(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の発電電力をインバータにより交流電力に変換して負荷および系統に給電するように構成した太陽光発電システムにおいて、
前記インバータのゲートにゲート制御信号を供給するゲート制御部と、前記系統に接続された充電器により充電され、系統停電のときに、太陽電池に代えて直流電力をインバータに供給する蓄電池と、前記充電器で発生する高調波を含む電流成分を検出する第１手段と、この第１手段により検出した電流成分のうち基本波成分を除去して、高調波電流成分のみを検出する第２手段と、この第２手段により検出した高調波電流成分を前記ゲート制御部に与え、得られたゲート制御信号でインバータを制御して、前記充電器で発生した高調波電流成分を抑制する電流をインバータの出力に発生させるようにしたことを特徴とする太陽光発電システム制御装置。
【請求項２】
前記第１手段は電流検出器から構成され、前記第２手段はフィルタから構成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池と蓄電池の電力を利用して、負荷に給電する際に、系統が正常時に充電器により蓄電池を充電する機能を有する太陽光発電システム制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、太陽光発電システムは、太陽電池から得た発電電力をインバータで交流電力に変換し、系統に連係され、負荷に給電するものである。このように構成された太陽光発電システムにおいて、負荷の消費電力に対して太陽電池の発電電力が不十分なときには、系統からも負荷へ電力を供給し、太陽電池の発電電力が余ったときには、系統へ電力を戻す。
【０００３】
上記のように構成された太陽光発電システムの概略構成図を図２に示す。図２において、１１は太陽電池で、この太陽電池１１で得られた発電電力は、逆流防止用ダイオード１２を介してインバータ１３に供給される。インバータ１３は入力された発電電力を交流電力に変換した後、その交流電力は、リアクトル１４とコンデンサ１５からなるフィルタを通して正弦波状の波形に整形される。整形された波形は、変圧器１６を介して負荷１７と系統１８（系統に電力が余ったとき）に供給される。１９は交流電圧検出出力ＶOUT得る変圧器、２０は交流電流を検出する変流器である。
【０００４】
図中破線で囲んだ部分は、インバータ１３のＰＷＭゲート制御部２１で、このＰＷＭゲート制御部２１は、次のように構成されている。２２は直流電圧指令値ＶDCと太陽電池１１の出力電圧である直流電圧ＶDCDET（この電圧は図示しない絶縁部を介して供給される）との偏差を検出する第１偏差部で、この第１偏差部２２の偏差出力は、比例積分演算して電圧制御信号を得る電圧制御アンプ２３を介して乗算部２４で交流電圧検出出力ＶOUTと乗算される。この乗算部２４は電圧制御アンプ２３の出力を乗数とし、検出出力ＶOUTを被乗数とした乗算を行い、系統１８に同期しかつ電圧制御信号に比例した振幅の正弦波の電流信号を得る。
【０００５】
この乗算部２４の出力を電流指令とし、変流器２０で検出されたインバータ１３の出力電流との偏差は、第２偏差部２５で検出されて力率制御部２６に与えられる。力率制御部２６には、変圧器１９で検出された交流電圧検出出力ＶOUTも入力され、その出力にインバータゲート基準信号を送出する。この基準信号は、第３偏差部２７で三角波発生器２８により発生される三角波との偏差が取られ、偏差出力としてＰＷＭ制御信号が得られる。このＰＷＭ制御信号はＰＷＭ制御部２９を介してゲートロジック部３０に供給され、このゲートロジック部３０からインバータ１３のゲートにＰＷＭ制御信号が供給される。
【０００６】
上記のように構成された太陽光発電システムにおいて、インバータ１３は系統１８と連系中、発電電圧ＶDCDETを制御し、かつ、系統１８と負荷１７へ流れるインバータ電流ＩINVが力率「１」の正弦波状となるように、ＰＷＭゲート制御部２１でＰＷＭ制御を行っている。
【０００７】
近年、災害発生時などの長時間の停電中に、太陽電池と蓄電池の電力を利用して、非常用の特定負荷に給電する太陽光発電システムが考えられるようになって来た。このような太陽光発電システムを自立運転機能付き太陽光発電システムと称している。
【０００８】
図３がその自立運転機能付き太陽光発電システムで、図３において、３１は蓄電池で、この蓄電池３１は系統１８に接続された充電器３２により系統１８が正常であるときに充電される。３３は逆流防止用ダイオード、３４、３５は半導体スイッチ等から構成される第１、第２の電力用開閉器（Ｍｇ１，Ｍｇ２）で、蓄電池３１と充電器３２の共通接続点は逆流防止用ダイオード３３と第２の電力用開閉器３５を介してインバータ１３に接続される。第１の電力用開閉器３４はインバータ電流ＩINVを系統１８に供給する電路に介挿される。
【０００９】
上記のように構成された太陽光発電システムにおいて、系統正常時には、充電器３２を介して蓄電池３１が充電され、また、インバータ１３は太陽電池１１の出力電力を交流電力に変換し、負荷１７と系統１８に電力を供給している（このとき、Ｍｇ１はオン、Ｍｇ２はオフである。）。
【００１０】
そして、系統１８の停電時には、Ｍｇ１をオフし、Ｍｇ２をオンにして太陽電池１１と蓄電池３１の双方の直流電力をインバータ１３により交流電力に変換して、負荷１７に給電する手段を取っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した自立運転機能付き太陽光発電システムで使用される充電器３２には、通常、ＰＷＭコンバータやダイオードと直流チョッパを組み合わせた装置のものが多用されているが、これらを使用した充電器３２の交流入力電流（ＩCHG）には、高調波電流が多く含まれている。
【００１２】
また、系統１８に流入する系統電流ＩLINEは、ＩLINE＝ＩINV（インバータ電流）−ＩCHG（充電器３２の交流入力電流）となり、インバータ電流ＩINVは、正弦波状に制御されるけれども、充電器３２の交流入力電流ＩCHGは、考慮されていない。このため、系統に流入する電流ＩLINEには、充電器３２の交流入力電流ＩCHG分の高調波電流が重畳される問題がある。
【００１３】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、系統に流入する高調波電流を抑制するようにした太陽光発電システム制御装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１発明は、太陽電池の発電電力をインバータにより交流電力に変換して負荷および系統に給電するように構成した太陽光発電システムにおいて、
前記インバータのゲートにゲート制御信号を供給するゲート制御部と、前記系統に接続された充電器により充電され、系統停電のときに、太陽電池に代えて直流電力をインバータに供給する蓄電池と、前記充電器で発生する高調波を含む電流成分を検出する第１手段と、この第１手段により検出した電流成分のうち基本波成分を除去して、高調波電流成分のみを検出する第２手段と、この第２手段により検出した高調波電流成分を前記ゲート制御部に与え、得られたゲート制御信号でインバータを制御して、前記充電器で発生した高調波電流成分を抑制する電流をインバータの出力に発生させることを特徴とするものである。
【００１５】
第２発明は、前記第１手段が電流検出器から構成され、前記第２手段がフィルタから構成されたことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに、図２、図３と同一部分は同一符号を付して述べる。図１において、図３で設けた第１の電力開閉器３４を省略し、第２の電力開閉器３５のみを使用する。従って、系統１８が正常のときは、太陽電池１１または、太陽電池１１の発電電力が不足したときには系統１８からの電力で負荷１７が運転され、系統１８の停電のときに、第２の電力開閉器３５をオンにして蓄電池３１と太陽電池１１により負荷１７の運転を行う。このように構成した実施の形態において、系統１８が正常のときには、蓄電池３１は、充電器３２からの充電器の交流入力電流ＩCHGで充電されている。
【００１７】
この充電器の交流入力電流ＩCHGは、変流器４１で検出され、検出された充電器の交流入力電流ＩCHGは、バンドパスフィルタ４２に供給される。このバンドパスフィルタ４２は、供給された充電器の交流入力電流ＩCHGから基本波成分を除去し、高調波成分（ＩCHG-Ｈ）のみを検出する。
【００１８】
バンドパスフィルタ４２で検出された高調波成分（ＩCHG-Ｈ）は、定数部４３に入力され、この定数部４３で高調波成分（ＩCHG-Ｈ）に適当なゲインＫを乗じた信号波形を得る。定数部４３で得られた信号波形は、ＰＷＭゲート制御部２１の第３偏差部２７に与えられ、インバータゲートの基準信号に、その信号波形が重畳される。第３偏差部２７には、三角波発生器２８からの三角波も供給されているから、この三角波と重畳された信号波形から第３偏差部２７の出力には、ＰＷＭ制御信号が得られる。このＰＷＭ制御信号は、ＰＷＭ制御部２９とゲートロジック部３０を介してインバータ１３のゲートに与えられる。すると、インバータ１３は、高調波成分（ＩCHG-Ｈ）を抑制するために、その成分と反対極性の電流をインバータ１３の出力に発生させる。
【００１９】
このため、インバータ１３から出力されるインバータ電流ＩINVが、系統１８に流れても、充電器３２の動作による高調波は発生しないため、系統電流ＩLINEの高調波成分は抑制され、正弦波状となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、高調波成分が発生される充電器を備えた太陽光発電システムにおいて、その高調波成分を抑制するようなインバータ出力電流を得るようにインバータを制御するようにしたので、系統への高調波電流を抑制することができる利点がある、
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す概略的な構成説明図。
【図２】一般的な太陽光発電システムの概略的な構成説明図。
【図３】防災形太陽光発電システムの概略的な構成説明図。
【符号の説明】
１１…太陽電池
１３…インバータ
１６…変圧器
１７…負荷
１８…系統
１９…変圧器
２０…変流器
２１…ゲート制御部
２２…第１偏差部
２５…第２偏差部
２６…力率制御部
２７…第３偏差部
２８…三角波発生器
２９…ＰＷＭ制御部
３０…ゲートロジック部
３１…蓄電池
３２…充電器
４１…変流器
４２…バンドパスフィルタ
４３…ゲイン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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