(57)【要約】  マスター／スレーブ制御アーキテクチャを備えた太陽光発電プラント。太陽光発電プラントはスレーブプラントコントローラを含み、各スレーブプラントコントローラが、太陽電池により生成された直流を、相互接続点（ＰＯＩ）における商用電力グリッドへの送達に適した交流に変換する、太陽光発電インバータの動作を制御する。マスタープラントコントローラは、スレーブプラントコントローラの動作を制御し協調させる。マスタープラントコントローラは、各スレーブプラントコントローラに提供される、グローバルインバータ有効電力又は無効電力設定値を生成する。各スレーブプラントコントローラにおいて、グローバル設定値が処理されて、そのスレーブプラントコントローラによって制御される対応する太陽光発電インバータに提供される、個々のインバータ有効電力又は無効電力設定値が生成される。太陽光発電インバータは、受信した個々のインバータ設定値に基づいて出力を生成して、所望の有効電力、電圧、又は力率を達成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電プラントであって、
複数のスレーブプラントコントローラと、
前記複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラと、を備え、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラが、当該スレーブプラントコントローラによって制御される複数の太陽光発電インバータそれぞれの設定値を調整し、
前記設定値が、商用電力グリッドに対する前記太陽光発電プラントの相互接続点（ＰＯＩ）に提供される、前記複数の太陽光発電インバータのうち対応する太陽光発電インバータの出力を設定し、
前記複数の太陽光発電インバータがそれぞれ、複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換し、
前記マスタープラントコントローラは、前記商用電力グリッドに対する前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの出力を検出すると共に、前記複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御して、前記商用電力グリッドに対する前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力に基づいて、対応する太陽光発電インバータの設定値を調整する、太陽光発電プラント。
【請求項２】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、無効電力を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値は、インバータ無効電力設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項３】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、力率を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値が、インバータ力率設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項４】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、有効電力を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値は、インバータ有効電力設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項５】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、測定された出力電圧を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項６】
前記マスタープラントコントローラは、前記ＰＯＩにおけるメーターを読み取って、前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記出力を検出する、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項７】
前記マスタープラントコントローラは、前記太陽光発電プラントの検出される前記出力を受信し処理する補償器を有する、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項８】
前記補償器は、比例−積分（ＰＩ）補償器を含む、請求項７に記載の太陽光発電プラント。
【請求項９】
前記複数の太陽電池は、裏面コンタクト型太陽電池を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項１０】
太陽光発電プラントの動作を制御する方法であって、
第１のスレーブプラントコントローラを使用して、第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、
第２のスレーブプラントコントローラを使用して、第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、
相互接続点（ＰＯＩ）で前記太陽光発電プラントの出力を測定する段階と、
マスタープラントコントローラを使用して、前記第１のスレーブプラントコントローラ及び前記第２のスレーブプラントコントローラの動作を制御する段階と、を備え、
前記第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階において、前記第１のスレーブプラントコントローラは、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を、商用電力グリッドに対する前記太陽光発電プラントの前記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
前記第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階において、前記第２のスレーブプラントコントローラは、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を、前記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
前記第１のスレーブプラントコントローラ及び前記第２のスレーブプラントコントローラの動作を制御する段階において、前記マスタープラントコントローラが、前記第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラを制御して、前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力に基づいて、前記第１の複数の太陽光発電インバータ及び前記第２の複数の太陽光発電インバータのうちの太陽光発電インバータの設定値を調整する、方法。
【請求項１１】
前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力は、電圧出力を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記太陽光発電プラントは、自動電圧調節にしたがって操作される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力は、力率を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記太陽光発電プラントは、力率制御にしたがって操作される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力は、有効電力を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のスレーブプラントコントローラが、データ通信ネットワークを通じて前記第１の複数の太陽光発電インバータと通信する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
太陽光発電プラントの動作を制御する方法であって、
太陽光発電プラントの第１のプラントコントローラを設置する段階と、
商用電力グリッドに対する相互接続点（ＰＯＩ）において、前記太陽光発電プラントの出力を生成するように、前記第１のプラントコントローラを操作する段階と、
前記第１のプラントコントローラが、少なくとも一定期間の間、前記商用電力グリッドに対する前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記出力を生成するように動作した後、前記太陽光発電プラントの第２のプラントコントローラを設置する段階と、
前記第１のプラントコントローラ及び前記第２のプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラを設置する段階と、
前記マスタープラントコントローラを使用して前記第１のプラントコントローラ及び前記第２のプラントコントローラの動作を制御する段階と、を備え、
前記第１のプラントコントローラは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御し、
前記第２のプラントコントローラは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御し、
前記マスタープラントコントローラを使用して前記第１のプラントコントローラ及び前記第２のプラントコントローラの動作を制御する段階において、前記マスタープラントコントローラは、前記第１のプラントコントローラ及び前記第２のプラントコントローラを制御して、前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの測定出力に基づいて、前記第１の複数の太陽光発電インバータ及び前記第２の複数の太陽光発電インバータのうちの複数の太陽光発電インバータの設定値を調整する、方法。
【請求項１８】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記測定出力は、電圧を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記太陽光発電プラントは、自動電圧調節にしたがって操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記測定出力は、力率を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記太陽光発電プラントは、力率制御にしたがって操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記測定出力は、有効電力を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記太陽光発電プラントは、自動有効電力制御にしたがって操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のプラントコントローラは、データ通信ネットワークを通じて前記第１の複数の太陽光発電インバータと通信する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
複数のスレーブプラントコントローラはそれぞれ、別個の事業体によって操作される別個の太陽光発電プラントとして操作される、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する主題の実施形態は、全体として、太陽光発電プラントに関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６１／５５２，３４５号の利益を主張し、その全体を参照することにより本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００３】
太陽光発電プラントは、太陽光発電システムを使用して、太陽放射から電気を生成する。太陽光発電システムは、太陽電池パネルのアレイからなってもよく、それぞれの太陽電池パネルは、相互接続された太陽電池を備える。太陽電池には、Ｐ型及びＮ型拡散領域が含まれる。太陽電池に日射が当たると電子及び正孔が生成され、これらの電子及び正孔が拡散領域に移動することにより、拡散領域間に電位差が生じる。裏面コンタクト型太陽電池においては、拡散領域及びこれらの拡散領域に結合した金属コンタクトフィンガーが、共に太陽電池の裏面にある。このコンタクトフィンガーによって外部電気回路を太陽電池に結合し、太陽電池によって駆動することが可能となる。
【０００４】
太陽光発電インバータは、太陽電池により生成された直流を、相互接続点（ＰＯＩ）において、電力グリッドに結合するのに適した交流に変換する。電圧、無効電力、有効電力、及び力率など、ＰＯＩにおける太陽光発電プラントの出力は、指定値の範囲内に収まって要件を満たすように制御される。本発明の実施形態は、太陽光発電プラントの動作を制御して、ＰＯＩ又は他の送達ノードにおいて太陽光発電プラント出力を送達するように、太陽光発電プラントの動作を制御するためのマスター／スレーブアーキテクチャに関する。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、太陽光発電プラントは、複数のスレーブプラントコントローラと、複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラと、を備え、複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラは、当該スレーブプラントコントローラによって制御される複数の太陽光発電インバータそれぞれの設定値を調整し、設定値が、商用電力グリッドに対する太陽光発電プラントの相互接続点（ＰＯＩ）に提供される、太陽光発電インバータに対応する出力を設定し、複数の太陽光発電インバータはそれぞれ、複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する。太陽光発電プラントは、複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラを更に備え、マスタープラントコントローラは、商用電力グリッドに対するＰＯＩにおける太陽光発電プラントの出力を検出すると共に、複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御して、商用電力グリッドに対するＰＯＩにおける太陽光発電プラントの検出される出力に基づいて、対応する太陽光発電インバータの設定値を調整する。
【０００６】
別の実施形態では、太陽光発電プラントの動作を制御する方法は、第１のスレーブプラントコントローラを使用して第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、第２のスレーブプラントコントローラを使用して第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、相互接続点（ＰＯＩ）で太陽光発電プラントの出力を測定する段階と、マスタープラントコントローラを使用して第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラの動作を制御する段階と、を備え、第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階において、第１のスレーブプラントコントローラは、第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、商用電力グリッドに対する太陽光発電プラントのＰＯＩに送達するため、第１の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する。第２の複数の太陽光発電インバータの動作は、第２のスレーブプラントコントローラを使用して制御され、第２のスレーブプラントコントローラは、第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、ＰＯＩに送達するため、第２の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する。太陽光発電プラントの出力はＰＯＩで測定される。第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラの動作は、マスタープラントコントローラを使用して制御され、マスタープラントコントローラは、第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラを制御して、ＰＯＩにおいて測定された太陽光発電プラントの出力に基づいて、第１及び第２の複数の太陽光発電インバータのうちの太陽光発電インバータの設定値を調整する。
【０００７】
別の実施形態では、太陽光発電プラントの動作を制御する方法は、太陽光発電プラントの第１のプラントコントローラを設置する段階を含み、第１のプラントコントローラは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する。第１のプラントコントローラは、商用電力グリッドに対する相互接続点（ＰＯＩ）において、太陽光発電プラントの出力を生成するように操作される。第１のプラントコントローラが、少なくとも一定期間の間、商用電力グリッドに対するＰＯＩにおける太陽光発電プラントの出力を生成するように動作した後、太陽光発電プラントの第２のプラントコントローラが設置され、第２のプラントコントローラは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する、第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する。マスタープラントコントローラは、第１のプラントコントローラ及び第２のプラントコントローラの動作を制御するのに設置される。第１のプラントコントローラ及び第２のプラントコントローラの動作は、マスタープラントコントローラを使用して制御され、マスタープラントコントローラは、第１のプラントコントローラ及び第２のプラントコントローラを制御して、ＰＯＩにおける太陽光発電プラントの測定出力に基づいて、第１の複数の太陽光発電インバータ及び第２の複数の太陽光発電インバータのうちの太陽光発電インバータの設定値を調整する。
【０００８】
本発明のこれら及びその他の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲を含む本開示の全体を読むことにより、当業者には容易に理解されよう。
【０００９】
より完全な本主題の理解は、発明を実施するための形態、及び特許請求の範囲を、以下の図面と併せて考察し、参照することによって導き出すことができ、同様の参照番号は、図面全体を通して同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による太陽光発電プラント１００の構成要素を概略的に示す。
【００１１】
【図２】本発明の実施形態による図１の太陽光発電プラントの更なる構成要素を概略的に示す。
【００１２】
【図３】本発明の実施形態による、漸次的実装を可能にする太陽光発電プラントの制御を概略的に示す。
【００１３】
【図４】図４Ａ及び４Ｂから成り、本発明の実施形態による、自動電圧調節制御における図１の太陽光発電プラントの更なる詳細及び動作を概略的に示す。
【００１４】
【図５】図５Ａ及び５Ｂから成り、本発明の実施形態による、力率制御における図１の太陽光発電プラントの更なる詳細及び動作を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示では、本発明の実施形態を十分に理解するために、器具、部品及び方法の例など、多数の具体的な詳細を提供している。しかしながら、当業者であれば、本発明はこれらの具体的な詳細のうちの１つ以上を欠いても実施できることは理解されよう。他の例では、本発明の態様を不明瞭にすることを避けるため、周知の詳細については図示又は説明をしていない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態による太陽光発電プラント１００の構成要素を概略的に示す。図１の例に示される太陽光発電プラント１００の構成要素は、複数のコンバイナボックス１１２と、複数の太陽電池パネル１１４と、太陽光発電インバータ１１０と、を含む。太陽光発電プラントは、複数の太陽光発電インバータ１１０を含んでもよいが、図示を明瞭にするため、図１には１つのみが示される。太陽電池パネル１１４は、同一のフレーム上に搭載され、電気的に接続された太陽電池を備える。一実施形態では、それぞれの太陽電池パネル１１４は、複数の直列に接続された裏面コンタクト型太陽電池１１５を備える。前面コンタクト型太陽電池を含む、他のタイプの太陽電池も用いられてもよい。図示を明瞭にするため、図１においては一部の裏面コンタクト型太陽電池１１５のみに記号を付している。
【００１７】
太陽光発電ストリングは、図１のように、複数の直列に接続された太陽電池パネル１１４を備える。一群の太陽電池パネル１１４が、コンバイナボックス１１２に電気的に接続され、ここで太陽電池パネル１１４は直列に接続される。コンバイナボックス１１２は、太陽光発電ストリング内のすべての太陽電池パネル１１４が直列に接続されるように電気的に接続されてもよい。太陽光発電ストリングの出力は、太陽電池１１５により生成された直流（ＤＣ）を、例えば、商用電力グリッドへの送達に適した交流（ＡＣ）に変換するインバータ１１０に電気的に接続される。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による太陽光発電プラント１００の更なる構成要素を概略的に示す。図２は、図１と関連して記述されるインバータ１１０を示す。図示を明瞭にするため、太陽電池パネル１１４は図２には示されない。
【００１９】
太陽光発電プラント１００は、相互接続点（ＰＯＩ）２２１で商用電力グリッド２２５に結合される。図２の例では、一群の太陽光発電インバータ１１０の出力は、サブステーションＭＶ／ＨＶ（中電圧／高電圧）変圧器２２０への中電圧（ＭＶ）供給器（feeder）２１２を用いてＰＯＩ  ２２１に結合される。太陽光発電プラント１００には太陽光発電インバータ１１０の複数の群があり、太陽光発電インバータ１１０の各群は、それ自体のＭＶ供給器２１２に接続され、それ自体のプラントコントローラ２１０によって制御される。太陽光発電プラント１００は、任意に、コンデンサバンクコントローラ、記憶装置などの外部デバイスを含んでもよい。
【００２０】
太陽光発電インバータ１１０は、一般的に、商用電力グリッド２２５を伴うＰＯＩ  ２２１から離れてインバータパッド（inverter pads）に配置される。ＡＣ集電システムのインピーダンスのため、太陽光発電インバータ１１０の端子で測定される電圧及び他の出力は、ＰＯＩ  ２２１における値と同じではない。複数の太陽光発電インバータ１１０の動作はまた、ＰＯＩ  ２２１における出力要件を満たすように協調させる必要がある。
【００２１】
プラントコントローラ２１０は、ＰＯＩ  ２２１又はその付近における太陽光発電プラント出力（例えば、電圧）の制御を容易にする、コンピュータなどの専用又は汎用処理デバイスを備えてもよい。一実施形態では、プラントコントローラ２１０は、対応する太陽光発電インバータ１１０の設定値を制御して、ＰＯＩ  ２２１における所望の太陽光発電プラント出力を達成する。より具体的には、プラントコントローラ２１０は、太陽光発電インバータ１１０の設定値を調整してもよく、設定値は、特定の出力値を生成するように太陽光発電インバータ１１０に命令する。
【００２２】
図２の例では、プラントコントローラ２１０は、プラントコントローラ２１０が次いで、マスタープラントコントローラ２００によって制御され協調させられるという点で、「スレーブプラントコントローラ」である。一実施形態では、マスタープラントコントローラ２００は、ＰＯＩ  ２２１で測定された太陽光発電プラント出力に基づいてグローバル設定値を発行する。各スレーブプラントコントローラ２１０は、グローバル設定値を処理して、その制御下にある各太陽光発電インバータ１１０に対する個々の設定値を生成する。このように、マスタープラントコントローラ２００は、太陽光発電インバータ１１０を制御して、特定の太陽光発電プラント出力を達成することができる。以下でより明白になるように、このマスター／スレーブ太陽光発電プラント制御アーキテクチャによって、漸次的実装、費用の分担、及び太陽光発電プラントの動作のより有効な制御を含む、多くの利点が可能になる。
【００２３】
メーター２２３は、従来の電気メーター、又はデータ通信能力を備えた他のセンサ素子を含んでもよい。メーター２２３は、ＲＭＳ送信機、電力量計（revenue meter）、保護継電器、及び他の測定／センサ装置を含んでもよい。図２の例では、メーター２２３は、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント１００の出力を測定する。これによって、メーター２２３が、太陽光発電インバータ１１０の端子における読取り値よりも正確な、太陽光発電プラント出力の読取り値を有することが可能になる。ＰＯＩ  ２２１においてメーター２２３によって測定される太陽光発電プラント出力の例としては、電圧、力率、無効電力、及び有効電力が挙げられる。図２の例では、実線は電力の流れを表し、破線はデータ流れを表す。データ流れは、変電所制御監視（ＳＣＡＤＡ）の制御によるものであってもよい。
【００２４】
図２の例では、太陽光発電プラント１００におけるデータ流れはコンピュータネットワークを介して行われる。一実施形態では、太陽光発電インバータ１１０、スレーブプラントコントローラ２１０、マスタープラントコントローラ２００、及び外部デバイスは、Ｍｏｄｂｕｓ  ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルにしたがって通信する。その実施形態では、イーサネット（登録商標）スイッチが、太陽光発電プラント１００の構成要素間のデータ通信リンクを提供する。監視及び制御はまた、ＤＮＰ３若しくはＩＥＣ  ６１８５０などの別のプロトコルによって、又は信号用の個々の配線を提供するなどによる、アナログ信号伝達によって行われてもよい。
【００２５】
マスタープラントコントローラ２００は、スレーブプラントコントローラ２１０の動作を制御する専用又は汎用コンピュータであってもよい。マスタープラントコントローラ２００は、太陽光発電プラント１００全体を操作し、ＰＯＩ  ２２１におけるプラントレベルの要件を満たすように、スレーブプラントコントローラ２１０を協調させる。マスタープラントコントローラ２００からの入力に基づいて、スレーブプラントコントローラ２１０は、個々の太陽光発電インバータ１１０に制御信号を送って、例えば、自動電圧調節、力率制御、及び／又は有効電力制御にしたがって、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント出力を調整する。
【００２６】
一実施形態では、マスタープラントコントローラ２００は、太陽光発電プラント１００の出力をメーター２２３から読み取ると共に、スレーブプラントコントローラ２１０の動作を制御して、商用電力グリッド２２５に対するＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラントの検出される出力に基づいて、対応する太陽光発電インバータ１１０の設定値を調整する。
【００２７】
自動電圧調節（ＡＶＲ）の特定の相互接続要件を満たすための太陽光発電プラント１００の一例の動作として、ＲＭＳ送信機、電力量計、保護継電器など、ＰＯＩ  ２２１におけるグリッド条件を測定するセンサ／測定デバイスを備える、一群のセンサ素子がプロジェクトサブステーション制御室（project substation control house）に存在する。マスタープラントコントローラ２００は、相互接続要件ごとに求められるような様々な制御アルゴリズムに対して測定値を使用する。この自動電圧調節の例では、マスタープラントコントローラ２００は、インバータ、キャップバンク（cap banks）、又は他の無効電力源を含む、太陽光発電プラント１００の無効電力の要件を決定する。アルゴリズム的論理に基づいて、マスタープラントコントローラ２００は、ＳＣＡＤＡシステムを通じてスレーブプラントコントローラ２１０と通信する。スレーブプラントコントローラ２１０は、マスタープラントコントローラ２００から設定値（例えば、グローバルインバータ設定値及び状態マシンの要求及び限界）を得て、局所的なプロジェクト要件、アーキテクチャ、及び構成に基づいて必要に応じてアルゴリズム的論理を更に実行する。太陽光発電インバータ１１０の状態、測定値、及び通信状態が収集され、スレーブプラントコントローラ２１０のアルゴリズムで使用される。この論理に基づいて、スレーブプラントコントローラ２１０は、関連する太陽光発電インバータ１１０に対して、無効電力の送出／吸収信号（export／absorb signals）を発行する。同様に、縦続のマスター／スレーブ配列、並びに太陽光発電プラント１００の動作に関する他の戦略的な協調によって、積極的な費用削減も協調させることができる。
【００２８】
概して言えば、大規模（例えば、２０ＭＷ以上）の太陽光発電計画を開発し構築する際に、規模の有意な経済的利益がある。しかしながら、単一のプラントコントローラが通信することができる、太陽光発電インバータなどのデバイスの数に対する技術的限界がある。したがって、スケールメリットを得られる大型の計画の場合、単一のプラントコントローラは最適な解決策ではない。それに加えて、より小規模（例えば、２０ＭＶ未満）の太陽光発電計画は、一般的に、立上げ費用を抑えられることから、より大規模の計画よりも市場性が高い。本発明の実施形態により、これらの課題を克服する段階的又は漸次的な実行が可能になる。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態による、漸次的実装を可能にする太陽光発電プラントの制御を概略的に示す。図３の例では、太陽光発電プラント１００は漸次的に実装される。
【００３０】
第１の段階（矢印３０１）では、太陽光発電プラント１００は、それ自体のプラントコントローラ２１０、太陽光発電インバータ１１０、及び関連する太陽電池パネル１１４（例えば、図１を参照）を有する、単一の発電所３４０−１を用いて実装されてもよい。発電所３４０−２及び３４０−３並びにマスタープラントコントローラ２００は、第１の段階では設置されない。結果的に、第１の段階では、発電所３４０−１は、関連するセンサ素子、外部デバイス、及び継電・保護機器と共に、ＰＯＩ  ２２１において商用グリッド２２５に対して単独で太陽光発電プラント出力を提供するように操作される。理解されるように、この第１の段階で太陽光発電プラント１００を構築する計画は比較的小規模であって、より多くの事業体が計画の費用を賄うことが可能である。
【００３１】
第１の段階が完了した後、例えば、太陽光発電プラント１００を一年以上動作させた後、別の発電所を太陽光発電プラント１００に追加する、実装の第２の段階（矢印３０２）に着手してもよい。例えば、太陽光発電プラント１００を発電所３４０−１のみで一定期間の間動作させた後、第２の段階は、発電所３４０−２を太陽光発電プラント１００に追加してもよい。第２の段階は、第１の段階と同じく、小規模な計画であってもよく、したがって容易に資金を準備できる。第２の段階では、発電所３４０−１及び３４０−２のプラントコントローラ２１０の動作を協調させる、マスタープラントコントローラ２００が追加される。即ち、発電所３４０−１及び３４０−２のプラントコントローラ２１０は、マスタープラントコントローラ２００に対するスレーブとして構成されて、商用電力グリッド２２５に対して同じＰＯＩ  ２２１で太陽光発電プラント出力を提供する。漸次的実装を継続させて、同じＰＯＩ  ２２１に対して太陽光発電プラント出力を提供する、より多数の発電所を組み込んでもよい。一例として、太陽光発電プラント１００を第２の段階の構成で一定期間の間動作させた後、第３の段階（矢印３０３）で太陽光発電プラント３４０−３が太陽光発電プラント１００に追加されてもよく、太陽光発電プラント３４０−３のプラントコントローラ２１０は、マスタープラントコントローラ２００に対するスレーブとして構成される。太陽光発電プラント３４０−ｎまでの連続的な太陽光発電プラントセグメントを太陽光発電プラント１００に続けて追加することによって、漸次的実装を継続してもよい。
【００３２】
太陽光発電プラント１００の漸次的実装をより一層経済的に実施可能なものにするため、発電所３４０のそれぞれ（即ち、３４０−１、３４０−２、３４０−３、...、３４０−ｎ）を別個の事業体が所有していてもよい。例えば、発電所３４０−１は第１の電力会社が所有していてもよく、発電所３４０−２は、第１の電力会社とは別の無関係な第２の電力会社が所有していてもよく、以下も同様である。したがって、マスターコントローラ２００を使用して、多くの異なるスレーブプラントコントローラ２１０の動作を協調させることで、別々の所有者による、より小規模な太陽光発電計画の資源から開始し、且つ／又はそれらを共同出資することによって、大規模な太陽光発電計画のスケールメリットがより簡単に活用できる。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態による、自動電圧調節制御における太陽光発電プラント１００の更なる詳細及び動作を概略的に示す。
【００３４】
図４の例では、マスタープラントコントローラ２００は、構成要素４０２、４０３、４０４−１、４１０〜４１３、及び４４２〜４４４を含む。マスタープラントコントローラ２００は、複数のスレーブプラントコントローラ２１０の動作を制御し協調させる。各スレーブプラントコントローラ２１０は、構成要素４０４−２、４０５〜４０９、及び４４０〜４４１を含む。太陽光発電インバータ１１０は、スレーブプラントコントローラ２１０の周囲の内部にあるものとして図４に示されており、各スレーブプラントコントローラ２１０が、スレーブプラントコントローラ２１０からは離れて配置された一群の太陽光発電インバータ１１０の動作を制御することを示している。マスタープラントコントローラ２００及びスレーブプラントコントローラ２１０の構成要素は、ハードウェア（例えば、電気回路）、ソフトウェア（例えば、プロセッサによって実行される命令及びアルゴリズム）、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形で実現されてもよい。構成要素は、特定の太陽光発電プラントの要求を満たすように追加又は除去されてもよい。
【００３５】
図４の例では、グローバルインバータ無効電力設定値は、機能ブロック４０２、４０３、及び４０４−１において、マスタープラントコントローラ２００によって処理される。機能ブロック４０４−１からのグローバルインバータ無効電力設定値は、マスタープラントコントローラ２００によって、個々のスレーブプラントコントローラ２１０に送られる（矢印４９０）。使用可能なスレーブプラントコントローラ２１０はそれぞれ、機能ブロック４０４−２、４０５、４０６、及び４０７において、グローバルインバータ無効電力設定値を処理する。スレーブプラントコントローラ２１０は、機能ブロック４０７において、太陽光発電インバータ１１０それぞれにつき一つずつ、個々の無効電力設定値を生成する。機能ブロック４０７から、個々のインバータ無効電力設定値信号が、それぞれ対応する太陽光発電インバータ１１０に送られる。太陽光発電インバータ１１０は、受信した個々のインバータ無効電力設定値に基づいて、無効電力を送出及び／又は吸収する。
【００３６】
次に、自動電圧調節動作の例について、図４を参照して説明する。マスタープラントコントローラ２００は、ＰＯＩ  ２２１における電圧を設定するための設定値電圧として用いられる基準電圧ＶＲＥＦを受信する。加算器４０１は、基準電圧ＶＲＥＦにより示されるＰＯＩ  ２２１における所望の電圧と、メーター２２３により測定されるＰＯＩ  ２２１における電圧（ＶＭＥＴＥＲ）との差に基づいて、誤差信号ＶＥＲＲを生成する。図４の例では、メーター２２３によって測定されたＰＯＩ  ２２１における電圧は、電圧フィルタ４４４によってフィルタ処理される。
【００３７】
一実施形態では、基準電圧ＶＲＥＦ及びメーター電圧読取り値ＶＭＥＴＥＲは、マスタープラントコントローラ２００でデジタル信号として処理される。これらの電圧は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を使用してデジタルに変換され、次に、データ通信ネットワークを通じてマスタープラントコントローラ２００に供給されてもよい。特定の例として、基準電圧ＶＲＥＦ及びメーター電圧読取り値ＶＭＥＴＥＲは、ＭｏｄｂｕｓＴＣＰレジスタを用いてマスタープラントコントローラ２００に提供されてもよい。マスタープラントコントローラ２００が受信したコマンド及び入力（基準電圧ＶＲＥＦ及びメーター電圧読取り値ＶＭＥＴＥＲを含む）に対して、境界検査が行われることが好ましいことがある。
【００３８】
基準電圧ＶＲＥＦ、メーター電圧の読取り値ＶＭＥＴＥＲ、及び太陽光発電プラントの他の電圧／電流は、太陽光発電プラント１００の他のものに適切に変換にした状態の他のタイプの信号により示されてもよい。例えば、電圧信号は、電流信号により示されてもよく、また逆でもよい。別の例として、太陽光発電プラントの電圧及び電流は、ＲＭＳ（実効値）で示されてもよい。
【００３９】
無負荷不感帯機能（unloading deadband function）４０２は、用途により有効とされても、されなくてもよい。無負荷不感帯機能４０２によって、グローバルインバータ無効電力設定値を調整することなく、誤差電圧ＶＥＲＲを範囲内で変動させることが可能になる。より具体的には、無負荷不感帯機能４０２は、グリッド電圧（即ち、ＰＯＩ  ２２１における電圧）が境界（一般的に、公称値の±１％）内にあるとき、補償器４０３への入力が上下に変動するのを可能にし、太陽光発電インバータ１１０が力率１を送出するような設定に太陽光発電インバータ１１０を保持する。換言すれば、グリッド電圧が、例えば、±１％以内の場合、補償器４０３への入力は、実際にはちょうどグリッド電圧である。このことによって更に、グリッド電圧が不感帯限界内にある場合、太陽光発電インバータ１１０が力率１になる。
【００４０】
一実施形態では、補償器４０３は、比例−積分（ＰＩ）制御スキームを使用して、誤差電圧ＶＥＲＲからグローバルインバータ無効電力設定値信号を生成する。使用できる他の制御スキームとしては、比例、積分、微分、比例−積分、積分−微分、比例−微分、及び比例−積分−微分が挙げられる。ＰＩ補償器４０３は、絶対的であることができる。つまり、インバータ無効電力設定値が、誤差信号ＶＥＲＲ及びＰＩ補償器４０３の比例ゲイン（Ｋｐ）及び積分ゲイン（Ｋｉ）に基づいて上下バイアスをかけられる。補償器４０３は、インクリメンタルであってもよい。補償器４０３は、積分飽和現象（integral windup）保護及び飽和限界を有してもよい。補償器４０３は、グリッド外乱が発生したときにトリガされる状態マシン論理によって有効又は無効にされてもよい。
【００４１】
図４の例では、無効電力制限機能は、マスタープラントコントローラ２００の第１の無効電力制限機能４０４−１と、各スレーブプラントコントローラ２１０の第２の無効電力制限機能４０４−２とに分割される。無効電力限界選択機能４０４（即ち、４０４−１、４０４−２）は、補償器４０３のグローバルインバータ無効電力設定値出力を減少又は増加させる。
【００４２】
マスタープラントコントローラ２００では、無効電力制限機能４０４−１は、力率リミッタサブループ４３１及び無効電力リミッタサブループ４３２からの入力に基づいて、グローバルインバータ無効電力設定値を減少又は増加させる。無効電力限界選択機能４０４−１は、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント出力が力率限界（ＰＦ限界）及び無効電力限界（Ｑ限界）を超えないようにして、グローバルインバータ無効電力設定値を調整する。
【００４３】
力率リミッタサブループ４３１は、ＰＯＩ  ２２１においてメーター２２３によって測定された力率が、太陽光発電プラント１００の力率限界（ＰＦ限界）に近い、その値である、又はその値を超える場合に、グローバルインバータ無効電力設定値を制限する。メーター２２３からの力率の読取り値が、力率フィルタ４４２によりフィルタ処理され、加算器４１３によって力率限界と比較される。メーター２２３からの力率読取り値と力率限界との差が補償器４１０に入力され、その出力が、無効電力限界選択機能４０４−１に提供される。プラントＡＣ集電システムを通って流れる有効電力に伴ってインピーダンスが変化するため、ＰＯＩ  ２２１における力率は太陽光発電インバータ１１０の端子における力率と必ずしも同じではないので、力率リミッタサブループ４３１はそれ自体の補償器４１０を有する。補償器４１０は、ＰＩ又は他の制御スキームを採用してもよい。
【００４４】
無効電力リミッタサブループ４３２は、ＰＯＩ  ２２１においてメーター２２３によって測定された無効電力が、対応高発電所１００の無効電力限界（Ｑ限界）に近い、その値である、又はその値を超える場合に、グローバルインバータ無効電力設定値を制限する。メーター２２３からの無効電力の読取り値が、無効電力フィルタ４４３によりフィルタ処理され、加算器４１２によって無効電力限界と比較される。メーター２２３からの無効電圧読取り値と無効電圧限界との差が補償器４１１に入力され、その出力が、無効電力限界選択機能４０４−１に提供される。プラントＡＣ集電システムを通って流れる有効電力に伴ってインピーダンスが変化するため、ＰＯＩ  ２２１における無効力率（reactive power factor）は太陽光発電インバータ１１０の端子における無効電力と必ずしも同じではないので、無効電力サブループ４３２はそれ自体の補償器４１１を有する。補償器４１１は、ＰＩ又は他の制御スキームを採用してもよい。
【００４５】
各スレーブプラントコントローラ２１０では、無効電力制限機能４０４−２は、インバータ電圧リミッタサブループ４３０からの入力に基づいて、グローバルインバータ無効電力設定値を減少又は増加させる。無効電力限界選択機能４０４−２は、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント出力がインバータ基準電圧限界（ＩＮＶ  ＶＲＥＦ限界）を超えないようにして、グローバルインバータ無効電力設定値を調整する。
【００４６】
インバータ電圧リミッタサブループ４３０は、太陽光発電インバータ１１０の端子における電圧出力に基づいて、グローバルインバータ無効電力設定値を制限する。一実施形態では、特定のスレーブプラントコントローラ２１０によって制御される一群に含まれる全ての太陽光発電インバータ１１０の端子電圧は、互いに平均化されて、その群の全ての太陽光発電インバータ１１０の端子電圧を表す単一のインバータ端子電圧が生成される。別の実施形態では、特定のスレーブプラントコントローラ２１０によって制御される群に含まれる全ての太陽光発電インバータ１１０の中で最大のインバータ端子電圧が、その群の全ての太陽光発電インバータ１１０の端子電圧を表すのに使用される。インバータ端子電圧（群に含まれる太陽光発電インバータ１１０の端子電圧の平均値、最高値、又はその他を表す値）は、電圧フィルタ４４１によってフィルタ処理され、加算器４０９によってインバータ基準電圧限界と比較される。加算器４０９の出力は補償器４０８に入力され、その出力が、無効電力限界選択機能４０４−２に提供される。力率及び無効電力サブループとは異なり、インバータ電圧リミッタサブループ４３０は、太陽光発電インバータ１１０から（即ち、メーター２２３からではなく）直接その測定値を得る。補償器４０８は、ＰＩ又は他の制御スキームを採用してもよい。
【００４７】
各スレーブプラントコントローラ２１０において、無効電力変化率制限機能４０５は、グローバルインバータ無効電力設定値の変化率を制限する。これによって、個々のインバータ無効電力設定値に影響を及ぼす、グローバルインバータ無効電力設定値に対する迅速且つ急激な変化から保護される。
【００４８】
各スレーブプラントコントローラ２１０において、インバータ使用可能機能４０６は、ハートビート信号４４０を周期的に受信して、太陽光発電インバータの供給支障を検出する。図４には、図示を明瞭にするため、１つの太陽光発電インバータ１１０からの１つのハートビート信号４４０のみが示されている。実際には、別個のハートビート信号４４０が各太陽光発電インバータ１１０から受信されてもよい。使用可能な太陽光発電インバータ１１０それぞれについて、インバータ使用可能機能４０６は、対応する個々のインバータ無効電力設定値を、個々の無効電力変化率制限機能４０７に出力する。
【００４９】
各スレーブプラントコントローラ２１０において、個々の無効電力変化率制限機能４０７は、対応する太陽光発電インバータ１１０に提供される、個々のインバータ無効電力設定値それぞれに適用される。その名称が示すように、機能４０７は、個々のインバータ無効電力設定値の変化率を制限する。一実施形態では、個々のインバータ無効電力設定値（Ｉｎｖ  Ｑ  ＳＰ）は、ＭｏｄｂｕｓＴＣＰレジスタを用いて対応する太陽光発電インバータ１１０に提供される。個々のインバータ無効電力設定値は、レジスタから読み取られ、アナログ電圧信号に変換され、それが次に、太陽光発電インバータ１１０が配置されているインバータパッドにおいて、太陽光発電インバータ１１０の端子に対して提示される。太陽光発電インバータ１１０は、受信した個々のインバータ無効設定値（reactive setpoint）にしたがって、その無効電力出力を調整することによって応答する。
【００５０】
一実施形態では、個々の無効電力変化率制限機能４０７は、また、インバータの供給支障に応じて個々のインバータ無効電力設定値を上下させる。例えば、太陽光発電インバータ１１０がオフラインの場合（即ち、ハードビートが欠落している場合）、機能４０７は、その太陽光発電インバータ１１０の個々のインバータ無効電力設定値を力率１又はゼロ無効電力に設定してもよい。その太陽光発電インバータ１１０がオンラインに戻ると、機能４０７は、その太陽光発電インバータ１１０のインバータ無効電力設定値を、自動電圧調節制御によって指示されるようなグローバル無効電力設定値に戻してもよい。
【００５１】
図５は、本発明の実施形態による、力率制御（ＰＦＣ）における太陽光発電プラント１００の更なる詳細及び動作を概略的に示す。概して言えば、力率制御は自動電圧調節に類似しているが、但し、電圧の代わりに、太陽光発電プラント１００の出力である力率が、太陽光発電プラント１００の動作を制御する際の主要な制御変数として使用される。
【００５２】
図５の例では、マスタープラントコントローラ２００は、構成要素４０２、４０３、及び５０１〜５０６を含む。マスタープラントコントローラ２００は、複数のスレーブプラントコントローラ２１０の動作を制御し協調させる。各スレーブプラントコントローラ２１０は、構成要素４０６及び４０７を含む。太陽光発電インバータ１１０は、スレーブプラントコントローラ２１０の周囲の内部にあるものとして図５に示されており、各スレーブプラントコントローラ２１０が、スレーブプラントコントローラ２１０からは離れて配置された一群の太陽光発電インバータ１１０の動作を制御することを示している。構成要素は、特定の太陽光発電プラントの要求を満たすように追加又は除去されてもよい。
【００５３】
図５の例では、グローバルインバータ無効電力設定値信号は、機能ブロック４０２、４０３、５０１、及び５０２において、マスタープラントコントローラ２００によって処理される。機能ブロック５０２からのグローバルインバータ無効電力設定値は、マスタープラントコントローラ２００によって、個々のスレーブプラントコントローラ２１０に送られる（矢印５２０）。特定のスレーブプラントコントローラ２１０が、機能ブロック４０６においてグローバルインバータ無効電力設定値を受信し、そこで、太陽光発電インバータ１１０それぞれにつき一つずつ、個々の無効電力設定値が生成される。機能ブロック４０６から、個々のインバータ無効電力設定値信号が、それぞれ対応する太陽光発電インバータ１１０に送られる。太陽光発電インバータ１１０は、受信した個々のインバータ無効電圧設定値に基づいて、無効電力を送出及び／又は吸収する。
【００５４】
次に、力率制御動作の例について、図５を参照して説明する。マスタープラントコントローラ２００は、ＰＯＩ  ２２１における所望の力率を表す基準力率ＰＦＲＥＦを受信する。加算器４０１は、基準力率ＰＦＲＥＦにより示されるＰＯＩ  ２２１における所望の力率と、メーター２２３により測定されるＰＯＩ  ２２１における力率（ＰＦＭＥＴＥＲ）との差に基づいて、誤差信号ＰＦＥＲＲを生成する。この例では、力率ＰＦＭＥＴＥＲはＰＯＩ  ２２１における力率を表す。ＰＯＩ  ２２１における力率の読取り値は、加算器４０１に提示される前に、力率フィルタ５０３によってフィルタ処理されてもよい。
【００５５】
無負荷不感帯機能４０２は、用途により有効とされても、されなくてもよい。上述のように、無負荷不感帯機能４０２によって、グローバルインバータ無効電力設定値を調整することなく、誤差力率ＰＦＥＲＲを範囲内で変動させることが可能になる。補償器４０３は、ＰＩ又は他の制御スキームを使用して、誤差力率ＰＦＥＲＲからグローバルインバータ無効電力設定値又はグローバル力率設定値信号を生成する。補償器４０３は、メーター２２３が、欠落している通信ハートビート信号５０５によって示されるように機能を停止すると、又はデータチェック５０４によって示されるように誤った読取り値を与えると、無効にされてもよい（５０６を参照）。
【００５６】
図５の例では、無効電力限界選択機能５０１は、補償器４０３のグローバルインバータ無効電力設定値出力を減少又は増加させる。一実施形態では、無効電力限界選択機能５０１は、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント出力が太陽光発電プラント１００の力率限界を超えないようにして、グローバルインバータ無効電力設定値を調整する。無効電力変化率制限機能５０２は、グローバルインバータ無効電力設定値の変化率を制限する。これによって、個々のインバータ無効電力設定値に影響を及ぼす、グローバルインバータ無効電力設定値に対する迅速且つ急激な変化から保護される。
【００５７】
各スレーブプラントコントローラ２１０において、インバータ使用可能機能４０６は、ハートビート信号４４０を周期的に受信して、太陽光発電インバータの供給支障を検出する。図５には、図示を明瞭にするため、１つの太陽光発電インバータ１１０からの１つのハートビート信号４４０のみが示されている。実際には、別個のハートビート信号４４０が各太陽光発電インバータ１１０から受信されてもよい。使用可能な太陽光発電インバータ１１０それぞれについて、インバータ使用可能機能４０６は、対応する個々のインバータ無効電力設定値を個々の無効電力変化率制限機能４０７に出力し、そこで個々のインバータ無効電力設定値の変化率が制限される。
【００５８】
各スレーブプラントコントローラ２１０において、個々の無効電力変化率制限機能４０７は、対応する太陽光発電インバータ１１０に提供される、個々のインバータ無効電力設定値それぞれに適用される。一実施形態では、個々のインバータ無効電力設定値（Ｉｎｖ  Ｑ  ＳＰ）は、ＭｏｄｂｕｓＴＣＰレジスタを用いて対応する太陽光発電インバータ１１０に提供される。個々のインバータ無効電力設定値は、レジスタから読み取られ、アナログ電圧信号に変換され、それが次に、太陽光発電インバータ１１０が配置されているインバータパッドにおいて、太陽光発電インバータ１１０の端子に対して提示される。太陽光発電インバータ１１０は、受信した個々のインバータ無効設定値（reactive setpoint）にしたがって、その無効電力出力を調整して、ＰＯＩ  ２２１における所望の力率を達成することによって応答する。あるいは、無効電力設定値をインバータに提供する代わりに、スレーブプラントコントローラ２１０は、力率設定値コマンドをインバータ１１０に対して発行してもよい。
【００５９】
上述のことから理解されるように、本発明の実施形態はまた、上述の制御スキームに類似した方法で、有効電力制御に用いられてもよい。概して言えば、有効電力制御は自動電圧調節又は力率制御に類似しているが、但し、太陽光発電プラント１００の有効電力出力が、太陽光発電プラント１００の動作を制御する際の主要な制御変数として使用される。より具体的には、一実施形態では、ＰＯＩ  ２２１における太陽光発電プラント出力は有効電力を含み、スレーブプラントコントローラ２１０は、有効電力制御にしたがって、対応するインバータ１１０のインバータ有効電力設定値を調整する。その実施形態では、マスタープラントコントローラ２００は、ＰＯＩ  ２２１における有効電力読取り値をメーター２２３から受信し、有効電力読取り値を所望の有効電力と比較し、ＰＯＩ  ２２１における有効電力読取り値と所望の有効電力との差を処理して、グローバルインバータ有効電力設定値を生成し、その値をスレーブプラントコントローラ２１０に送り、そこで対応するインバータ１１０に対する個々のインバータ有効電力設定値が生成される。本発明の実施形態はまた、本発明の利益を損なうことなく、他の太陽光発電プラント制御スキームに用いられてもよい。
【００６０】
太陽光発電プラントの動作を制御するためのマスター／スレーブアーキテクチャについて開示してきた。本発明の具体的な実施形態を提供したが、これらの実施形態は説明を目的としたものであり、限定的なものでないことは理解されよう。多くの追加的実施形態が、本開示を読む当業者にとっては明らかとなろう。
【図１】
2014533084.tif 000003
【図２】
2014533084.tif 000004
【図３】
2014533084.tif 000005
【図４】
2014533084.tif 000006
【図５】
2014533084.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月23日(2014.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電プラントであって、
複数のスレーブプラントコントローラと、
前記複数のスレーブプラントコントローラを制御するマスタープラントコントローラと、を備え、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラが、当該スレーブプラントコントローラによって制御される複数の太陽光発電インバータそれぞれの設定値を調整し、
前記設定値が、商用電力グリッドに対する前記太陽光発電プラントの相互接続点（ＰＯＩ）に提供される、前記複数の太陽光発電インバータのうち対応する太陽光発電インバータの出力を設定し、
前記複数の太陽光発電インバータがそれぞれ、複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換し、
前記マスタープラントコントローラは、前記商用電力グリッドに対する前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの出力を検出すると共に、前記複数のスレーブプラントコントローラを制御して、前記商用電力グリッドに対する前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力に基づいて、対応する太陽光発電インバータの設定値を調整する、太陽光発電プラント。
【請求項２】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、無効電力を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値は、インバータ無効電力設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項３】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、力率を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値が、インバータ力率設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項４】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、有効電力を含み、
前記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される前記設定値は、インバータ有効電力設定値を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項５】
前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの検出される前記出力は、測定された出力電圧を含む、請求項１に記載の太陽光発電プラント。
【請求項６】
前記マスタープラントコントローラは、前記ＰＯＩにおけるメーターを読み取って、前記ＰＯＩにおける前記太陽光発電プラントの前記出力を検出する、請求項１から５の何れか一項に記載の太陽光発電プラント。
【請求項７】
前記マスタープラントコントローラは、前記太陽光発電プラントの検出される前記出力を受信し処理する補償器を有する、請求項１から５の何れか一項に記載の太陽光発電プラント。
【請求項８】
太陽光発電プラントを制御する方法であって、
第１のスレーブプラントコントローラを使用して、第１の複数の太陽光発電インバータを制御する段階と、
第２のスレーブプラントコントローラを使用して、第２の複数の太陽光発電インバータを制御する段階と、
相互接続点（ＰＯＩ）で前記太陽光発電プラントの出力を測定する段階と、
マスタープラントコントローラを使用して、前記第１のスレーブプラントコントローラ及び前記第２のスレーブプラントコントローラを制御する段階と、を備え、
前記第１の複数の太陽光発電インバータを制御する段階において、前記第１のスレーブプラントコントローラは、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、前記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を、商用電力グリッドに対する前記太陽光発電プラントの前記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
前記第２の複数の太陽光発電インバータを制御する段階において、前記第２のスレーブプラントコントローラは、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、前記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を、前記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
前記第１のスレーブプラントコントローラ及び前記第２のスレーブプラントコントローラを制御する段階において、前記マスタープラントコントローラが、前記第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラを制御して、前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力に基づいて、前記第１の複数の太陽光発電インバータ及び前記第２の複数の太陽光発電インバータのうちの太陽光発電インバータの設定値を調整する、方法。
【請求項９】
前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力は、電圧出力を含み、
前記太陽光発電プラントは、自動電圧調節にしたがって操作される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＰＯＩにおいて測定される前記太陽光発電プラントの前記出力は、力率を含み、
前記太陽光発電プラントは、力率制御にしたがって操作される、請求項８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
太陽光発電プラントの動作を制御するためのマスター／スレーブアーキテクチャについて開示してきた。本発明の具体的な実施形態を提供したが、これらの実施形態は説明を目的としたものであり、限定的なものでないことは理解されよう。多くの追加的実施形態が、本開示を読む当業者にとっては明らかとなろう。
（項目１）
太陽光発電プラントであって、
複数のスレーブプラントコントローラと、
上記複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラと、を備え、
上記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラが、当該スレーブプラントコントローラによって制御される複数の太陽光発電インバータそれぞれの設定値を調整し、
上記設定値が、商用電力グリッドに対する上記太陽光発電プラントの相互接続点（ＰＯＩ）に提供される、上記複数の太陽光発電インバータのうち対応する太陽光発電インバータの出力を設定し、
上記複数の太陽光発電インバータがそれぞれ、複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換し、
上記マスタープラントコントローラは、上記商用電力グリッドに対する上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの出力を検出すると共に、上記複数のスレーブプラントコントローラの動作を制御して、上記商用電力グリッドに対する上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの検出される上記出力に基づいて、対応する太陽光発電インバータの設定値を調整する、太陽光発電プラント。
（項目２）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの検出される上記出力は、無効電力を含み、
上記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される上記設定値は、インバータ無効電力設定値を含む、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目３）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの検出される上記出力は、力率を含み、
上記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される上記設定値が、インバータ力率設定値を含む、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目４）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの検出される上記出力は、有効電力を含み、
上記複数のスレーブプラントコントローラの各スレーブプラントコントローラによって調整される上記設定値は、インバータ有効電力設定値を含む、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目５）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの検出される上記出力は、測定された出力電圧を含む、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目６）
上記マスタープラントコントローラは、上記ＰＯＩにおけるメーターを読み取って、上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの上記出力を検出する、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目７）
上記マスタープラントコントローラは、上記太陽光発電プラントの検出される上記出力を受信し処理する補償器を有する、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目８）
上記補償器は、比例−積分（ＰＩ）補償器を含む、項目７に記載の太陽光発電プラント。
（項目９）
上記複数の太陽電池は、裏面コンタクト型太陽電池を含む、項目１に記載の太陽光発電プラント。
（項目１０）
太陽光発電プラントの動作を制御する方法であって、
第１のスレーブプラントコントローラを使用して、第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、
第２のスレーブプラントコントローラを使用して、第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階と、
相互接続点（ＰＯＩ）で上記太陽光発電プラントの出力を測定する段階と、
マスタープラントコントローラを使用して、上記第１のスレーブプラントコントローラ及び上記第２のスレーブプラントコントローラの動作を制御する段階と、を備え、
上記第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階において、上記第１のスレーブプラントコントローラは、上記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、上記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、上記第１の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を、商用電力グリッドに対する上記太陽光発電プラントの上記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
上記第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御する段階において、上記第２のスレーブプラントコントローラは、上記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの設定値を調整して、上記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータの出力を調整し、上記第２の複数の太陽光発電インバータの各太陽光発電インバータは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を、上記ＰＯＩに送達するために交流に変換し、
上記第１のスレーブプラントコントローラ及び上記第２のスレーブプラントコントローラの動作を制御する段階において、上記マスタープラントコントローラが、上記第１のスレーブプラントコントローラ及び第２のスレーブプラントコントローラを制御して、上記ＰＯＩにおいて測定される上記太陽光発電プラントの上記出力に基づいて、上記第１の複数の太陽光発電インバータ及び上記第２の複数の太陽光発電インバータのうちの太陽光発電インバータの設定値を調整する、方法。
（項目１１）
上記ＰＯＩにおいて測定される上記太陽光発電プラントの上記出力は、電圧出力を含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
上記太陽光発電プラントは、自動電圧調節にしたがって操作される、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
上記ＰＯＩにおいて測定される上記太陽光発電プラントの上記出力は、力率を含む、項目１０に記載の方法。
（項目１４）
上記太陽光発電プラントは、力率制御にしたがって操作される、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
上記ＰＯＩにおいて測定される上記太陽光発電プラントの上記出力は、有効電力を含む、項目１０に記載の方法。
（項目１６）
上記第１のスレーブプラントコントローラが、データ通信ネットワークを通じて上記第１の複数の太陽光発電インバータと通信する、項目１０に記載の方法。
（項目１７）
太陽光発電プラントの動作を制御する方法であって、
太陽光発電プラントの第１のプラントコントローラを設置する段階と、
商用電力グリッドに対する相互接続点（ＰＯＩ）において、上記太陽光発電プラントの出力を生成するように、上記第１のプラントコントローラを操作する段階と、
上記第１のプラントコントローラが、少なくとも一定期間の間、上記商用電力グリッドに対する上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの上記出力を生成するように動作した後、上記太陽光発電プラントの第２のプラントコントローラを設置する段階と、
上記第１のプラントコントローラ及び上記第２のプラントコントローラの動作を制御するマスタープラントコントローラを設置する段階と、
上記マスタープラントコントローラを使用して上記第１のプラントコントローラ及び上記第２のプラントコントローラの動作を制御する段階と、を備え、
上記第１のプラントコントローラは、第１の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する第１の複数の太陽光発電インバータの動作を制御し、
上記第２のプラントコントローラは、第２の複数の太陽電池により生成された直流を交流に変換する第２の複数の太陽光発電インバータの動作を制御し、
上記マスタープラントコントローラを使用して上記第１のプラントコントローラ及び上記第２のプラントコントローラの動作を制御する段階において、上記マスタープラントコントローラは、上記第１のプラントコントローラ及び上記第２のプラントコントローラを制御して、上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの測定出力に基づいて、上記第１の複数の太陽光発電インバータ及び上記第２の複数の太陽光発電インバータのうちの複数の太陽光発電インバータの設定値を調整する、方法。
（項目１８）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの上記測定出力は、電圧を含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
上記太陽光発電プラントは、自動電圧調節にしたがって操作される、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの上記測定出力は、力率を含む、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
上記太陽光発電プラントは、力率制御にしたがって操作される、項目１７に記載の方法。
（項目２２）
上記ＰＯＩにおける上記太陽光発電プラントの上記測定出力は、有効電力を含む、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
上記太陽光発電プラントは、自動有効電力制御にしたがって操作される、項目１７に記載の方法。
（項目２４）
上記第１のプラントコントローラは、データ通信ネットワークを通じて上記第１の複数の太陽光発電インバータと通信する、項目１７に記載の方法。
（項目２５）
複数のスレーブプラントコントローラはそれぞれ、別個の事業体によって操作される別個の太陽光発電プラントとして操作される、項目１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2014533084.tif 000008