(57)【要約】【課題】パラメータ計測及び演算を簡素化しつつ高精度な極値探索が可能な最大電力追従制御装置を提供する。【解決手段】評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）の制御対象２に対して出力電力ｙが最大となるよう変数ｕを追従制御させる最大電力追従制御装置１は、出力電力ｙの直流成分を除去した第１信号を出力するＨＰＦ部１１と、第１信号に第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した第３信号を出力するＬＰＦ部１２と、第３信号を積分した第４信号を出力する積分部１３と、第３信号のみに基づいて設定された判別関数ｈ（ξ）が閾値ｈｔｈよりも大きい場合、振幅一定の第１の摂動信号を出力し、判別関数ｈ（ξ）が閾値ｈｔｈ以下である場合、振幅が減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替部１５とを備え、第４信号に第１の摂動信号または第２の摂動信号を加算した信号を制御対象２に入力する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して前記出力電力が最大となるよう、前記物理変数を追従制御させる最大電力追従制御装置であって、
前記出力電力の直流成分を除去した信号である第１信号を出力する高域通過部と、
前記第１信号に、第１の摂動信号を乗算する摂動信号乗算部と、
前記第１信号に前記第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した信号であって、前記関数の傾きを反映した信号である第３信号を出力する低域通過部と、
前記第３信号を積分した信号であって、前記関数の傾きに対応した第４信号を出力する積分部と、
前記第１信号〜前記第４信号のうち、前記第３信号または前記第４信号である傾き抽出信号のみに基づいて設定された判別関数が所定の閾値よりも大きい場合、振幅が一定である前記第１の摂動信号を出力し、前記判別関数が前記所定の閾値以下である場合、振幅が時間経過とともに減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替部とを備え、
前記第４信号に、前記摂動信号切替部から出力された前記第１の摂動信号または前記第２の摂動信号を加算した信号を、前記物理変数として前記発電装置に入力する
最大電力追従制御装置。
【請求項２】
前記判別関数は、前記傾き抽出信号の時間変化を表す関数である
請求項１に記載の最大電力追従制御装置。
【請求項３】
時刻ｔにおける前記判別関数は、前記第１の摂動信号及び前記第２の摂動信号の周期をＴとした場合、前記傾き抽出信号を時刻（ｔ−Ｔ）から時刻ｔまで時間積分した値である第１積分値と、前記傾き抽出信号を時刻（ｔ―ｎＴ）から時刻（ｔ−（ｎ−１）Ｔ）（ｎは２以上の整数）まで時間積分した値である第２積分値との差分の絶対値である
請求項１または２に記載の最大電力追従制御装置。
【請求項４】
さらに、
前記関数を変化させる前記発電装置の状態量を検出する状態量検出部と、
前記状態量検出部から取得した前記状態量に応じて、制御対象となる評価関数を、前記発電装置の前記関数から前記状態量に対応した疑似評価関数に置き換える評価関数置換部とを備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の最大電力追従制御装置。
【請求項５】
前記評価関数置換部は、前記制御対象となる評価関数を前記発電装置の前記関数から前記疑似評価関数に置き換え、所定の期間が経過した後、前記制御対象となる評価関数を前記疑似評価関数から前記発電装置の前記関数に戻す
請求項４に記載の最大電力追従制御装置。
【請求項６】
前記発電装置は、複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池パネルを含み、
前記関数は、前記物理変数を電圧とする関数であり、
前記状態量検出部は、前記複数の太陽電池セルのそれぞれの日射量を前記状態量として計測し、
前記最大電力追従制御装置は、さらに、
複数の太陽電池セルのそれぞれの日射量と、前記関数における複数の極大値のうち前記関数の最大値が得られる電圧領域との関係を示すテーブルデータを予め格納し、
前記評価関数置換部は、前記状態量検出部から取得した前記日射量に応じて前記関数が複数の極大値を有するか否かを判定し、前記関数が複数の極大値を有すると判定した場合、前記テーブルデータを参照することにより、前記最大値でない極大点が存在する電圧領域から前記最大値である極大点が存在する電圧領域へ向かって単調増加する関数を、前記疑似評価関数として設定する
請求項４または５に記載の最大電力追従制御装置。
【請求項７】
出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して前記出力電力が最大となるよう前記物理変数を追従制御させる最大電力追従制御方法であって、
前記出力電力の直流成分を除去した信号である第１信号を出力する高域通過ステップと、
前記第１信号に、第１の摂動信号を乗算する摂動信号乗算ステップと、
前記第１信号に前記第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した信号であって、前記関数の傾きを反映した信号である第３信号を出力する低域通過ステップと、
前記第３信号を積分した信号であって、前記関数の傾きに対応した第４信号を出力する積分ステップ部と、
前記第１信号〜前記第４信号のうち、前記第３信号または前記第４信号である傾き抽出信号のみに基づいて設定された判別関数が所定の閾値よりも大きい場合、振幅が一定である前記第１の摂動信号を出力し、前記判別関数が前記所定の閾値以下である場合、振幅が時間経過とともに減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替ステップと、
前記第４信号に、前記摂動信号切替ステップで出力された前記第１の摂動信号または前記第２の摂動信号を加算した信号を、前記物理変数として前記発電装置に入力する摂動信号加算ステップとを含む
最大電力追従制御方法。
【請求項８】
さらに、
前記関数を変化させる前記発電装置の状態量を検出する状態量検出ステップと、
前記状態量検出ステップで検出した前記状態量に応じて、制御対象となる評価関数を、所定の期間、前記発電装置の前記関数から前記状態量に対応した疑似評価関数に置き換える評価関数置換ステップと、
評価関数置換ステップの後、制御対象となる評価関数を前記疑似評価関数から前記発電装置の前記関数に戻す評価関数復元ステップとを備える
請求項７に記載の最大電力追従制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置を最大出力で動作させる最大電力追従制御装置及び最大電力追従制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メガソーラーや住宅用太陽光パネルが普及し、太陽光発電が推進されるようになった。太陽光発電の分野では、気象条件に伴って変化する出力電力を最適動作点で動作させるため、最大電力追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）する制御装置の研究が進められている。
【０００３】
上記太陽光発電に代表される発電装置を最大電力で動作させるためのＭＰＰＴの一つとして、極値探索制御が挙げられる。
【０００４】
極値探索制御は、発電装置の出力電力特性を表す評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）（ｕは物理変数）の最大値ｙ＊と、当該最大値ｙ＊が得られる最適値ｕ＊を探す手法の一つである。発電装置は、例えば、太陽電池であり、出力ｙは太陽電池の出力電力Ｐであり、物理変数ｕは電圧Ｖである。つまり、太陽電池の出力電力は電圧により変化し、この場合の評価関数はＰ＝ｆ（Ｖ）となる。
【０００５】
極値探索制御を実行する制御装置は、高域通過フィルタと、低域通過フィルタと、積分部と、摂動信号付加部とを有する（非特許文献１）。高域通過フィルタは、出力ｙの直流成分を除去し、低域通過フィルタは、直流成分が除去された出力ｙに摂動信号ε（ｔ）が乗算された信号の低域成分を抽出する。積分部は、上記低域成分を積分した結果に基づいて物理変数ｕを増減させる。そして、上記制御装置は、積分部により調整された物理変数ｕに摂動信号ε（ｔ）が加算された信号（ｕ＋ε（ｔ））を評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）に入力し、出力ｙを摂動させながら最大出力点に近づけていく。このようにして、上記制御装置は、高域通過フィルタリング、摂動信号乗算、低域通過フィルタリング、積分、及び摂動信号加算を繰り返す。つまり、物理変数ｕへの摂動信号の付加により、当該摂動信号による出力ｙの変化を観測し、当該変化に基づいて出力ｙが大きくなる方向へと物理変数ｕを増減させる。結果的に、最適値ｕ＊及び最大値ｙ＊の組み合わせが得られる。これにより、発電装置の静特性を事前に測定することなく、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）が変化しても、常に、最適値ｕ＊と最大値ｙ＊とを抽出することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】浦大輔、他１名、「太陽光発電システムの部分影を考慮した最大電力追従制御」、平成２５年電気学会電子・情報・システム部門大会、平成２５年９月、ｐ．１３３４−１３３９．
【非特許文献２】Ｓｃｏｔｔ  Ｍｏｕｒａ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｌｙａｐｕｎｏｖ−ｂａｓｅｄ  ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｅｘｔｒｅｍｕｍ  ｓｅｅｋｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ，”  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ２１，ｐｐ．９７１−９８０，２０１３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の極値探索型の制御装置では、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）の変化に対して最適値ｕ＊と最大値ｙ＊とを抽出することが可能であるが、定常状態においても一定の摂動信号成分が物理変数ｕに重畳されている。このため、最大電力点付近で出力ｙが極限周期軌道に陥り、効率的な稼働が見込めない。
【０００８】
そこで、非特許文献２では、さらに、リアプノフ関数に基づいた極値探索制御により、極限周期軌道を除去することが可能な制御装置が提案されている。非特許文献２に記載された制御装置は、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ及び積分部で構成された閉ループ系の各パラメータを用いた演算結果により得られたリアプノフ関数Ｆなるものを定義し、リアプノフ関数Ｆに応じて、物理変数ｕに付加すべき摂動信号ε（ｔ）を切り替える。
【０００９】
しかしながら、非特許文献２に記載された制御装置では、摂動信号ε（ｔ）を切り替える指標となるリアプノフ関数Ｆを抽出するにあたり、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ及び積分部のそれぞれから出力されるパラメータを計測する必要がある。このため、複数のパラメータ計測のための構成が複雑となる。さらに、計測された複数のパラメータを用い、これらを、座標変換、二次近似及び線形化などを含む煩雑な演算を経てリアプノフ関数Ｆを得る必要がある。特に、このリアプノフ関数Ｆの決定には、ｙ＝ｆ（ｕ）のような所定の関数形式が必要となる。ところが、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）は未知であるので、上記所定の関数形式は想定されたものを用いなければならない。これにより、リアプノフ関数Ｆは不確かさを含むこととなり、極値探索の精度が低下することが想定され、極値探索の精度という観点からは十分と言えない。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、パラメータ計測及び演算を簡素化しつつ高精度な極値探索が可能な最大電力追従制御装置及び最大電力追従制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る最大電力追従制御装置の一形態は、出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して前記出力電力が最大となるよう、前記物理変数を追従制御させる最大電力追従制御装置であって、前記出力電力の直流成分を除去した信号である第１信号を出力する高域通過部と、前記第１信号に、第１の摂動信号を乗算する摂動信号乗算部と、前記第１信号に前記第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した信号であって、前記関数の傾きを反映した信号である第３信号を出力する低域通過部と、前記第３信号を積分した信号であって、前記関数の傾きに対応した第４信号を出力する積分部と、前記第１信号〜前記第４信号のうち、前記第３信号または前記第４信号である傾き抽出信号のみに基づいて設定された判別関数が所定の閾値よりも大きい場合、振幅が一定である前記第１の摂動信号を出力し、前記判別関数が前記所定の閾値以下である場合、振幅が時間経過とともに減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替部とを備え、前記第４信号に、前記摂動信号切替部から出力された前記第１の摂動信号または前記第２の摂動信号を加算した信号を、前記物理変数として前記発電装置に入力する。
【００１２】
これにより、動作点が最大電力点に近づくにつれ摂動信号の振幅が減衰するので、極限周期軌道に陥らず安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。また、摂動信号を切り替える指標となる判別関数の設定には、低域通過部または積分部からの出力である傾き抽出信号のみを計測すればよい。よって、パラメータ計測及び信号の演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００１３】
また、前記判別関数は、前記傾き抽出信号の時間変化を表す関数である。
【００１４】
これにより、判別関数の設定は、複数の信号に基づいた座標変換、近似及び線形化などの煩雑な演算を必要とせず、傾き抽出信号の時間変化を監視するだけで実現できる。よって、パラメータ計測及び信号の演算を簡素化できる。
【００１５】
また、時刻ｔにおける前記判別関数は、前記第１の摂動信号及び前記第２の摂動信号の周期をＴとした場合、前記傾き抽出信号を時刻（ｔ−Ｔ）から時刻ｔまで時間積分した値である第１積分値と、前記傾き抽出信号を時刻（ｔ―ｎＴ）から時刻（ｔ−（ｎ−１）Ｔ）（ｎは２以上の整数）まで時間積分した値である第２積分値との差分の絶対値である。
【００１６】
これにより、判別関数の設定は、異なる時刻における傾き抽出信号の積分値を差分するだけで実現できる。よって、パラメータ計測及び信号の演算を簡素化できる。
【００１７】
また、さらに、前記関数を変化させる前記発電装置の状態量を検出する状態量検出部と、前記状態量検出部から取得した前記状態量に応じて、制御対象となる評価関数を、前記発電装置の前記関数から前記状態量に対応した疑似評価関数に置き換える評価関数置換部とを備える。
【００１８】
これにより、発電装置が多峰性の関数を有する場合であっても、当該関数を、発電装置の状態量に対応した疑似評価関数に置換して極値探索を実行するので、動作点が誤った極大点に収束することを回避できる。
【００１９】
また、前記評価関数置換部は、前記制御対象となる評価関数を前記発電装置の前記関数から前記疑似評価関数に置き換え、所定の期間が経過した後、前記制御対象となる評価関数を前記疑似評価関数から前記発電装置の前記関数に戻す。
【００２０】
これにより、発電装置が多峰性の関数を有する場合であっても、当該関数を疑似評価関数に置換した後、所定の時間経過後に再び、上記関数へと戻すので、正確な最大電力追従制御が可能となる。
【００２１】
また、前記発電装置は、複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池パネルを含み、前記関数は、前記物理変数を電圧とする関数であり、前記状態量検出部は、前記複数の太陽電池セルのそれぞれの日射量を前記状態量として計測し、前記最大電力追従制御装置は、さらに、複数の太陽電池セルのそれぞれの日射量と、前記関数における複数の極大値のうち前記関数の最大値が得られる電圧領域との関係を示すテーブルデータを予め格納し、前記評価関数置換部は、前記状態量検出部から取得した前記日射量に応じて前記関数が複数の極大値を有するか否かを判定し、前記関数が複数の極大値を有すると判定した場合、前記テーブルデータを参照することにより、前記最大値でない極大点が存在する電圧領域から前記最大値である極大点が存在する電圧領域へ向かって単調増加する関数を、前記疑似評価関数として設定する。
【００２２】
発電装置が、複数の太陽電池セルで構成されている場合、部分影により、異なる太陽電池セルは異なる日射量を有する場合が想定される。この場合、太陽電池セル間での日射量の差により、発電装置の関数が多峰性（複数の極大値を有する）を示す場合がある。これに対して、本発明の一態様に係る最大電力追従制御装置によれば、上記テーブルデータと、太陽電池セルごとの日射量データとにより、評価関数置換部が、制御対象の評価関数を、適切な疑似評価関数へと置換することができる。よって、天候の変化に対応して制御対象の評価関数を適切に設定できるので、正確な太陽電池パネルの最大電力追従制御が可能となる。
【００２３】
なお、本発明は、最大電力追従制御装置として実現できるだけでなく、その最大電力追従制御装置を構成する処理部をステップとする最大電力追従制御方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したりすることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る最大電力追従制御装置及び最大電力追従制御方法によれば、出力電力特性を表す関数に入力される摂動信号を決定するためのパラメータ計測及び演算を簡素化できる。よって、装置構成を簡素化しつつ高精度な極値探索が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の極値探索型の制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【図２】従来の極値探索型の制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフ
【図３】非特許文献２に記載された、リアプノフ関数を導入した制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る摂動信号スイッチ部の機能を説明する図
【図６】本発明の実施の形態１に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフ
【図７】太陽電池発電装置を含む制御システムの機能ブロック図
【図８Ａ】太陽電池パネルの電圧−電流特性を表すグラフ
【図８Ｂ】太陽電池パネルの電圧−電力特性を表すグラフ
【図９】太陽電池発電装置を制御対象とした場合の最大電力追従制御システムの機能ブロック図
【図１０】実施例に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフ
【図１１】本発明の実施の形態２に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る摂動信号切替部の機能を説明する図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフ
【図１４】本発明の実施の形態３に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【図１５】実施の形態３に係る太陽電池パネルの構成及び電気特性を説明する図
【図１６】部分影の状態が異なる場合の太陽電池パネルの電気特性を示す図
【図１７】部分影が生じた場合の極値探索制御の問題点を説明する図
【図１８】疑似評価関数を設定する事例を説明する図
【図１９】疑似評価関数への切り替え時の応答特性を表すグラフ
【図２０】評価関数置換部とリアプノフ関数に基づいた摂動信号スイッチ部とを有する最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した従来の最大電力追従制御装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００２７】
図１は、従来の極値探索型の制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、制御対象５０２の出力を最大にするためのシステムであり、制御対象５０２と、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）部５１１と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）部５１２と、積分部５１３とを有する。制御対象５０２は、物理変数ｕの関数である評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）で表され、例えば、太陽電池等の発電装置である。この場合、上記ｙは出力電力であり、変数ｕは電圧に相当する。上記制御システムにおいて、ＨＰＦ部５１１と、ＬＰＦ部５１２と、積分部５１３とで構成される極値探索型の制御装置は、出力ｙの最大値ｙ＊と、当該最大値ｙ＊が得られる最適値ｕ＊を探索する。
【００２８】
ＨＰＦ部５１１は、出力ｙの直流成分を除去し、ＬＰＦ部５１２は、直流成分が除去された出力ｙに摂動信号ε（ｔ）（＝ａ０ｓｉｎ（ωｔ））が乗算された信号の低域成分を抽出する。積分部５１３は、上記低域成分を積分した積分値に基づいて、変数ｕを増減させる。そして、上記従来の制御装置は、積分部５１３により調整された変数ｕに、摂動信号ε（ｔ）が加算された信号ｘ（＝ｕ＋ε（ｔ））を評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）に入力して出力ｙを摂動させながら最大出力点に近づけていく。このようにして、上記従来の制御装置は、高域通過フィルタリング、摂動信号乗算、低域通過フィルタリング、積分、及び摂動信号加算を繰り返す。つまり、変数ｕへの摂動信号ε（ｔ）の付加により、当該摂動信号による出力ｙの変化を観測し、当該変化に基づいて出力ｙが大きくなる方向へと変数ｕを増減させる。その結果として、最適値ｕ＊及び最大値ｙ＊の組み合わせが得られる。これにより、制御対象５０２の静特性を事前に測定することなく、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）が変化しても、常に、最適値ｕ＊と最大値ｙ＊とを抽出することが可能となる。
【００２９】
図２は、従来の極値探索型の制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフである。図２の上段には、信号ｘ（＝ｕ＋ε（ｔ））の時間応答特性が示され、下段には、出力ｙの時間応答特性が示されている。上記制御装置により、信号ｘは一定の摂動を継続しながら４（ａ．ｕ．）へと収束し、出力ｙは１０（ａ．ｕ．）へと収束している。ここで、２秒経過後の定常状態においても、一定の摂動信号ε（ｔ）が変数ｕに重畳されているため、最大電力点（ｙ＝１０）付近では、出力ｙは振動している。つまり、出力ｙは極限周期軌道に陥るため、効率的な稼働が見込めない。
【００３０】
この極限周期軌道の振る舞いを解消すべく、非特許文献２では、リアプノフ関数に基づいた極値探索制御により、極限周期軌道を除去している。
【００３１】
図３は、非特許文献２に記載された、リアプノフ関数を導入した極値探索型の制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、図１に示された従来の制御装置に対して、さらに、リアプノフ関数に基づく摂動信号スイッチ部５１４を有する。以下、図３に示された制御装置について、図１に示された制御装置と異なる点を中心に説明する。
【００３２】
図３に示された極値探索型の制御装置では、積分部５１３から出力された変数ｕに対して、以下の式１のように、リアプノフ関数Ｆに応じて切り替えられる摂動信号ε（ｔ）が加算される。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
ここで、ａ０は摂動信号の初期振幅であり、ωは摂動信号の角周波数であり、Ｆｔｈは閾値であり、γは減衰定数であり、τはＦ＝Ｆｔｈとなる時刻である。上記式１は、ＦがＦｔｈよりも大きい場合、ε（ｔ）は、時間依存しない一定振幅ａ０を有する正弦波となり、ＦがＦｔｈ以下となった場合、ε（ｔ）は、時間経過とともに指数関数的に減衰する振幅を有する正弦波に切り替わることを示している。つまり、出力ｙが最大点に近づいた場合には、摂動信号ε（ｔ）の振幅を減衰させることで、出力ｙ及び変数ｕが極限周期軌道に陥らず、安定した最大点動作を実現することが可能となる。
【００３５】
ここで、摂動信号ε（ｔ）を切り替えるためのリアプノフ関数Ｆの導出過程について説明する。まず、リアプノフ関数に基づく摂動信号スイッチ部５１４は、ＨＰＦ部５１１からの出力（ｙ−η）、ＬＰＦ部５１２からの出力ξ、及び積分部５１３からの出力ｕを計測する。ここで、ηは、出力ｙの直流成分である。次に、摂動信号スイッチ部５１４は、ｕ（ｔ）、η（ｔ）及びξ（ｔ）などの、図３に示された閉ループ系の状態方程式を、当該閉ループ系の平衡点（最大電力点）を原点に平行移動させる新たな座標系で変換する。次に、摂動信号スイッチ部５１４は、新たな座標系で変換された各々の状態方程式を、二次式で近似し非線形システムを得る。次に、摂動信号スイッチ部５１４は、上記非線形の状態方程式を線形化する。最後に、摂動信号スイッチ部５１４は、線形化された状態方程式をリアプノフ方程式に代入してリアプノフ関数Ｆを導出する。
【００３６】
つまり、図３に示された極値探索型の制御装置では、摂動信号スイッチ部５１４が、（１）ＨＰＦ部５１１、ＬＰＦ部５１２及び積分部５１３から出力されたパラメータを計測し、（２）閉ループ系の状態方程式を座標変換し、（３）座標変換された状態方程式を二次近似し、（４）二次近似された状態方程式を線形化する、ことによりリアプノフ関数Ｆを導出する。
【００３７】
上述したように、非特許文献２に記載された制御装置では、摂動信号ε（ｔ）を切り替える指標となるリアプノフ関数Ｆの導出には、上記（１）〜（４）のように、各部からの出力であるパラメータの計測、ならびに、座標変換、近似及び線形化などの煩雑な演算が必要となる。このため、複数のパラメータ計測のための構成が複雑となり、また煩雑な上記演算のため制御対象によっては極値探索の精度が低下することが想定され、極値探索の精度という観点からは十分とは言えない。
【００３８】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る最大電力追従制御装置は、出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して前記出力電力が最大となるよう、前記物理変数を追従制御させる最大電力追従制御装置であって、前記出力電力の直流成分を除去した信号である第１信号を出力する高域通過部と、前記第１信号に、第１の摂動信号を乗算する摂動信号乗算部と、前記第１信号に前記第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した信号であって、前記関数の傾きを反映した信号である第３信号を出力する低域通過部と、前記第３信号を積分した信号であって、前記関数の傾きに対応した第４信号を出力する積分部と、前記第１信号〜前記第４信号のうち、前記第３信号または前記第４信号である傾き抽出信号のみに基づいて設定された判別関数が所定の閾値よりも大きい場合、振幅が一定である前記第１の摂動信号を出力し、前記判別関数が前記所定の閾値以下である場合、振幅が時間経過とともに減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替部とを備え、前記第４信号に、前記摂動信号切替部から出力された前記第１の摂動信号または前記第２の摂動信号を加算した信号を、前記物理変数として前記発電装置に入力することを特徴とする。
【００３９】
本態様によれば、発電装置の出力電力特性を表す関数に入力される摂動信号を決定するためのパラメータ計測及び演算を簡素化できるので、装置構成を簡素化しつつ高精度な極値探索が可能となる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００４１】
（実施の形態１）
［全体構成］
図４は、本発明の実施の形態１に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、最大電力追従制御装置１と、制御対象２とで構成される。以下、上記制御システムの各構成について説明する。
【００４２】
制御対象２は、ｙ＝ｆ（ｕ）なる評価関数を有する発電装置である。上記ｙは発電装置の出力であり、ｕは物理変数である。発電装置は、例えば、太陽電池であり、この場合には、上記ｙは出力電力であり、上記ｕは電圧である。
【００４３】
最大電力追従制御装置１は、出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して当該出力電力が最大となるよう物理変数を追従制御させる制御装置である。最大電力追従制御装置１は、ＨＰＦ（高域通過フィルタ）部１１と、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）部１２と、積分部１３と、摂動信号乗算部１４と、摂動信号切替部１５とを備える。
【００４４】
ＨＰＦ部１１、ＬＰＦ部１２、積分部１３、摂動信号乗算部１４、及び制御対象２とで構成された制御系は、極値探索制御を実行する。以下、極値探索制御について説明する。
【００４５】
［極値探索制御］
まず、式２のように、ｙ＝ｆ（ｕ）なる評価関数に、物理変数ｕ及び摂動成分ε（ｔ）からなるｘを入力することにより、出力ｙ（ｔ）は、以下の式２で表される。
【００４６】
【数２】
2015102876.tif 000004
【００４７】
上記式２を、二次の項までマクローリン展開すると、出力ｙ（ｔ）は、以下の式３のようになる。
【００４８】
【数３】
2015102876.tif 000005
【００４９】
上記式３で表されたｙ（ｔ）は、高域通過部であるＨＰＦ部１１を通過する。これにより、ＨＰＦ部１１からの出力は、出力ｙ（ｔ）の直流成分ηが除去された第１信号（ｙ−η）となり、以下の式４で表される。
【００５０】
【数４】
2015102876.tif 000006
【００５１】
ここで、図４に示すように、摂動信号乗算部１４は摂動信号ε（ｔ）（（＝ａ０ｓｉｎ（ωｔ））を生成し、当該摂動信号を式４で示された（ｙ（ｔ）−η）に乗算する。これにより、ＬＰＦ部１２の入力信号である第２信号は、以下の式５のようになる。
【００５２】
【数５】
2015102876.tif 000007
【００５３】
上記式５で表されたＬＰＦ部１２の入力信号は、低域通過部であるＬＰＦ部１２を通過する。これにより、第３信号であるＬＰＦ部１２の出力ξは、以下の式６のようになる。
【００５４】
【数６】
2015102876.tif 000008
【００５５】
上記式６より、ＬＰＦ部１２の出力ξは、評価関数ｆ（ｕ）の傾き（∂ｆ／∂ｕ）に比例することがわかる。つまり、出力ξは、ＬＰＦ部１２の入力信号の低域成分を抽出した信号であって、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）の傾きを反映した信号である。従って、出力ξが正であるときは、物理変数ｕを大きくする方向にｆ（ｕ）の最大点があり、出力ξが負であるときは、物理変数ｕを小さくする方向にｆ（ｕ）の最大点があることがわかる。この関係より、出力ξを積分部１３で積分した信号であって評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）の傾きに対応した信号である第４信号を物理変数ｕとして評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）に入力することにより、評価関数ｆ（ｕ）の傾きと物理変数ｕの増減とが対応づけられる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態に係る極値探索制御は、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）において、ｕ−ｙ平面上でのｕに対するｙの傾きを摂動信号により取得し、取得されたｙの傾きに基づいてｕを増減させる。これにより、本実施の形態に係る極値探索制御は、評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）を事前に測定することなく、当該評価関数が変化しても、最適値ｕ＊と最大値ｙ＊とを抽出できる。
【００５７】
但し、最適値ｕ＊と最大値ｙ＊とが抽出された定常状態において、継続して一定の摂動信号ε（ｔ）が変数ｕに重畳される場合には、最大電力点付近で出力ｙが極限周期軌道に陥る。これに対して、本発明の最大電力追従制御装置１は、さらに、摂動信号切替部１５を有している。以下、摂動信号切替部１５の構成について説明する。
【００５８】
［摂動信号切り替え］
摂動信号切替部１５は、ＬＰＦ部１２の出力ξを取得し、取得した出力ξを変数とする判別関数ｈ（ξ）と判別閾値ｈｔｈとを比較し、当該比較結果に基づいて変数ｕに重畳すべき摂動信号ε（ｔ）を切り替える。以下、図５を用いて、摂動信号切替部１５の機能を説明する。
【００５９】
図５は、本発明の実施の形態１に係る摂動信号切替部の機能を説明する図である。まず、同図左側のグラフは、式６で示されたＬＰＦ部１２の出力ξの時間応答特性を表すグラフである。このグラフより、出力ξは、周期Ｔ（＝２π／ω）を有する振動を繰り返している。ここで、物理変数ｕが時間の経過とともに変化することにより、出力ξの周期ごとの波形もまた、時間の経過とともに変化する。この出力ξの波形変化を検出するため、以下の式７で表される判別関数ｈ（ξ）を定義する。
【００６０】
【数７】
2015102876.tif 000009
【００６１】
上記式７で定義された判別関数ｈ（ξ）は、判別時刻ｔ０における１周期分（ｔ０−Ｔ〜ｔ０）の出力ξを時間積分した値である第１積分値と、当該１周期の直前の１周期分（ｔ０−２Ｔ〜ｔ０−Ｔ）の出力ξを時間積分した値である第２積分値との差分の絶対値を示している。つまり、判別関数ｈ（ξ）は、出力ξの時間変化を表す関数であり、出力ξが評価関数ｆ（ｕ）の傾きを反映した傾き抽出信号であることから、判別関数ｈ（ξ）は、評価関数ｆ（ｕ）の傾きの変化を表している。例えば、判別関数ｈ（ξ）が大きいほど評価関数ｆ（ｕ）の傾きの時間変化が大きく、判別関数ｈ（ξ）が小さいほど評価関数ｆ（ｕ）の傾きの時間変化が小さい。なお、上記第２積分値が取得される期間は、上記第１積分値が取得される期間の直前の期間であることが望ましいが、これに限られない。上記第２積分値が取得される期間は、時刻（ｔ０―ｎＴ）から時刻（ｔ０−（ｎ−１）Ｔ）（ｎは２以上の整数）であればよい。ここで、上記式７からも明らかであるように、判別関数ｈ（ξ）は、上記第１信号〜上記第４信号のうち第３信号のみに基づいて設定された関数である。
【００６２】
摂動信号切替部１５は、上述した判別関数ｈ（ξ）と、判別閾値ｈｔｈとを比較することにより、以下の式８のように、摂動信号ε（ｔ）を切り替えて出力する。
【００６３】
【数８】
2015102876.tif 000010
【００６４】
ここで、ａ０は摂動信号の初期振幅であり、ωは摂動信号の周期であり、ｈｔｈは判別閾値であり、γは減衰定数であり、τはｈ（ξ）＝ｈｔｈとなる時刻である。上記式８は、判別関数ｈ（ξ）が判別閾値ｈｔｈよりも大きい場合、摂動信号ε（ｔ）は、時間依存しない一定振幅ａ０を有する正弦波となり、判別関数ｈ（ξ）が判別閾値ｈｔｈ以下となった場合、摂動信号ε（ｔ）は、時間経過とともに指数関数的に減衰する振幅を有する正弦波に切り替わることを示している。
【００６５】
摂動信号切替部１５の上記出力（ε（ｔ））を積分部１３からの出力である第４信号（ｕ）に加算した信号（ｕ＋ε（ｔ））が、物理変数として制御対象２に入力される。
【００６６】
図６は、本発明の実施の形態１に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフである。図６の上段には、信号ｘ（＝ｕ＋ε（ｔ））の時間応答のシミュレーション結果が示され、下段には、出力ｙの時間応答のシミュレーション結果が示されている。図６の上段に示されているように、信号ｘは、３秒までは一定の摂動を継続しながら４（ａ．ｕ．）へと収束し、３〜４秒以降では時間経過とともに指数関数的に振幅が減衰する摂動を有しながら４（ａ．ｕ．）へと収束している。一方、図６の下段に示されているように、出力ｙは、３秒までは大きな摂動を継続しながら１０（ａ．ｕ．）へと収束し、３〜４秒以降では時間経過とともに指数関数的に振幅が減衰する摂動を有しながら１０（ａ．ｕ．）へと収束している。ここで、３〜４秒において、摂動信号切替部１５が、判別関数ｈ（ξ）と閾値ｈｔｈとを比較して摂動信号ε（ｔ）を切り替える。このため、出力ｙは極限周期軌道に陥らず、安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１では、非特許文献２に記載された制御装置と比較して、摂動信号ε（ｔ）を切り替える指標となる判別関数ｈ（ξ）の導出には、ＨＰＦ部１１及び積分部１３からの出力パラメータを計測する必要がなく、ＬＰＦ部１２からの出力ξのみを計測すればよい。さらに、座標変換、近似及び線形化などの煩雑な演算を必要とせず、出力ξを一定周期の間積分すればよい。これにより、パラメータ計測及び演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００６８】
以上のように、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１によれば、動作点が最大電力点に近づくにつれ摂動信号の振幅が減衰するので、極限周期軌道に陥らず安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。また、摂動信号を切り替える指標となる判別関数の設定には、予めｙ＝ｆ（ｕ）のような所定の関数形式を取得しておく必要がなく、ＬＰＦ部１２からの出力ξのみを計測すればよい。よって、パラメータ計測及び信号の演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００６９】
［実施例］
次に、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１を用いて太陽電池発電装置の出力電力を制御する例を説明する。
【００７０】
図７は、太陽電池発電装置を含む制御システムの機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、最大電力追従制御装置１と、制御対象である太陽電池発電装置２１とを備える。
【００７１】
太陽電池発電装置２１は、複数の太陽電池セルがアレイ状に配置された太陽電池パネルと、ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧器）とを有する。太陽電池発電装置２１の出力端子は、後段に接続されるＤＣ／ＡＣコンバータを介して系統に接続される。太陽電池発電装置２１では、以下の式９が成り立つ。
【００７２】
【数９】
2015102876.tif 000011
【００７３】
ここで、Ｖｉｎｖは太陽電池発電装置２１の出力端に配置されたコンデンサの両端電圧であり、また、ＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧である。Ｖは太陽電池パネルからの直流電圧であり、ｄはＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をＰＷＭ制御する際のデューティー比である。この場合、最大電力追従制御装置１は、太陽電池パネルからの直流電圧Ｖ及び直流電流Ｉを計測して出力電力Ｐ（Ｉ×Ｖ）を取得し、評価関数をＰ＝ｆ（ｄ）として最大電力追従制御を実行する。具体的には、最大電力追従制御装置１は、太陽電池発電装置２１のＤＣ／ＤＣコンバータに最適なデューティー比ｄ＊を出力する。これにより、後段のＤＣ／ＡＣコンバータに対して一定電圧Ｖｉｎｖが供給される。
【００７４】
図８Ａは、太陽電池パネルの電圧−電流特性を表すグラフであり、図８Ｂは、太陽電池パネルの電圧−電力特性を表すグラフである。具体的には、図８Ａ及び図８Ｂでは、日射量を変化させた場合の特性が表されており、太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルが同じ性能で、かつ、複数の太陽電池セルに対して日射量が等しい場合を仮定している。また、図８Ａ及び図８Ｂのグラフは、上記仮定において、太陽電池パネルの電流Ｉと電圧Ｖとの関係を表す非線形方程式をニュートン・ラフソン法を用いて数値解析的に解いた結果である。図８Ａに示すように、日射量が大きいほど電流Ｉが大きく流れ、また、図８Ｂに示すように、日射量が大きいほど出力電力Ｐは大きい。また、図８Ｂに示すように、一定の日射量においては、電圧に対する電力は単峰性を示す（１つの極大点を有する）ことがわかる。また、図８Ｂにおいて、○印を付した点は、最大電力点（ＭＰＰ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ）であることを示している。以下、上記特性を有する太陽電池発電装置２１が組み込まれた最大電力追従制御システムについて説明する。
【００７５】
図９は、太陽電池発電装置を制御対象とした場合の最大電力追従制御システムの機能ブロック図である。同図に示された最大電力追従制御システムは、最大電力追従制御装置１と、太陽電池発電装置２１とで構成される。以下、図４に示された制御システムと構成が異なる点を中心に説明する。
【００７６】
本実施例の制御システムにおける制御対象は太陽電池発電装置２１であり、最大電力追従制御装置１は、物理変数ｕとして、ＤＣ／ＤＣコンバータのデューティー比ｄを設定し、最大電力Ｐ＊と当該Ｐ＊が得られる場合の最適デューティー比ｄ＊とを追従制御する。つまり、図４に示された制御システムにおける評価関数ｙ＝ｆ（ｕ）に対して、本実施例の制御システムにおける太陽電池発電装置２１の評価関数は、Ｐ＝ｆ（ｄ）と置き換えることができる。
【００７７】
摂動信号切替部１５は、ＬＰＦ部１２の出力ξを取得し、取得した出力ξを変数とする判別関数ｈ（ξ）と判別閾値ｈｔｈとを比較し、当該比較結果に基づいて変数ｄに重畳すべき摂動信号ε（ｔ）を切り替える。
【００７８】
図１０は、実施例に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフである。図１０の上段には、出力電力Ｐの追従応答のシミュレーション結果が示され、下段には、判別関数ｈ（ξ）の時間応答のシミュレーション結果が示されている。図１０の上段左側のグラフは、日射量の急激な変化（ステップ変化）に対し、最大電力追従制御装置１が最大電力に追従していることを示している。また、図１０の上段右側のグラフより、最大電力点に近づくにつれ、極限周期軌道が指数関数的に減衰していることがわかる。一方、図１０の下段のグラフに示されたように、判別関数ｈ（ξ）が、閾値ｈｔｈを横切る状態が表されている。判別関数ｈ（ξ）が閾値ｈｔｈ以下となった時点に呼応して、図１０の上段右側のグラフに示された出力電力Ｐの振幅が減衰し始めていることがわかる。
【００７９】
以上のように、本実施例の最大電力追従制御装置１によれば、太陽電池発電装置２１の出力電力Ｐは極限周期軌道に陥らず、安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。また、判別関数ｈ（ξ）の導出には、ＬＰＦ部１２からの出力ξのみを計測すればよく、さらに、座標変換、近似及び線形化などの煩雑な演算を必要とせず、出力ξを一定周期の間積分すればよい。これにより、本実施例においても、パラメータ計測及び演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００８０】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る最大電力追従制御装置１は、ＬＰＦ部１２の出力ξのみに基づいて判別関数ｈ（ξ）を設定し、当該判別関数ｈ（ξ）と判別閾値ｈｔｈとの大小関係により、積分部１３の出力ｕに加算する摂動信号ε（ｔ）を切り替えるものである。これに対して、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置２０は、積分部１３の出力ｕのみに基づいて判別関数ｈ（ｕ）を設定し、当該判別関数ｈ（ｕ）と判別閾値ｈ’ｔｈとの大小関係により、積分部１３の出力ｕに加算する摂動信号ε（ｔ）を切り替えるものである。
【００８１】
［全体構成］
図１１は、本発明の実施の形態２に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、最大電力追従制御装置２０と、制御対象２とで構成される。以下、上記制御システムの各構成について、実施の形態１と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００８２】
最大電力追従制御装置２０は、出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して当該出力電力が最大となるよう物理変数を追従制御させる制御装置である。最大電力追従制御装置２０は、ＨＰＦ部１１と、ＬＰＦ部１２と、積分部１３と、摂動信号乗算部１４と、摂動信号切替部２５とを備える。
【００８３】
ＨＰＦ部１１、ＬＰＦ部１２、積分部１３、摂動信号乗算部１４、及び制御対象２とで構成された制御系は、極値探索制御を実行する。極値探索制御については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００８４】
［摂動信号切り替え］
摂動信号切替部２５は、積分部１３の出力ｕを取得し、取得した出力ｕを変数とする判別関数ｈ（ｕ）と判別閾値ｈ’ｔｈとを比較し、当該比較結果に基づいて変数ｕに重畳すべき摂動信号ε（ｔ）を切り替える。以下、図１２を用いて、摂動信号切替部２５の機能を説明する。
【００８５】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る摂動信号切替部の機能を説明する図である。まず、同図左側のグラフは、積分部１３の出力ｕの時間応答特性を表すグラフである。このグラフより、出力ｕは、周期Ｔ（＝２π／ω）を有する振動を繰り返している。ここで、出力ｕの周期ごとの波形は、時間の経過とともに変化する。この出力ｕの波形変化を検出するため、以下の式１０で表される判別関数ｈ（ξ）を定義する。
【００８６】
【数１０】
2015102876.tif 000012
【００８７】
上記式１０で定義された判別関数ｈ（ｕ）は、判別時刻ｔ０における１周期分（ｔ０−Ｔ〜ｔ０）の出力ｕを時間積分した値である第１積分値と、当該１周期の直前の１周期分（ｔ０−２Ｔ〜ｔ０−Ｔ）の出力ｕを時間積分した値である第２積分値との差分の絶対値を示している。つまり、判別関数ｈ（ｕ）は、出力ｕの時間変化を表す関数であり、出力ｕが評価関数ｆ（ｕ）の傾きに対応した傾き抽出信号であることから、判別関数ｈ（ｕ）は、評価関数ｆ（ｕ）の傾きの変化を表している。例えば、判別関数ｈ（ｕ）が大きいほど評価関数ｆ（ｕ）の傾きの時間変化が大きく、判別関数ｈ（ｕ）が小さいほど評価関数ｆ（ｕ）の傾きの時間変化が小さい。なお、上記第２積分値が取得される期間は、上記第１積分値が取得される期間の直前の期間であることが望ましいが、これに限られない。上記第２積分値が取得される期間は、時刻（ｔ０―ｎＴ）から時刻（ｔ０−（ｎ−１）Ｔ）（ｎは２以上の整数）であればよい。ここで、上記式１０からも明らかであるように、判別関数ｈ（ｕ）は、上記第１信号〜上記第４信号のうち第４信号のみに基づいて設定された関数である。
【００８８】
摂動信号切替部２５は、上述した判別関数ｈ（ｕ）と、判別閾値ｈ’ｔｈとを比較することにより、以下の式１１のように、摂動信号ε（ｔ）を切り替えて出力する。
【００８９】
【数１１】
2015102876.tif 000013
【００９０】
ここで、ａ０は摂動信号の初期振幅であり、ωは摂動信号の周期であり、ｈ’ｔｈは判別閾値であり、γは減衰定数であり、τはｈ（ｕ）＝ｈ’ｔｈとなる時刻である。上記式１１は、判別関数ｈ（ｕ）が判別閾値ｈ’ｔｈよりも大きい場合、摂動信号ε（ｔ）は、時間依存しない一定振幅ａ０を有する正弦波となり、判別関数ｈ（ｕ）が判別閾値ｈ’ｔｈ以下となった場合、摂動信号ε（ｔ）は、時間経過とともに指数関数的に減衰する振幅を有する正弦波に切り替わることを示している。
【００９１】
摂動信号切替部２５の上記出力（ε（ｔ））を積分部１３からの出力である第４信号（ｕ）に加算した信号（ｕ＋ε（ｔ））が、物理変数として制御対象２に入力される。
【００９２】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る最大電力追従制御装置が最大電力を探索した場合の応答シミュレーション結果を表すグラフである。図１３の上段には、信号ｘ（＝ｕ＋ε（ｔ））の時間応答のシミュレーション結果が示され、下段には、出力ｙの時間応答のシミュレーション結果が示されている。図１３の上段に示されているように、信号ｘは、３秒までは一定の摂動を継続しながら４（ａ．ｕ．）へと収束し、３〜４秒以降では時間経過とともに指数関数的に振幅が減衰する摂動を有しながら４（ａ．ｕ．）へと収束している。一方、図１３の下段に示されているように、出力ｙは、３秒までは大きな摂動を継続しながら１０（ａ．ｕ．）へと収束し、３〜４秒以降では時間経過とともに指数関数的に振幅が減衰する摂動を有しながら１０（ａ．ｕ．）へと収束している。ここで、３〜４秒において、摂動信号切替部２５が、判別関数ｈ（ｕ）と閾値ｈ’ｔｈとを比較して摂動信号ε（ｔ）を切り替える。このため、出力ｙは極限周期軌道に陥らず、安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置２０では、摂動信号ε（ｔ）を切り替える指標となる判別関数ｈ（ｕ）の導出には、積分部１３からの出力ｕのみを計測すればよい。よって、実施の形態１に係る最大電力追従制御装置１と同様に、パラメータ計測及び演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置２０によれば、動作点が最大電力点に近づくにつれ摂動信号の振幅が減衰するので、極限周期軌道に陥らず安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。また、摂動信号を切り替える指標となる判別関数の設定には、予めｙ＝ｆ（ｕ）のような所定の関数形式を取得しておく必要がなく、積分部１３からの出力ｕのみを計測すればよい。よって、パラメータ計測及び信号の演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【００９５】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２に係る最大電力追従制御装置１及び２０は、制御対象の評価関数が単峰性を有する（出力ｙの極大値が１つしかない）ことを前提にして最大電力追従制御を行うものである。これに対して、本実施の形態では、制御対象の評価関数が多峰性を有する（出力ｙの極大値が複数ある）場合に適用可能な最大電力追従制御装置について説明する。
【００９６】
図１４は、本発明の実施の形態３に係る最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示された制御システムは、最大電力追従制御装置１０と、制御対象２とで構成される。以下、上記制御システムの各構成について説明する。
【００９７】
［多峰性を有する評価関数］
制御対象２は、ｙ＝ｆ（ｕ）なる評価関数を有する発電装置であり、本実施の形態では制御対象２を太陽電池発電装置と想定して、評価関数をＰ＝ｆ（ｄ）としている。実施の形態１の実施例と同様に、上記Ｐは太陽電池発電装置の出力であり、ｄはＤＣ／ＤＣコンバータのデューティー比である。ここで、本実施の形態に係る太陽電池発電装置について、実施の形態１に係る太陽電池発電装置と異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る太陽電池発電装置の太陽電池パネルは、直列接続された２つの太陽電池セルで構成されることを想定している。
【００９８】
図１５は、実施の形態３に係る太陽電池パネルの構成及び電気特性を説明する図である。同図左側に示すように、直列接続された２つの太陽電池セル１及び２に入射する日射量が異なる場合（Ｓ１≠Ｓ２）、つまり、部分影が生じている場合、同図右側に示すような電気特性が得られる。例えば、太陽電池セル１がＳ１＝１０００Ｗ／ｍ２の日射量を有し、太陽電池セル２がＳ２＝４００Ｗ／ｍ２の日射量を有する場合、図１５の右上側に示すように、太陽電池パネルの電圧−電流特性は階段状の特性となる。これに対応して、図１５の右下側に示すように、太陽電池パネルの電圧−電力特性は、電圧Ｖに対して多峰性を示している（電力Ｐの極大値が２つある）。ここで、多峰性を示す電圧−電力特性において、いずれの極大値が最大電力点であるかは、Ｓ１及びＳ２の日射量の大小関係により決定される。Ｓ１及びＳ２の日射量の大小関係と電気特性との関係を、図１６を用いて説明する。
【００９９】
図１６は、部分影の状態が異なる場合の太陽電池パネルの電気特性を示す図である。同図には、太陽電池セル１及び２への日射量の差分が異なる３パターンの場合について、それぞれ、電圧−電流特性及び電圧−電力特性が示されている。いずれの場合においても、電圧−電力特性は多峰性を有しているが、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝２００（＜Ｓ１／２）の場合には、最大電力点は高電圧側の極大点ＰＲであり、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝８００（＞Ｓ１／２）の場合には、最大電力点は低電圧側の極大点ＰＬである。また、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝５００（＝Ｓ１／２）の場合には、最大電力点は低電圧側の極大点ＰＬ及び高電圧側の極大点ＰＲの２点となる。
【０１００】
ここで、太陽電池パネル上に部分影が生じた場合の極値探索制御の問題点について説明する。
【０１０１】
［極値探索制御の問題点］
図１７は、部分影が生じた場合の極値探索制御の問題点を説明する図である。図１７において、まず、部分影がなく、太陽電池セル１及び２が同じ日射量を有している場合（例えばＳ１＝Ｓ２＝１０００Ｗ／ｍ２）、電圧−電力特性は、破線のように単峰性を有する。この場合において極値探索制御が実行されると、電圧Ｖが摂動しながら初期動作点から最大電力点Ｐｍａｘ１へと移動する。この状態において、太陽電池パネル上に部分影が生じ、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝８００（＞Ｓ１／２）となった場合、電圧−電力特性は、実線のように多峰性へと変化する。この場合、極値探索制御により、最大電力点Ｐｍａｘ１の電圧Ｖに対応する動作点から、極大点である動作点ＰＲへと探索点が移動し収束する。しかしながら、部分影が発生した場合の最大電力点ＰＬは、ＰＲではなく、より低電圧側に存在する。結果的に、部分影が生じた場合には、動作点がローカルな極大点ＰＲに収束し、最大電力点ＰＬへの正確な最大電力追従ができないといったケースが発生する。
【０１０２】
これに対して、制御対象が多峰性の評価関数を有する場合であっても、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１０によれば、正確な最大電力追従制御が可能となる。以下、最大電力追従制御装置１０について説明する。
【０１０３】
［全体構成］
図１４に示すように、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１０は、ＨＰＦ部１１と、ＬＰＦ部１２と、積分部１３と、摂動信号乗算部１４と、摂動信号切替部１５と、評価関数置換部２６と、日射量検出部２７と、テーブルデータ２８とを備える。本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１０は、実施の形態１に係る最大電力追従制御装置１と比較して、評価関数置換部２６、日射量検出部２７及びテーブルデータ２８が付加された点が構成として異なる。以下、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１０について、実施の形態１に係る最大電力追従制御装置１と異なる点を中心に説明する。
【０１０４】
［要部構成］
日射量検出部２７は、評価関数を変化させる制御対象２の状態量を計測する制御対象状態量検出部であり、具体的には、太陽電池セル１及び２が受ける日射量を計測する。日射量検出部２７は、計測した太陽電池セル１及び２のそれぞれの日射量を評価関数置換部２６に出力する。
【０１０５】
評価関数置換部２６は、日射量検出部２７から取得した制御対象２の状態量に応じて、制御対象２の評価関数を、疑似評価関数Ｐｆに置き換える。ここで、本実施の形態における疑似評価関数Ｐｆとは、制御対象２の状態量に対応した、擬似的な評価関数である。具体的には、疑似評価関数Ｐｆは、制御対象２の評価関数が多峰性を有すると判断される場合に、当該評価関数の有する複数の極大点のうち、最大点ではない極大点から最大点へ向かって単調増加する関数である。以下、評価関数置換部２６の処理手順について説明する。
【０１０６】
まず、最大電力追従制御装置１０は、以下の式１２に示される判別式を示すデータを、予めテーブルデータ２８として保持している。
【０１０７】
【数１２】
2015102876.tif 000014
【０１０８】
ここで、ＰＬは、多峰性を構成する２つの極大点のうち低電圧側の極大点に相当し、ＰＲは、高電圧側の極大点に相当する。つまり、テーブルデータ２８は、複数の太陽電池セルのそれぞれの日射量と、評価関数における複数の極大値のうち最大値が得られる電圧領域との関係を示すデータである。
【０１０９】
次に、評価関数置換部２６は、日射量検出部２７から取得した太陽電池セル１及び２の日射量Ｓ１及びＳ２に基づいて、テーブルデータ２８を参照し、最大電力点が低電圧側に存在するか、高電圧側に存在するか、または、低電圧側及び高電圧側の双方に存在するかを判定する。なお、評価関数置換部２６は、取得した日射量Ｓ１及びＳ２、ならびに上記テーブルデータ２８から、正確な最大動作点を取得するわけではなく、日射量Ｓ１及びＳ２に基づいて最大動作点の存在する物理変数領域を限定するものである。
【０１１０】
次に、評価関数置換部２６は、上記判定結果に基づいて、現在の評価関数を疑似評価関数Ｐｆに置き換えるか否かを判断する。この判断について、図１８を用いて説明する。
【０１１１】
図１８は、疑似評価関数を設定する事例を説明する図である。同図の上側には、太陽電池パネル上に部分影が生じ、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝８００（＞Ｓ１／２）となった場合を想定している。この場合、電圧−電力特性は、実線のように多峰性へと変化する。このとき、評価関数置換部２６は、日射量Ｓ１（＝１０００Ｗ／ｍ２）びＳ２（＝２００Ｗ／ｍ２）に基づいて、テーブルデータ２８（式１２）を参照し、ＣＡＳＥ１に該当すると判断する。つまり、評価関数置換部２６は、日射量検出部２７から取得した日射量に応じて評価関数が複数の極大値を有するか否かを判定する。本例では、評価関数置換部２６は、最大電力点が低電圧側に存在すると判定し、現在の多峰性の評価関数が有する複数の極大点のうち、最大点ではないＰＲの存在する電圧領域（に属する電圧Ｖ１）からＰＬの存在する電圧領域（に属する電圧Ｖ２）へ向かって単調増加する関数を疑似評価関数Ｐｆとし、現在の評価関数を疑似評価関数Ｐｆに置き換えることを選択する。
【０１１２】
ここで、制御対象の評価関数を疑似評価関数に置き換えるという判定をするのは、制御対象の評価関数が変化した場合において、変化前の最大電力点の存在する物理変数領域と、変化後の最大電力点の存在する物理変数領域とが異なる場合である。図１８の例で説明すれば、部分影発生前の単峰性を有する評価関数の最大電力点は高電圧側に存在するが、部分影発生後の多峰性を有する評価関数の最大電力点ＰＬは低電圧側に存在する。よって、評価関数置換部２６は、現在の評価関数を疑似評価関数Ｐｆに置き換えることを選択する。
【０１１３】
なお、図１６に示された３つのケースにおいて、いずれの場合であっても、評価関数置換部２６は、現在の評価関数を疑似評価関数Ｐｆに置き換えてもよい。例えば、図１６の上段の場合、｜Ｓ１−Ｓ２｜＝２００（＜Ｓ１／２）であり、評価関数置換部２６は、テーブルデータ２８よりＣＡＳＥ３を選択する。この場合には、評価関数置換部２６は、最大電力点が高電圧側に存在すると判定し、現在の多峰性の評価関数が有する複数の極大点のうち、最大点ではないＰＬの存在する電圧領域からＰＲの存在する電圧領域へ向かって単調増加する関数を疑似評価関数Ｐｆとし、現在の評価関数を疑似評価関数Ｐｆに置き換えることを選択する。この場合、疑似評価関数Ｐｆに置き換える必要性はないものの、正確な最大電力追従制御が実行される。
【０１１４】
次に、最大電力追従制御装置１０は、制御対象２の評価関数が疑似評価関数Ｐｆであるとして、極値探索制御を所定の期間Ｔｆの間実行する。これにより、極値探索制御の動作点が、最大点でない極大点を含む電圧領域から、最大点を含む電圧領域へと移動する。
【０１１５】
次に、評価関数置換部２６は、上述した疑似評価関数Ｐｆによる極値探索制御が所定の期間Ｔｆの間実行された後、現在設定されている疑似評価関数Ｐｆを、制御対象２の評価関数へと戻す。これにより、最大点を含む領域へと移動した動作点は、制御対象２の有する真の評価関数に基づいて、最大電力点を高精度に追従する。
【０１１６】
図１９は、疑似評価関数への切り替え時の応答特性を表すグラフである。図１９の上段には、電圧Ｖの時間応答が表されている。部分影発生前（〜５秒）では、時間の経過とともに、単峰性の評価関数の高電圧側に存在する最大電力点に収束している。ここで、時刻５秒において部分影が発生し、評価関数が単峰性から多峰性へと変化する。評価関数置換部２６は、式１２におけるＣＡＳＥ１に該当すると判断し、疑似評価関数ＰｆとしてＰＲの存在する電圧領域からＰＬの存在する電圧領域へ向かって単調増加する関数を選択し、多峰性の評価関数を置き換える。
【０１１７】
時刻５秒から所定の期間Ｔｆの間、最大電力追従制御装置１０は、疑似評価関数Ｐｆについて極値探索制御を実行する。この期間Ｔｆにおいて、動作点は、図１９の下段右側に示すように、高電圧側（１．５Ｖ〜２Ｖ）から低電圧側（１Ｖ以下）へと移動している。そして、所定の期間Ｔｆの経過後、現在設定されている疑似評価関数Ｐｆを、制御対象２の評価関数へと戻す。これにより、図１９下段に示すように、最大電力点を含む領域である低電圧側へと移動した動作点は、制御対象２の有する真の評価関数に基づいて、低電圧領域で最大電力点を高精度に追従する。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態に係る最大電力追従制御装置１０によれば、発電装置が多峰性の評価関数を有する場合であっても、当該評価関数を、発電装置の状態量に対応した疑似評価関数に置換して極値探索を実行するので、動作点が誤った極大点に収束することを回避できる。
【０１１９】
また、評価関数を疑似評価関数に置換した後、所定の期間Ｔｆの経過後に再び、上記評価関数へと戻すので、正確な最大電力追従制御が可能となる。
【０１２０】
本実施の形態のように、発電装置が、特に、複数の太陽電池セルで構成されている場合、部分影発生による太陽電池セル間での日射量の差により、発電装置の評価関数が多峰性を示す場合がある。これに対して、最大電力追従制御装置１０によれば、上記テーブルデータ２８と、日射量検出部２７からの太陽電池セルごとの日射量データとにより、評価関数置換部２６が適切な疑似評価関数Ｐｆを設定することができる。よって、天候等の変化に対応して制御対象の評価関数を適切に設定できるので、正確な太陽電池パネルの最大電力追従制御が可能となる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、例えば、図１８の下段に示された疑似評価関数Ｐｆは、以下のような、電圧Ｖの二次関数に設定される。
【０１２２】
【数１３】
2015102876.tif 000015
【０１２３】
ここで、α、β、γは、最大点ではないＰＲの存在する電圧領域（に属する電圧Ｖ１）からＰＬの存在する電圧領域（に属する電圧Ｖ２）へ向かって単調増加するような関数の定数である。この場合、期間Ｔｆの長さの下限は、例えば、以下の式１４によって決定される。
【０１２４】
【数１４】
2015102876.tif 000016
【０１２５】
ここで、ｋは積分部１３の比例ゲインであり、ａ０は摂動信号の初期振幅であり、ＶｉｎｖはＤＣ／ＡＣコンバータの入力電圧である。なお、期間Ｔｆの長さは、これに限られない。期間Ｔｆの長さは、上記式１４で規定される長さよりも長く設定されることが望ましい。また、期間Ｔｆの長さは、制御対象の応答性能によっても調整される。
【０１２６】
（その他）
以上、本発明に係る最大電力追従制御装置について、実施の形態１及び２に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態１及び２に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１２７】
例えば、実施の形態３に係る最大電力追従制御装置１０の摂動信号切替部１５を、実施の形態２に係る最大電力追従制御装置２０の摂動信号切替部２５に置き換えてもよい。
【０１２８】
また、摂動信号切替部１５は、コンピュータ等に備えられるプロセッサで実行されるプログラムによってソフトウェア的に実現されてもよいし、半導体集積回路等の専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
【０１２９】
なお、本発明は、上述した最大電力追従制御装置として実現できるだけでなく、その最大電力追従制御装置を構成する処理部をステップとする最大電力追従制御方法として実現することができる。本発明の最大電力追従制御方法は、出力電力が物理変数の関数として表される発電装置に対して当該出力電力が最大となるよう物理変数を追従制御させる最大電力追従制御方法であって、出力電力の直流成分を除去した信号である第１信号を出力する高域通過ステップと、第１信号に、第１の摂動信号を乗算する摂動信号乗算ステップと、第１信号に第１の摂動信号が乗算された第２信号の低域成分を抽出した信号であって関数の傾きを反映した信号である第３信号を出力する低域通過ステップと、第３信号を積分した信号であって上記関数の傾きに対応した第４信号を出力する積分ステップ部と、第１信号〜第４信号のうち第３信号または第４信号である傾き抽出信号のみに基づいて設定された判別関数が所定の閾値よりも大きい場合、振幅が一定である第１の摂動信号を出力し、判別関数が所定の閾値以下である場合、振幅が時間経過とともに減衰する第２の摂動信号を出力する摂動信号切替ステップと、第４信号に摂動信号切替ステップで出力された第１の摂動信号または第２の摂動信号を加算した信号を、物理変数として発電装置に入力する摂動信号加算ステップとを含む。
【０１３０】
これにより、動作点が最大電力点に近づくにつれ摂動信号の振幅が減衰するので、極限周期軌道に陥らず安定かつ効率的な最大電力追従動作をすることが可能となる。また、摂動信号を切り替える指標となる判別関数の設定には、低域通過部または積分部からの出力である傾き抽出信号のみを計測すればよい。よって、パラメータ計測及び信号の演算が簡素化された高精度な極値探索が可能となる。
【０１３１】
また、さらに、関数を変化させる発電装置の状態量を検出する状態量検出ステップと、前記状態量検出ステップで検出した前記状態量に応じて、制御対象となる評価関数を、所定の期間、前記発電装置の前記関数から前記状態量に対応した疑似評価関数に置き換える評価関数置換ステップと、評価関数置換ステップの後、制御対象となる評価関数を前記疑似評価関数から前記発電装置の前記関数に戻す評価関数復元ステップとを備えてもよい。
【０１３２】
これにより、発電装置が多峰性の関数を有する場合であっても、当該関数を、発電装置の状態量に対応した疑似評価関数に置換して極値探索を実行するので、動作点が誤った極大点に収束することを回避でき、正確な最大電力追従制御が可能となる。
【０１３３】
また、本発明は、最大電力追従制御方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
【０１３４】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
【０１３５】
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
【０１３６】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
【０１３７】
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
【０１３８】
なお、実施の形態３に係る最大電力追従制御装置１０は、ＨＰＦ部１１と、ＬＰＦ部１２と、積分部１３と、摂動信号乗算部１４と、摂動信号切替部１５と、評価関数置換部２６と、日射量検出部２７と、テーブルデータ２８とを備える。しかしながら、多峰性の評価関数を有する制御対象の最大電力を正確に追従する制御装置という観点からは、上記第１信号〜上記第４信号のうち第３信号のみに基づいて設定された判別関数により摂動信号を切り替える摂動信号切替部１５は、必須の構成要素ではない。上記観点における制御装置は、例えば、摂動信号切替部１５に替えて、図３に示されたリアプノフ関数に基づいた摂動信号スイッチ部５１４を備えてもよい。以下、本制御装置について図２０を用いて説明する。
【０１３９】
図２０は、評価関数置換部とリアプノフ関数に基づいた摂動信号スイッチ部とを有する最大電力追従制御装置を含む制御システムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示されるように、本最大電力追従制御装置は、ＨＰＦ部１１と、ＬＰＦ部１２と、積分部１３と、摂動信号スイッチ部５１４と、評価関数置換部２６と、日射量検出部２７と、テーブルデータ２８とを備える。本最大電力追従制御装置は、実施の形態３に係る最大電力追従制御装置１０と比較して、摂動信号乗算部１４及び摂動信号切替部１５がなく、摂動信号スイッチ部５１４が付加されている点が構成として異なる。以下、実施の形態３に係る最大電力追従制御装置１０と同じ点は説明を省略し、異なる点のみ説明する。
【０１４０】
本最大電力追従制御装置は、積分部５１３から出力された変数ｕに対して、式１に示すように、リアプノフ関数Ｆに応じて切り替えられる摂動信号ε（ｔ）が加算される。また、多峰性の評価関数に対して、疑似評価関数への置き換えを実行する構成は実施の形態３に係る最大電力追従制御装置１０と同じである。
【０１４１】
上記構成の場合、リアプノフ関数Ｆの導出に関し、座標変換、近似及び線形化などの煩雑な演算が必要となるため、パラメータ計測及び演算を簡素化することはできないが、部分影発生などにより評価関数が多峰性を示す場合には、評価関数置換部２６が適切な疑似評価関数Ｐｆを設定するので、正確な太陽電池パネルの最大電力追従制御が可能となる。
【０１４２】
また、実施の形態３では、２つの極大点を有する評価関数に対する最大電力追従制御を紹介したが、これに限られない。本発明の最大電力追従制御装置１０は、評価関数の極大点が３点以上存在する場合にも拡張することが可能である。
【０１４３】
また、実施の形態１〜３において、発電装置として太陽電池発電装置を例示したが、これに限られず、風力発電装置や燃料電池発電装置、およびこれらを分散配置した分散電源などにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、最大電力追従制御装置として、特に、パラメータ計測及び演算を簡素化しつつ高精度な極値探索が可能となる太陽光発電システムに対して有用である。
【符号の説明】
【０１４５】
１、１０、２０    最大電力追従制御装置
２、５０２    制御対象
１１、５１１    高域通過フィルタ部（ＨＰＦ部）
１２、５１２    低域通過フィルタ部（ＬＰＦ部）
１３、５１３    積分部
１４    摂動信号乗算部
１５、２５    摂動信号切替部
２１    太陽電池発電装置
２６    評価関数置換部
２７    日射量検出部
２８    テーブルデータ
５１４    摂動信号スイッチ部
【図１】
2015102876.tif 000017
【図２】
2015102876.tif 000018
【図３】
2015102876.tif 000019
【図４】
2015102876.tif 000020
【図５】
2015102876.tif 000021
【図６】
2015102876.tif 000022
【図７】
2015102876.tif 000023
【図８Ａ】
2015102876.tif 000024
【図８Ｂ】
2015102876.tif 000025
【図９】
2015102876.tif 000026
【図１０】
2015102876.tif 000027
【図１１】
2015102876.tif 000028
【図１２】
2015102876.tif 000029
【図１３】
2015102876.tif 000030
【図１４】
2015102876.tif 000031
【図１５】
2015102876.tif 000032
【図１６】
2015102876.tif 000033
【図１７】
2015102876.tif 000034
【図１８】
2015102876.tif 000035
【図１９】
2015102876.tif 000036
【図２０】
2015102876.tif 000037