(57)【要約】【課題】日射量の急峻な変化に起因する太陽電池の発電量の損失を低減する。【解決手段】  太陽電力変換部の制御装置は、太陽電池（20）の出力電力を検出する電力検出部（41,42）と、日射量を示す指標が入力される日射量入力部（46）と、日射量入力部（46）に入力された日射量を示す指標に基づいて、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する電力補正部（47）と、電力補正部（47）で補正した出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように太陽電池（20）の出力電圧を変化させる電圧制御部（45）とを備えている。【選択図】図１
2012185627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御装置であって、
上記太陽電池（20）の出力電力を検出する電力検出部（41,42）と、
日射量を示す指標が入力される日射量入力部（46）と、
上記日射量入力部（46）に入力された日射量を示す指標に基づいて、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する電力補正部（47）と、
上記電力補正部（47）で補正した出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させる電圧制御部（45）とを備えていることを特徴とする太陽電力変換部の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
多数の太陽電池（20）の発電量が入力される発電量入力部（61）と、
上記発電量入力部（61）に入力された多数の発電量に基づいて日射量を推定する日射量推定部（63）とを備え、
上記日射量入力部（46）には、上記日射量推定部（63）で推定した日射量が入力されることを特徴とする太陽電力変換部の制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記電力補正部（47）は、上記日射量の変化率を、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする太陽電力変換部の制御装置。
【請求項４】
太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御方法であって、
検出した太陽電池（20）の出力電力を、日射量を示す指標に基づいて補正し、
補正後の出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させることを特徴とする太陽電力変換部の制御方法。
【請求項５】
請求項４において、
多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて日射量を推定し、
検出した太陽電池（20）の出力電力を、推定した上記日射量に基づいて補正することを特徴とする太陽電力変換部の制御方法。
【請求項６】
請求項５において、
上記日射量の変化率を、検出した太陽電池（20）の出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする太陽電力変換部の制御方法。
【請求項７】
多数の太陽電池（20）と、
各々の太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力にそれぞれ変換する多数の太陽電力変換部（30）と、請求項２又は３に記載の太陽電力変換部の制御装置（40,60）とを備えた太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電力変換部の制御装置と、該太陽電力変換部の制御方法と、太陽光発電装置に関するものであり、特に太陽電池の出力電力を増大させる対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽エネルギーを利用して電力を発生させる太陽光発電装置が知られている。この太陽光発電装置として、太陽電池の出力電力（動作点）を最大電力点に近づける最大電力追尾制御（ＭＰＰＴ（maximum power point tracking control）制御）を行うものがある。
【０００３】
特許文献１には、このＭＰＰＴ制御を行う太陽光発電装置が開示されている。ＭＰＰＴ制御では、太陽電池の出力電圧を異なる動作点で微小変化させ、この変化に伴う太陽電池の出力電力の変化を検出する。検出した出力電力が増大した場合、前回の出力電圧の変化方向（即ち、増大方向又は減少方向）と同一方向に更に出力電圧を微小変化させる。また、出力電力が減少した場合、前回の出力電圧の変化方向と逆方向に出力電圧を微小変化させる。以上のようにＭＰＰＴ制御では、太陽電池の出力電圧が最大電力点に近づくように、出力電圧が段階的に制御される。これにより、太陽光発電装置の発電効率の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のＭＰＰＴ制御のように、太陽電池の出力電力を検出しながら出力電圧を調整するものでは、検出した出力電力と実際の出力電力に誤差が生じる場合がある。具体的に、例えば太陽電池が、影に覆われていた状態から太陽光が突然に射し込む状態に変化すると、太陽電池に照射される日射量が急峻に増大する。日射量が急峻に増大すると、これに伴い太陽電池の出力電圧も急峻に増大する。このような状況下において、上記のＭＰＰＴ制御を行うと、出力電圧の変化に起因して出力電力が増大したのか、日射量の急峻な増大に起因して出力電力が増大したのか区別できなくなる。このため、例えば本来であれば、太陽電池の出力電力を最大電力点に近づけるために、出力電圧を増大させなければならないにも拘わらず、出力電圧を減少させる制御が行われ、出力電力が最大電力点からかえって遠ざかってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、日射量の急峻な変化に起因する太陽電池の発電量の損失を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御装置を対象とする。そして、この太陽電力変換部の制御装置は、上記太陽電池（20）の出力電力を検出する電力検出部（41,42）と、日射量を示す指標が入力される日射量入力部（46）と、該日射量入力部（46）に入力された日射量を示す指標に基づいて、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する電力補正部（47）と、該電力補正部（47）で補正した出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させる電圧制御部（45）とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、電力検出部（41,42）が太陽電池の出力電力を検出する。日射量入力部（46）には、日射量を示す指標が入力される。電力補正部（47）は、この日射量を示す指標に基づいて、電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する。電圧制御部（45）は、この補正後の出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように、太陽電池（20）の出力電圧を変化させる。このようにすると、日射量の急峻な変化に伴って、検出した出力電力と実際の出力電力に誤差が生じた場合にも、この誤差を考慮して太陽電池（20）の出力電力を最大電力点に近づけることができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、多数の太陽電池（20）の発電量が入力される発電量入力部（61）と、該発電量入力部（61）に入力された多数の発電量に基づいて日射量を推定する日射量推定部（63）とを備え、上記日射量入力部（46）には、該日射量推定部（63）で推定した日射量が入力されることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、所定のエリアに設置された多数の太陽電池（20）の発電量が、発電量入力部（61）に入力される。日射量推定部（63）は、これらの発電量に基づき、このエリアの日射量を推定する。即ち、太陽電池（20）の発電量と日射量とは、概ね比例関係があるため、多数の太陽電池（20）の発電量を用いることで、これらの太陽電池（20）が設置されたエリアの日射量を求めることができる。この日射量は、日射量入力部（46）に入力され、太陽電池（20）の出力電力の補正に利用される。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、上記電力補正部（47）は、上記日射量の変化率を、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、電力検出部（41,42）で検出した出力電力に、日射量の変化率が乗算される。これにより、補正後の出力電力は、日射量の急峻な変化を考慮した値となる。
【００１３】
第４の発明は、太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御方法を対象とする。そして、この太陽電力変換部の制御方法は、検出した太陽電池（20）の出力電力を、日射量を示す指標に基づいて補正し、補正後の出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明の制御方法では、日射量を示す指標に基づいて、検出された出力電力を補正する。補正後の出力電力に基づき、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように出力電圧を変化させる。このようにすると、日射量の急峻な変化に伴って、検出した出力電力と実際の出力電圧との間に誤差が生じた場合にも、この誤差を考慮して太陽電池の出力電力を最大電力点に近づけることができる。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて日射量を推定し、検出した太陽電池（20）の出力電力を、推定した上記日射量に基づいて補正することを特徴とする。
【００１６】
第５の発明では、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて、該多数の太陽電池（20）が設置されるエリアの日射量が推定される。このように推定された日射量が、太陽電池（20）の出力電力の補正に利用される。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、上記日射量の変化率を、検出した太陽電池（20）の出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする。
【００１８】
第６の発明では、検出した出力電力に、日射量の変化率が乗算される。これにより、補正後の出力電力は、日射量の急峻な変化を考慮した値となる。
【００１９】
第７の発明は、太陽光発電装置を対象とする。そして、この太陽光発電装置は、多数の太陽電池（20）と、各々の太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力にそれぞれ変換する多数の太陽電力変換部（30）と、第２又は第３の発明の太陽電力変換部の制御装置（40,60）とを備えている。
【００２０】
第７の発明の太陽光発電装置では、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて、制御装置（40,60）の日射量推定部（63）が日射量を推定する。制御装置（40,60）の電力補正部（47）は、推定した日射量に基づいて、太陽電池（20）の出力電力を補正する。制御装置（40,60）の電圧制御部（45）は、補正後の出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように、太陽電池（20）の出力電圧を変化させる。
【発明の効果】
【００２１】
第１や第４の発明では、日射量の急峻な変化に起因して、検出した出力電力と実際の出力電力との間に誤差が生じても、この誤差を考慮して太陽電池（20）の出力電圧を調整できる。従って、このような状況下においても、太陽電池（20）の出力電圧を確実に最大電力点に近づけることができ、太陽電池（20）の発電効率を向上できる。
【００２２】
第２や第５の発明では、多数の太陽電池（20）が設置されるエリアの日射量を測定せずとも、このエリアの平均的な日射量を発電量から求めることができる。従って、例えば日射量を測定する機器が不要となり、低コスト化を図ることができる。また、各太陽電池（20）の発電量の情報を他の用途にも利用できる。
【００２３】
第３や第６の発明では、検出した出力電力に日射量の変化率を乗算することで、日射量の急峻な変化を考慮するように太陽電池（20）の出力電圧を補正できる。
【００２４】
第７の発明では、日射量の急峻な変化に起因する太陽電池（20）の損失を低減できる太陽光発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態に係る太陽光発電装置の概略の構成図である。
【図２】図２は、太陽電池における日射量と発電量との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、実施形態に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御のフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御における、太陽電池の動作点の変化の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、従来例に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御における、太陽電池の動作点の変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
《発明の実施形態》
図１に示すように、実施形態に係る太陽光発電装置（1）は、多数の太陽光発電ユニット（10）と、これらの太陽光発電ユニット（10）にネットワーク接続されるサーバー（60）とを備えている。各太陽光発電ユニット（10）は、所定の範囲内（例えば１〜５km2内の地域）の家屋にそれぞれ設けられている。つまり、太陽光発電装置（1）では、各太陽光発電ユニット（10）の周囲の環境条件（日射条件や温度条件等）が、概ね同じ条件となっている。
【００２８】
〈太陽光発電ユニットの構成〉
太陽光発電ユニット（10）の構成について、図１を参照しながら説明する。太陽光発電ユニット（10）は、太陽光に基づいて発電された直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を商用電力系統（3）と連動して負荷（5）に供給するものである。
【００２９】
太陽光発電ユニット（10）は、太陽電池を構成するＰＶ（photovoltaics）アレイ（20）と、パワーコンディショナ（30）とを備えている。ＰＶアレイ（20）は、一般家屋等の屋根の上面に取り付けられている。ＰＶアレイ（20）は、太陽光が照射されることで直流電力を発電する。
【００３０】
パワーコンディショナ（30）は、ＰＶアレイ（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部を構成している。パワーコンディショナ（30）は、コンバータ部（31）、インバータ部（32）、及び制御ユニット（40）を有している。制御ユニット（40）と上述したサーバー（60）とによって、パワーコンディショナ（30）の制御装置が構成されている。なお、図１では、多数の太陽光発電ユニット（10）のうちの１つを除いては、パワーコンディショナ（30）の詳細構成の図示を省略している。
【００３１】
コンバータ部（31）は、ＰＶアレイ（20）から出力された直流電圧を昇圧する昇圧回路を構成している。コンバータ部（31）には、スイッチング素子（図示省略）が接続されている。インバータ部（32）は、コンバータ部（31）から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を構成している。インバータ部（32）には、複数のスイッチング素子（図示省略）がブリッジ状に接続されている。インバータ部（32）では、制御ユニット（40）からの駆動信号Ｇに基づいて、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが制御される。これにより、インバータ部（32）では、入力された直流電力が所定周波数の交流電力に変換される。インバータ部（32）から出力された交流電力は、商用電力系統（3）に接続された負荷（5）側に供給される。
【００３２】
制御ユニット（40）は、直流電圧検出部（41）、直流電流検出部（42）、演算部（43）、記憶部（44）、及び電圧制御部（45）を備えている。
【００３３】
直流電圧検出部（41）は、ＰＶアレイ（20）からコンバータ部（31）へ出力される直流電圧Ｖcを検出する。直流電流検出部（42）は、ＰＶアレイ（20）からコンバータ部（31）へ出力される直流電流Ｉｃを検出する。直流電圧検出部（41）及び直流電流検出部（42）は、ＰＶアレイ（20）の出力電力を検出するための電力検出部を構成している。
【００３４】
制御ユニット（40）には、直流電圧Ｖｃ及び直流電流Ｉｃが所定の周期で入力される。演算部（43）は、検出された直流電圧Ｖｃ及び直流電力Ｉｃに基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電力を算出する。演算部（43）で算出された出力電力Ｐは、例えばＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶部（44）に漸次記憶されていく。また、記憶部（44）には、直流電圧Ｖｃ（即ち、ＰＶアレイ（20）の出力電圧Ｖ）も漸次記憶されていく。
【００３５】
電圧制御部（45）は、ＭＰＰＴ（maximum power point tracing control）制御（いわゆる「山のぼり法」）を行うものである。つまり、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電力（動作点）が最大電力点に近づくように、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。電圧制御部（45）は、例えばコンバータ部（31）へ駆動信号Ｇを出力し、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することにより、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。また、電圧制御部（45）は、所定の周期Ｔ１（例えば０．５秒）毎にＰＶアレイ（20）の出力電圧を変化させる。ＭＰＰＴ制御の詳細は後述する。
【００３６】
制御ユニット（40）は、通信部（46）及び電力補正部（47）を備えている。
【００３７】
制御ユニット（40）の通信部（46）は、サーバー（60）の通信部（61）と伝送部（7）を介して接続されている。伝送部（7）は、両者の通信部（46,61）間において双方向に信号を伝送するものであり、有線であっても無線であってもよい。制御ユニット（40）の通信部（46）からは、太陽光発電ユニット（10）の発電量を示す信号が出力される。この発電量を示す信号は、伝送部（7）を経由してサーバー（60）の通信部（61）に入力される。また、通信部（46）には、サーバー（60）の通信部（61）から出力された日射量を示す指標（詳細は後述する）が入力される。つまり、通信部（46）は、日射量を示す指標が入力される日射量入力部を構成している。通信部（46）に入力された日射量を示す指標は、記憶部（44）に漸次記憶されていく。
【００３８】
電力補正部（47）は、上述したＭＰＰＴ制御において、入力された日射量を示す指標に基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を補正するものである。具体的に、電力補正部（47）は、所定の周期Ｔ２毎における前後の日射量の変化率α（α＝Ｓ／Ｓold、ここで、Ｓは変化後の日射量、Ｓoldは変化前の日射量）を算出し、このαを出力電圧Ｐに乗算する。上述した電圧制御部（45）は、補正後の出力電力Ｐpreに基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。
【００３９】
〈サーバーの構成〉
サーバー（60）は、上述した通信部（61）、記憶部（62）、及び演算部（63）を備えている。通信部（61）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の各通信部（46）と、各伝送部（7）を介して接続されている。つまり、サーバー（60）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の情報を集約する集中管理部を構成している。サーバー（60）の通信部（61）には、各太陽光発電ユニット（10）の発電量が入力される。つまり、通信部（61）は、多数のＰＶアレイ（20）の発電量が入力される発電量入力部を構成している。通信部（61）に入力された発電量は、記憶部（62）に漸次記憶されていく。
【００４０】
演算部（63）は、記憶部（62）に記憶された発電量に基づいて、日射量を推定する日射量推定部を構成している。具体的に、演算部（63）は、同じ時点における各太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値を漸次算出する。ここで、太陽光発電ユニット（10）の発電量は、ＰＶアレイ（20）に照射される日射量と、概ね比例関係にある（図２を参照）。従って、所定の時点における各太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値を求めることで、各太陽光発電ユニット（10）が設置される地域における同時点での日射量を推定できる。演算部（63）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値に所定の比例定数を乗算することで、この地域の日射量を算出する。演算部（63）で算出された日射量は、各伝送部（7）を介して各太陽光発電ユニット（10）の通信部（46）に入力され、電力補正部（47）による出力電力の補正に利用される。
【００４１】
〈ＭＰＰＴ制御の基本動作〉
ＭＰＰＴ制御の基本的な動作について、図１及び図３を参照しながら説明する。
【００４２】
ＭＰＰＴ制御では、検出されたＰＶアレイ（20）の出力電力及び出力電圧が記憶部（44）に記憶されていく。ＭＰＰＴ制御が開始されると、ステップＳＴ１において、ＰＶアレイ（20）の出力電力が補正される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、ＰＶアレイ（20）の動作点の変動前の出力電圧Ｐoldが、ゼロであるため、補正後の出力電圧Ｐpre（日射量の変化を考慮した推定出力電圧）もゼロとなる。
【００４３】
ステップＳＴ２では、記憶部（44）に記憶された最新の出力電圧Ｐと、推定出力電圧Ｐpreとが比較される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、推定出力電圧Ｐpreがゼロであるため、出力電圧Ｐが推定出力電圧Ｐpreよりも大きくなり、ステップＳＴ３へ移行する。
【００４４】
ステップＳＴ３では、記憶部（44）に記憶された最新の出力電圧Ｖと、ＰＶアレイ（20）の動作点の変動前の出力電圧Ｖoldが比較される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、Ｖoldがゼロであるため、ステップＳＴ４へ移行する。その結果、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電圧Ｖを＋ΔＶだけ微小変化させる。つまり、ステップＳＴ４では、出力電圧が僅かに増大変化する。
【００４５】
次いで、ステップＳＴ１に戻ると、出力電圧Ｖが変動する直前の出力電力Ｐoldが補正される。具体的に、ステップＳＴ１では、電力補正部（47）が、記憶部（44）に記憶された日射量に基づき、日射量の変化率を算出する。ここで、Ｓは、記憶部（44）に記憶された最新の日射量あり、Ｓoldは、前回のルーチンでＰＶアレイ（20）の動作点が変動した前の日射量である。つまり、Ｓ／Ｓoldは、出力電圧Ｖを変化させる前後における日射量の変化率を示している。ステップＳＴ１では、出力電力ＰoldにＳ／Ｓold（＝α）が乗算され、日射量の変化を考慮した推定出力電力Ｐpreが算出される。
【００４６】
その後、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、推定出力電力Ｐpreよりも例えば大きい場合、ステップＳＴ３に再び移行する。前回のルーチンでは、ステップＳＴ４において、出力電圧Ｖを増大変化させている。このため、今回のステップＳＴ３では、最新の出力電圧Ｖが、前回の出力電圧Ｖoldよりも大きくなる。よって、再度ステップＳＴ４へ移行し、再び出力電圧が増大変化する。以上のようなルーチンが繰り返されると、出力電圧Ｖが段階的に増大し、これに伴い出力電力Ｐも増大して最大電力点に近づいていく。
【００４７】
一方、以上のようにして出力電力Ｖが過剰に大きくなると、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが推定出力電力Ｐpreよりも低くなる。この場合、ステップＳＴ６へ移行する。ステップＳＴ６では、最新の出力電圧Ｖが前回の出力電圧Ｖoldよりも大きくなると判定されるため、ステップＳＴ７へ移行する。その結果、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を−ΔＶだけ微小変化させる。つまり、ステップＳＴ７では、出力電圧が僅かに減少変化する。
【００４８】
その後、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、前回の推定出力電圧Ｐpreよりも大きい場合、ステップＳＴ３へ移行する。この場合、最新の出力電圧Ｖは、前回の出力電圧Ｖoldよりも小さくなるので、ステップＳＴ５へ移行し、ＰＶアレイ（20）の出力電圧が更に減少変化する。
【００４９】
一方、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、前回の推定出力電圧Ｐpreよりも小さい場合、ステップＳ６へ移行する。この場合、最新の出力電圧Ｖは、前回の出力電圧Ｖoldよりも小さくなるので、ステップＳＴ８へ移行し、ＰＶアレイ（20）の出力電圧が増大変化する。
【００５０】
以上のように、ＭＰＰＴ制御では、上記のようなルーチンを繰り返し行うことで、ＰＶアレイ（20）の出力電力が段階的に変化し、最大電力点に近づいていく。
【００５１】
〈日射量に基づく出力電力の補正>
上述のように、本実施形態のＭＰＰＴ制御では、ステップＳＴ１において日射量の変化率に基づいて、前回の出力電圧Ｐoldが補正される。これにより、ＰＶアレイ（20）の日射量が急峻に変化した場合における、ＰＶアレイ（20）の出力電力の損失（いわゆるＭＰＰＴロス）を低減できる。この点について、図３〜図５を参照しながら説明する。図４は、本実施形態のＭＰＰＴ制御におけるＰＶアレイ（20）の動作点の変化の一例を示すＩ−Ｖ特性のグラフであり、図５は、従来例のＭＰＰＴ制御におけるＰＶアレイの動作点の変化の一例を示すＩ−Ｖ特性のグラフである。
【００５２】
図５に示す従来例のＭＰＰＴ制御において、例えば出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に減少変化させたとする。このように出力電圧Ｖを変動時において、動作点の変動前の日射量Ｓoldが、日射量Ｓに急峻に増大したとする。このような日射量の変化は、例えばＰＶアレイが、影で覆われていた状態から太陽光が直接照射される状態に遷移した際等に生じうる。このように、日射量が急峻に変化すると、日射量の増大に起因して出力電力Ｐ２も増大してしまう。この場合、ＭＰＰＴ制御では、Ｖ１からＶ２への出力電圧の減少変化に伴って、出力電力がＰ１からＰ２に増大変化したと判定されるため、出力電圧Ｖ２をＶ３へ更に減少させる制御が行われる。その結果、日射量Ｓに対応するＩ−Ｖ特性上において、ＰＶアレイの出力電力がＰ２からＰ３へ減少して最大電力点から遠ざかってしまう。
【００５３】
これに対し、本実施形態のＭＰＰＴ制御では、このような日射量の急峻な変化に伴って、動作点が誤った方向に遷移してしまうことを、日射量に基づく出力電力の補正によって抑制している。具体的に、図４に示す本実施形態のＭＰＰＴ制御において、例えば出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に減少変化させたとする。このタイミングで、図４の例と同様にして、日射量Ｓoldが日射量Ｓに急激に増大したとする。この場合、本実施形態では、ステップＳＴ１において、前回の出力電圧Ｐold（即ち、図５のＰ１）に、日射量の変化率（即ち、Ｓ／Ｓold）が乗算され、日射量の変化率を考慮した出力電圧（図４の推定出力電圧Ｐpre1）が算出される。このようにすると、ステップＳＴ２では、最新の出力電圧Ｐ（図４のＰ２）が推定出力電圧Ｐpre1よりも小さくなるため、ステップＳＴ６、ステップＳＴ８へ移行し、出力電圧を増大変化させる制御が行われる。即ち、この例では、出力電圧Ｖ２が出力電圧Ｖ３に増大変化し、これによって出力電力Ｐ２が出力電力Ｐ３へ増大する。その結果、日射量Ｓに対応するＩ−Ｖ特性上において、ＰＶアレイ（20）の出力電力が最大電力点に近づいていく。
【００５４】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、ＰＶアレイ（20）の出力電力Ｐoldを日射量に基づいて補正するようにしている。これにより、ＭＰＰＴ制御において、例えば図５に示すように、日射量の急峻な変化に伴って出力電力が最大電力点から遠ざかってしまうことを回避できる。これにより、いわゆるＭＰＰＴロスを削減し、太陽光発電ユニット（10）の発電効率を向上できる。
【００５５】
上記実施形態では、複数の太陽光発電ユニット（10）の各ＰＶアレイ（20）の発電量の平均値から日射量を推定するようにしている。このため、多数の太陽光発電ユニット（10）毎にそれぞれ日射量測定部を設ける必要がなく、太陽光発電装置（1）の低コスト化を図ることができる。
【００５６】
上記実施形態では、ネットワーク上のサーバー（60）を利用して、各太陽光発電ユニット（10）の発電量を受信し、推定した日射量を各太陽光発電ユニット（10）へ送信するようにしている。このため、所定範囲内の地域に設置された各太陽光発電ユニット（10）において、簡便に情報を供給することができる。
【００５７】
《その他の実施形態》
上記実施形態では、多数の太陽光発電ユニット（10）の発電量に基づいて、日射量を推定するようにしている。しかしながら、日射量計測部や、照度計等を用いて、日射量を示す指標を検出するようにしてもよい。また、所定範囲に設けられる複数の照度計の検出値をネットワークを介してサーバーへ送り、この範囲における平均的な日射量を算出してもよい。
【００５８】
また、多数の太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値以外にも、各発電量の合計（総発電量）を用いて日射量を推定することもできる。
【００５９】
更に、上記実施形態では、多数の太陽光発電ユニット（10）を有する太陽光発電装置において、本発明に係る制御装置、及び制御方法を適用しているが、１つの太陽光発電ユニット（10）について、本発明に係る制御装置や制御方法を適用することもできる。具体的には、太陽光発電ユニット（10）の太陽電池（20）の近傍に日射量検出部（日射量計や照度計）を設け、日射量検出部で検出した日射量を示す指標に基づいて、太陽電池（20）の出力電力を補正する。そして、補正後の出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように、出力電圧を変化させるようにしてもよい。
【００６０】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、太陽電力変換部の制御装置、及びその制御方法、及び太陽光発電装置について有用である。
【符号の説明】
【００６２】
20    太陽電池
30    太陽電力変換部（パワーコンディショナ）
40    制御ユニット（制御装置）
41    直流電圧検出部（電力検出部）
42    直流電流検出部（電力検出部）
45    電圧制御部
46    日射量入力部（通信部）
47    電力補正部
60    サーバー（制御装置）
61    発電量入力部（通信部）
63    日射量推定部（演算部）
【図１】
2012185627.tif 000003
【図３】
2012185627.tif 000004
【図４】
2012185627.tif 000005
【図５】
2012185627.tif 000006
【図２】
2012185627.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電力変換部の制御装置と、該太陽電力変換部の制御方法と、太陽光発電装置に関するものであり、特に太陽電池の出力電力を増大させる対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽エネルギーを利用して電力を発生させる太陽光発電装置が知られている。この太陽光発電装置として、太陽電池の出力電力（動作点）を最大電力点に近づける最大電力追尾制御（ＭＰＰＴ（maximum power point tracking control）制御）を行うものがある。
【０００３】
特許文献１には、このＭＰＰＴ制御を行う太陽光発電装置が開示されている。ＭＰＰＴ制御では、太陽電池の出力電圧を異なる動作点で微小変化させ、この変化に伴う太陽電池の出力電力の変化を検出する。検出した出力電力が増大した場合、前回の出力電圧の変化方向（即ち、増大方向又は減少方向）と同一方向に更に出力電圧を微小変化させる。また、出力電力が減少した場合、前回の出力電圧の変化方向と逆方向に出力電圧を微小変化させる。以上のようにＭＰＰＴ制御では、太陽電池の出力電圧が最大電力点に近づくように、出力電圧が段階的に制御される。これにより、太陽光発電装置の発電効率の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のＭＰＰＴ制御のように、太陽電池の出力電力を検出しながら出力電圧を調整するものでは、検出した出力電力と実際の出力電力に誤差が生じる場合がある。具体的に、例えば太陽電池が、影に覆われていた状態から太陽光が突然に射し込む状態に変化すると、太陽電池に照射される日射量が急峻に増大する。日射量が急峻に増大すると、これに伴い太陽電池の出力電圧も急峻に増大する。このような状況下において、上記のＭＰＰＴ制御を行うと、出力電圧の変化に起因して出力電力が増大したのか、日射量の急峻な増大に起因して出力電力が増大したのか区別できなくなる。このため、例えば本来であれば、太陽電池の出力電力を最大電力点に近づけるために、出力電圧を増大させなければならないにも拘わらず、出力電圧を減少させる制御が行われ、出力電力が最大電力点からかえって遠ざかってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、日射量の急峻な変化に起因する太陽電池の発電量の損失を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御装置を対象とする。そして、この太陽電力変換部の制御装置は、上記太陽電池（20）の出力電力を検出する電力検出部（41,42）と、日射量を示す指標が入力される日射量入力部（46）と、該日射量入力部（46）に入力された日射量を示す指標に基づいて、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する電力補正部（47）と、該電力補正部（47）で補正した出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させる電圧制御部（45）と、多数の太陽電池（20）の発電量が入力される発電量入力部（61）と、上記発電量入力部（61）に入力された多数の発電量に基づいて日射量を推定する日射量推定部（63）とを備え、上記日射量入力部（46）には、上記日射量推定部（63）で推定した日射量が入力され、上記電力補正部（47）は、上記日射量の変化率を、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、電力検出部（41,42）が太陽電池の出力電力を検出する。日射量入力部（46）には、日射量を示す指標が入力される。電力補正部（47）は、この日射量を示す指標に基づいて、電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する。電圧制御部（45）は、この補正後の出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように、太陽電池（20）の出力電圧を変化させる。このようにすると、日射量の急峻な変化に伴って、検出した出力電力と実際の出力電力に誤差が生じた場合にも、この誤差を考慮して太陽電池（20）の出力電力を最大電力点に近づけることができる。
【０００９】
第１の発明では、所定のエリアに設置された多数の太陽電池（20）の発電量が、発電量入力部（61）に入力される。日射量推定部（63）は、これらの発電量に基づき、このエリアの日射量を推定する。即ち、太陽電池（20）の発電量と日射量とは、概ね比例関係があるため、多数の太陽電池（20）の発電量を用いることで、これらの太陽電池（20）が設置されたエリアの日射量を求めることができる。この日射量は、日射量入力部（46）に入力され、太陽電池（20）の出力電力の補正に利用される。
【００１０】
第１の発明では、電力検出部（41,42）で検出した出力電力に、日射量の変化率が乗算される。これにより、補正後の出力電力は、日射量の急峻な変化を考慮した値となる。
【００１１】
第２の発明は、太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御方法を対象とする。そして、この太陽電力変換部の制御方法は、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて日射量を推定し、該日射量の変化率を、検出した太陽電池（20）の出力電力に乗算することで、該出力電力を補正し、検出した太陽電池（20）の出力電力を、日射量を示す指標に基づいて補正し、補正後の出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明の制御方法では、日射量を示す指標に基づいて、検出された出力電力を補正する。補正後の出力電力に基づき、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように出力電圧を変化させる。このようにすると、日射量の急峻な変化に伴って、検出した出力電力と実際の出力電圧との間に誤差が生じた場合にも、この誤差を考慮して太陽電池の出力電力を最大電力点に近づけることができる。
【００１３】
第２の発明では、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて、該多数の太陽電池（20）が設置されるエリアの日射量が推定される。このように推定された日射量が、太陽電池（20）の出力電力の補正に利用される。
【００１４】
第２の発明では、検出した出力電力に、日射量の変化率が乗算される。これにより、補正後の出力電力は、日射量の急峻な変化を考慮した値となる。
【００１５】
第３の発明は、太陽光発電装置を対象とする。そして、この太陽光発電装置は、多数の太陽電池（20）と、各々の太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力にそれぞれ変換する多数の太陽電力変換部（30）と、第１の発明の太陽電力変換部の制御装置（40,60）とを備えている。
【００１６】
第３の発明の太陽光発電装置では、多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて、制御装置（40,60）の日射量推定部（63）が日射量を推定する。制御装置（40,60）の電力補正部（47）は、推定した日射量に基づいて、太陽電池（20）の出力電力を補正する。制御装置（40,60）の電圧制御部（45）は、補正後の出力電力に基づいて、太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように、太陽電池（20）の出力電圧を変化させる。
【発明の効果】
【００１７】
第１や第２の発明では、日射量の急峻な変化に起因して、検出した出力電力と実際の出力電力との間に誤差が生じても、この誤差を考慮して太陽電池（20）の出力電圧を調整できる。従って、このような状況下においても、太陽電池（20）の出力電圧を確実に最大電力点に近づけることができ、太陽電池（20）の発電効率を向上できる。
【００１８】
第１や第２の発明では、多数の太陽電池（20）が設置されるエリアの日射量を測定せずとも、このエリアの平均的な日射量を発電量から求めることができる。従って、例えば日射量を測定する機器が不要となり、低コスト化を図ることができる。また、各太陽電池（20）の発電量の情報を他の用途にも利用できる。
【００１９】
第１や第２の発明では、検出した出力電力に日射量の変化率を乗算することで、日射量の急峻な変化を考慮するように太陽電池（20）の出力電圧を補正できる。
【００２０】
第３の発明では、日射量の急峻な変化に起因する太陽電池（20）の損失を低減できる太陽光発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態に係る太陽光発電装置の概略の構成図である。
【図２】図２は、太陽電池における日射量と発電量との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、実施形態に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御のフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御における、太陽電池の動作点の変化の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、従来例に係る太陽光発電装置のＭＰＰＴ制御における、太陽電池の動作点の変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
《発明の実施形態》
図１に示すように、実施形態に係る太陽光発電装置（1）は、多数の太陽光発電ユニット（10）と、これらの太陽光発電ユニット（10）にネットワーク接続されるサーバー（60）とを備えている。各太陽光発電ユニット（10）は、所定の範囲内（例えば１〜５km2内の地域）の家屋にそれぞれ設けられている。つまり、太陽光発電装置（1）では、各太陽光発電ユニット（10）の周囲の環境条件（日射条件や温度条件等）が、概ね同じ条件となっている。
【００２４】
〈太陽光発電ユニットの構成〉
太陽光発電ユニット（10）の構成について、図１を参照しながら説明する。太陽光発電ユニット（10）は、太陽光に基づいて発電された直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を商用電力系統（3）と連動して負荷（5）に供給するものである。
【００２５】
太陽光発電ユニット（10）は、太陽電池を構成するＰＶ（photovoltaics）アレイ（20）と、パワーコンディショナ（30）とを備えている。ＰＶアレイ（20）は、一般家屋等の屋根の上面に取り付けられている。ＰＶアレイ（20）は、太陽光が照射されることで直流電力を発電する。
【００２６】
パワーコンディショナ（30）は、ＰＶアレイ（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部を構成している。パワーコンディショナ（30）は、コンバータ部（31）、インバータ部（32）、及び制御ユニット（40）を有している。制御ユニット（40）と上述したサーバー（60）とによって、パワーコンディショナ（30）の制御装置が構成されている。なお、図１では、多数の太陽光発電ユニット（10）のうちの１つを除いては、パワーコンディショナ（30）の詳細構成の図示を省略している。
【００２７】
コンバータ部（31）は、ＰＶアレイ（20）から出力された直流電圧を昇圧する昇圧回路を構成している。コンバータ部（31）には、スイッチング素子（図示省略）が接続されている。インバータ部（32）は、コンバータ部（31）から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を構成している。インバータ部（32）には、複数のスイッチング素子（図示省略）がブリッジ状に接続されている。インバータ部（32）では、制御ユニット（40）からの駆動信号Ｇに基づいて、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングが制御される。これにより、インバータ部（32）では、入力された直流電力が所定周波数の交流電力に変換される。インバータ部（32）から出力された交流電力は、商用電力系統（3）に接続された負荷（5）側に供給される。
【００２８】
制御ユニット（40）は、直流電圧検出部（41）、直流電流検出部（42）、演算部（43）、記憶部（44）、及び電圧制御部（45）を備えている。
【００２９】
直流電圧検出部（41）は、ＰＶアレイ（20）からコンバータ部（31）へ出力される直流電圧Ｖcを検出する。直流電流検出部（42）は、ＰＶアレイ（20）からコンバータ部（31）へ出力される直流電流Ｉｃを検出する。直流電圧検出部（41）及び直流電流検出部（42）は、ＰＶアレイ（20）の出力電力を検出するための電力検出部を構成している。
【００３０】
制御ユニット（40）には、直流電圧Ｖｃ及び直流電流Ｉｃが所定の周期で入力される。演算部（43）は、検出された直流電圧Ｖｃ及び直流電力Ｉｃに基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電力を算出する。演算部（43）で算出された出力電力Ｐは、例えばＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶部（44）に漸次記憶されていく。また、記憶部（44）には、直流電圧Ｖｃ（即ち、ＰＶアレイ（20）の出力電圧Ｖ）も漸次記憶されていく。
【００３１】
電圧制御部（45）は、ＭＰＰＴ（maximum power point tracing control）制御（いわゆる「山のぼり法」）を行うものである。つまり、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電力（動作点）が最大電力点に近づくように、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。電圧制御部（45）は、例えばコンバータ部（31）へ駆動信号Ｇを出力し、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することにより、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。また、電圧制御部（45）は、所定の周期Ｔ１（例えば０．５秒）毎にＰＶアレイ（20）の出力電圧を変化させる。ＭＰＰＴ制御の詳細は後述する。
【００３２】
制御ユニット（40）は、通信部（46）及び電力補正部（47）を備えている。
【００３３】
制御ユニット（40）の通信部（46）は、サーバー（60）の通信部（61）と伝送部（7）を介して接続されている。伝送部（7）は、両者の通信部（46,61）間において双方向に信号を伝送するものであり、有線であっても無線であってもよい。制御ユニット（40）の通信部（46）からは、太陽光発電ユニット（10）の発電量を示す信号が出力される。この発電量を示す信号は、伝送部（7）を経由してサーバー（60）の通信部（61）に入力される。また、通信部（46）には、サーバー（60）の通信部（61）から出力された日射量を示す指標（詳細は後述する）が入力される。つまり、通信部（46）は、日射量を示す指標が入力される日射量入力部を構成している。通信部（46）に入力された日射量を示す指標は、記憶部（44）に漸次記憶されていく。
【００３４】
電力補正部（47）は、上述したＭＰＰＴ制御において、入力された日射量を示す指標に基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を補正するものである。具体的に、電力補正部（47）は、所定の周期Ｔ２毎における前後の日射量の変化率α（α＝Ｓ／Ｓold、ここで、Ｓは変化後の日射量、Ｓoldは変化前の日射量）を算出し、このαを出力電圧Ｐに乗算する。上述した電圧制御部（45）は、補正後の出力電力Ｐpreに基づいて、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を調整する。
【００３５】
〈サーバーの構成〉
サーバー（60）は、上述した通信部（61）、記憶部（62）、及び演算部（63）を備えている。通信部（61）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の各通信部（46）と、各伝送部（7）を介して接続されている。つまり、サーバー（60）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の情報を集約する集中管理部を構成している。サーバー（60）の通信部（61）には、各太陽光発電ユニット（10）の発電量が入力される。つまり、通信部（61）は、多数のＰＶアレイ（20）の発電量が入力される発電量入力部を構成している。通信部（61）に入力された発電量は、記憶部（62）に漸次記憶されていく。
【００３６】
演算部（63）は、記憶部（62）に記憶された発電量に基づいて、日射量を推定する日射量推定部を構成している。具体的に、演算部（63）は、同じ時点における各太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値を漸次算出する。ここで、太陽光発電ユニット（10）の発電量は、ＰＶアレイ（20）に照射される日射量と、概ね比例関係にある（図２を参照）。従って、所定の時点における各太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値を求めることで、各太陽光発電ユニット（10）が設置される地域における同時点での日射量を推定できる。演算部（63）は、多数の太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値に所定の比例定数を乗算することで、この地域の日射量を算出する。演算部（63）で算出された日射量は、各伝送部（7）を介して各太陽光発電ユニット（10）の通信部（46）に入力され、電力補正部（47）による出力電力の補正に利用される。
【００３７】
〈ＭＰＰＴ制御の基本動作〉
ＭＰＰＴ制御の基本的な動作について、図１及び図３を参照しながら説明する。
【００３８】
ＭＰＰＴ制御では、検出されたＰＶアレイ（20）の出力電力及び出力電圧が記憶部（44）に記憶されていく。ＭＰＰＴ制御が開始されると、ステップＳＴ１において、ＰＶアレイ（20）の出力電力が補正される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、ＰＶアレイ（20）の動作点の変動前の出力電圧Ｐoldが、ゼロであるため、補正後の出力電圧Ｐpre（日射量の変化を考慮した推定出力電圧）もゼロとなる。
【００３９】
ステップＳＴ２では、記憶部（44）に記憶された最新の出力電圧Ｐと、推定出力電圧Ｐpreとが比較される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、推定出力電圧Ｐpreがゼロであるため、出力電圧Ｐが推定出力電圧Ｐpreよりも大きくなり、ステップＳＴ３へ移行する。
【００４０】
ステップＳＴ３では、記憶部（44）に記憶された最新の出力電圧Ｖと、ＰＶアレイ（20）の動作点の変動前の出力電圧Ｖoldが比較される。ＭＰＰＴ制御の開始直後は、Ｖoldがゼロであるため、ステップＳＴ４へ移行する。その結果、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電圧Ｖを＋ΔＶだけ微小変化させる。つまり、ステップＳＴ４では、出力電圧が僅かに増大変化する。
【００４１】
次いで、ステップＳＴ１に戻ると、出力電圧Ｖが変動する直前の出力電力Ｐoldが補正される。具体的に、ステップＳＴ１では、電力補正部（47）が、記憶部（44）に記憶された日射量に基づき、日射量の変化率を算出する。ここで、Ｓは、記憶部（44）に記憶された最新の日射量あり、Ｓoldは、前回のルーチンでＰＶアレイ（20）の動作点が変動した前の日射量である。つまり、Ｓ／Ｓoldは、出力電圧Ｖを変化させる前後における日射量の変化率を示している。ステップＳＴ１では、出力電力ＰoldにＳ／Ｓold（＝α）が乗算され、日射量の変化を考慮した推定出力電力Ｐpreが算出される。
【００４２】
その後、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、推定出力電力Ｐpreよりも例えば大きい場合、ステップＳＴ３に再び移行する。前回のルーチンでは、ステップＳＴ４において、出力電圧Ｖを増大変化させている。このため、今回のステップＳＴ３では、最新の出力電圧Ｖが、前回の出力電圧Ｖoldよりも大きくなる。よって、再度ステップＳＴ４へ移行し、再び出力電圧が増大変化する。以上のようなルーチンが繰り返されると、出力電圧Ｖが段階的に増大し、これに伴い出力電力Ｐも増大して最大電力点に近づいていく。
【００４３】
一方、以上のようにして出力電力Ｖが過剰に大きくなると、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが推定出力電力Ｐpreよりも低くなる。この場合、ステップＳＴ６へ移行する。ステップＳＴ６では、最新の出力電圧Ｖが前回の出力電圧Ｖoldよりも大きくなると判定されるため、ステップＳＴ７へ移行する。その結果、電圧制御部（45）は、ＰＶアレイ（20）の出力電圧を−ΔＶだけ微小変化させる。つまり、ステップＳＴ７では、出力電圧が僅かに減少変化する。
【００４４】
その後、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、前回の推定出力電圧Ｐpreよりも大きい場合、ステップＳＴ３へ移行する。この場合、最新の出力電圧Ｖは、前回の出力電圧Ｖoldよりも小さくなるので、ステップＳＴ５へ移行し、ＰＶアレイ（20）の出力電圧が更に減少変化する。
【００４５】
一方、ステップＳＴ２において、最新の出力電力Ｐが、前回の推定出力電圧Ｐpreよりも小さい場合、ステップＳ６へ移行する。この場合、最新の出力電圧Ｖは、前回の出力電圧Ｖoldよりも小さくなるので、ステップＳＴ８へ移行し、ＰＶアレイ（20）の出力電圧が増大変化する。
【００４６】
以上のように、ＭＰＰＴ制御では、上記のようなルーチンを繰り返し行うことで、ＰＶアレイ（20）の出力電力が段階的に変化し、最大電力点に近づいていく。
【００４７】
〈日射量に基づく出力電力の補正>
上述のように、本実施形態のＭＰＰＴ制御では、ステップＳＴ１において日射量の変化率に基づいて、前回の出力電圧Ｐoldが補正される。これにより、ＰＶアレイ（20）の日射量が急峻に変化した場合における、ＰＶアレイ（20）の出力電力の損失（いわゆるＭＰＰＴロス）を低減できる。この点について、図３〜図５を参照しながら説明する。図４は、本実施形態のＭＰＰＴ制御におけるＰＶアレイ（20）の動作点の変化の一例を示すＩ−Ｖ特性のグラフであり、図５は、従来例のＭＰＰＴ制御におけるＰＶアレイの動作点の変化の一例を示すＩ−Ｖ特性のグラフである。
【００４８】
図５に示す従来例のＭＰＰＴ制御において、例えば出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に減少変化させたとする。このように出力電圧Ｖを変動時において、動作点の変動前の日射量Ｓoldが、日射量Ｓに急峻に増大したとする。このような日射量の変化は、例えばＰＶアレイが、影で覆われていた状態から太陽光が直接照射される状態に遷移した際等に生じうる。このように、日射量が急峻に変化すると、日射量の増大に起因して出力電力Ｐ２も増大してしまう。この場合、ＭＰＰＴ制御では、Ｖ１からＶ２への出力電圧の減少変化に伴って、出力電力がＰ１からＰ２に増大変化したと判定されるため、出力電圧Ｖ２をＶ３へ更に減少させる制御が行われる。その結果、日射量Ｓに対応するＩ−Ｖ特性上において、ＰＶアレイの出力電力がＰ２からＰ３へ減少して最大電力点から遠ざかってしまう。
【００４９】
これに対し、本実施形態のＭＰＰＴ制御では、このような日射量の急峻な変化に伴って、動作点が誤った方向に遷移してしまうことを、日射量に基づく出力電力の補正によって抑制している。具体的に、図４に示す本実施形態のＭＰＰＴ制御において、例えば出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に減少変化させたとする。このタイミングで、図４の例と同様にして、日射量Ｓoldが日射量Ｓに急激に増大したとする。この場合、本実施形態では、ステップＳＴ１において、前回の出力電圧Ｐold（即ち、図５のＰ１）に、日射量の変化率（即ち、Ｓ／Ｓold）が乗算され、日射量の変化率を考慮した出力電圧（図４の推定出力電圧Ｐpre1）が算出される。このようにすると、ステップＳＴ２では、最新の出力電圧Ｐ（図４のＰ２）が推定出力電圧Ｐpre1よりも小さくなるため、ステップＳＴ６、ステップＳＴ８へ移行し、出力電圧を増大変化させる制御が行われる。即ち、この例では、出力電圧Ｖ２が出力電圧Ｖ３に増大変化し、これによって出力電力Ｐ２が出力電力Ｐ３へ増大する。その結果、日射量Ｓに対応するＩ−Ｖ特性上において、ＰＶアレイ（20）の出力電力が最大電力点に近づいていく。
【００５０】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、ＰＶアレイ（20）の出力電力Ｐoldを日射量に基づいて補正するようにしている。これにより、ＭＰＰＴ制御において、例えば図５に示すように、日射量の急峻な変化に伴って出力電力が最大電力点から遠ざかってしまうことを回避できる。これにより、いわゆるＭＰＰＴロスを削減し、太陽光発電ユニット（10）の発電効率を向上できる。
【００５１】
上記実施形態では、複数の太陽光発電ユニット（10）の各ＰＶアレイ（20）の発電量の平均値から日射量を推定するようにしている。このため、多数の太陽光発電ユニット（10）毎にそれぞれ日射量測定部を設ける必要がなく、太陽光発電装置（1）の低コスト化を図ることができる。
【００５２】
上記実施形態では、ネットワーク上のサーバー（60）を利用して、各太陽光発電ユニット（10）の発電量を受信し、推定した日射量を各太陽光発電ユニット（10）へ送信するようにしている。このため、所定範囲内の地域に設置された各太陽光発電ユニット（10）において、簡便に情報を供給することができる。
【００５３】
《その他の実施形態》
多数の太陽光発電ユニット（10）の発電量の平均値以外にも、各発電量の合計（総発電量）を用いて日射量を推定することもできる。
【００５４】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、太陽電力変換部の制御装置、及びその制御方法、及び太陽光発電装置について有用である。
【符号の説明】
【００５６】
20    太陽電池
30    太陽電力変換部（パワーコンディショナ）
40    制御ユニット（制御装置）
41    直流電圧検出部（電力検出部）
42    直流電流検出部（電力検出部）
45    電圧制御部
46    日射量入力部（通信部）
47    電力補正部
60    サーバー（制御装置）
61    発電量入力部（通信部）
63    日射量推定部（演算部）
【手続補正２】
【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】
太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御装置であって、
上記太陽電池（20）の出力電力を検出する電力検出部（41,42）と、
日射量を示す指標が入力される日射量入力部（46）と、
上記日射量入力部（46）に入力された日射量を示す指標に基づいて、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力を補正する電力補正部（47）と、
上記電力補正部（47）で補正した出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させる電圧制御部（45）と、
多数の太陽電池（20）の発電量が入力される発電量入力部（61）と、
上記発電量入力部（61）に入力された多数の発電量に基づいて日射量を推定する日射量推定部（63）とを備え、
上記日射量入力部（46）には、上記日射量推定部（63）で推定した日射量が入力され、
上記電力補正部（47）は、上記日射量の変化率を、上記電力検出部（41,42）で検出した出力電力に乗算することで、該出力電力を補正することを特徴とする太陽電力変換部の制御装置。
【請求項２】
太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力に変換する太陽電力変換部の制御方法であって、
多数の太陽電池（20）の発電量に基づいて日射量を推定し、
上記日射量の変化率を、検出した太陽電池（20）の出力電力に乗算することで、該出力電力を補正し、
検出した太陽電池（20）の出力電力を、日射量を示す指標に基づいて補正し、
補正後の出力電力に基づいて、上記太陽電池（20）の出力電力が最大電力点に近づくように該太陽電池（20）の出力電圧を変化させることを特徴とする太陽電力変換部の制御方法。
【請求項３】
多数の太陽電池（20）と、
各々の太陽電池（20）から出力される直流電力を交流電力にそれぞれ変換する多数の太陽電力変換部（30）と、請求項１に記載の太陽電力変換部の制御装置（40,60）とを備えた太陽光発電装置。