力され、比例積分演算される。このPI制御ブロック１９の出力は時比率であり、この時比率はPWM回路２２ａに入力されPWMパルスを生成する。このPWMパルスはS1制御信号であり、図２に示されるようなパルス波形である。S1制御信号はパワーMOSFET９（S1）のゲートに入力され、S1を駆動する。S1はスイッチングによりON/OFFを繰り返す。S1がONした際には太陽電池パネル１−入力フィルタ４−L−S1−入力フィルタ４−太陽電池パネル１の閉回路が形成され、太陽電池パネル１からLに電流が流れる。次にS1がOFFすると、太陽電池パネル１−S1制御信号−L−ダイオード１０（D1）−コンデンサ１１（Cpn)−入力フィルタ４−太陽電池パネル１の回路が形成され、Lに蓄えられた励磁エネルギーはCpnに放出される。電流誤差IrefM(n-1)-ILaveが正の場合にはS1制御信号のON幅が増大してLに蓄える励磁エネルギーを増加させ、反対に電流誤差IrefM(n-1)-ILaveが負の場合にはS1制御信号のON幅を縮小させてLに蓄える励磁エネルギーを減少させる。この動作を繰り返すことにより、電流誤誤差IrefM(n-1)-ILaveをゼロに、言い換えればILaveがIrefM(n-1)と等しくなるように制御する。このとき、図２の定常モードではILaveは破線で示すようにIrefM(n-1)と等しい一定値となり、ILの波形は実線で示すようにS1がONしている期間に増加し、S1がOFFしている期間に減少する。そしてILave波形はIL波形の中央部を通る。
【００２４】
このとき、図３の入力フィルタ４では主にノーマルモードチョーク２７とフィルタコンデンサ５ｅにより、S1のスイッチングによるILの脈動成分がカットされ、太陽電池パネル１からDC-DCコンバータ７に流入する電流Ipvは、ほぼILaveと同じ直流値となる。一方、電圧に関しては、入力フィルタ４に入力される太陽電池パネル１の電圧Vpvと入力フィルタ４の出力電圧Vinは、DC成分はほぼ等しく、Vinにはスイッチングに伴う高周波成分が含まれる。
【００２５】
この結果、太陽電池パネル１からDC-DCコンバータ７にはIpvかつVpvの直流電力が流入し、DC-DCコンバータ７から系統連系インバータ１２にはDC-DCコンバータ７の損失を差し引いただけの電力が出力される。系統連系インバータ１２においては、DC-DCコンバータ７から入力された直流電力を、商用系統３の電圧位相に同期した正弦波電流に変換して商用系統３に出力する。
【００２６】
次に検出モードについて説明する。本実施の形態では、定常モードにおいて一定時間経過すると検出モードに遷移する。検出モードは図１におけるモード切替器１７を検出モード側に切り替えることにより開始される。このとき、目標値可変手段１６の初期値はゼロになっているため、切換器１７を検出モードに切り替えるとIrefはそれまでのIrefM(n-1)からゼロとなる。Lを流れる電流の平均値ILaveは、それまでの定常モードと変わらず、減算器１８において、電流目標値Irefから差し引かれるが、検出モードの最初はIref=０であるため、減算器１８の出力である電流誤差は-ILaveとなる。この電流誤差はPI制御ブロック１９に入力され、比例積分演算される。このPI制御ブロック１９の出力は時比率であり、この時比率はPWM回路２２ａに入力されPWMパルスを生成する。このPWMパルスはS1制御信号であり、図２に示されるようなパルス波形である。S1制御信号はパワーMOSFET９（S1）のゲートに入力され、S1を駆動する。この結果、DC-DCコンバータ７は誤差である-ILaveがゼロになるように電流制御される。この結果、Lに流れる電流の平均値ILaveはゼロとなり、太陽電池パネル１から出力される電流Ipvもゼロとなる。このとき、太陽電池パネル１の電流−電圧特性は図４に示すように、Ipvがゼロの時に開放電圧Vocまで上昇する。この変化は図２にも示されており、ILave、すなわちILの平均値(点線)がゼロに低下するとともに、VpvがVocまで上昇する。なお、このときIrefをゼロに変更する代わりに一定時間だけパワーMOSFET９のスイッチングを止める方法をとっても良い。次に、図２に示すように電流目標値Irefを傾きdi/dtでゼロから徐々に上昇させる。この操作は、図１に示すように目標値可変手段１６から出力する電流目標値Irefを所定時間tx毎に微小量ΔIrefずつ増加することによって達成される。Irefはdi/dt＝ΔIref/txの傾きで増加する。このとき検出モードの最初にパワーMOSFET９のスイッチングを止めた場合はスイッチングを再開する。これにともない、図２に示すように、ILaveがIrefにほぼ等しい状態を保つため、Irefの上昇に追従してILが上昇する。このときも前述のように入力フィルタ４の働きによりIpvはほぼILaveに等しいため、検出モードにおいてはIpvがゼロから徐々に増加することになる。VpvはIpvの変化により図４に示す実線の特性に従い変化する。このとき、ILaveとVinをその都度AD変換器２１ａと２１ｂでサンプリングされる。サンプリング周期tsはIrefが変化する時間txよりも短い。検出したILaveとVinはそれぞれIpv、Vpvとみなすことができるので、これらを検出して乗算器２０でPpvを算出することにより、最大値判定回路２３では、Ppvとその時のIrefを(Ppv、Iref)の組として把握することができる。最大値判定回路２３では、順次入力される(Ppv、Iref)の組のうちでPpvがそれまでよりも大きな場合にPpvをPMaxとし、その時のIrefをIrefMとして記憶する。Irefはdi/dt＝ΔIref/txの傾きで増加するため、tx＊Isc／ΔIrefの時間で図４に示すIscに達する。このIpvの増加に伴って、VpvはVocから徐々に低下してIscのときVpv＝０となる。この間に、最大電力点である（Pmax、Ipmax）の点を通るため、最大値判定回路２３にはIref＝Iscの時点で、(PMax、IrefM)＝(Pmax、Ipmax)が記憶されていることになる。本実施の形態においては図２に示すように検出モードはTsの期間実行し、
tx＊Isc／ΔIref＜Ts
としているため、Tsまでに電流目標値IrefはIsc以上に達する。IrefがIsc以上になった場合には、ILave＜IrefとなってILをIrefに追従させる電流制御ができなくなるが、このときパワーMOSFET９はPWM回路２２ａで予め設定されている最大オン時間幅で動作する。
【００２７】
この結果、検出モードの終了時点、すなわち検出モード開始から時間Tsが経過した時刻において、最大値判定回路２３には(PMax、IrefM)として(Pmax、Ipmax)が記憶されていることになる。
【００２８】
そこで、次の定常モードにおいては、最大値判定回路２３からはIrefMとしてIpmaxを出力する。定常モードにおいては前述したようにモード切替器１７は再び定常側に接続され、Iref＝IrefM(n)＝Ipmaxとし、ILの平均値ILaveがIpmaxとなるように電流制御する。このとき、定常モードでは検出した電圧、電流をもとに最大電力値を常に求めている。
【００２９】
以下、本実施例の特徴である、図１に記載の検出要否判定部１００（検出モードと定常モードの動作要否判定）の動作について、図５と図６、図７を用いて説明する。
【００３０】
本判定部の基本的な考え方を図５に示す。図中、Va、Iaは先行する時点での最大電力点に対応する太陽電池電圧と電流であり、Vb、Ibは後続する時点での最大電力点に対応する太陽電池電圧と電流である。
【００３１】
図５（１）は、太陽電池パネル１の全体が太陽光を受光する状態から、受光量が一様に減少した状態を示し、Va、Iaと比べてVb、Ibともに低下する。
【００３２】
図５（２）は、太陽電池パネル１の全体が太陽光を受光する状態から、太陽電池の一部に影がかかった状態(部分影パターンA)を示し、日照変動が小さいにもかかわらず、電圧VbがVaよりも大きくなるとともに、電流IbがIaより小さく、かつ、電力PbがPaより小さくなる特徴がある。
【００３３】
図５（３）は、太陽電池パネル１の全体に影がかかっている状態から、一部に日が差した状態(部分影パターンB)を示しており、図５（２）同様、日照変動が小さいにもかかわらず、電圧VbがVaよりも大きくなるとともに、電流IbがIaより小さく、かつ、電力PbがPaより小さくなる特徴がある。
【００３４】
これらの特徴をつかむことで、太陽電池の一部に影がかかっているかどうか判定し、スキャン動作の実効性を判断することができる。
【００３５】
本実施例の具体的な判定フローを、図６を用いて、詳細について説明する。
【００３６】
まず、STP01では運転開始後、定常モードで実行する。本実施例では山登り法で実行させるが、その他のMPPT方式にて定常モードを構成しても良い。
【００３７】
STP02では、定常モードで実行しつつ、現在の太陽電池特性と所定時間前の太陽電池特性を比較する。ここで用いる具体的なパラメータとしては、太陽電池電圧、太陽電池電流、太陽電池電力がある。
【００３８】
STP03では、STP02で得たパラメータをもとに、検出モードを実行させるかどうか判定する。判定条件は、太陽電池電圧の連続的な増加、太陽電池電流の連続的な減少、太陽電池電力の連続的な減少、日照変動が所定範囲内であるか、で判断し、全ての条件を満たした状態が所定時間経過するのを待つ。これは、図５に示した一定期間に相当するものであり、一例として、数分〜数十分程度の期間を設定することがある。ここで、日照変動は日照計の出力電圧から日射量を演算して求めてもよいし、太陽電池電力の変動から求めることもできる。
これらの条件変化から、太陽電池パネル１の特性変化を検出し、スキャン動作が実効のある場合のみ検出モードを実行することができる。
【００３９】
STP03で判定条件を満足した場合、STP04に進み、検出モードとして先に述べたスキャン動作を実行する。判定条件を満足しなかった場合は、そのままSTP01に戻り、定常モードのまま再度条件判定を繰り返し行う。
【００４０】
これにより、日照が安定した状況において最大電力点で動作した状態から局所解で動作した状態に遷移した場合にのみ検出モードに移行しスキャン動作を行うことで、スキャン動作による発電量の低下を最小限に抑えることができる。
【００４１】
また、判定条件を、所定時間毎に条件を満たす回数を計測し、一定期間内に所定回数以上満たした場合に検出モードへ移行する、とすることもできる。この方法であれば、検出誤差等により判定条件を満たさないことがあっても、検出モードに移行することができ、検出精度を高めることができる。
【００４２】
STP05では、STP04でスキャン動作を実行した後、所定時間、定常モードで実行させる処置を行っている。これは、スキャン動作後、最大電力点電圧・電流が変わったときの変動を誤検出しないようにするためのものである。
【実施例２】
【００４３】
図７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。
【００４４】
実施例１と本実施例の違いとして、STP03に示す判定条件が異なる点が挙げられる。判定条件は、太陽電池電流の連続的な減少、太陽電池電力の連続的な減少、で判断する。実施例１と比べて、太陽電池が部分影に対して最大電力点の電圧変化が小さい特性を持っている場合でも、最大電力点から局所解への動作遷移を検出することができる。
【００４５】
また、実施例１と同様、判定条件を、所定時間毎に条件を満たす回数を計測し、一定期間内に所定回数以上満たした場合に検出モードへ移行する、とすることもできる。これにより、最大電力点から局所解に移動して動作しているときに日照変動が起きた場合でも検出モードに移行しスキャン動作を実行することが可能になり、局所解の検出精度を高めることができ、発電効率の向上が期待できる。
【００４６】
このようにして、本実施例では太陽電池パネルの最大電力点を得るため、検出モードが必要かどうかをその都度判定し、必要に応じて検出モードを実行し最大電力点で動作させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１、１ａ、１ｂ：太陽電池パネル
２：パワーコンディショナ
３：商用系統
４、４ａ、４ｂ：入力フィルタ
５ａ、５ｂ：コモンモードチョーク
６ａ〜６ｅ：フィルタコンデンサ
７、７ａ、７ｂ：DC-DCコンバータ
８：チョークコイル
９：パワーMOSFET
１０：昇圧ダイオード
１１：コンデンサ
１２：系統連系インバータ
１３：電流センサ
１４、１４ａ、１４ｂ：制御回路
１５ａ、１５ｂ：分圧抵抗
１６：目標値可変手段
１７：モード切替器
１８：減算器
１９：ＰＩ制御ブロック
２０：乗算器
２１ａ、２１ｂ：ＡＤ変換器
２２ａ、２２ｂ：ＰＷＭ回路
２３：最大値判定回路
２４：パワーMOSFET
２５：ダイオード
２６：信号処理回路
２７：ノーマルモードチョーク
２８：制御ブロック
１００：検出要否判定部
【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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