(57)【要約】  【課題】少なくとも３つの太陽電池ストリングが接続され、これらストリングから入力する発電電力を共通の出力部から出力する昇圧接続回路において、昇圧回路における電力損失を低減して電力変換効率の向上を図る。  【解決手段】最大出力動作電圧の最も高い太陽電池ストリング３以外の太陽電池ストリング１，２から入力する発電電力の電圧をそれぞれ昇圧する複数の昇圧回路９，１０と、これら複数の昇圧回路９，１０の出力を並列接続するか直列接続するかを切換える接続切換回路１１と、複数の昇圧回路９，１０の昇圧動作を制御するとともに接続切換回路１１の切換動作を制御する制御部１２とを設け、複数の昇圧回路９，１０の出力と、最大出力動作電圧の最も高い太陽電池ストリング３から入力する発電電力とを出力部４に並列に接続する。【選択図】図１
2016010232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１、第２及び第３の発電部が接続され、これら第１〜第３の発電部から入力する発電電力を共通の出力部から出力する発電システム用昇圧接続回路であって、
第１の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧する第１の昇圧回路と、第２の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧する第２の昇圧回路と、第１の昇圧回路の出力と第２の昇圧回路の出力とを並列接続するか直列接続するかを切換える接続切換回路と、第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御するとともに前記接続切換回路の切換動作を制御する制御部とを備え、第１及び第２の昇圧回路の出力と第３の発電部から入力する発電電力とが前記出力部に並列に接続されていることを特徴とする発電システム用昇圧接続回路。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システム用昇圧接続回路において、前記制御部は、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が所定の基準電圧よりも小さいときは第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続する一方、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が前記基準電圧よりも大きいときは第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続するように前記接続切換回路の切換動作を制御するとともに、前記出力部からの出力電圧が前記基準電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御することを特徴とする発電システム用昇圧接続回路。
【請求項３】
請求項２に記載の発電システム用昇圧接続回路において、第１及び第２の発電部の最大出力動作電圧はいずれも第３の発電部の最大出力動作電圧よりも小さく、前記基準電圧は、第３の発電部からの入力電圧であることを特徴とする発電システム用昇圧接続回路。
【請求項４】
請求項１に記載の発電システム用昇圧接続回路において、第１及び第２の発電部の最大出力動作電圧はいずれも第３の発電部の最大出力動作電圧よりも小さく、第３の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧して前記出力部に出力する第３の昇圧回路をさらに備え、前記制御部は、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が所定の上限値を超える場合は第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続する一方、前記合算値が前記上限値を超えない場合には第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続するように前記接続切換回路の切換動作を制御するとともに、前記並列接続時は前記出力部からの出力電圧が第３の発電部からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御し、前記直列接続時であって前記合算値が第３の発電部からの入力電圧よりも大きいときは前記出力部からの出力電圧が前記合算値を超えないように第３の昇圧回路の昇圧動作を制御し、前記直列接続時であって前記合算値が第３の発電部からの入力電圧よりも小さいときは前記出力部からの出力電圧が第３の発電部からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御することを特徴とする発電システム用昇圧接続回路。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の発電システム用昇圧接続回路と、該昇圧接続回路が出力する発電電力を昇圧するコンバータと、該コンバータによって昇圧された発電電力を交流電力に変換するインバータとを備えるパワーコンディショナ。
【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などの発電システムにおいて複数の発電部の発電出力を集約するための発電システム用昇圧接続回路、並びに、かかる昇圧接続回路を内蔵するパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池ストリング（発電部）を建物の屋根に設置することにより、大きな総発電出力を得ることが要望されている。この場合、屋根の構造や面積の制限によってすべての太陽電池ストリングを同じ最大出力動作電圧のものとすることができない場合がある。したがって、例えば下記の特許文献１に開示されているように、最大出力動作電圧の異なる複数の太陽電池ストリングを屋根に設置して、最大出力動作電圧の最も高い太陽電池ストリングの出力電圧に合わせて他の太陽電池ストリングの出力電圧を昇圧回路（昇圧ユニット）により昇圧させ、これら複数の太陽電池ストリングの出力を並列接続してパワーコンディショナのコンバータに出力していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５０８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽光発電システム用の昇圧回路としては昇圧チョッパ回路が一般的に用いられているが、昇圧回路の昇圧率が大きくなると昇圧する際の電力損失が大きくなり、昇圧回路における電力変換効率が低下するという問題がある。
【０００５】
一方、最大出力動作電圧の最も高い太陽電池ストリングとは別に、最大出力動作電圧の低い複数の太陽電池ストリングを設置する場合、この複数の低出力太陽電池ストリング毎に設けた複数の昇圧回路の接続構成を改良することによって、システム全体として電力変換効率を向上できる余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、昇圧回路における電力損失を可及的に低く抑えることのできる発電システム用昇圧接続回路を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる昇圧接続回路を内蔵するパワーコンディショナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。
【０００８】
すなわち、本発明は、少なくとも第１、第２及び第３の発電部が接続され、これら第１〜第３の発電部から入力する発電電力を共通の出力部から出力する発電システム用昇圧接続回路であって、第１の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧する第１の昇圧回路と、第２の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧する第２の昇圧回路と、第１の昇圧回路の出力と第２の昇圧回路の出力とを並列接続するか直列接続するかを切換える接続切換回路と、第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御するとともに前記接続切換回路の切換動作を制御する制御部とを備え、第１及び第２の昇圧回路の出力と第３の発電部から入力する発電電力とが前記出力部に並列に接続されていることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】
かかる本発明の発電システム用昇圧接続回路によれば、第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続から直列接続に切換えた方が電力効率が向上するか否かを制御部によって判定させて直列接続に切換えることができ、これにより第１及び第２の昇圧回路の出力電圧を合算して出力部に出力できるので、第１及び第２の昇圧回路の昇圧率を可及的に低く抑えることができ、これにより昇圧する際の電力損失の低減、ひいてはシステム全体の電力効率の向上を図ることができる。一方、直列接続すると支障ある場合（例えば第１及び第２の発電部からの入力電圧の合算値が、本発明の昇圧接続回路の出力を入力する機器や回路の最大許容入力電圧を超える場合など）や、直列接続するよりも並列接続した方が電力効率が良くなる場合などには並列接続に切換えることによって、従来と同様の動作を行わせることができ、既存システムに柔軟に適用可能である。
【００１０】
なお、前記制御部は、前記接続切換回路の切換動作制御を、第１〜第３の発電部から入力する各発電電力の入力電圧に基づいて行うものとすることができる。各発電電力の入力電圧は、本発明の昇圧接続回路の各発電部の接続部に設けた電圧センサによって検出することもできるし、また、各発電部に設けられた発電出力電圧センサの検出値を入力して、この各発電部の出力電圧を上記入力電圧として用いることもできる。
【００１１】
上記本発明の発電システム用昇圧接続回路は、前記制御部は、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が所定の基準電圧よりも小さいときは第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続する一方、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が前記基準電圧よりも大きいときは第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続するように前記接続切換回路の切換動作を制御するとともに、前記出力部からの出力電圧が前記基準電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御するものとすることができる（請求項２）。なお、前記基準電圧は、第３の発電部からの入力電圧とすることができ、また、第３の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧する第３の昇圧回路をも設ける場合には、本発明の昇圧接続回路の出力を入力する機器や回路の許容入力電圧等に応じて設定された一定の電圧であって第１〜第３のいずれの発電部の最大出力動作電圧よりも大きな電圧とすることもできる。
【００１２】
かかる構成によれば、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が基準電圧よりも小さいときに第１及び第２の昇圧回路の出力を直列に接続することによって、これら昇圧回路における昇圧率を抑えて電力損失を低減することができ、一方、上記合算値が基準電圧よりも大きいときには第１及び第２の昇圧回路の出力を並列に接続することによって従来と同様の昇圧動作を行わせることができる。
【００１３】
また、第１及び第２の発電部の最大出力動作電圧がいずれも第３の発電部の最大出力動作電圧よりも小さい場合に特に好適に本発明を適用することができ、前記基準電圧は、第３の発電部からの入力電圧とすることができる（請求項３）。これによれば、第１〜第３の発電部の発電出力状態に応じて第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続するか並列接続するかを切換えることにより、一層の発電効率の向上を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の発電システム用昇圧接続回路において、第１及び第２の発電部の最大出力動作電圧はいずれも第３の発電部の最大出力動作電圧よりも小さく、第３の発電部から入力する発電電力の電圧を昇圧して前記出力部に出力する第３の昇圧回路をさらに備え、前記制御部は、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が所定の上限値を超える場合は第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続する一方、前記合算値が前記上限値を超えない場合には第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続するように前記接続切換回路の切換動作を制御するとともに、前記並列接続時は前記出力部からの出力電圧が第３の発電部からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御し、前記直列接続時であって前記合算値が第３の発電部からの入力電圧よりも大きいときは前記出力部からの出力電圧が前記合算値を超えないように第３の昇圧回路の昇圧動作を制御し、前記直列接続時であって前記合算値が第３の発電部からの入力電圧よりも小さいときは前記出力部からの出力電圧が第３の発電部からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御するものであってもよい（請求項４）。
【００１５】
これによれば、直列接続すると支障が生じる場合には第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続に切換えて従来と同様の昇圧動作を行うことができるとともに、支障が無い場合には最大出力動作電圧の小さい第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続することによって第１及び第２の発電部を一つの大きな発電部とみなして電力効率の良い昇圧動作を行わせることができる。すなわち、第１及び第２の発電部の出力電圧の合算値が第３の発電部の出力電圧よりも大きい場合には、第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を停止させて上記合算値を基準電圧として第３の昇圧回路の昇圧動作を制御することによって第３の発電部から入力する発電電力の電圧を上記合算値まで昇圧させるので、昇圧動作させる昇圧回路の数が少なくなることにより昇圧動作に伴う電力損失を低減させることができる。一方、第１及び第２の発電部の出力電圧の合算値が第３の発電部の出力電圧よりも小さい場合には、第３の昇圧回路の昇圧動作を停止させて第３の発電部の出力電圧を基準電圧として第１及び第２の昇圧回路の昇圧動作を制御することによって第１及び第２の昇圧回路の直列出力電圧が第３の発電部の出力電圧と等しくなるまで昇圧させるので、第１及び第２の昇圧回路を並列接続して個々の出力電圧が第３の発電部の出力電圧となるまで昇圧させる場合に比して第１及び第２の昇圧回路における昇圧率を大きく低減することができ、これにより昇圧動作に伴う電力損失を低減してシステム全体としての電力効率を向上することができる。
【００１６】
上記本発明の発電システム用昇圧接続回路はパワーコンディショナに内蔵することができ、該パワーコンディショナは、上記昇圧接続回路と、該昇圧接続回路が出力する発電電力を昇圧するコンバータと、該コンバータによって昇圧された発電電力を交流電力に変換するインバータとを備える構成とすることができる（請求項５）。これによれば、少なくとも３つ以上の発電部を備える発電システムの電力効率を向上でき、パワーコンディショナに昇圧接続回路を内蔵することによってシステム全体のコスト低減を図ることができる。
【００１７】
なお、本発明において、上記各昇圧回路としては、昇圧動作停止時に入力電圧をスルーして出力するもの、例えば、昇圧チョッパ回路や、一次側巻線数と二次側巻線数の等しいトランスを有する絶縁型フライバックコンバーターなどを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る発電システム用昇圧接続回路によれば、第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続から直列接続に切換えた方が電力効率が向上するか否かを制御部によって判定させて直列接続に切換えることができ、これにより第１及び第２の昇圧回路の出力電圧を合算して出力部に出力できるので、第１及び第２の昇圧回路の昇圧率を可及的に低く抑えることができ、これにより昇圧する際の電力損失の低減、ひいてはシステム全体の電力効率の向上を図ることができる。一方、直列接続すると支障ある場合（例えば第１及び第２の発電部からの入力電圧の合算値が、本発明の昇圧接続回路の出力を入力する機器や回路の最大許容入力電圧を超える場合など）や、直列接続するよりも並列接続した方が電力効率が良くなる場合などには並列接続に切換えることによって、従来と同様の動作を行わせることができ、既存システムに柔軟に適用可能である。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る発電システム用昇圧接続回路によれば、第１の発電部からの入力電圧と第２の発電部からの入力電圧との合算値が基準電圧よりも小さいときに第１及び第２の昇圧回路の出力を直列に接続することによって、これら昇圧回路における昇圧率を抑えて電力損失を低減することができ、一方、上記合算値が基準電圧よりも大きいときには第１及び第２の昇圧回路の出力を並列に接続することによって従来と同様の昇圧動作を行わせることができる。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係る発電システム用昇圧接続回路によれば、第１〜第３の発電部の発電出力状態に応じて第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続するか並列接続するかを切換えることにより、一層の発電効率の向上を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る発電システム用昇圧接続回路によれば、直列接続すると支障が生じる場合には第１及び第２の昇圧回路の出力を並列接続に切換えて従来と同様の昇圧動作を行うことができるとともに、支障が無い場合には最大出力動作電圧の小さい第１及び第２の昇圧回路の出力を直列接続することによって第１及び第２の発電部を一つの大きな発電部とみなして電力効率の良い昇圧動作を行わせることができる。
【００２２】
また、本発明の請求項５に係るパワーコンディショナによれば、少なくとも３つ以上の発電部を備える発電システムの電力効率を向上でき、パワーコンディショナに昇圧接続回路を内蔵することによってシステム全体のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システム用昇圧接続回路を備えるパワーコンディショナの概略回路ブロック図である。
【図２】同昇圧接続回路の作用説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る発電システム用昇圧接続回路を備えるパワーコンディショナの概略回路ブロック図である。
【図４】同昇圧接続回路の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システム用パワーコンディショナを示しており、該パワーコンディショナは、第１〜第３の３つの太陽電池ストリング１，２，３（発電部）が接続されてこれら太陽電池ストリング１，２，３の発電出力を集約して共通の出力部４から出力する昇圧接続回路５と、該昇圧接続回路５から出力される発電電力を昇圧するコンバータ６と、該コンバータ６によって昇圧された発電電力を商用系統電力に系統連系する交流電力に変換するインバータ７とを備え、該インバータ７の出力が系統に並列に接続される。なお、コンバータ６及びインバータ７の構成は従来公知であるので詳細説明を省略する。
【００２６】
第３の太陽電池ストリング３の最大出力動作電圧は、他の第１及び第２の太陽電池ストリング１，２のそれぞれの最大出力動作電圧よりも大きくなされており、特に本実施形態では第１及び第２の太陽電池ストリング１，２の最大出力動作電圧の合算値よりも大きなものとなされている。なお、第３の太陽電池ストリング３の最大出力動作電圧は、例えば１００〜４００Ｖ程度のものとすることができ、第１及び第２の太陽電池ストリング１，２の最大出力動作電圧は５０〜２００Ｖ程度のものとすることができる。
【００２７】
昇圧接続回路５は、各太陽電池ストリング１，２，３をそれぞれ接続するための複数の電力入力端子８と、第１の太陽電池ストリング１から入力する発電電力の電圧を昇圧する第１の昇圧回路９と、第２の太陽電池ストリング２から入力する発電電力の電圧を昇圧する第２の昇圧回路１０と、第１の昇圧回路９の出力と第２の昇圧回路１０の出力とを並列接続するか直列接続するかを切換える接続切換回路１１と、第１及び第２の昇圧回路９，１０の昇圧動作を制御するとともに接続切換回路１１の切換動作を制御する制御部１２とを備え、第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力と第３の太陽電池ストリング３から入力する発電電力とが出力部４に並列に接続されている。また、各電力入力端子８の近傍には、各太陽電池ストリング１，２，３から入力する発電電力の入力電圧を検出するための電圧センサ１３が設けられており、出力部４には平滑コンデンサ１４と、該平滑コンデンサ１４の両端電圧（出力部４の出力電圧）を検出するための電圧センサ１５が設けられている。これら電圧センサ１３，１５は上記制御部１２に接続されて、それぞれの検出電圧値が制御部１２に入力されるように構成されている。
【００２８】
第１及び第２の昇圧回路９，１０は、それぞれ従来公知の適宜の昇圧回路構成とすることができ、具体的には昇圧チョッパ回路によって構成でき、各電力入力端子８に入力される発電電力の電圧を昇圧する。各昇圧回路９，１０の出力側には平滑コンデンサ１６が設けられており、該平滑コンデンサ１６によって各昇圧回路９，１０の出力電圧が平滑化されている。なお、昇圧動作を行っている間の各昇圧回路９，１０の出力電圧は、平滑コンデンサ１６から出力部４に供給される電力と、各太陽電池ストリング１，２から各昇圧回路９，１０に供給される電力とのバランスによって変動し、過度に出力電圧が上昇しないように各昇圧回路９，１０の昇圧動作が制御部１２によって制御されている。具体的には、昇圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング周期の制御やスイッチングの停止等によって昇圧動作を制御可能である。より具体的には、本実施形態では、制御部１２は、出力部４の出力電圧が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧を超えないように各昇圧回路９，１０の昇圧動作を制御できる。すなわち、電圧センサ１５によって検出される出力部４の出力電圧が、電圧センサ１３によって検出される第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧を超えたときは、各昇圧回路９，１０のスイッチングを停止させるか或いは超過電圧に応じてスイッチング周期を長くするなどの昇圧動作制御を行わせることができる。
【００２９】
第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力はそれぞれ上記出力部４に並列に配線接続されており、各昇圧回路９，１０の正側出力配線には逆流防止用ダイオード１７が設けられている。また、第１の昇圧回路９の正側出力配線と第２の昇圧回路１０の負側出力配線とは、パワートランジスタやリレーなどの制御部１２によってオン／オフ制御可能なスイッチング手段１８を介して導通／絶縁切換可能に接続されているとともに、スイッチング手段１８よりも出力側で第２の昇圧回路１０の負側出力配線にも逆流防止用ダイオード１９が設けられており、これにより、スイッチング手段１８をオン制御すると第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力が直列に接続され、スイッチング手段１８をオフ制御すると第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力が並列に接続されるように構成されている。而して、各昇圧回路９，１０の出力配線及び上記スイッチング手段１８によって、上記接続切換回路１１が構成されている。なお、上記各ダイオード１７，１９としては、昇圧接続回路５の最大出力電圧よりも降伏電圧の大きいものを採用している。
【００３０】
また、本実施形態では、第３の太陽電池ストリング３が接続される入力端子８と上記出力部４との間には昇圧回路が設けられておらず、入力端子８と出力部４とを接続する接続配線の途中に平滑コンデンサ１６と逆流防止ダイオード１７が設けられ、第３の太陽電池ストリング３からの入力をほぼそのまま出力部に供給する構成となされている。
【００３１】
制御部１２は、マイクロプロセッサによって主構成することができるが、特定の構成に限定されるものではなく従来公知の適宜の構成のものを採用できる。
【００３２】
以下、本実施形態における制御部１２による接続切換回路１１の切換動作の制御方法の一例について説明する。
【００３３】
日中発電時、例えば図２の「第１昇圧回路」及び「第２昇圧回路」に図示するように、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧が７０Ｖ、第２の太陽電池ストリング２の出力電圧が１４０Ｖ、第３の太陽電池ストリング３の出力電圧が３５０Ｖ、のように各ストリングの最大出力動作電圧や設置状況等によって実際の出力電圧に大きな差が生じる。この場合、従来のように第１及び第２の昇圧回路９，１０を並列接続すると、第１の昇圧回路９では７０Ｖの入力電圧を３５０Ｖまで昇圧する必要があり、また、第２の昇圧回路１０では１４０Ｖの入力電圧を３５０Ｖまで昇圧する必要があり、それぞれの昇圧率は５倍と２．５倍となる。
【００３４】
本実施形態では、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値が第３の太陽電池ストリング３の出力電圧（基準電圧）よりも小さい場合には、第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力を直列接続するよう接続切換回路１１を切換制御するように制御部１２を制御構成している。第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力を直列接続した場合には、図２の「第１昇圧回路＋第２昇圧回路」に図示するように、第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力電圧の合計値である２１０Ｖを３５０Ｖに昇圧させればよく、各昇圧回路における昇圧率を大きく低減でき、昇圧に伴う電力損失を大きく低減して、発電電力効率を向上させることができる。なお、各昇圧回路９，１０においてどの程度の昇圧量を分担させるかについては本実施形態では特に制御を行っておらず、上記したように、出力部４の出力電圧を監視しながら各昇圧回路９，１０の昇圧動作の制限を行っているのみであるが、一層の電力損失の低減のために昇圧量の分担割合を制御部２によって制御することも可能である。
【００３５】
一方、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値が第３の太陽電池ストリング３の出力電圧（基準電圧）よりも大きくなった場合には、制御部１２が、第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力を並列接続するよう接続切換回路１１を切換制御するように構成することによって、メインの発電部である第３の太陽電池ストリング３からの電力供給がなされなくなることを防止している。
【００３６】
図３は本発明の第２実施形態に係るパワーコンディショナを示しており、上記第１実施形態と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、異なる構成、作用効果について説明する。
【００３７】
本実施形態では、第３の太陽電池ストリング３から入力する発電電力の電圧を昇圧して上記出力部４に出力する第３の昇圧回路２０が、電力入力端子８と平滑コンデンサ１６との間で第３の太陽電池ストリング３が接続される入力端子８と出力部４とを接続する接続配線の途中に設けられている。
【００３８】
〔制御部１２による直列／並列切換制御〕
また、制御部１２は、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値がコンバータ６の許容最大入力電圧（上限値）を超える場合には第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力を並列接続するよう接続切換回路１１の切換動作を制御し、これにより、コンバータ６に過電圧が供給されることを防止している。一方、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値がコンバータ６の許容最大入力電圧を超えない場合には、第１及び第２の昇圧回路９，１０の出力を直列接続するよう接続切換回路１１の切換動作を制御し、これにより第１及び第２の昇圧回路９，１０における昇圧率を大きく低減するようにしている。
【００３９】
〔制御部１２による昇圧動作制御〕
制御部１２は、第１及び第２の昇圧回路９，１０の並列接続時は出力部４からの出力電圧が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路９，１０の昇圧動作を制御し、第３の昇圧回路２０の昇圧動作は停止させる。
【００４０】
また、第１及び第２の昇圧回路９，１０の直列接続時であって、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧よりも小さいときは、上記第１実施形態の図２に示す動作と同様に、出力部４からの出力電圧が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧を超えないように第１及び第２の昇圧回路９，１０の昇圧動作を制御し、第３の昇圧回路２０の昇圧動作は停止させる。
【００４１】
また、第１及び第２の昇圧回路９，１０の直列接続時であって、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧よりも大きいときは、制御部１２は、出力部４からの出力電圧が上記合算値を超えないように第３の昇圧回路２０の昇圧動作を制御し、第１及び第２の昇圧回路９，１０の昇圧動作は停止させる。これにより、例えば図４に示すように、第１及び第２の太陽電池ストリング１，２の出力電圧がともに１６０Ｖであり、第３の太陽電池ストリング３の出力電圧が２８０Ｖであるとき、上記合算値は３２０Ｖとなって、この合算値を昇圧の基準電圧（上限閾値電圧）として第３の昇圧回路２０の昇圧動作を制御することにより、第３の太陽電池ストリング３から入力される発電電力の電圧を２８０Ｖから３２０Ｖに昇圧させる。従来方法によれば、第１及び第２の昇圧回路９，１０を昇圧動作させることによって、第１の昇圧回路９においても第２の昇圧回路１０においても１６０Ｖから２８０Ｖまで昇圧させていたのに対し、本実施形態によれば、昇圧動作させる昇圧回路が第３の昇圧回路２０のみとなり、しかも、昇圧量をわずか４０Ｖ、昇圧率にして約１１４％に抑えることができて昇圧動作による電力損失を大きく低減でき、さらに、コンバータ６に出力される出力電圧も２８０Ｖから３２０Ｖに上昇するので、コンバータ６における変換効率も向上し、システム全体として大幅な電力変換効率の向上を図ることができる。
【００４２】
なお、第１及び第２の昇圧回路９，１０の直列接続時であって、第１の太陽電池ストリング１の出力電圧と第２の太陽電池ストリング２の出力電圧との合算値が第３の太陽電池ストリング３からの入力電圧と等しいときには、第１〜第３の昇圧回路９，１０，２０の昇圧動作をすべて停止させる。
【００４３】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、４つ以上の太陽電池ストリングを接続可能に構成することもできる。また、昇圧接続回路５は、パワーコンディショナとは別ユニットの昇圧接続ユニットとして構成することもでき、また、上記各昇圧回路部分を昇圧ユニットとし、該昇圧ユニットとは別の接続箱に上記接続切換回路を内蔵することも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  第１の発電部
２  第２の発電部
３  第３の発電部
４  出力部
５  昇圧接続回路
６  コンバータ
７  インバータ
９  第１の昇圧回路
１０  第２の昇圧回路
１１  接続切換回路
１２  制御部
２０  第３の昇圧回路
【図１】
2016010232.tif 000003
【図２】
2016010232.tif 000004
【図３】
2016010232.tif 000005
【図４】
2016010232.tif 000006