(57)【要約】      （修正有）【課題】施工が容易であるとともに複数の太陽電池による効率的な電力変換を可能にする太陽光発電システムを提供する。【解決手段】互いに並列に接続されている、第１太陽電池と第２太陽電池とを、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナ６を介して商用電力系統３に系統連系させるための太陽光発電システム１１であって、第２太陽電池とパワーコンディショナ６との間に、第２太陽電池の出力電圧を制御してパワーコンディショナ６への供給電圧とする電圧制御ユニット７を備えており、電圧制御ユニット７は、第１太陽電池の出力電圧よりも第２太陽電池の出力電圧が低い場合に、供給電圧を第１太陽電池の出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、供給電圧がパワーコンディショナ６の最低起動電圧以上の場合に、昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう太陽光発電システム１１とする。【選択図】図１
2013137752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続されている、第１太陽電池と、該第１太陽電池よりも最大出力電力が小さい第２太陽電池とが、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムであって、
前記第２太陽電池と前記パワーコンディショナとの間に、前記第２太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットを設けており、該電圧制御ユニットは、前記第１太陽電池の出力電圧よりも前記第２太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を前記第１太陽電池の出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう太陽光発電システム。
【請求項２】
前記電圧制御ユニットは、前記供給電圧を下げる制御を行なう際に、該供給電圧を前記パワーコンディショナの前記最低起動電圧よりも低い電圧に下げる制御を行なう請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記電圧制御ユニットは、前記供給電圧を下げた後、該供給電圧を段階的に上げる制御を行なう請求項１または２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
互いに並列に接続されている、第１太陽電池と該第１太陽電池よりも最大出力電力が小さい第２太陽電池とが、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムの制御方法であって、
前記第１太陽電池の出力電圧よりも前記第２太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記第２太陽電池の出力電圧を前記第１太陽電池の出力電圧まで上げて前記パワーコンディショナへの供給電圧とする昇圧制御を行なう第１ステップと、
該第１ステップの後に、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第２ステップとを有する太陽光発電システムの制御方法。
【請求項５】
太陽電池とＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナとの間に設けられて、前記太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットであって、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記供給電圧の制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう電圧制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに太陽光発電システムに用いられる電圧制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電システムは、主に、屋根などの構造物上に設置される複数の太陽電池ストリングと、これらの複数の太陽電池ストリングから出力される直流電力を商用電力系統に対し電圧・電流位相を同期させた交流電力に変換して、ＭＰＰＴ（Maximum Power-Point Tracking）制御を行なうパワーコンディショナとで構成されている。これらの複数の太陽電池ストリングは、互いに並列に接続されており、各々の太陽電池ストリングは複数の直列接続された太陽電池素子を有している。
【０００３】
近年、景観または個性を重視した住宅等に設置される太陽光発電システムでは、複数の太陽電池ストリングが有する太陽電池素子の数が、太陽電池ストリング同士で互いに異なる場合がある。このような場合、複数の太陽電池ストリング間の出力電圧を合わせることで、１つのパワーコンディショナでの発電効率を高めることが可能な技術が提案されている。
【０００４】
例えば、下記に示す特許文献１には、太陽電池素子の枚数が異なる複数の太陽電池ストリングを有する太陽光発電システムにおいて、太陽電池素子の枚数が少ない太陽電池ストリング（非標準太陽電池ストリング）の出力電圧を、太陽電池素子の枚数が多い太陽電池ストリング（標準太陽電池ストリング）の出力電圧にまで上げる昇圧ユニットを設ける技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの設置時に、標準太陽電池ストリングと非標準太陽電池ストリングとの太陽電池素子の枚数比に基づいて、切換スイッチを手動で作動させることによって昇圧ユニットにおける昇圧電圧比率を設定している。このような昇圧電圧比率の設定では、施工時の工数の増加に伴って施工コストが増加したり、切換スイッチの選択ミス等によって標準太陽電池ストリングでの発電がなされる前に、非標準太陽電池ストリングの出力電圧が標準太陽電池ストリングの出力電圧よりも高くなった場合に、非標準太陽電池ストリングのみによる電力変換（非標準太陽電池ストリングによる単独昇圧運転）がなされて、標準太陽電池ストリングでの発電が正常になされない等のおそれがある。
【０００６】
このため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換を可能にする太陽光発電システムが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１２３１９号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一形態に係る太陽光発電システムは、互いに並列に接続されている、第１太陽電池と、該第１太陽電池よりも最大出力電力が小さい第２太陽電池とが、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムであって、前記第２太陽電池と前記パワーコンディショナとの間に、前記第２太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットを設けており、該電圧制御
ユニットは、前記第１太陽電池の出力電圧よりも前記第２太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を前記第１太陽電池の出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。
【０００９】
本発明の一形態に係る太陽光発電システムの制御方法は、互いに並列に接続されている、第１太陽電池と、該第１太陽電池よりも最大出力電力が小さい第２太陽電池とが、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナに接続されている太陽光発電システムの制御方法であって、前記第１太陽電池の出力電圧よりも前記第２太陽電池の出力電圧が低い場合に、前記第２太陽電池の出力電圧を前記第１太陽電池の出力電圧まで上げて前記パワーコンディショナへの供給電圧とする昇圧制御を行なう第１ステップと、該第１ステップの後に、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第２ステップとを有する。
【００１０】
本発明の一形態に係る電圧制御ユニットは、太陽電池とＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナとの間に設けられて、前記太陽電池の出力電圧を制御して前記パワーコンディショナへの供給電圧とする電圧制御ユニットであって、前記供給電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧以上の場合に、前記供給電圧の制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに電圧制御ユニットによれば、施工時の工数を増加させることなく、第１太陽電池の電力変換開始前の第２太陽電池による単独昇圧運転を抑制することができるため、施工が容易であるとともに複数の太陽電池による効率的な電力変換が可能である。
【００１２】
また、例えば、第１太陽電池側だけに影がかかる等のイレギュラーな状態が発生して、第２太陽電池による単独昇圧運転になる場合においても、第２太陽電池の電圧制御ユニットからパワーコンディショナへの供給電圧を意図的に下げることによって、その後、第１太陽電池の出力電圧が復帰した際に、ＭＰＰＴ制御が第１太陽電池側に戻るようにして、全体として高い変換効率で太陽光発電システムを作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムにおける太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動（脈動電圧）を示すグラフの他の例である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムにおける脈動電圧検出による昇圧開始の過程を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに用いられる脈動検出部を含む太陽光発電システムの脈動電圧検知部分を模式的に示すブロック図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係る太陽光発電システムに用いられる脈動電圧検知部の変形例を模式的に示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図８】本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図９】本発明の第５実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、第７実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図１６】本発明の第１１実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に示すブロック図である。
【図１７】本発明の第１２実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図１８】本発明の第１２実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図１９】本発明の第１３実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【図２０】本発明の第１３実施形態に係る太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリングの出力電圧の時間的変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに電圧制御ユニットについて、図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
まず、図１に示す太陽光発電システム１１の概要について説明する。太陽光発電システム１１は、互いに並列に接続されている、第１太陽電池である第１太陽電池ストリング２Ａと第１太陽電池ストリング２Ａよりも最大出力電力が小さい第２太陽電池である第２太陽電池ストリング２Ｂとを、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナ６を介して商用電力系統３に系統連系させるためのものである。
【００１６】
また、第２太陽電池ストリング２Ｂとパワーコンディショナ６との間に、第２太陽電池ストリング２Ｂ出力電圧を制御してパワーコンディショナ６への供給電圧とする電圧制御ユニット７を備えている。この電圧制御ユニット７は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧よりも第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が低い場合に、前記供給電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで上げる昇圧制御を行ない、その後、前記供給電圧がパワーコンディショナ６の最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう。
【００１７】
ここで、電圧制御ユニット７は、前記供給電圧を下げる制御を行なう際に、この供給電圧をパワーコンディショナ６の最低起動電圧よりも低い電圧に下げる制御を行なってもよい。このとき、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電状況が良好で昇圧制御の停止のみで電
圧が下げられない場合には、降圧制御を行なって強制的に電圧を下げるようにしてもよい。また、電圧制御ユニット７は、前記供給電圧を下げた後、この供給電圧を段階的に上げるようにしてもよい。
【００１８】
このように、太陽光発電システム１１の制御方法は、互いに並列に接続されている、第１太陽電池ストリング２Ａと第１太陽電池ストリング２Ａよりも最大出力電力が小さい第２太陽電池ストリング２Ｂとが、ＭＰＰＴ制御を行なうパワーコンディショナ６に接続されている制御方法である。そして、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧よりも第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が低い場合に、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで上げてパワーコンディショナ６への供給電圧とする昇圧制御を行なう第１ステップと、この第１ステップの後に、前記供給電圧がパワーコンディショナ６の最低起動電圧以上の場合に、前記昇圧制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なう第２ステップとを有する。
【００１９】
また、電圧制御ユニット７は、第２太陽電池ストリング２Ｂとパワーコンディショナ６との間に設けられて、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を制御してパワーコンディショナ６への供給電圧とするものであって、前記供給電圧がパワーコンディショナ６の最低起動電圧以上の場合に、前記供給電圧の制御を所定時間だけ停止するか、または前記供給電圧を所定電圧に所定時間だけ下げる制御を行なうものである。
【００２０】
さらに、本実施形態では、電圧制御ユニット７の後段側、換言すれば、電圧制御ユニット７の出力側に脈動電圧検知回路８が設けられている。つまり、脈動電圧検知回路８は、パワーコンディショナ６と電圧制御ユニット７との間に設けられている。なお、脈動電圧検知の詳細については後述する。
【００２１】
このように構成されている太陽光発電システム１１では、パワーコンディショナ６の交流出力は、商用電力系統３側に供給されるとともに、交流負荷４側にも供給されて消費される。
【００２２】
次に、太陽光発電システム１１における各構成の詳細について説明する。まず、複数の太陽電池である太陽電池ストリング２について説明する。
【００２３】
太陽電池ストリング２を構成する第１太陽電池ストリング２Ａおよび第２太陽電池ストリング２Ｂは、例えば、それぞれ互いに直列に接続された複数の太陽電池素子または互いに直列に接続された太陽電池モジュールを有している。本実施形態では、第２太陽電池ストリング２Ｂにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数は、第１太陽電池素子２Ａにおける太陽電池素子または太陽電池モジュールの数よりも少ない。換言すれば、第２太陽電池ストリング２Ｂにおける最大発電容量（または、最大出力電力）は、第１太陽電池ストリング２Ａにおける最大発電容量（または、最大出力電力）よりも小さい。このような第１太陽電池ストリング２Ａおよび第２太陽電池ストリング２Ｂは、互いに並列に接続されている。なお、これら太陽電池ストリング２を構成する太陽電池素子としては、バルク型の太陽電池素子または薄膜型の太陽電池素子等の各種の太陽電池素子を用いることができる。
【００２４】
次に、電圧制御ユニット７について説明する。電圧制御ユニット７は、上述したように、パワーコンディショナ６の入力側に設けられている。本実施形態では、パワーコンディショナ６の入力端子は脈動電圧検知回路８に接続されており、電圧制御ユニット７は第２太陽電池ストリング２Ｂと脈動電圧検知回路８との間に設けられている。
【００２５】
この電圧制御ユニット７は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧よりも第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が低い場合に、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧まで高めて供給電圧として出力する機能を有する。すなわち、１つのパワーコンディショナ６に互いに並列に接続された複数の太陽電池ストリング２のうち、最大発電容量（最大出力電力）がより小さい第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで高めて出力する機能を有する。
【００２６】
例えば、電圧制御ユニット７は、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、パワーコンディショナ６での電力変換開始前には、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限未満の電圧（後記する図２におけるＣ点）に設定して、第１太陽電池ストリング２Ａに基づいて、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧が検知されれば、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧までに高めて出力する。
【００２７】
一般に、電圧制御ユニット７を用いて第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧にまで昇圧する場合、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を何倍に昇圧するかがポイントになる。電圧制御ユニット７の構造にもよるが、例えば、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を一定電圧に昇圧して出力すると、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧は、電圧制御ユニット７によって昇圧された第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧よりも高い電圧になるまで、パワーコンディショナ６に発電電力を供給することができない。
【００２８】
上記の場合とは逆に、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧が、電圧制御ユニット７により昇圧された第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧よりも高くなると、電圧制御ユニット７を介して出力している第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力がパワーコンディショナ６に供給することができない。
【００２９】
しかしながら、本実施形態では、電圧制御ユニット７は第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、パワーコンディショナ６での電力変換開始前にはパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限未満に設定して、「第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧」が検知されれば、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで上げる。
【００３０】
また、本実施形態では、第１太陽電池ストリング２Ａの電力変換がなされるまで、第２太陽電池ストリング２Ｂは昇圧しないように制御する。そして、第１太陽電池ストリング２Ａの電力変換が開始された後は、第２太陽電池ストリング２Ｂは電圧制御ユニット７を介して昇圧された第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ値の出力電圧によって電力変換できるように制御される。
【００３１】
以上により、第１太陽電池ストリング２Ａの正常運転を妨害する昇圧系統の単独昇圧運転を抑制することができる。その結果、異なる最大発電容量を有する複数の太陽電池ストリング２を用いても、電力損失の少ない効率的な電力変換が可能となる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を監視して、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧する昇圧ユニットの昇圧比を変化させることによって、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に追従する従来の方法と比べて、パワーコンディショナ６への送電路に逆流防止ダイオードを用いた場合でも、逆流防止ダイオードのカソード側へフィードバック機構を設ける必要がないので、太陽光発電システムが容易な構成で済み、その施工も省略できる。
【００３３】
さらに、本実施形態によれば、出力電圧を何倍にするかの昇圧比の設定を現場で作業者が太陽電池素子または太陽電池モジュールの枚数および電圧規格に基づいて最適電圧を計算する必要がなく、ロータリースイッチ等を手動で設定する必要もなく、その際の計算ミスおよび作業ミス等によるトラブルも生じない。これにより、信頼性が高く、施工が容易な太陽光発電システムを提供できる。
【００３４】
なお、電圧制御ユニット７は、独自に第２太陽電池ストリングに対するＭＰＰＴ制御を行なってもよい。すなわち、電圧制御ユニット７に用いるＭＰＰＴ制御回路を、後述するパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５とは別に設けていてもよい。
【００３５】
次に、パワーコンディショナ６について説明する。パワーコンディショナ６は、上述したように、複数の太陽電池ストリング２の発電電力を交流電力に変換する電力変換装置である。パワーコンディショナ６としては、出力側に家電製品などの交流負荷を接続して商用電力系統３と連系して負荷に電力を供給する系統連系型を用いることができる。
【００３６】
パワーコンディショナ６は、ＤＣ／ＤＣ変換部およびインバータ部等を含むが簡単のためこれらを図示しない。ＤＣ／ＤＣ変換部は、特に限定されないが、例えば、スイッチング素子と、コンデンサーと、リアクトルと、ダイオードとを備えている。ＤＣ／ＤＣ変換部は、太陽電池ストリング２で発電した直流電力から２００〜３００Ｖの直流電圧を作りインバータ部へ供給する。このＤＣ／ＤＣ変換部としては、入力電圧の変化に対応して出力電圧を調節できるように、スイッチング素子を変換電圧に応じてパルスのデューティをコントロールするＰＷＭ方式により制御するものが望ましい。また、インバータ部は直流電力を交流電力に変換するものである。
【００３７】
上記インバータ部は、例えば、トランジスタ、ＦＥＴまたはトライアック等を用いたブリッジ回路によって直流をスイッチングして交流に変換するスイッチング部と、スイッチング部のスイッチング周波数およびデューティをコントロールする周波数制御部と、スイッチングにより交流化された電力波形を商用電力系統３の交流波形に近い曲線に鈍らせるフィルター回路とで主に構成される。ここで、フィルター回路は、リアクトルと呼ばれるコイルとコンデンサーが組み合わされたもので、高周波成分除去フィルターとして機能する。
【００３８】
本実施形態では、パワーコンディショナ６はＭＰＰＴ制御を行なう。すなわち、パワーコンディショナ６は、第１太陽電池ストリング２Ａを最大出力電力で動作させるＭＰＰＴ制御回路５が設けられている。例えば、ＭＰＰＴ制御回路５は上述のＤＣ／ＤＣ変換部に設けられてもよい。
【００３９】
ＭＰＰＴ制御と脈動の関係について説明する。パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御とは入力電力の電圧点を意図的に上下させて最大電力となるかを検出するものであり、例えば図３に示すＢ１点の電圧（Ｖ１）から検知を始めたとすると、電圧をＶ３まで上昇させて電力がＶ１時よりも大きくなる点がないかを確認した後、電圧をＶ２まで下げて電力がＶ１よりも大きくなる点が無いかを確認する。いずれの方向に電圧点（動作点ともいう）を移動させても電力が増えない場合、Ｖ１の電圧が最大電力となる電圧点となるので、次の周期Ｔ１のＭＰＰＴ制御もＶ１を基点に開始する。このように、パワーコンディショナ６の入力電圧（太陽電池の出力電圧）が上下する状態が続くことを電圧が脈動するという。
【００４０】
もしも、例えば図３に示す周期Ｔ３のＢ２点において最大電力となった場合には、電圧Ｖ４の値が基点となるように、Ｖ１電圧をＶ４電圧まで徐々に下げていく（不図示）。このように、急激に大きく変化させないのは、パワーコンディショナ６の出力電力（交流電
力）が急に変動して商用電力系統３側への影響を小さくするためであるが、ＭＰＰＴ制御による電圧の振り幅（Ｖ１に対するＶ２およびＶ３の電圧）が小さく設定されている場合などでは一気に移動させてもよい。このとき、Ｖ２とＶ３はＶ１に対する振り幅であるのでＶ１に対する変化幅は同じ値にするとよい。
【００４１】
以上のように、脈動電圧とは、ＭＰＰＴ制御が行なわれているときのパワーコンディショナの入力電圧（電圧制御ユニット７の出力電圧を含むパワーコンディショナへの供給電圧）を指すものであり、脈動電圧検知は、脈動波形における電圧制御ユニット７の出力電力と、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電力のどちらか一方の電圧点を検出したものでもよい。
【００４２】
本実施形態では、前述したように第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を制御する電圧制御ユニット７を有しているため、第１太陽電池ストリング２Ａに基づく電力変換がなされるまでは、このＭＰＰＴ制御回路５によって、パワーコンディショナ６は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を変動させて、第１太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧点の移動を監視していることになる。この時、パワーコンディショナ６での電力変換が第１太陽電池ストリング２Ａのみに基づくため、上記電圧点の監視によって、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に脈動が生じているかどうかが確認できる。
【００４３】
そして、この第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧における脈動電圧を利用して昇圧動作を制御する。具体的には、脈動電圧検知回路８でこの脈動電圧を検知する。そして、この脈動電圧を検知した脈動電圧検知回路８は、第１太陽電池ストリング２Ａの電力変換に基づきパワーコンディショナ６でＭＰＰＴ制御が行なわれているものと判定して、この判定結果の信号を電圧制御ユニット７へ送信する。
【００４４】
これにより、「パワーコンディショナ６が起動している＝第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づく電力変換がなされている」と判定して、第２太陽電池ストリング２Ｂに対する電圧制御ユニット７による昇圧動作を制御する。
【００４５】
脈動電圧を検知する方法は、例えば、ＭＰＰＴ制御の開始電圧または必ず作動している電圧以上の電圧値を予め規定しておき、その電圧値以上の電圧が検出された場合に昇圧動作を開始するようにする。予め規定される電圧としてはＭＰＰＴ制御による脈動を考慮すると、ＭＰＰＴ制御が開始される電圧以上であって、図３における電圧Ｖ３の電圧以上であることが望ましい。これにより、ＭＰＰＴ制御が停止しても、またはパワーコンディショナ６が停止しても、電圧制御ユニット７が単独昇圧運転状態になることを抑制できる。
【００４６】
以上のような電圧制御を行なうことで、パワーコンディショナ６は第１太陽電池ストリング２Ａで電力変換を開始しているため、昇圧後の第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力される。この電圧制御は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を検出する機構が不要であり、施工時に電圧制御ユニット７における出力電圧（昇圧比）を設定するロータリースイッチを別途設けなくとも、昇圧後の第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力することができる。その結果、簡単な構成でしかもスイッチなどを用いた設定作業が不要の施工性が良好で複数の太陽電池ストリングによる効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供できる。
【００４７】
なお、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧する電圧制御ユニット７の出力電圧値（昇圧比）は、例えば、「パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲」であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下とするのが良い。これにより、最大定格以上の電圧をパワーコンディショナ６に入力して破損を回避できる。
【００４８】
なお、本実施形態における脈動電圧検知のフローについての詳細、本実施形態における電圧制御ユニット７による第２太陽電池ストリング２Ｂの昇圧動作、およびその際の第２太陽電池ストリング２Ｂの電圧プロファイルについての詳細は後述する。
【００４９】
ここで、「第１太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動」とは、第１太陽電池ストリングの出力電圧や出力電流など第１太陽電池ストリングの出力電力に関する、最大出力電力値の近傍でのＭＰＰＴ制御と略同一な周期を有する周期的な変動をいう。
【００５０】
より具体的には、出力電力の１つの要素として出力電力の電圧を例に説明すると、「第１太陽電池ストリングに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動電圧が検知される」とは、電圧制御ユニット７の出力端子とパワーコンディショナ６の入力端子間の電路に設けられた脈動電圧検知回路８によって検出された出力電力の電圧が、あらかじめ設定されている、任意の第１太陽電池ストリングの最大出力電力の電圧値の近傍で周期的に変動していることを指すが、その状態にある確証（ＭＰＰＴ制御が行なわれている条件が揃っている）があればよく、必ずしも電圧波形等の解析は必要でない。なお、ここで、「周期的に変動している」とは、例えば、電圧値の変動が、周期および振幅が得られる程度に規則的なものであることをいう。
【００５１】
また、「パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲」とは、ＪＩＳ  C８９６０に規
定されているように、「出力電圧、周波数などの定格緒量を満足し、安定に運転できる直流入力電圧の範囲」であり、換言すれば、「パワーコンディショナ６が安定に運転できる直流入力電圧範囲」のことである。
【００５２】
本実施形態では、ＭＰＰＴ制御回路５を含むパワーコンディショナ６を例示したが、パワーコンディショナ６の構成は特にこれに限定されない。例えば、パワーコンディショナ６の主要回路部とは別にＭＰＰＴ制御回路５を設けてもよい。
【００５３】
次に、図４を用いて、第１実施形態に係る太陽光発電システム１１における脈動電圧検知フローの詳細を説明する。
【００５４】
本実施形態において、脈動電圧検知回路８は「第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が開始されている電圧」として、第１太陽電池ストリング２Ａに基づく、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧を検知する。そして、この検知に基づいて、電圧制御ユニット７は第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を制御する。すなわち、電圧制御ユニット７は、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧の検知をトリガーにして昇圧する。
【００５５】
なお、脈動電圧検知回路８が検知する「第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナのＭＰＰＴ制御における脈動電圧」としては、電圧成分に限らず、電流成分などパワーコンディショナの入力端子に入力される電力に関する種々の他の要素、例えば電力の要素である電圧または電流であってもよい。このとき、脈動電圧検知回路８が脈動電圧を検知する場合は、脈動電圧検知回路８は電圧検出手段を有していればよく、同様に、脈動電圧検知回路８が脈動電流を検知する場合は、脈動電圧検知回路８は電流検出手段を有していればよい。
【００５６】
脈動電圧検知回路８は、図４に示すＳＴＥＰ１では、パワーコンディショナ６の入力側電圧（第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に相当）を測定する。このとき、電圧制御
ユニット７の昇圧動作は停止している。なお、電圧制御ユニット７の回路構成によっては、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力が電圧制御ユニット７の出力側に無変換で出力されるので、第１太陽電池ストリング２Ａが電力変換発電を行なっていない場合でも脈動電圧検知回路８が電圧（電流）を検出する場合もあるが、この場合に検出される電圧は所定電圧に達していないなど脈動電圧の条件を満たしていない。
【００５７】
次に、ＳＴＥＰ２では、ＳＴＥＰ１で測定した電圧が脈動電圧（所定電圧）であるかを判定する。ここでいう「脈動電圧」とは、例えば、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力がパワーコンディショナ６を起動させるのに必要な所定電圧以上の電圧値のことであり、パワーコンディショナ６が起動開始できる最低起動電圧以上の値のことを指す。所定電圧未満であればＳＴＥＰ１に戻して、所定電圧以上であれば脈動電圧であると判定して、この検知を知らせる信号を電圧制御ユニット７に伝達する。そして、この信号を受信した電圧制御ユニット７は、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧動作を開始する。すなわち、電圧制御ユニット７は、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧まで上げて出力する（ＳＴＥＰ３）。なお、所定電圧未満で昇圧動作を行なわないのは、パワーコンディショナ６を起動することができなければ交流電力への電力変換が行なわれず、発電電力は活用されないからである。
【００５８】
ＳＴＥＰ４では、電圧制御ユニット７の昇圧動作を開始してからの時間をカウントして、所定時間経過したならばＳＴＥＰ５で昇圧動作を停止させるか、または所定電圧値まで低下させる。この所定電圧値とは、パワーコンディショナ６の最低起動電圧以下、または後述する電力変換が開始される電圧以上のことであり、昇圧動作を完全に停止させるよりも再昇圧がスムーズに行なえる利点がある。また、ＳＴＥＰ４における所定時間としては、例えば３０分または１時間といった数値を用いるので、その間に日射変動等で発電電力が低下してパワーコンディショナ６の動作を維持できる電力を下回る可能性もある。このため、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が低下していないかを確認をさせるのが好ましい。なお、所定時間は１時間以上でも、３０分以下でも適用可能であり、設置地域の気象状況（日射変動の頻度や程度、または影の発生要因の有無）に合わせて適切な時間を割り当てるのが好ましい。
【００５９】
ＳＴＥＰ６では規定時間経過するまでＳＴＥＰ５の状態（昇圧動作の停止、もしくは出力電圧抑制）を維持して、所定時間経過後はＳＴＥＰ１に戻す。昇圧動作を停止させる規定時間は予め定められた設計値のことであり、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５のＭＰＰＴ制御が第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力に移動できるだけの時間として、数秒から数十秒が適当であるが、環境によってはそれ以上とする場合もある。
【００６０】
このように、本実施形態では、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づきパワーコンディショナ６が起動するまで、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が電力変換されないように、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧が制御される。そのため、パワーコンディショナ６の起動電力は第１太陽電池ストリング２Ａから供給されて、この第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力に基づきパワーコンディショナ６が起動した後にＭＰＰＴ制御が開始される。上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の脈動電圧検知フローにおいて、ＭＰＰＴ制御における脈動電圧が検知されれば、第１太陽電池ストリング２Ａが正常に発電している状態にあると判定できる。これにより、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を電圧制御ユニット７を介して昇圧してパワーコンディショナ６に供給しても第２太陽電池ストリング２Ｂによる単独昇圧運転になることはない。したがって、上述したように、複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能となる。
【００６１】
次に、図５を用いて、上述のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ２における脈動電圧の検出方法について説明する。図５（ａ）は、脈動電圧の検出に用いられる脈動電圧検出部１３を含む、
本実施形態に係る太陽光発電システム１１における要部のブロック図であり、図５（ｂ）は、太陽光発電システム１１における脈動電圧検出部１３の変形例を示す要部のブロック図である。
【００６２】
上述したように、太陽光発電システム１１において、脈動電圧検知回路８は脈動電圧を検出して、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が動作しているかを判定して、第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧の発生を検知するものである。このように、電圧成分の脈動電圧を検知するために、脈動電圧検知部１３（センサー部）で脈動電圧検知回路８とパワーコンディショナ６との間の電圧成分を検出する。そして、検出された電圧成分が脈動電圧の条件を満たしているかを脈動電圧検知回路８で判定する。
【００６３】
脈動電圧検知回路８としては、例えば、電圧解析に必要な演算素子と、データー記憶領域と、Ａ／Ｄ入力機能を有しているワンチップマイコンまたはマイクロプロセッサとを有しているものが好適である。脈動検出部１３から取り込まれた電圧成分に関する情報は、ワンチップマイコンのＡ／Ｄ入力でデジタルデーターに変換されて、データー記憶領域に格納される。そして、演算素子が、格納された数値から予め定められた規定値（例えば、パワーコンディショナ６におけるＭＰＰＴ制御の周期、周波数および所定の電圧値）が予め規定された脈動電圧の条件に該当するかが判定される。そして、得られた脈動電圧がその規定値と略同一でありＭＰＰＴ制御が作動していると判定されれば、電圧制御ユニット７に脈動電圧検知の情報を送信する。
【００６４】
また、脈動電圧検知回路８から電圧制御ユニット７への上記情報の送信は、専用の通信線を用いて行なってもよい。また、他の送信方法として、太陽電池ストリング２の発電電力を出力する電力線に信号を重畳させて送信してもよい。さらに他の送信方法としては、脈動電圧検知回路８を電圧制御ユニット７から離して配置する必要性がある場合には、赤外線通信ユニットまたは特定の小電力通信デバイスを用いて送信してもよい。
【００６５】
また、脈動電圧検知回路８の動作電源としては、第１太陽電池ストリング２Ａまたは第２太陽電池ストリング２Ｂのいずれか供給可能な方（回路動作電圧および回路消費電流を供給できる発電電力の有る方）から電力を得てもよい。他の形態として、脈動電圧検知回路８は、内部に蓄電池等を内蔵して自立動作できるようにしてもよく、この場合は、太陽電池ストリング２の発電電力が不安定なときでも、脈動電圧検知回路８による安定した波形解析動作が行なえる。なおこのとき、内蔵された蓄電池への充電は太陽電池ストリング２の発電力が十分に存在するときに行なえばよい。
【００６６】
またさらに、電圧の検出場所としては端子台などが好適であるので、脈動電圧検出部１３や脈動電圧検知回路８は接続箱１０や電圧制御ユニット７の筐体内に配置するのが好ましい。
【００６７】
なお、上述したように、第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧の検知以外に、電流成分を測定することによって脈動電流を検知してもよい。図５（ｂ）は、太陽光発電システム１１の変形例である太陽光発電システム１１’の脈動電流を検知する例を示している。
【００６８】
具体的には、上記太陽光発電システム１１の変形例である太陽光発電システム１１’は、脈動電流を検知する脈動電流検出部１３’を有する点であり、太陽光発電システム１１とは相違する。脈動電流検出部１３’としては、電流センサー等の素子を用いて非接触で脈動電流を検出する構成を採用することが可能である。この太陽光発電システム１１’では、脈動電圧検知回路８の配置の制限が緩和される。脈動電流であるかどうかの判定は、脈動電圧の判定と同様に規定値（例えば、パワーコンディショナ６におけるＭＰＰＴ制御の周期、周波数、および所定の電流値）が予め規定された脈動電流の条件に該当するかどうかで判定すればよい。具体的には、例えば所定の電流値以上の発電電力が検出される場合は、パワーコンディショナ６によるＭＰＰＴ制御が作動していると判定して、電圧制御ユニット７に脈動電流検知の情報を送信する。
【００６９】
なお、図５（ａ）および図５（ｂ）のいずれにおいても、脈動電圧検知回路８は電圧制御ユニット７の出力側に設置しているが、脈動電圧検知回路８の位置はこの限りではなく、電圧制御ユニット７の後段で且つパワーコンディショナ６の前段であれば、いずれの位置に配置してもよい。
【００７０】
また、本実施形態に係る太陽光発電システム１１では、図１のブロック図に示すように、電圧制御ユニット７は、パワーコンディショナ６から離して配置されている。すなわち、電圧制御ユニット７とパワーコンディショナ６とは別体で構成されている。このような構成によって、特に、脈動電圧を検知する検知方法を用いる際には、脈動電圧検出回路８が電圧制御ユニット７の近くに配置された場合であっても、第２太陽電池ストリング２Ｂに電流が流れていない。これによって、電圧降下がほとんどない状態で、脈動を精度よく検知することができる。
【００７１】
第２太陽電池ストリング２Ｂと電圧制御ユニット７との距離が長い場合、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力は線間抵抗で減衰した後で昇圧されることになり効率が悪い。そこで、第２太陽電池ストリング２Ｂの近傍に電圧制御ユニット７を配置して、昇圧してから送電するようにすれば、電圧値を昇圧させた分だけ電流値が減るので線間抵抗によって減衰する損失量（線間抵抗×電流）が相対的に減り、効率のよい送電が行なえる。この場合、脈動電圧検知回路８は電圧制御ユニット７へ脈動電圧検知情報を送信する信号線の引き廻しによる外観への影響を考慮し、電圧制御ユニット７の近くに配置することが好ましい。
【００７２】
電圧制御ユニット７とパワーコンディショナ６とが別体で構成された場合であって双方間の距離が大きい場合に、特に脈動電圧検知回路８を電圧制御ユニット７の近くに配置することで、より一層、複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能となる。また、上記双方間の距離が小さい場合であっても、脈動電圧検知回路８を電圧制御ユニット７のすぐ前段に配置することは、太陽電池ストリング２の発電電力の送電による電力損失を少なくして、電力変換可能な電力量を増やすことが可能となる観点から好ましい。
【００７３】
以上のように、電圧制御ユニット７とパワーコンディショナ６との距離にかかわらず、脈動電圧検知回路８は電圧制御ユニット７のすぐ前段に配置することで、施工が容易な構成で且つ複数の太陽電池ストリング２による効率的な電力変換が可能な太陽光発電システムを提供することができる。
【００７４】
次に、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における、上述した電圧制御ユニット７の昇圧動作の一例について、各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を用いて説明する。
【００７５】
図２は、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を示すグラフであり、縦軸が太陽電池ストリング２の出力電圧、横軸が時刻である。図２において、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧を実線、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を破線で示している。なお、便宜上、Ｆ１点以降の第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂとが重なっている部分は実線のみで表すものとする。また、パワーコンディショナ６は任意の入力運転電圧範囲を有してい
るため、起動するには、すなわち電力変換を開始するためには、ある一定範囲の直流入力電圧が必要である。図２の制御方法では、この入力運転電圧範囲の下限値（最低電圧）を一点破線で示している。なお、住宅用パワーコンディショナの入力運転電圧範囲の一例としては、例えば１５０Ｖ〜３００Ｖが挙げられる。また、産業用パワーコンディショナ等では、入力運転電圧範囲の上限値が６００Ｖを超えるものもあり、本実施形態では、種々のパワーコンディショナを用いることができる。
【００７６】
次に、図２を用いて、本実施形態に係る太陽光発電システム１１における電圧の脈動を検知する方法について、第１太陽電池ストリング２Ａおよび第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧変動を詳細に説明する。
【００７７】
図２に示すように、例えば、日の出とともに第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力が上昇して、出力電圧もそれに伴い上昇する。しかしながら、朝方は日射強度が十分強くはないので、雲等で日差しが遮られると発電電力が急激に低下する（図中Ａ点付近のような日射変動による電圧変動の）場合もある。本実施形態では、図中Ａ点付近で日射変動が生じた形態を例にしている。なお、太陽電池ストリング２の出力電圧は無負荷であれば日射変動が生じても然程大きな変動は生じないが、本実施形態では便宜上パワーコンディショナ６が負荷として作用しているものとして説明する。
【００７８】
図中Ａ点ではパワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲の下限値Ｖｍｉｎ（以下、最低起動電圧とする）に達しているが、それ以前にあった日射変動のように最低起動電圧に達した後に再び低下することも有り得る。そのため、パワーコンディショナ６の起動は図中Ｂ点付近まで行なわれない。この図中Ａ点から図中Ｂ点までの間の時間は「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン（１６資電部第１１４号）」の定めに従って設計されており、一般に太陽光発電等のパワーコンディショナ６は１０分間以上の安定電力が供給された後に起動するようになっている。よって、図中Ｂ点まではパワーコンディショナ６は起動しておらず、内蔵されたＭＰＰＴ制御回路５も動作していない。
【００７９】
つまり図２に示すように、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧の波形には脈動は生じていない。この時、日射に応じて第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は第１太陽電池ストリング２Ａと共に上昇するが、第２太陽電池ストリング２Ｂは第１太陽電池ストリング２Ａと比べて直列数が少ないので、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧程度までは上昇しない。
【００８０】
なお、本実施形態では、電圧制御ユニット７は昇圧動作停止時にも第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力を無変換で出力させるものとして説明する。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、昇圧動作が開始される図中点Ｃ（脈動電圧が検知された時間ｔｃ）まで、ある程度の傾斜角度で上昇している。しかしながら、電圧制御ユニット７の回路構成によっては昇圧動作停止時には出力側の電圧が０Ｖとなるものもある。そのような形態の電圧制御ユニット７を用いてもよく、その場合、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点まで０Ｖで推移することとなる。
【００８１】
上述したように、第１太陽電池ストリング２Ａは日射に伴い規定時間が経過した後（図中Ｂ点）、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電力に基づいてパワーコンディショナ６が起動しＭＰＰＴ制御が開始されると、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧に図中のような脈動波形が観測される。この脈動波形は、主にＭＰＰＴ制御回路５が第１太陽電池ストリング２Ａの最大電力点となる最適動作電圧を確認するために動作電圧値を増減させていることによって生じたものである。すなわち、その振幅および周期（周波数）は、パワーコンディショナ６の設計思想によって異なる値を有する。
【００８２】
なお、このＭＰＰＴ制御回路５のＭＰＰＴ制御における、電圧変動幅は例えば２〜６Ｖ、変化周期は例えば６秒〜１２秒周期などである。本実施形態では、例えば電圧変動幅が４Ｖ、変化周期が１０秒のＭＰＰＴ制御を行なってもよい。この場合、例えば、第１太陽電池ストリング２Ａの最適出力電圧が２００Ｖであるとすると、脈動電圧検知回路８の演算素子が８ビットのＣＰＵであれば、０．７８Ｖの分解能があるので、４Ｖの電圧変動を十分に検出することが可能である。
【００８３】
図２に示す脈動電圧は、図４を用いて先に述べたように、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が行なわれている間は常に検出される。脈動電圧検知回路８では図中Ｂ点まで電圧が上昇すると、脈動電圧が生じていると判定する。ここで、判定の方法としては、例えば、電圧値がパワーコンディショナ６の起動電圧以上であればパワーコンディショナ６が起動し、ＭＰＰＴ制御が作動していると判定することが可能なので、所定電圧以上の電圧が検知された場合には、その電圧は脈動電圧であると判定すればよい。
【００８４】
なお、図２は図４に示す脈動電圧検知フローにおけるＳＴＥＰ１で測定する電圧値のデーターを用いて作成したグラフであり、図中Ｂ点以降の電圧はパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５のＭＰＰＴ制御によって脈動する。
【００８５】
脈動電圧検知回路８が、図２に示すような第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧を検知したものと判定すると、第２太陽電池ストリング２Ｂと接続されている電圧制御ユニット７に起動を促す信号を送信する（図中Ｃ点）。これにより、電圧制御ユニット７による昇圧動作が開始され、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点から上昇し、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と等しくなる（図中Ｆ点）。この時、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力のパワーコンディショナ６による電力変換が開始される。そのため、図中Ｆ点から、第２太陽電池ストリング２Ｂの昇圧された出力電圧も第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ値で脈動するようになる。なお、このとき、上述したように、電圧制御ユニット７の昇圧比は、既にパワーコンディショナ６は第１太陽電池ストリング２Ａで電力変換を開始しているため、パワーコンディショナ６の入力運転電圧範囲であって、且つその入力運転電圧範囲の最大定格値以下に設定しておくだけでよい。これにより、昇圧後の第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧と同じ電圧値で出力される。
【００８６】
以上述べたように、本実施形態では、第１太陽電池ストリング２Ａによってパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が動作した脈動電圧であることを検知して、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧の昇圧動作を開始するようにしている。これにより、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電力の電力変換が開始される前に電圧制御ユニット７で昇圧された電力にパワーコンディショナ６がＭＰＰＴ制御をかけることを低減できて、昇圧系統の単独昇圧運転を抑制可能な太陽光発電システムを提供できる。また、このように昇圧系統の単独昇圧運転が起こらない構成とすることによって、電圧制御ユニット７に単独昇圧運転防止のための昇圧電圧の設定機構や設定工程を別途設ける必要が無くなり、回路構成を簡素化するとともに設置作業性も向上する。
【００８７】
また、本実施形態では、電圧制御ユニット７は、図中Ｃ点でＭＰＰＴ制御における脈動を検知した信号を受信すると、一気に第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧（図中Ｆ点）まで高めている。すなわち、図２に示すように、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧は、図中Ｃ点までは無変換で出力されることによって、ある一定の傾斜角度で上昇し、電圧制御ユニット７によって昇圧動作がなされたら、縦軸に平行な軌跡を有するように、時間ｔｃにおいて第１太陽電池ストリング２Ａ
の出力電圧まで昇圧される。このような昇圧動作の形態は、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力をいち早く昇圧してパワーコンディショナ６に入力することができるため、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を好適に活用することができる。また、電圧制御ユニット７の昇圧動作を規定するプログラムが容易であるため、簡便な太陽光発電システムを構成できる。
【００８８】
なお、図５（ｂ）に示した電流成分の脈動を検知する場合においても、上述した電圧成分の脈動を検知する場合と同様であり、図２に示す出力電圧の波形を出力電流の波形と置き換えて見ればよい。そして、電流成分の脈動を検知する場合においても、同様の効果が得られる。ただし、電流成分の脈動の波形は電圧成分の脈動の波形と位相が逆なのでその点は注意して、ＭＰＰＴ制御が動作したことによる脈動の可否を判定すべきことはいうまでもない。
【００８９】
また、脈動の検知においては、上述したように電圧成分および電流成分に限らず、太陽電池ストリングの出力電力に関する種々の要素、例えば電力の要素である電圧または電流を用いて脈動の可否判定を行なってもよい。また、ＭＰＰＴ制御が行なわれているのが確実な電圧以上であることを検出する方法であれば、ＭＰＰＴ制御による電圧等の波形が、略同一の１周期の波形が連続したものではなく、波形の規格値（電圧等の振幅や周期）が不明であっても対応が可能であり、多様なメーカーのパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５に対応した脈動電圧検知が可能となり、汎用性に優れる。
【００９０】
以上のようにして、パワーコンディショナ６の起動（ＭＰＰＴ制御の開始）後に電圧制御ユニット７を起動させたが、その後日没にかけて、何らかの理由によって第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電圧が第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を下回る可能性はある。
【００９１】
そこで、まず、電圧制御ユニット７の出力電圧を所定期間（例えば１時間）ごとにパワーコンディショナ６の最低起動電圧以下のＬ１点に低下させ、所定時間（例えば５分）経過したＬ２点でパワーコンディショナ６の入力側電圧Ｆ２に脈動電圧があるか（１）、または電圧値がＭＰＰＴ制御を開始している電圧値以上であるか（２）を検出する。そして、前記（１），（２）のいずれかによってＭＰＰＴ制御が行なわれているかどうかを判定した後に、再び昇圧動作を再開して、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧Ｌ２を第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電圧Ｆ２まで上昇させる。
【００９２】
これにより、日射低下または局所的な影によって、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧が第２太陽電池ストリング２Ｂを下回るような場合があっても、第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電圧が復帰すれば、一定時間内に第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電圧にＭＰＰＴ制御が戻ることができて、電圧制御ユニット７による単独昇圧運転状態を自動的に解消することができる。なお、パワーコンディショナ６を最低起動電圧以下に低下させる所定期間は短いほど第１太陽電池ストリング２Ａの復帰に早く対応できるが、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力を止める頻度が多くなり発電電力量の損失（発電電力×所定時間×停止回数）が増えることになるので、第１太陽電池ストリング２Ａの復帰までに失われる発電電力量と第２太陽電池ストリング２Ｂの停止による発電電力量の損失のバランスをとるのがよい。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図６は、第１実施形態において電圧制御ユニット７の昇圧動作を最低起動電圧以下に落とさずに出力電圧の抑制を行なう、太陽光発電システム１１における各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を示す第２実施形態の制御方法を示すグラフであり、縦軸が
太陽電池ストリング２の出力電圧、横軸が時刻である。なお、便宜上、Ｆ１点以降の第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。以下、太陽光発電システムの構成は図１を参照しながら説明をする。
【００９４】
一般に、パワーコンディショナ６は本体が起動するために必要な最低電圧を得て起動しても、すぐには電力変換を開始しない。これは、発電電力が不十分な場合に、再びパワーコンディショナ６が停止する可能性が高いので、太陽電池ストリング２側の発電が一定以上の出力になって、パワーコンディショナ６が電力変換した電力が商用電力系統３および交流負荷４側に安定した供給ができるようにしているからである。「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン（１６資電部第１１４号）」によれば、パワーコンディショナ６の起動時の安定化のためにパワーコンディショナ６の起動は、起動に必要な電力が１０分以上確認されてから行なうように規定されている。よって、電力変換およびＭＰＰＴ制御は上述した最低起動電圧よりも高い電圧値から作動開始する。
【００９５】
そこで、電力変換の最低開始電圧（もしくはＭＰＰＴ制御動作の開始電圧）の電圧値を規定して、パワーコンディショナ６の最低起動電圧以上、且つ、電力変換の最低開始電圧未満の電圧範囲を電圧制御ユニット７の出力電圧抑制時の出力電圧とする。
【００９６】
具体的には、図６に示すように電圧制御ユニット７の出力電圧をＧ点で出力抑制した時、抑制された出力電圧Ｌ１はパワーコンディショナ６の最低起動電圧Ｖｍｉｎ以上であり、且つ、電力変換の最低開始電圧Ｖｍｐｐｔ未満の電圧範囲に置かれる。
【００９７】
所定時間経過したＬ２点で、パワーコンディショナ６の入力側電圧Ｆ２に脈動電圧があるか（１）、または電圧値がＭＰＰＴ制御を開始している電圧値以上であるか（２）を検出して、前記（１），（２）のいずれかによってＭＰＰＴ制御が行なわれているものと判定した後に、再び昇圧動作を再開して、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧Ｌ２を第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電圧Ｆ２まで上昇させる。
【００９８】
これにより、第１太陽電池ストリング２Ａ側に十分な発電がない状態であっても、パワーコンディショナ６の起動電力を第２太陽電池ストリング２Ｂの昇圧された電力で賄うことができ、第１太陽電池ストリング２Ａの発電状態がよくなった場合にパワーコンディショナ６をすぐ電力変換動作に移行させることができる。そして、パワーコンディショナ６が起動プロセスを完了して、電力変換を開始するまでの発電電力の損失を最小限に抑えることができる。
【００９９】
＜第３実施形態＞
図７は、第１実施形態および第２実施形態において、電圧制御ユニット７の電圧制御動作を、一旦、パワーコンディショナ６の最低起動電圧Ｖｍｉｎ以下に下げた後、段階的に出力電圧を上げて、電力変換の最低開始電圧未満と最低起動電圧以上の間に上昇させる、第３実施形態の太陽光発電システムにおける各太陽電池ストリング２の出力電圧の時間的変動を示すグラフであり、縦軸が太陽電池ストリング２の出力電圧、横軸が時刻である。なお、便宜上、Ｆ１点以降の第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。
【０１００】
本実施形態では、第１段階として電圧制御ユニット７の出力電圧をパワーコンディショナ６の最低起動電圧Ｖｍｉｎ未満であるＬ１点に低下させ、規定時間後のＬ２点で電力変換の最低開始電圧未満のＬ３点に電圧を上昇させ、規定時間経過後のＬ４点で脈動電圧が検知されれば、脈動電圧であるＦ２点まで電圧を上昇させる。
【０１０１】
このような方法であれば、第２太陽電池ストリング２Ｂ側にもパワーコンディショナ６の起動状態を維持するだけの発電電力が無かったとしても、それに足る発電電力を得られた段階でパワーコンディショナ６の起動（電力変換は行なわない状態）だけは行なうことができ、第１太陽電池ストリング２Ａの発電状態の回復に備えることができる。
【０１０２】
＜第４実施形態＞
図８は、第１実施形態において、パワーコンディショナ６の起動後に、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力が局所的な影の発生によって、長時間発電電力が低下した場合における電圧制御ユニット７の単独昇圧運転（パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第２太陽電池ストリング２Ｂ側で行なわれる状態）を自動的に解除する第４実施形態の制御方法を示したグラフである。なお、便宜上、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。
【０１０３】
第１太陽電池ストリング２Ａ側に十分な発電電力が有る場合には、図中Ｇ１、Ｌ１、Ｌ２およびＦ２のように第２太陽電池ストリング２Ｂの昇圧電圧を一時的に抑制しても、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御は第１太陽電池ストリング２Ａ側で行なわれ、脈動電圧は第１太陽電池ストリング２Ａに起因するものである。
【０１０４】
その後、例えば第１太陽電池ストリング２Ａにビルの影などがかかったとして、Ｅ点から電圧が低下した場合、第２太陽電池ストリング２Ｂは十分な発電電力を有しているので、図中Ｅ点からＧ２点のように、パワーコンディショナ６は第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力によってＭＰＰＴ制御を継続する。この時点では第２太陽電池ストリング２Ｂの出力しかないので、ＭＰＰＴ制御による最大出力電圧点は第２太陽電池ストリング２Ｂ側にあって問題はないが、この状態を継続すると、第１太陽電池ストリング２Ａ側の発電が復帰しても、ＭＰＰＴ制御は第２太陽電池ストリング２Ｂの最大出力電圧点から移動させようとせず、システム全体の発電効率が低下する。
【０１０５】
そこで、所定時間後（例えば、Ｇ１−Ｆ２間の昇圧電圧抑制からの経過時間）のＧ２点で先に述べたＧ１点と同様に、第２太陽電池ストリング２Ｂの昇圧を抑制（Ｌ３点）し、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御を第２太陽電池ストリング２Ｂ側から切り離す。その後、Ｌ４点で脈動電圧が検知されれば再び昇圧を再開して、第１太陽電池ストリング２Ａの脈動電圧であるＦ３点まで第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧する。
【０１０６】
このように電圧制御することによって、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が、第１太陽電池ストリング２Ａ側から第２太陽電池ストリング２Ｂ側に移動して戻らなくなるといった状態を自動的に解除することができて、発電効率を下げること無く、発電電力量の損失を最小限に抑えることができる。
【０１０７】
＜第５実施形態＞
図９は図１０に示す第５実施形態に係る太陽光発電システム９１２としたときに、第１太陽電池ストリング２Ａの脈動電圧の有無を検知する制御方法を示すグラフである。なお、便宜上、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。
【０１０８】
太陽光発電システム９１２は、第１太陽電池ストリング２Ａとパワーコンディショナ６の間に第１逆流防止ダイオード９Ａが配置されて、第２太陽電池ストリング２Ｂとパワーコンディショナ６の間に第２逆流防止ダイオード９Ｂが配置されている。基本的には電圧制御ユニット７の中には逆流防止ダイオードの相当する機能があるので、逆流防止ダイオ
ードは無くてもよいが、接続箱の中に昇圧ユニット専用端子（逆流防止ダイオードを配置しない端子）を設けると、昇圧ユニットの接続数に合わせて接続箱の種類が増えるので、汎用性を優先して電圧制御ユニット７側にも逆流防止ダイオードを置くとよい。
【０１０９】
この場合、脈動電圧検知回路８は第２逆流防止ダイオード９Ｂのアノード側の電圧しか測定できないので、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５が第１太陽電池ストリング２ＡをＭＰＰＴ制御している脈動電圧を検知することができない。
【０１１０】
そこで、図９に示すように、Ｇ２点で昇圧電圧を抑制してＬ３点まで落とした後、所定時間経過（Ｌ４点）した場合に、パワーコンディショナ６の入力電圧範囲の上限以下の電圧（Ｈ点）まで昇圧を行なう。
【０１１１】
ここで、電圧制御ユニット７の出力電圧が予め設定された上限電圧であるＨ点まで電圧が上昇すれば、第２太陽電池ストリング２Ｂ側が単独昇圧運転していると判断できるので、再び昇圧を抑制してＬ５点まで下げる。もしも、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧がＭＰＰＴ制御されている状態であれば、電圧制御ユニット７の出力電圧はＭＰＰＴ制御された電圧で推移するので、そのまま昇圧動作を継続すればよい。
【０１１２】
Ｌ５点まで降圧後、所定時間が経過してＬ６点で脈動電圧が検知されれば、昇圧動作を再開してＭＰＰＴ制御されている電圧Ｆ３点まで昇圧を行なう。Ｈ点の電圧はパワーコンディショナ６の入力電圧範囲の上限以下であり、且つ第１太陽電池ストリング２Ａの開放電圧以上とすれば、パワーコンディショナ６への過電圧入力による破損、および第１太陽電池ストリング２Ａの発電電圧が回復していて、昇圧電圧の方が電圧が低くてＨ点に到達したと誤検知することを回避することができる。また、Ｈ点への電圧上昇は１度に限定されるものではなく、昇圧維持時間を数秒程度で複数回繰り返すようにして、第１太陽電池ストリング２Ａの復帰の機会を増やしてもよい。
【０１１３】
このような制御を行なう場合、Ｌ１〜Ｌ６点の電圧はパワーコンディショナの最低起動電圧まで下げてもよいが、電圧抑制したときにパワーコンディショナ６が停止すると、Ｌ４点からＬ５点まで電圧上昇させたときにパワーコンディショナ６が起動しようとするときに電力を吸込んで電圧制御ユニット７の出力電圧を低下させる。このため、見かけ上電圧が上昇しないように観測されて誤検知の要因になるので、Ｌ４の電圧は電力変換の最低開始電圧以上とし、パワーコンディショナ６は起動している状態としておくことが望ましい。なお、第２太陽電池ストリング２Ｂにパワーコンディショナ６を起動した状態に維持するだけの発電電力がなければＬ４点はパワーコンディショナの最低起動電圧まで下がるので、この場合は第１実施形態（図２）の起動プロセスに戻せばよい。
【０１１４】
＜第６実施形態＞
図１１に、第１太陽電池ストリング２ＡのＭＰＰＴ制御開始前にも第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を有効に活用する制御方法のグラフを示す。なお、便宜上、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。
【０１１５】
朝などの日射強度が十分でない時間帯では、連系リレーのチャタリング防止等の諸事情によって、第１太陽電池ストリング２Ａの出力よりも、機械的に昇圧している第２太陽電池ストリング２Ｂの出力の方がパワーコンディショナ６を早く起動することができる。
【０１１６】
そこで、パワーコンディショナ６を起動することが可能な発電電力に達した時点（Ｂ１）で電圧制御ユニット７による昇圧を開始して、パワーコンディショナ６を起動する。発電電力に余力があれば電力変換も行なわせることができて、Ｂ１点ではパワーコンディショナ６によるＭＰＰＴ制御が開始される。このとき、ＭＰＰＴ制御の対象は第２太陽電池ストリング２Ｂであるため、図中Ｊ点のように第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧がＭＰＰＴ制御されている電圧に達すると、それ以上電圧は上がらず、その電圧での電力点で発電動作を行なう。このため、第１太陽電池ストリング２Ａの最大電力は得られず、発電電力の損失が生じる。
【０１１７】
しかし、所定時間後にＧ１点で第２太陽電池ストリング２Ｂの電圧抑制が行なわれＬ１に低下するので、パワーコンディショナ６には第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力だけが入力されて、ＭＰＰＴ制御が第１太陽電池ストリング２Ａ側に移るとともに最大電力点となる動作電圧Ｂ２点に電圧を移動させる。第２太陽電池ストリング２Ｂは所定時間後のＬ２で電圧制御ユニット７による昇圧動作が再開されて、第１太陽電池ストリング２ＡのＭＰＰＴ制御電圧Ｆ１まで電圧を上昇させる。その後も、第１太陽電池ストリング２Ａの電圧低下がないか所定時間ごとに電圧制御ユニット７の昇圧電圧を抑制（例えば図中Ｌ３点）して、上述した第１〜第５実施形態と同様にして単独昇圧運転が解除されるようにするとよい。
【０１１８】
このように、第２太陽電池ストリング２Ｂで先にパワーコンディショナ６を起動させることによって、それまで活用されなかった第１太陽電池ストリング２Ａの起動前の第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を電力変換して逆潮流することができて、太陽光発電システムの総発電電力量を増加させることができる。
【０１１９】
＜第７実施形態＞
図１２を用いて、本発明の第７実施形態に係る太陽光発電システム２１について、説明する。図１２（ａ）は、第７実施形態に係る太陽光発電システム２１のブロック図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の要部拡大図である。本実施形態は、脈動電圧検知回路８の配置が第１実施形態と異なる。なお、ここでは第１実施形態と異なる構成のみについて説明する。後述の実施形態においても同様である。
【０１２０】
第７実施形態に係る太陽光発電システム２１は、図１２（ａ）に示すように、脈動電圧検知回路８が電圧制御ユニット７の内部に配置されている。このような構成によって、上述したような脈動電圧検知回路８から電圧制御ユニット７への情報送信に用いられる情報送信線距離および、電圧制御ユニット７と脈動電圧検知回路８との間の配線距離を短くすることができる。その結果、電圧制御ユニット７までにおける第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力の送電による電力損失を少なくし電力変換可能な電力量を増やすことが可能となるとともに、配線部材や筐体を削減してシステムコストの低減を図ることができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、脈動電圧検知回路８としては、図１２（ｂ）に示すように電圧制御ユニット７の内部の昇圧動作を行なう昇圧制御回路７１を用いればよい。すなわち、電圧制御ユニット７のＣＰＵに脈動電圧検知のプログラムを持たせて、脈動電圧検知回路８としての機能を兼用させるようにしている。また、本実施形態では、脈動電圧検知回路８と電圧制御ユニット７の昇圧制御回路との通信手段が不要となるので、回路構成をさらに簡素化できる。また、昇圧制御回路７１が脈動電圧検知回路８として機能する本実施形態では、脈動制御回路８が昇圧制御も行なうため、脈動電圧検知フローにおいて、誤動作防止のための複数回に渡る昇圧動作の確認などといった、電圧制御ユニット７の動作プログラムに最適化した昇圧開始の判定プロセスが採用できる。そのため、より精度の高い昇圧動作制御が可能となる。
【０１２２】
＜第８実施形態＞
図１３を用いて、第８実施形態に係る太陽光発電システム３１について説明する。図１３は第８実施形態に係る太陽光発電システム３１のブロック図である。本実施形態では、電圧制御ユニット７の配置において、上述した第７実施形態と異なる。つまり、本実施形態では、図１３に示すように、電圧制御ユニット７がパワーコンディショナ６の筐体内に配置されている。すなわち、電圧制御ユニット７とパワーコンディショナ６とが一体化されている。
【０１２３】
このような実施形態によれば、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５がＭＰＰＴ制御している送電線に、脈動検出回路８を容易に取り付けることができる。そのため、脈動電圧検知回路８の配置位置も特に制限を受けないことから、太陽光発電システムのシステム設計の自由度が高まる。
【０１２４】
また、第８実施形態では、図１２（ｂ）で述べたように、脈動電圧検知回路８を電圧制御ユニット７の制御用ＣＰＵ（昇圧制御回路）で兼用させることもできるとともに、脈動電圧検知回路８をパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御用ＣＰＵに図４の脈動電圧検知フローで述べた脈動電圧検知・昇圧制御プログラムを兼用させることも可能である。
【０１２５】
＜第９実施形態＞
図１４を用いて、本発明の第９実施形態に係る太陽光発電システム４１について説明する。本実施形態では、パワーコンディショナ６に並列に接続される太陽電池ストリング２の数において、上述した実施形態とは異なる。
【０１２６】
具体的には、図１４に示すように、太陽光発電システム４１は、第１太陽電池ストリング２Ａおよび第２太陽電池ストリング２Ｂに加えて、第３太陽電池である第３太陽電池ストリング２Ｃの系統が存在する。この第３太陽電池ストリング２Ｃは、第２太陽電池ストリング２Ｂと同様の構成とすることができる。すなわち、第３太陽電池ストリング２Ｃも昇圧系統であり、第３太陽電池ストリング２Ｃにおける太陽電池素子の数は、第１太陽電池ストリング２Ａにおける太陽電池素子の数よりも少なくて、第３太陽電池ストリング２Ｃの出力は電圧制御ユニット７によって昇圧されてパワーコンディショナ６で電力変換される。つまり、本実施形態では、電圧制御ユニット７が複数個存在するシステムである。なお、図９に示す昇圧動作（図中Ｃ点）までの各太陽電池ストリング２の電圧変動から分かるように、第３太陽電池ストリング２Ｃにおける太陽電池素子の数は、第２太陽電池ストリング２Ｂにおける太陽電池素子の数と同じ場合を例示している。
【０１２７】
本実施形態によれば、第２太陽電池ストリング２Ｂには第２電圧制御ユニット７Ｂと第２脈動電圧検知回路８Ｂが配置されており、第３太陽電池ストリング２Ｃには第３電圧制御ユニット７Ｃと第３脈動電圧検知回路８Ｃとが配置されている。そして、電圧制御ユニット７Ｂと脈動電圧検知回路８Ｂ、電圧制御ユニット７Ｃと脈動電圧検知回路８Ｃは互いに独立して動作する。第２電圧制御ユニット７Ｂは、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧を昇圧制御して、第３電圧制御ユニット７Ｃは、第３太陽電池ストリング２Ｃの出力電圧を昇圧制御する。第２脈動電圧検知回路８Ｂおよび第３脈動電圧検知回路８Ｃは、いずれも第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧を検知する。
【０１２８】
そして、本実施形態では、第１実施形態に係る太陽光発電システム１１における電圧制御ユニット７と同様に、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５が動作するまでは第２電圧制御ユニット７Ｂと第３電圧制御ユニット７Ｃとは停止状態である。さらに、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力が上昇するとともにパワーコンディショナ６が起動
しＭＰＰＴ制御回路５が動作すると、第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧が発生する。この脈動電圧を、第２脈動電圧検知回路８Ｂと第３脈動電圧検知回路８Ｃがそれぞれ検知すると、各々、対応する系統（第２太陽電池ストリング２Ｂおよび第３太陽電池ストリング２Ｃの系統）に接続された電圧制御ユニット７（第２電圧制御ユニット７Ｂおよび第３電圧制御ユニット７Ｃ）に脈動電圧検知情報を送信し、昇圧動作の開始を促す。
【０１２９】
なお、このとき、いずれかの電圧制御ユニット７（第２電圧制御ユニット７Ｂまたは第３電圧制御ユニット７Ｃ）が先に昇圧動作を開始したとしても、既に第１太陽電池ストリング２Ａに基づきパワーコンディショナ６が起動しているため、各脈動電圧検知回路８（第２および第３脈動電圧検知回路８Ｂ、８Ｃ）は第１太陽電池ストリング２Ａに基づくパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御における脈動電圧は正常に検出し続けられる。そのため、他方の電圧制御ユニット７も遅れて昇圧動作を開始することが可能である。これにより、複数の昇圧系統で得られる発電電力も正常にパワーコンディショナ６による電力変換に利用することができる。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態においては、複数の昇圧系統を有する形態であっても、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電力がパワーコンディショナ６で電力変換される前に電圧制御ユニット７が動作しないため、昇圧系統の単独昇圧運転を防ぐことができる。そのため、複数の太陽電池ストリング２の効率的な電力変換が可能となる。
【０１３１】
また、本実施形態では、電圧制御ユニット７を有する昇圧系統の数が２であるシステムを例示したが、昇圧系統の数はこれに限らず、昇圧系統の数が３系統以上であっても構わない。
【０１３２】
＜第１０実施形態＞
図１５を用いて、本発明の第１０実施形態に係る太陽光発電システム９１について説明する。太陽光発電システム９１は、太陽電池ストリング２とパワーコンディショナ６との間に逆流防止ダイオード９が配置されている点において、上述の実施形態とは異なる。
【０１３３】
図１５に示すように、第１０実施形態に係る太陽光発電システム９１は、太陽電池ストリング２とパワーコンディショナ６との間に設けた接続箱１０を設けて、この接続箱１０の中に逆流防止ダイオード９を設けている。この逆流防止ダイオード９は、複数の太陽電池ストリング２を並列接続する場合に、各太陽電池ストリング２の出力電圧に差があっても、例えば出力電圧の高い第１太陽電池ストリング２Ａから出力電圧の低い第２太陽電池ストリング２Ｂに電流が流れて電力損失が発生しないように、各太陽電池ストリング２の電路を分離するために設けられる。この逆流防止ダイオード９は、太陽電池モジュール単体の出力端子に設けられている場合もあるが、本実施形態では、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂの出力を結合する接続箱１０の中に逆流防止ダイオード９が配置されている形態を例示している。
【０１３４】
図１５に示すように、本実施形態では、電圧制御ユニット７の昇圧制御回路として、コイルとダイオードとスイッチ素子とを用いた方式が採用されている。この方式では回路構成上、逆流防止ダイオード９の働きをする半導体素子（図中ではダイオード）が存在するので、第２太陽電池ストリング２Ｂにも逆流防止ダイオード９が配置されている場合と同じ状態になっている。これにより、第２太陽電池ストリング２Ｂへ第１太陽電池ストリング２Ａからの電流の流れ込みが生じ無い。そのため、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御回路５が第１太陽電池ストリング２Ａの最大出力電力の電圧値で制御を行なっていても、第２太陽電池ストリング２Ｂを電圧制御ユニット７が独自にＭＰＰＴ制御をすること
ができる。
【０１３５】
このような本実施形態では、電圧制御ユニット７でもＭＰＰＴ制御することができるため、第１太陽電池ストリング２Ａも第２太陽電池ストリング２Ｂも各々の最大出力電力で動作することができる。
【０１３６】
なお、電圧制御ユニット７の昇圧回路の他の方式としては、コンデンサーとスイッチとを組み合わせたチャージポンプ方式と呼ばれるものがある。この方式では、ダイオードの代わりにスイッチ素子が複数設けられ、電力を出力するとき以外は各太陽電池ストリング２の電路が遮断されるので電流の逆流が生じない。そのため、上述したような第２太陽電池ストリング２Ｂを独自にＭＰＰＴ制御する本実施形態では、チャージポンプ方式も好適に用いることができる。
【０１３７】
また、本実施形態のように、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御による脈動電圧を検知する場合、電圧制御ユニット７内の逆流防止ダイオード９に相当する機構は、パワーコンディショナ６側の電圧や電流の脈動を検出する障害となるため、図１５に示すように、脈動電圧検知回路８は電圧制御ユニット７の出力側に配置すればよい。
【０１３８】
以上のように、逆流防止ダイオード９を有する第１０実施形態について説明したが、本実施形態においても、上述したように施工性が容易であり且つ複数の太陽電池ストリング２の効率的な電力変換が可能である。
【０１３９】
なお、本実施形態では、第２太陽電池ストリング２Ｂに対応する逆流防止ダイオード９が電圧制御ユニット７内部の構成である形態を例示したが、逆流防止ダイオード９の配置位置はこれに限らない。
【０１４０】
以下、逆流防止ダイオード９を有する第１０実施形態の変形例について、図１６乃至図２０を用いて説明する。
【０１４１】
＜第１１実施形態＞
図１６を用いて、第１０実施形態に係る太陽光発電システム９１の変形例である第１１実施形態の太陽光発電システム９１１について説明する。
【０１４２】
図１６に示すように、第１太陽電池ストリング２Ａに対応する逆流防止ダイオード９（第１逆流防止ダイオード９Ａ）および第２太陽電池ストリング２Ｂに対応する逆流防止ダイオード９（第２逆流防止ダイオード９Ｂ）が、いずれも接続箱１０の中に設けられている。
【０１４３】
前述した太陽光発電システム９１のように、電圧制御ユニット７の内部に逆流防止ダイオード９を設ける。すなわち、電圧制御ユニット７だけでも逆流防止ダイオード９の役割を兼ねることができるが、この場合、各電路における電圧制御ユニット７の有無で接続箱１０内への逆流防止ダイオード９の搭載数も変えなければならないため接続箱１０の汎用性に制限が生じる。
【０１４４】
一方、本実施形態では、各電路における電圧制御ユニット７の有無に関わらず、各電路に対応した逆流防止ダイオード９をそれぞれ接続箱１０に配置しているので汎用性が高い。
【０１４５】
なお、脈動電圧検知回路８のみを接続箱１０内の逆流防止ダイオード９よりも出力側に
配置して、この脈動電圧検知回路８からの検知情報を電圧制御ユニット７に送信するようにしてもよい。
【０１４６】
＜第１２実施形態＞
図１６に示す電圧制御ユニット７によって、第２太陽電池ストリング２Ｂ側が第１太陽電池ストリング２Ａ側よりも先にパワーコンディショナ６を起動すると、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第２太陽電池ストリング２Ｂ側で行なわれる。このため、第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧は第２太陽電池ストリング２Ｂ側の出力電圧（パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御電圧）に合わせて出力される。このときの出力電圧は、第１太陽電池ストリング２Ａが最大出力電力となる動作電圧ではないため、本来得られる電力量に対して損失が生じている。
【０１４７】
そこで、上述した実施形態の場合と同様に、定期的に且つ一時的に第２太陽電池ストリング２Ｂ側の昇圧電圧を抑制して、第１太陽電池ストリング２Ａ側にパワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が移るようにする。ところが、第１太陽電池ストリング２Ａ側の発電電力が不十分な発電状態で第１太陽電池ストリング２Ａ側にＭＰＰＴ制御を移しても、再び発電電力が低下して第２太陽電池ストリング２Ｂ側にＭＰＰＴ制御が戻る可能性がある。この場合、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が安定せず、２つの異なる最大電力点の間を移動する間はいずれの最大出力点にもならないため発電電力の損失となる。これを解決するため、本実施形態では電圧制御ユニット７が第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が予め設定された発電電力に達するまでは、パワーコンディショナ６の脈動電圧を検知しても電圧制御ユニット７の昇圧電圧を一時的に抑制する制御を行なわないようにしている。
【０１４８】
具体的な事例を図１７および図１８を参照しながら説明する。
【０１４９】
図１７および図１８は、第２実施形態において、パワーコンディショナ６の起動後に、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力が、電圧制御ユニット７の単独昇圧運転（パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第２太陽電池ストリング２Ｂ側で行なわれる状態）によって、最大出力電力で動作していない状態を自動的に解除する制御方法を示したグラフである。なお、便宜上、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂが重なっているところは実線のみで表すものとする。
【０１５０】
図１７の破線で示した脈動波形は、第２太陽電池ストリング２ＢのＭＰＰＴ制御された電力波形である。第２太陽電池ストリング２ＢのＭＰＰＴ制御は電圧制御ユニット７が第２太陽電池ストリング２Ｂに対してのみ行なわれるものであり、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御は第２太陽電池ストリング２Ｂを直接制御しない。図中の一点破線は、予め設定された第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力の閾値である。この閾値は、第１太陽電池ストリング２Ａ側が十分な発電電力を出力できる状態にあるか否かを、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電状態から推測するための値である。例えば第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が定格出力電力値に達していれば、近接して設置されている第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力も定格出力電力値で出力されている筈なので、電圧制御部７は第１太陽電池ストリング２Ａ側にパワーコンディショナ６によるＭＰＰＴ制御が移るよう昇圧電圧を一時的に抑制する。
【０１５１】
ここで、定格出力電力値とは電圧制御ユニット７でＭＰＰＴ制御された第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力であるので、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電圧（ＭＰＰＴの動作電圧）として電圧値に置き換えても良い。
【０１５２】
図１７において、時間ｔａに第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が閾値を上回ったので、この時点で昇圧電圧をＦ１点一時的に抑制してＬ１点まで落としている。よって、Ｌ１点からＬ２点までのｔ１時間は第１太陽電池ストリング２Ａのみの発電電力がパワーコンディショナ６に入力される。所定時間経過後のＬ２点で再び昇圧電圧を上昇させると、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御は第１太陽電池ストリング２Ａ側に移っており、Ｆ１点よりも低い電圧Ｆ２点で昇圧電圧は停止して、第１太陽電池ストリング２Ａ側と第２太陽電池ストリング２Ｂ側との出力電力が合成される。そして、以降は第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧の変動に合わせて電圧制御ユニット７の出力が調整されて、双方の出力電力の合成が継続される。その後、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力が閾値を下回らなければ、一定時間後の時間ｔｂにＦ３点から昇圧電圧を一時的にＬ３点まで抑制する制御を行ない、所定時間経過後にＬ４点で電圧を上昇させる。その間のＬ３点からＬ４点までのｔ２時間は第１太陽電池ストリング２Ａのみの発電電力がパワーコンディショナ６に入力される。パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第１太陽電池ストリング２Ａ側にあればＦ４点で電圧上昇は止まる。
【０１５３】
なお、本実施形態では第２実施形態のように、Ｌ１点をパワーコンディショナ６の電力変換の最低起動電圧よりも低い電圧Ｖｍｐｐｔとしたが、第１実施形態のようにパワーコンディショナ６の最低起動電圧よりも低いＶｍｉｎとしても同様である。
【０１５４】
一方、図１８に示すように、電圧制御ユニット７の昇圧電圧を一時的に抑制する制御（図中Ｆ１〜Ｆ２の制御）を行なった後、第２太陽電池ストリング２Ｂ側の発電電力が低下していった場合には、昇圧電圧の上昇が生じる。例えば、図１８において、時間ｔｂに第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力が閾値を下回っており、この時には第１太陽電池ストリング２Ａ側の出力電力も低下しており、パワーコンディショナ６を動作させておくのに必要な入力電圧が確保できなくなる。この場合には、パワーコンディショナ６への電力供給が第２太陽電池ストリング２Ｂ側からになる。このため、図中Ｆ３点のように電圧が上昇する。よって、Ｆ３点以降の期間ｔ３は第２太陽電池ストリング２Ｂの単独昇圧運転状態となるが、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力が閾値以下であるので、図１７で説明したように、昇圧電圧を一時的に抑制する制御は行なわれない。
【０１５５】
このように、電圧制御ユニット７に第２太陽電池ストリング２Ｂの発電状態によって昇圧電圧の一時的な抑制を行なうか否かを判定させて制御することで、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力を低下させる回数を最小限に抑えることができて、第２太陽電池ストリング２Ｂからパワーコンディショナ６へ供給する発電電力量をさらに多くすることができる。
【０１５６】
＜第１３実施形態＞
図１９は、電圧制御ユニット７の昇圧電圧を一時的に抑制する際に、図１５に示すように第２太陽電池ストリング２Ｂ側に逆流防止ダイオードを配置しない構成を採用して、パワーコンディショナ６が第１太陽電池ストリング２ＡをＭＰＰＴ制御する動作電圧を検出できるようにしている。そして、電圧制御ユニット７の昇圧電圧を低下させながら出力側の電圧と比較を行ない、出力側の電圧が昇圧した電圧よりも大きければ昇圧電圧の一時的に抑制する動作を中止して通常の昇圧動作の制御に戻す、第１３実施形態の制御方法を示したグラフである。
【０１５７】
第１３実施形態について、図１９を参照しながら説明する。図１９に示す実線は第１太陽電池ストリング２Ａ側から出力された発電電力の電圧波形である。なお、便宜上、Ｆ１からＦ２間を除く部分は、第１太陽電池ストリング２Ａと第２太陽電池ストリング２Ｂとが重なっているものとする。図１９において、時間ｔａに電圧制御ユニット７の昇圧電圧
を一時的に抑制する制御を開始するが、急激に所定の電圧値まで低下させるのではなく、第１太陽電池ストリング２Ａの電圧と比較しながら次第に電圧を低下させている点が他の実施形態と異なる。
【０１５８】
Ｆ１点で昇圧電圧を降下させ始めると、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御電圧も低下していく。ところが、ある電圧まで低下すると電圧制御ユニット７内部の逆流防止ダイオード９のアノード側の昇圧電圧は低下するが、カソード側の出力電圧は低下しなくなる。昇圧制御で出力しようとするアノード側の電圧と、パワーコンディショナ６側の電圧とを比較して、アノード側の電圧の方が低ければ、第１太陽電池ストリング２Ａ側の発電電力によってパワーコンディショナ６の電力変換を継続して、電圧値を維持していると判定する。図１９においては、電圧制御ユニット７は昇圧電圧を一時的にＬ１点の電圧まで抑制する制御を行なうものとして電圧の降下を開始しているが、Ｌ１’点で出力電圧（パワーコンディショナ６側の電圧）が電圧制御ユニット７が出力しようとした昇圧電圧値よりも高い状態で留まっていることを検出して、それ以上の昇圧電圧の降下制御を中止する。この状態では、電圧制御ユニット７の昇圧された出力電圧は第１太陽電池ストリング２Ａの出力電圧よりも低いため、第２太陽電池ストリング２Ｂの出力電力は第１太陽電池ストリング２Ａと合成できず、第２太陽電池ストリング２Ｂの発電電力は活用されない。
【０１５９】
そこで、電圧制御ユニット７の制御を昇圧電圧を上昇させる制御に戻して出力電圧を上昇させて、Ｆ２点で電力合成が可能になるようにしている。これにより、本来はＬ１点まで電圧を下げるまでにかかる第２太陽電池ストリング２Ｂの電力損失をｔｃ時間分削減することができる。
【０１６０】
なお、本実施形態においては、第１太陽電池ストリング２Ａの出力は、電圧制御ユニット７で昇圧された第２太陽電池ストリング２Ｂ側の出力と同じ電圧値でパワーコンディショナ６に入力されているが、図２０に示すように、電圧制御ユニット７が昇圧電圧の抑制を開始するＦ１点までは第２太陽電池ストリング２Ｂ側の単独昇圧運転であってもかまわない。
【０１６１】
図２０に示す制御の場合には、第２太陽電池ストリング２Ｂ側の出力電圧を第１太陽電池ストリング２Ａのみの電圧値まで降下させた時点で、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御は第１太陽電池ストリング２Ａ側に自動的に移る。なお、図２０において、第１太陽電池ストリング２Ａ側の電圧波形が直線状であるのは、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第２太陽電池ストリング２Ｂ側で行われている時点では、第１太陽電池ストリング２Ａの発電電力はパワーコンディショナ６に供給されていないので、ＭＰＰＴ制御の制御下に置かれていないからである。
【０１６２】
このように、電圧降下を緩やかにすることで、第２太陽電池ストリング２Ｂ側から第１太陽電池ストリング２Ａ側へのＭＰＰＴ制御の移動をスムーズに行なうことができるので、パワーコンディショナ６の入力電圧の変動を抑えて交流出力の安定化が図れる太陽光発電システムを提供できる。
【０１６３】
以上述べたように、第１実施形態〜第１３実施形態によれば、パワーコンディショナ６のＭＰＰＴ制御が第１太陽電池ストリング２Ａ側から第２太陽電池ストリング２Ｂ側に移動して戻らなくなるといった状態を自動的に解除することができて、発電効率を下げること無く、発電電力量の損失を最小限に抑えた太陽光発電システムを提供することができる。
【０１６４】
なお、上述の実施形態では太陽電池として太陽電池ストリングを例にとり説明したが、太陽電池ストリングに限定されない。第１太陽電池とこの第１太陽電池よりも最大出力電
力が小さい第２太陽電池とを接続したものであれば太陽電池ストリングに限定されない。
【符号の説明】
【０１６５】
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１：太陽光発電システム
２：太陽電池ストリング（太陽電池）
２Ａ：第１太陽電池ストリング（第１太陽電池）
２Ｂ：第２太陽電池ストリング（第２太陽電池）
２Ｃ：第３太陽電池ストリング（第３太陽電池）
３：商用電力系統
４：交流負荷
５：ＭＰＰＴ制御回路
６：パワーコンディショナ
７：電圧制御ユニット
７Ｂ：第２電圧制御ユニット
７Ｃ：第３電圧制御ユニット
７１：昇圧制御回路
８：脈動電圧検知回路
８Ｂ：第２脈動電圧検知回路
８Ｃ：第３脈動電圧検知回路
９：逆流防止ダイオード
９Ａ：第１逆流防止ダイオード
９Ｂ：第２逆流防止ダイオード
１０：接続箱
１３：脈動電圧検知部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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