JP5988208B2

JP5988208B2 - Inverter

Info

Publication number: JP5988208B2
Application number: JP2012212747A
Authority: JP
Inventors: 菊池　彰洋; 彰洋菊池; 守雄中村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: JP2014067258A

Description

本発明は、パワーコンディショナに関するものである。 The present invention relates to a power conditioner.

従来、太陽電池の発電電力を用いた電力供給システムがある（例えば、特許文献１参照）。この太陽電池から電力を有効に取り出すために、太陽電池の出力電力が最大となる動作点（最大電力点）で太陽電池を動作させる最大電力追従制御（以降、ＭＰＰＴ制御と称す：Maximum Power Point Tracking）が用いられる（例えば、特許文献２参照）。 Conventionally, there is an electric power supply system using the generated electric power of a solar cell (see, for example, Patent Document 1). Maximum power follow-up control (hereinafter referred to as MPPT control: Maximum Power Point Tracking) that operates the solar cell at the operating point (maximum power point) at which the output power of the solar cell is maximum in order to effectively extract power from the solar cell. ) Is used (see, for example, Patent Document 2).

太陽電池の電圧電流特性（以降、ＶＩ特性と称す）は、一般に図３（ａ）のように示される。太陽電池の出力開放時は、出力電流＝０、出力電圧＝Ｖｃとなり、太陽電池の出力短絡時は、出力電流＝Ｉｃ、出力電圧＝０となる。なお、Ｖｃを開放電圧、Ｉｃを短絡電流と称す。 A voltage-current characteristic (hereinafter referred to as a VI characteristic) of a solar cell is generally shown as in FIG. When the output of the solar cell is opened, the output current = 0 and the output voltage = Vc. When the output of the solar cell is short-circuited, the output current = Ic and the output voltage = 0. Vc is referred to as an open circuit voltage, and Ic is referred to as a short circuit current.

また、太陽電池の出力電力特性は、一般に図３（ｂ）のように示される。太陽電池の出力電力特性は、日射量によって変動するが、通常、出力電力が極大となる極大点は１点であり、この極大点が最大電力点Ｘｍ１１となる。そして、ＭＰＰＴ制御では、太陽電池の動作点を最大電力点Ｘｍ１１に追従させることによって、太陽電池から最大電力を取り出すことができる。 Further, the output power characteristic of the solar cell is generally shown as in FIG. Although the output power characteristic of the solar cell varies depending on the amount of solar radiation, normally, the maximum point where the output power becomes maximum is one point, and this maximum point becomes the maximum power point Xm11. In MPPT control, the maximum power can be extracted from the solar cell by causing the operating point of the solar cell to follow the maximum power point Xm11.

特開２０００−１１６０１０号公報JP 2000-1161010 A 特開２００７−１３３７６５号公報JP 2007-133765 A

しかしながら、太陽電池に局所的な影や汚れが生じた場合、太陽電池のＶＩ特性は図４（ａ）のように、開放電圧Ｖｃ近傍では出力電流Ｉｏが段階的に低下する。そして、太陽電池に局所的な影や汚れが生じた場合、太陽電池の出力電力特性は、図４（ｂ）のように示され、出力電力が極大となる極大点が複数発生する（図４（ｂ）では、２つの極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２）。このような状態でＭＰＰＴ制御を行った場合、太陽電池の動作点が最大電力点Ｘｍ２１に追従するとは限らず、出力電力が低い他の極大点Ｘｍ２２に追従することがある。太陽電池の動作点が極大点Ｘｍ２２に追従した場合、太陽電池から取り出せる電力は低くなり、発電効率が低下するという問題が発生する。 However, when a local shadow or stain occurs in the solar cell, the output current Io gradually decreases in the vicinity of the open circuit voltage Vc in the VI characteristics of the solar cell as shown in FIG. And when a local shadow and stain | pollution | contamination arise in a solar cell, the output electric power characteristic of a solar cell is shown like FIG.4 (b), and several local maximum points from which output electric power becomes maximum generate | occur | produce (FIG. 4). In (b), two local maximum points Xm21 and Xm22). When MPPT control is performed in such a state, the operating point of the solar cell does not necessarily follow the maximum power point Xm21, and may follow another local maximum point Xm22 having low output power. When the operating point of the solar cell follows the maximum point Xm22, the electric power that can be taken out from the solar cell becomes low, causing a problem that the power generation efficiency is lowered.

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池の出力電力特性に極大点が複数発生した場合でも、発電効率の低下を抑制することができるパワーコンディショナを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to provide a power conditioner that can suppress a decrease in power generation efficiency even when a plurality of maximum points occur in the output power characteristics of a solar cell. There is to do.

本発明のパワーコンディショナは、複数系統の太陽電池のそれぞれを接続する複数の直流電力入力部と、前記直流電力入力部のそれぞれに接続された前記太陽電池の各出力を所定の直流電圧に変換する複数の直流電圧変換部と、複数の前記直流電圧変換部から出力される直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換部と、前記太陽電池の出力に対する最大電力追従制御を前記直流電圧変換部毎に行う制御部とを備えて、前記太陽電池から供給される電力を動作電源として用い、前記制御部は、前記太陽電池の出力電圧を、予め決められた第１の電圧と第２の電圧との間で複数段階に減少または複数段階に増加させて、前記出力電圧のそれぞれにおける前記太陽電池の出力電力を算出するスキャン制御を、前記直流電圧変換部毎に行い、前記スキャン制御を行った後、前記直流電圧変換部毎に、前記スキャン制御において算出された前記出力電力が最も高い前記出力電圧近傍で前記最大電力追従制御を行い、前記スキャン制御を行うことによって前記太陽電池から供給される電力が所定値を下回る場合、前記スキャン制御の実行を禁止することを特徴とする。 The power conditioner of the present invention converts a plurality of DC power input units connecting each of a plurality of solar cells, and converts each output of the solar cells connected to each of the DC power input units into a predetermined DC voltage. A plurality of DC voltage conversion units, a DC / AC conversion unit that converts DC power output from the plurality of DC voltage conversion units into AC power, and maximum power tracking control for the output of the solar cell. and a control unit for each section, using the power supplied from the solar cell as an operation power supply, the control unit, the output voltage of the solar cell, a first voltage and a second previously determined Performing a scan control for calculating the output power of the solar cell in each of the output voltages by decreasing to a plurality of stages or increasing to a plurality of stages with respect to the voltage, for each DC voltage converter, After the can control the, for each of the DC voltage converter, the have line the maximum power follow-up control by the output power calculated highest said output voltage near the scan control, by performing the scan control When the power supplied from the solar cell is lower than a predetermined value, execution of the scan control is prohibited .

この発明において、前記制御部は、前記最大電力追従制御を行っているときに、少なくとも１つの前記太陽電池の出力電力が閾値以下である状態が所定時間以上継続した場合、前記スキャン制御を開始することが好ましい。 In this invention, the said control part starts the said scan control, when performing the said maximum electric power follow-up control, and the state where the output electric power of at least 1 said solar cell is below a threshold value continues more than predetermined time. It is preferable.

この発明において、前記制御部は、所定周期を分割した各時間単位を、前記直流電圧変換部のそれぞれに割り当てて、前記直流電圧変換部毎の前記最大電力追従制御を時分割で行い、前記所定周期内に、いずれか１つの前記直流電圧変換部に対してのみ、この直流電圧変換部に割り当てられた前記時間単位において前記スキャン制御を行うことが好ましい。 In this invention, the control unit assigns each time unit obtained by dividing a predetermined cycle to each of the DC voltage conversion units, and performs the maximum power follow-up control for each of the DC voltage conversion units in a time-sharing manner. It is preferable that the scan control is performed only for any one of the DC voltage conversion units within the period in the time unit assigned to the DC voltage conversion unit.

この発明において、前記制御部は、前記スキャン制御を行うことによって、前記太陽電池の出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを、前記太陽電池毎に生成して、この生成した前記出力電力特性データをデータベースに格納し、所定のタイミング以降は、前記データベースに格納されている前記出力電力特性データに基づいて決定した前記太陽電池毎の最大電力点近傍で、前記最大電力追従制御を行うことが好ましい。 In this invention, the said control part produces | generates the output power characteristic data which show the relationship of the output electric power with respect to the output voltage of the said solar cell for every said solar cell by performing the said scan control, and this produced | generated said output Power characteristic data is stored in a database, and after a predetermined timing, the maximum power tracking control is performed in the vicinity of the maximum power point for each solar cell determined based on the output power characteristic data stored in the database. It is preferable.

この発明において、前記制御部は、前記スキャン制御のそれぞれの前後における前記太陽電池の出力変動が所定範囲内に収まっている場合、このスキャン制御の前記算出結果を用いて、前記太陽電池の出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成して、この生成した前記出力電力特性データをデータベースに格納し、前記データベースに格納した前記出力電力特性データの履歴に基づいて、前記太陽電池毎の最大電力点を推定し、前記最大電力追従制御を行っているときに、前記太陽電池の動作点が前記推定した前記最大電力点近傍から外れた場合、前記スキャン制御を開始することが好ましい。 In this invention, when the output fluctuation of the solar cell before and after each of the scan control is within a predetermined range, the control unit uses the calculation result of the scan control to output the output voltage of the solar cell. Output power characteristic data indicating the relationship of the output power to the storage, storing the generated output power characteristic data in a database, based on the history of the output power characteristic data stored in the database, for each solar cell When the maximum power point is estimated and the maximum power follow-up control is performed, the scan control is preferably started when the operating point of the solar cell deviates from the estimated maximum power point vicinity.

この発明において、前記制御部は、前記スキャン制御のそれぞれの前記算出結果に基づく前記太陽電池の出力電力が所定値以上である場合、このスキャン制御の前記算出結果を用いて、前記太陽電池の出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成して、この生成した前記出力電力特性データをデータベースに格納し、前記データベースに格納した前記出力電力特性データの履歴に基づいて、前記太陽電池毎の最大電力点を推定し、前記最大電力追従制御を行っているときに、前記太陽電池の動作点が前記推定した前記最大電力点近傍から外れた場合、前記スキャン制御を開始することが好ましい。 In this invention, when the output power of the solar cell based on the respective calculation results of the scan control is equal to or greater than a predetermined value, the control unit uses the calculation result of the scan control to output the solar cell. Generating output power characteristic data indicating a relation of output power to voltage, storing the generated output power characteristic data in a database, and based on a history of the output power characteristic data stored in the database, the solar cell When the maximum power point is estimated for each time and the maximum power follow-up control is performed, the scan control is preferably started when the operating point of the solar cell deviates from the vicinity of the estimated maximum power point. .

この発明において、前記制御部は、前記スキャン制御のそれぞれの前記算出結果に基づく前記太陽電池の出力電力の極大点が所定範囲内に収まっている場合、このスキャン制御の前記算出結果を用いて、前記太陽電池の出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成して、この生成した前記出力電力特性データをデータベースに格納し、前記データベースに格納した前記出力電力特性データの履歴に基づいて、前記太陽電池毎の最大電力点を推定し、前記最大電力追従制御を行っているときに、前記太陽電池の動作点が前記推定した前記最大電力点近傍から外れた場合、前記スキャン制御を開始することが好ましい。 In this invention, when the maximum point of the output power of the solar cell based on the respective calculation results of the scan control is within a predetermined range, the control unit uses the calculation result of the scan control, Generate output power characteristic data indicating the relationship of output power to the output voltage of the solar cell, store the generated output power characteristic data in a database, and based on the history of the output power characteristic data stored in the database When the maximum power point for each solar cell is estimated and the maximum power follow-up control is performed, if the operating point of the solar cell deviates from the estimated maximum power point vicinity, the scan control is performed. It is preferable to start.

以上説明したように、本発明では、太陽電池に局所的な影や汚れが生じて、太陽電池の動作点が最大電力点から外れたとしても、最大電力点近傍での最大電力追従制御を再開することができるので、太陽電池の出力電力特性に極大点が複数発生した場合でも、発電効率の低下を抑制することができるという効果がある。 As described above, in the present invention, even when a local shadow or dirt occurs on the solar cell and the operating point of the solar cell deviates from the maximum power point, the maximum power tracking control near the maximum power point is resumed. Therefore, even when a plurality of maximum points are generated in the output power characteristics of the solar cell, there is an effect that it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency.

実施形態１のパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power conditioner of Embodiment 1. FIG. 同上のＭＰＰＴ制御の概要を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the outline | summary of MPPT control same as the above. （ａ）（ｂ）一般的な太陽電池のＶＩ特性、出力電力特性を示す特性図である。(A) (b) It is a characteristic view which shows VI characteristic and output power characteristic of a general solar cell. （ａ）（ｂ）局所的な影や汚れが生じた場合における太陽電池のＶＩ特性、出力電力特性を示す特性図である。(A) (b) It is a characteristic view which shows VI characteristic and output power characteristic of a solar cell when a local shadow and dirt arise. 同上のスキャン制御の概要を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the outline | summary of scan control same as the above. 同上のスキャン制御の概要を示す表図である。It is a table | surface figure which shows the outline | summary of scan control same as the above. 同上のスキャン制御の開始タイミングの概要を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the outline | summary of the start timing of scan control same as the above. （ａ）〜（ｄ）同上のＭＰＰＴ制御およびスキャン制御の個別制御の概要を示すタイムチャート図である。(A)-(d) It is a time chart figure which shows the outline | summary of the individual control of MPPT control and scan control same as the above. 実施形態２のパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power conditioner of Embodiment 2. FIG. 同上のＭＰＰＴ制御の概要を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the outline | summary of MPPT control same as the above. 実施形態４の動作の概要を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating an outline of the operation of the fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１は、本実施形態のパワーコンディショナＡ１の回路構成を示しており、複数系統（図１では４系統）の太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が接続されるマルチストリング型のパワーコンディショナである。太陽電池Ｓ１〜Ｓ４は、複数の太陽電池パネルをグループ化した太陽電池ストリングである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit configuration of a power conditioner A1 of the present embodiment, which is a multistring type power conditioner to which a plurality of systems (four systems in FIG. 1) of solar cells S1 to S4 are connected. The solar cells S1 to S4 are solar cell strings obtained by grouping a plurality of solar cell panels.

パワーコンディショナＡ１は、直流電力入力部１１〜１４、昇圧回路２１〜２４、コンデンサＣ１、インバータ回路３、センサ部４１〜４４、センサ部５、解列リレー６、制御部７を備える。なお、昇圧回路２１〜２４が、本発明の直流電圧変換部に相当し、インバータ回路３が、本発明の直流／交流変換部に相当する。 The power conditioner A1 includes DC power input units 11 to 14, booster circuits 21 to 24, a capacitor C1, an inverter circuit 3, sensor units 41 to 44, a sensor unit 5, a disconnecting relay 6, and a control unit 7. The booster circuits 21 to 24 correspond to the DC voltage converter of the present invention, and the inverter circuit 3 corresponds to the DC / AC converter of the present invention.

直流電力入力部１１〜１４は、端子台等で構成されており、パワーコンディショナＡ１内において、昇圧回路２１〜２４の入力部にそれぞれ接続しており、さらにパワーコンディショナＡ１外の太陽電池Ｓ１〜Ｓ４がそれぞれ接続される。すなわち、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力は、直流電力入力部１１〜１４を介して、昇圧回路２１〜２４に供給される。 The DC power input units 11 to 14 are configured by terminal blocks or the like, and are connected to the input units of the booster circuits 21 to 24 in the power conditioner A1, respectively. Further, the solar cell S1 outside the power conditioner A1. To S4 are connected to each other. That is, each output of the solar cells S1 to S4 is supplied to the booster circuits 21 to 24 via the DC power input units 11 to 14.

昇圧回路２１〜２４は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれが出力する直流を昇圧して出力する。昇圧回路２１〜２４の各出力は、コンデンサＣ１の両端間に並列接続されており、コンデンサＣ１によって平滑される。 The booster circuits 21 to 24 boost and output the direct current output from each of the solar cells S1 to S4. Each output of the booster circuits 21 to 24 is connected in parallel between both ends of the capacitor C1, and is smoothed by the capacitor C1.

インバータ回路３は、昇圧回路２１〜２４が出力する直流の昇圧電圧（コンデンサＣ１の両端電圧）を交流電圧に変換し、この交流電圧を図示しない商用電力系統へ出力する系統連系機能を有する。インバータ回路３の交流出力は、解列リレー６がオン・オフされることによって、商用電力系統への供給・遮断が切り替えられる。 The inverter circuit 3 has a grid interconnection function that converts the DC boost voltage (the voltage across the capacitor C1) output from the boost circuits 21 to 24 into an AC voltage and outputs the AC voltage to a commercial power system (not shown). The AC output of the inverter circuit 3 is switched between supply and interruption to the commercial power system when the disconnect relay 6 is turned on / off.

センサ部４１〜４４は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の出力電圧、出力電流（昇圧回路２１〜２４毎の入力電圧、入力電流）を検出する。センサ部５は、インバータ回路３の出力電流を検出する。センサ部４１〜４４、センサ部５の各検出データは、制御部７に入力される。 The sensor units 41 to 44 detect the output voltage and output current (input voltage and input current for each booster circuit 21 to 24) for each of the solar cells S1 to S4. The sensor unit 5 detects the output current of the inverter circuit 3. Each detection data of the sensor units 41 to 44 and the sensor unit 5 is input to the control unit 7.

制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の出力電圧、出力電流に基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の出力電力を算出する。そして、制御部７は、昇圧回路２１〜２４に対して、最大電力追従制御（ＭＰＰＴ制御）を個別に行う。ＭＰＰＴ制御とは、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４から電力を有効に取り出すために、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力が最大となる動作点（最大電力点）で太陽電池Ｓ１〜Ｓ４を動作させるように、昇圧回路２１〜２４を制御するものである。 The control unit 7 calculates the output power for each of the solar cells S1 to S4 based on the output voltage and the output current for each of the solar cells S1 to S4. And the control part 7 performs maximum electric power follow-up control (MPPT control) separately with respect to the booster circuits 21-24. The MPPT control is to operate the solar cells S1 to S4 at an operating point (maximum power point) at which each output power of the solar cells S1 to S4 is maximum in order to effectively extract power from the solar cells S1 to S4. The booster circuits 21 to 24 are controlled.

昇圧回路２１〜２４は、スイッチング素子（図示なし）をオン・オフ駆動することによって昇圧動作を行う周知の昇圧チョッパ回路で構成されている。この場合、制御部７は、昇圧回路２１〜２４のスイッチング素子を駆動する各ＰＷＭ信号のオンデューティを変化させることによって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電圧を変化させて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎に動作点を制御する。すなわち、制御部７は、昇圧回路２１〜２４に対して個別にＭＰＰＴ制御を行っている。 The booster circuits 21 to 24 are configured by a well-known boost chopper circuit that performs a boosting operation by driving a switching element (not shown) on and off. In this case, the control unit 7 changes the output voltages of the solar cells S1 to S4 by changing the on-duty of the PWM signals that drive the switching elements of the booster circuits 21 to 24, thereby changing the solar cells S1 to S4. The operating point is controlled every time. That is, the control unit 7 individually performs MPPT control on the booster circuits 21 to 24.

図２に、ＭＰＰＴ制御の概略を示す。現在、太陽電池Ｓ（太陽電池Ｓ１〜Ｓ４を区別しない場合、太陽電池Ｓと称す）が、出力電圧Ｖａの動作点Ｘａに制御されている。そして、制御部７が太陽電池Ｓの出力電圧をＶａからＶｂに増加させると、動作点はＸａからＸｂに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を増加させることによって、出力電力が増加する。次に、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧をＶｂからＶｃに増加させると、動作点はＸｂからＸｃに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を増加させることによって、出力電力がさらに増加する。次に、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧をＶｃからＶｄに増加させると、動作点はＸｃからＸｄに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を増加させることによって、出力電力が減少する。 FIG. 2 shows an outline of MPPT control. At present, the solar cell S (referred to as the solar cell S when the solar cells S1 to S4 are not distinguished) is controlled to the operating point Xa of the output voltage Va. And if the control part 7 increases the output voltage of the solar cell S from Va to Vb, an operating point will change from Xa to Xb, and output power will increase by increasing the output voltage of the solar cell S. Next, when the control unit 7 increases the output voltage of the solar cell S from Vb to Vc, the operating point changes from Xb to Xc, and the output power further increases by increasing the output voltage of the solar cell S. To do. Next, when the control unit 7 increases the output voltage of the solar cell S from Vc to Vd, the operating point changes from Xc to Xd, and the output power decreases by increasing the output voltage of the solar cell S. .

そこで、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧をＶｄからＶｃに減少させると、動作点はＸｄからＸｃに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を減少させることによって、出力電力が増加する。次に、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧をＶｃからＶｂに減少させると、動作点はＸｃからＸｂに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を減少させることによって、出力電力が減少する。 Therefore, when the control unit 7 decreases the output voltage of the solar cell S from Vd to Vc, the operating point changes from Xd to Xc, and the output power increases by decreasing the output voltage of the solar cell S. Next, when the control unit 7 decreases the output voltage of the solar cell S from Vc to Vb, the operating point changes from Xc to Xb, and the output power decreases by decreasing the output voltage of the solar cell S. .

次に、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧をＶｂからＶｃに増加させると、動作点はＸｂからＸｃに変化し、太陽電池Ｓの出力電圧を増加させることによって、出力電力が増加する。 Next, when the control unit 7 increases the output voltage of the solar cell S from Vb to Vc, the operating point changes from Xb to Xc, and the output power increases by increasing the output voltage of the solar cell S. .

上述のように、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電圧の増減方向と、太陽電池Ｓの出力電力の増減方向とに基づいて、太陽電池Ｓの動作点を最大電力点近傍に制御している。すなわち、太陽電池Ｓの動作点は、出力電力のピーク値を挟んで往復する動作を繰り返し、太陽電池Ｓの動作点を最大電力点に追従させることができる。 As described above, the control unit 7 controls the operating point of the solar cell S near the maximum power point based on the increase / decrease direction of the output voltage of the solar cell S and the increase / decrease direction of the output power of the solar cell S. Yes. That is, the operating point of the solar cell S can repeat the operation of reciprocating across the peak value of the output power so that the operating point of the solar cell S can follow the maximum power point.

さらに、制御部７は、インバータ回路３の出力電流を制御することによって、コンデンサＣ１の両端電圧（昇圧回路２１〜２４が出力する昇圧電圧）を一定値に調整する。 Further, the control unit 7 controls the output current of the inverter circuit 3 to adjust the voltage across the capacitor C1 (the boosted voltage output from the booster circuits 21 to 24) to a constant value.

太陽電池ＳのＶＩ特性は、一般に図３（ａ）のように示される。太陽電池Ｓの各出力開放時は、出力電流＝０、出力電圧＝開放電圧Ｖｃとなり、太陽電池Ｓの出力短絡時は、出力電流＝短絡電流Ｉｃ、出力電圧＝０となる。 The VI characteristic of the solar cell S is generally shown as in FIG. When each output of the solar cell S is opened, the output current = 0 and the output voltage = the open voltage Vc. When the output of the solar cell S is short-circuited, the output current = the short-circuit current Ic and the output voltage = 0.

また、太陽電池Ｓの出力電力特性は、一般に図３（ｂ）のように示される。太陽電池Ｓの出力電力特性は、日射量によって変動するが、通常、出力電力が極大となる極大点は１点であり、この極大点が最大電力点Ｘｍ１１となる。そして、ＭＰＰＴ制御では、太陽電池Ｓの動作点を最大電力点Ｘｍ１１に追従させることによって、太陽電池Ｓから最大電力を取り出すことができる。 Further, the output power characteristics of the solar cell S are generally shown as in FIG. Although the output power characteristic of the solar cell S varies depending on the amount of solar radiation, normally, the maximum point at which the output power is maximum is one point, and this maximum point is the maximum power point Xm11. In MPPT control, the maximum power can be extracted from the solar cell S by causing the operating point of the solar cell S to follow the maximum power point Xm11.

しかしながら、太陽電池Ｓに局所的な影や汚れが生じた場合、太陽電池ＳのＶＩ特性は図４（ａ）のように、開放電圧Ｖｃ近傍では出力電流が段階的に低下する。そして、太陽電池Ｓに局所的な影や汚れが生じた場合、太陽電池Ｓの出力電力特性は、図４（ｂ）のように示され、出力電力が極大となる極大点が複数発生する（図４（ｂ）では、２つの極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２）。このような状態でＭＰＰＴ制御を行った場合、太陽電池Ｓの各動作点が最大電力点Ｘｍ２１（出力電力が最も高い極大点）に追従するとは限らず、出力電力が低い他の極大点Ｘｍ２２に追従することがある。太陽電池Ｓの動作点が極大点Ｘｍ２２に追従した場合、この太陽電池Ｓから取り出せる電力は低くなり、発電効率が低下する。 However, when local shadows or stains occur in the solar cell S, the output current of the VI characteristics of the solar cell S gradually decreases in the vicinity of the open circuit voltage Vc as shown in FIG. And when the local shadow and stain | pollution | contamination arise in the solar cell S, the output electric power characteristic of the solar cell S is shown as FIG.4 (b), and several local maximum points from which output electric power becomes maximum generate | occur | produce ( In FIG. 4B, two maximum points Xm21 and Xm22). When the MPPT control is performed in such a state, each operating point of the solar cell S does not always follow the maximum power point Xm21 (the maximum point where the output power is the highest), but to another maximum point Xm22 where the output power is low. May follow. When the operating point of the solar cell S follows the maximum point Xm22, the electric power that can be extracted from the solar cell S is reduced, and the power generation efficiency is reduced.

そこで、本実施形態では、定期的に、制御部７が昇圧回路２１〜２４に対して個別にスキャン制御を行って、ＭＰＰＴ制御における太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各動作点を最大電力点（例えば、Ｘｍ１１、Ｘｍ２１）近傍に再設定している。 Therefore, in the present embodiment, the control unit 7 periodically performs the scan control individually on the booster circuits 21 to 24, and sets the operating points of the solar cells S1 to S4 in the MPPT control to the maximum power point (for example, Xm11, Xm21) are reset.

次に、このスキャン制御について説明する。なお、以下の説明では、制御部７が昇圧回路２１に対してスキャン制御を行う場合を例示するが、他の昇圧回路２２〜２４に対してスキャン制御を行う場合も同様である。 Next, this scan control will be described. In the following description, the case where the control unit 7 performs scan control on the booster circuit 21 is illustrated, but the same applies to the case where scan control is performed on the other booster circuits 22 to 24.

まず、制御部７は、昇圧回路２１の動作を制御して、太陽電池Ｓ１の出力電圧を、開放電圧Ｖｃ側から段階的に低下させる。そして、制御部７は、段階的に低下させた各出力電圧における太陽電池Ｓ１の出力電力を算出する。 First, the control unit 7 controls the operation of the booster circuit 21 to gradually reduce the output voltage of the solar cell S1 from the open voltage Vc side. And the control part 7 calculates the output electric power of the solar cell S1 in each output voltage reduced in steps.

具体的に、制御部７は、図５に示すように、太陽電池Ｓ１の出力電圧を、Ｖ１→Ｖ２→Ｖ３→．．．．．．→Ｖ１３→Ｖ１４の順に段階的に減少させる。而して、太陽電池Ｓ１の動作点は、Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３→．．．．．．→Ｘ１３→Ｘ１４の順に推移する。そして、制御部７は、各動作点Ｘ１〜Ｘ１４（出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４に対応）における太陽電池Ｓ１の出力電力を算出し、記憶しておく（図６参照）。なお、出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４の設定範囲は、開放電圧Ｖｃ（第１の電圧）〜０（第２の電圧）の間に予め設定されている。また、出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４の設定範囲は、当該範囲に限定されるものではない。さらに、太陽電池Ｓ１の出力電圧を、Ｖ１４→Ｖ１３→Ｖ１２→．．．．．．→Ｖ２→Ｖ１の順に段階的に増加させる構成であってもよい。 Specifically, as shown in FIG. 5, the control unit 7 changes the output voltage of the solar cell S 1 from V 1 → V 2 → V 3 →. . . . . . → Decrease stepwise in order of V13 → V14. Thus, the operating point of the solar cell S1 is X1-> X2-> X3->. . . . . . → X13 → X14 And the control part 7 calculates and memorize | stores the output electric power of the solar cell S1 in each operating point X1-X14 (corresponding to output voltage V1-V14) (refer FIG. 6). The setting range of the output voltages V1 to V14 is set in advance between the open circuit voltage Vc (first voltage) to 0 (second voltage). Further, the setting range of the output voltages V1 to V14 is not limited to the range. Further, the output voltage of the solar cell S1 is changed from V14 → V13 → V12 →. . . . . . A configuration may be adopted in which the number is increased stepwise in the order of V2 → V1.

そして、制御部７は、各動作点Ｘ１〜Ｘ１４のうち、出力電力が最大となる動作点（図５では、動作点Ｘ６）近傍でのＭＰＰＴ制御を開始する。すなわち、太陽電池Ｓ１の出力電力特性が、図４（ｂ）のように２つの極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２を有する場合、制御部７は、太陽電池Ｓ１の動作点を最大電力点Ｘｍ２１近傍に制御する。また、太陽電池Ｓ１の出力電力特性が、図３（ｂ）のように１つの極大点Ｘｍ１１のみを有する場合、制御部７は、太陽電池Ｓ１の動作点を最大電力点Ｘｍ１１近傍に制御する。 Then, the control unit 7 starts MPPT control near the operating point (the operating point X6 in FIG. 5) where the output power is maximum among the operating points X1 to X14. That is, when the output power characteristic of the solar cell S1 has two maximum points Xm21 and Xm22 as shown in FIG. 4B, the control unit 7 controls the operating point of the solar cell S1 to be near the maximum power point Xm21. . Further, when the output power characteristic of the solar cell S1 has only one maximum point Xm11 as shown in FIG. 3B, the control unit 7 controls the operating point of the solar cell S1 in the vicinity of the maximum power point Xm11.

また、パワーコンディショナＡ１は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力を動作電源としており、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の発電開始に伴って起動する。この場合、日の出によって太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が発電を開始し、パワーコンディショナＡ１が起動する時間帯では、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４に局所的な影が生じやすい。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力特性は、図４（ｂ）のように、出力電力の極大点が複数発生する可能性が高い。而して、通常のＭＰＰＴ制御（太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧を開放電圧Ｖｃ側から徐々に低下させて、出力電力の最初の極大点を動作点とする制御）では、出力電力が低い極大点Ｘｍ２２に追従し、発電効率が低下する虞がある。そこで、制御部７は、起動時にスキャン制御を行うことによって、出力電力が最大となる最大電力点Ｘｍ２１近傍でのＭＰＰＴ制御を行うことができる。 In addition, the power conditioner A1 uses the output power of the solar cells S1 to S4 as an operating power source, and starts up with the start of power generation of the solar cells S1 to S4. In this case, the solar cells S 1 to S 4 start generating electricity at sunrise and the solar cells S 1 to S 4 are likely to have local shadows in the time zone when the power conditioner A 1 is activated. Therefore, the output power characteristics of the solar cells S1 to S4 are likely to generate a plurality of maximum points of the output power as shown in FIG. Thus, in normal MPPT control (control in which the output voltage of the solar cells S1 to S4 is gradually decreased from the open circuit voltage Vc side and the first maximum point of the output power is set as the operating point), the maximum of the output power is low. Following the point Xm22, the power generation efficiency may decrease. Therefore, the control unit 7 can perform MPPT control near the maximum power point Xm21 at which the output power is maximized by performing scan control at the time of activation.

さらに、ＭＰＰＴ制御を実行している制御部７は、図７に示すように、太陽電池Ｓ（太陽電池Ｓ１〜Ｓ４のいずれか）の出力電力の低下幅Ｗ１が所定値を超えた場合も、スキャン制御を開始する。太陽電池Ｓの出力電力が大幅に低下した場合、太陽電池Ｓに局所的な影が生じて、太陽電池Ｓの出力電力特性に影響を与えている可能性がある。したがって、太陽電池Ｓの出力電力特性は、図４（ｂ）のように、出力電力の極大点が複数発生し、ＭＰＰＴ制御では、出力電力が低い極大点Ｘｍ２２に追従して、発電効率が低下する虞がある。そこで、制御部７は、太陽電池Ｓの出力電力の低下幅Ｗ１が所定値を超えた場合、スキャン制御を行うことによって、出力電力が最大となる最大電力点Ｘｍ２１近傍でのＭＰＰＴ制御を行うことができる。すなわち、天候等の周囲環境が変動したことによって、太陽電池Ｓの動作点が最大電力点Ｘｍ２１から外れた場合でも、当該状態を検出して、発電効率の低下を抑制することができる。なお、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４のうち、複数の太陽電池の出力電力の低下幅Ｗ１が所定値を超えた場合に、スキャン制御を開始してもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 7, the control unit 7 performing the MPPT control also includes a case where the output power decrease width W1 of the solar cell S (any one of the solar cells S1 to S4) exceeds a predetermined value. Start scan control. When the output power of the solar cell S is significantly reduced, a local shadow may be generated in the solar cell S, possibly affecting the output power characteristics of the solar cell S. Therefore, as shown in FIG. 4B, the output power characteristic of the solar cell S has a plurality of maximum points of output power, and the MPPT control follows the maximum point Xm22 where the output power is low, and the power generation efficiency decreases. There is a risk of doing. Therefore, the control unit 7 performs MPPT control near the maximum power point Xm21 at which the output power becomes maximum by performing scan control when the decrease width W1 of the output power of the solar cell S exceeds a predetermined value. Can do. That is, even when the operating point of the solar cell S deviates from the maximum power point Xm21 due to changes in the surrounding environment such as the weather, the state can be detected and a decrease in power generation efficiency can be suppressed. Note that, among the solar cells S1 to S4, the scan control may be started when the decrease width W1 of the output power of the plurality of solar cells exceeds a predetermined value.

さらに、太陽電池Ｓ（太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の少なくとも１つ）の出力電力が閾値以下である状態が、所定時間以上継続した場合も、制御部７がスキャン制御を開始するタイミングとなる。 Furthermore, when the state in which the output power of the solar cell S (at least one of the solar cells S1 to S4) is equal to or less than the threshold value continues for a predetermined time or more, the control unit 7 also starts scanning control.

このように、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４に局所的な影や汚れが生じて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の動作点が最大電力点から外れたとしても、スキャン制御によって、最大電力点近傍でのＭＰＰＴ制御を再開することができる。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力特性に極大点が複数発生した場合でも、発電効率の低下を抑制することができる。 In this way, even if the solar cells S1 to S4 are locally shaded or soiled and the operating points of the solar cells S1 to S4 deviate from the maximum power point, the MPPT control near the maximum power point is performed by the scan control. Can be resumed. Therefore, even when a plurality of maximum points are generated in the output power characteristics of the solar cells S1 to S4, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency.

次に、制御部７は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、昇圧回路２１〜２４に対してＭＰＰＴ制御およびスキャン制御を個別に行う。 Next, as illustrated in FIGS. 8A to 8D, the control unit 7 individually performs MPPT control and scan control on the booster circuits 21 to 24.

まず、制御部７は、昇圧回路２１〜２４を同時に制御すると、互いの制御が干渉してしまう。そこで、制御部７は、ＭＰＰＴフラグＦｍをＭＰＰＴ周期Ｔｍ１毎に発生しており（図８（ａ））、このＭＰＰＴ周期Ｔｍ１を４分割した時間単位Ｔｍ１１〜Ｔｍ１４を、昇圧回路２１〜２４のそれぞれに割り当て、昇圧回路２１〜２４毎のＭＰＰＴ制御を時分割で行う（（図８（ｂ））。すなわち、制御部７は、時間単位Ｔｍ１１に昇圧回路２１のＭＰＰＴ制御を行い、時間単位Ｔｍ１２に昇圧回路２２のＭＰＰＴ制御を行い、時間単位Ｔｍ１３に昇圧回路２３のＭＰＰＴ制御を行い、時間単位Ｔｍ１４に昇圧回路２４のＭＰＰＴ制御を行う。 First, if the control part 7 controls the booster circuits 21-24 simultaneously, mutual control will interfere. Therefore, the control unit 7 generates the MPPT flag Fm for each MPPT cycle Tm1 (FIG. 8A), and converts the time units Tm11 to Tm14 obtained by dividing the MPPT cycle Tm1 into 4 parts of the booster circuits 21 to 24, respectively. The control unit 7 performs the MPPT control of the booster circuit 21 in the time unit Tm11, and performs the MPPT control in the time unit Tm12. The MPPT control of the booster circuit 22 is performed, the MPPT control of the booster circuit 23 is performed in time unit Tm13, and the MPPT control of the booster circuit 24 is performed in time unit Tm14.

さらに、制御部７は、スキャン制御を開始すると、昇圧回路２１〜２４に対して順次、スキャン制御を実行する。このとき、制御部７は、１つのＭＰＰＴ周期Ｔｍ１内では、昇圧回路２１〜２４のうちいずれか１つに対してのみ、この昇圧回路に割り当てられた時間単位（Ｔｍ１１〜Ｔｍ１４のいずれか）において、スキャン制御を行う。制御部７は、１乃至複数のＭＰＰＴ周期Ｔｍ１に亘って、昇圧回路２２に対してスキャン制御を実行させるスキャン期間Ｔｓ２を設定しており（図８（ｃ））、スキャン期間Ｔｓ２内の時間単位Ｔｍ１２に、昇圧回路２２のスキャン制御を行っている。スキャン期間Ｔｓ２内の他の時間単位Ｔｍ１１，Ｔｍ１３，Ｔｍ１４では、昇圧回路２１，２３，２４の各ＭＰＰＴ制御が行われている。 Furthermore, when the control unit 7 starts scan control, the control unit 7 sequentially performs scan control on the booster circuits 21 to 24. At this time, in one MPPT cycle Tm1, the control unit 7 applies only to any one of the booster circuits 21 to 24 in the time unit (any of Tm11 to Tm14) assigned to this booster circuit. , Scan control. The control unit 7 sets a scan period Ts2 for causing the booster circuit 22 to execute scan control over one or more MPPT periods Tm1 (FIG. 8C), and a time unit within the scan period Ts2 At Tm12, scan control of the booster circuit 22 is performed. In other time units Tm11, Tm13, and Tm14 within the scan period Ts2, each MPPT control of the booster circuits 21, 23, and 24 is performed.

そして、制御部７は、昇圧回路２２のスキャン制御が完了すると、スキャン完了フラグＦｓを発生する（図８（ｄ））。そして、制御部７は、以降の１乃至複数のＭＰＰＴ周期Ｔｍ１において、昇圧回路２３に対してスキャン制御を実行させるスキャン期間Ｔｓ３を設定し、スキャン期間Ｔｓ３内の時間単位Ｔｍ１３に、昇圧回路２３のスキャン制御を行う。スキャン期間Ｔｓ３内の他の時間単位Ｔｍ１１，Ｔｍ１２，Ｔｍ１４では、昇圧回路２１，２２，２４の各ＭＰＰＴ制御が行われている。
Then, when the scan control of the booster circuit 22 is completed, the control unit 7 generates a scan completion flag Fs (FIG. 8 (d)). Then, the control unit 7 sets a scan period Ts3 that causes the booster circuit 23 to execute scan control in one or more MPPT periods Tm1 thereafter, and sets the booster circuit 23 to the time unit Tm13 in the scan period Ts3. Perform scan control. In other time units Tm11, Tm12, and Tm14 within the scan period Ts3, each MPPT control of the booster circuits 21, 22, and 24 is performed.

以降、制御部７は、昇圧回路２４のスキャン制御を同様に行う。なお、図８において、昇圧回路２１のスキャン制御は既に完了しているものとする。 Thereafter, the control unit 7 similarly performs scan control of the booster circuit 24. In FIG. 8, it is assumed that the scan control of the booster circuit 21 has already been completed.

したがって、制御部７は、昇圧回路２１〜２４に対してスキャン制御を個別に行うことによって、互いのスキャン制御が干渉することがなく、スキャン制御の安定性を確保することができる。 Therefore, the control unit 7 can ensure the stability of the scan control without performing interference with each other by performing the scan control individually on the booster circuits 21 to 24.

また、パワーコンディショナＡ１は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力を動作電源としている。しかしながら、制御部７によるスキャン制御時において、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の動作点を切り替えることによって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力は増減する。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力の和が、パワーコンディショナＡ１の動作に必要な最小電力を下回る場合が発生し得る。そこで、制御部７は、スキャン制御の開始前（またはスキャン制御の実行中）に、スキャン制御時における太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力電力の変動を推定する。そして、制御部７は、スキャン制御中の出力電力の和が、パワーコンディショナＡ１の動作に必要な最小電力を下回る可能性があるときは、スキャン制御の実行を禁止する。したがって、スキャン制御の実行によるパワーコンディショナＡ１の動作停止を防止でき、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の発電電力の安定供給が可能になる。 Further, the power conditioner A1 uses the output power of the solar cells S1 to S4 as an operating power source. However, during the scan control by the control unit 7, the output power of the solar cells S1 to S4 increases or decreases by switching the operating points of the solar cells S1 to S4. Therefore, the sum of the output power of the solar cells S1 to S4 may occur below the minimum power required for the operation of the power conditioner A1. Therefore, the control unit 7 estimates fluctuations in output power of the solar cells S1 to S4 during the scan control before the start of the scan control (or during the execution of the scan control). Then, the control unit 7 prohibits the execution of the scan control when the sum of the output powers during the scan control may be lower than the minimum power required for the operation of the power conditioner A1. Therefore, the operation stop of the power conditioner A1 due to the execution of the scan control can be prevented, and the generated power of the solar cells S1 to S4 can be stably supplied.

（実施形態２）
図９は、本実施形態のパワーコンディショナＡ２の回路構成を示しており、データベース８を備えるものである。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 9 shows a circuit configuration of the power conditioner A2 of the present embodiment, and includes a database 8. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

まず、制御部７は、スキャン制御の実行時に、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各動作点Ｘ１〜Ｘ１４（出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４）における出力電力を、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎に算出する（図５、図６参照）。そして、制御部７は、この算出結果に基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データを生成する。次に、制御部７は、生成した太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データを、データベース８に格納する。 First, the control part 7 calculates the output electric power in each operation point X1-X14 (output voltage V1-V14) of solar cell S1-S4 for every solar cell S1-S4 at the time of execution of scan control (FIG. 5,). (See FIG. 6). And the control part 7 produces | generates each output power characteristic data of solar cell S1-S4 based on this calculation result. Next, the controller 7 stores the generated output power characteristic data of the solar cells S 1 to S 4 in the database 8.

そして、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データがデータベース８に所定数以上蓄積されると、制御部７は、蓄積された太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データの履歴に基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点（Ｘｍ１１，Ｘｍ２１）を推定する。制御部７は、この推定結果に基づいて、太陽電池Ｓ１の最大電力点（Ｘｍ１１，Ｘｍ２１）がとり得る出力電圧範囲Ｗ２を決定する。この出力電圧範囲Ｗ２の決定処理には、周知の統計的手法が用いられる。 And if each output power characteristic data of solar cell S1-S4 is accumulate | stored more than the predetermined number in the database 8, the control part 7 will be based on the log | history of each output power characteristic data of the solar cell S1-S4 accumulated. The maximum power points (Xm11, Xm21) of the solar cells S1 to S4 are estimated. Based on the estimation result, the control unit 7 determines an output voltage range W2 that the maximum power point (Xm11, Xm21) of the solar cell S1 can take. A well-known statistical method is used for determining the output voltage range W2.

以降、制御部７は、スキャン制御を行うことなく、この決定した出力電圧範囲Ｗ２内でＭＰＰＴ制御が行われているか否かを判定し、出力電圧範囲Ｗ２外に動作点が推移すれば、出力電圧範囲Ｗ２内に動作点を戻す。 Thereafter, the control unit 7 determines whether or not MPPT control is performed within the determined output voltage range W2 without performing scan control, and if the operating point shifts outside the output voltage range W2, the output is performed. The operating point is returned to the voltage range W2.

具体的に、制御部７は、太陽電池Ｓ１のＭＰＰＴ制御時において、図１０に示すように、センサ部４１によって検出された太陽電池Ｓ１の出力電圧が、出力電圧範囲Ｗ２内に収まっているか否かを判定する。例えば、現在のＭＰＰＴ制御における太陽電池Ｓ１が、出力電力が低い他の極大点Ｘｍ２２で動作しているとする。この場合、太陽電池Ｓ１の出力電圧はＶｍ２であり、出力電圧範囲Ｗ２内に収まっていない。そこで、制御部７は、太陽電池Ｓ１の出力電圧をＶｍ２から、出力電圧範囲Ｗ２内に推移させて、動作点を最大電力点Ｘｍ２１近傍に制御する。また、現在のＭＰＰＴ制御における太陽電池Ｓ１の出力電圧が、出力電圧範囲Ｗ２内に収まっていれば、現状の動作点でのＭＰＰＴ制御を継続する。 Specifically, the control unit 7 determines whether or not the output voltage of the solar cell S1 detected by the sensor unit 41 is within the output voltage range W2 as shown in FIG. 10 during the MPPT control of the solar cell S1. Determine whether. For example, it is assumed that the solar cell S1 in the current MPPT control is operating at another local maximum point Xm22 with low output power. In this case, the output voltage of the solar cell S1 is Vm2, and does not fall within the output voltage range W2. Therefore, the control unit 7 controls the operating point to be close to the maximum power point Xm21 by changing the output voltage of the solar cell S1 from Vm2 into the output voltage range W2. Moreover, if the output voltage of the solar cell S1 in the current MPPT control is within the output voltage range W2, the MPPT control at the current operating point is continued.

他の太陽電池Ｓ２〜Ｓ４についても同様に、スキャン制御によって生成された出力電力特性データの履歴に基づいて、太陽電池Ｓ２〜Ｓ４の最大電力点がとり得る出力電圧範囲Ｗ２が決定され、太陽電池Ｓ２〜Ｓ４の各動作点が出力電圧範囲Ｗ２内に制御される。 Similarly, for the other solar cells S2 to S4, an output voltage range W2 that can be taken by the maximum power points of the solar cells S2 to S4 is determined based on the history of the output power characteristic data generated by the scan control. Each operating point of S2 to S4 is controlled within the output voltage range W2.

すなわち、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が新規設置された当初、制御部７は、スキャン制御によって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の動作点が最大電力点（Ｘｍ１１，Ｘｍ２１）近傍に制御されているか否かを判断する。そして、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が新規設置されて時間が経過すると、スキャン制御によって生成された出力電力特性データが、データベース８に所定数以上蓄積される。以降、制御部７は、スキャン制御を行うことなく、この出力電力特性データの履歴に基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の動作点が、最大電力点が存在する出力電圧範囲Ｗ２内に制御されているか否かを判断し、動作点を出力電圧範囲Ｗ２内に制御する。 That is, when the solar cells S1 to S4 are newly installed, the control unit 7 determines whether or not the operating points of the solar cells S1 to S4 are controlled near the maximum power point (Xm11, Xm21) by the scan control. To do. And when solar cells S1-S4 are newly installed and time passes, the output power characteristic data produced | generated by scan control will be accumulate | stored in the database 8 more than predetermined number. Thereafter, the control unit 7 controls the operating points of the solar cells S1 to S4 within the output voltage range W2 where the maximum power point exists based on the history of the output power characteristic data without performing the scan control. The operating point is controlled within the output voltage range W2.

このように、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の新規設置された当初は、スキャン制御とＭＰＰＴ制御とを併用し、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が新規設置されて時間が経過すると、スキャン制御を行わず、ＭＰＰＴ制御のみを行う。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４が新規設置されて時間が経過すると、スキャン制御を行わず、ＭＰＰＴ制御のみを行うので、制御部７の制御シーケンスを簡易にすることができる。 As described above, when the solar cells S1 to S4 are newly installed, the scan control and the MPPT control are used together. When the solar cells S1 to S4 are newly installed and the time elapses, the scan control is not performed and the MPPT control is performed. Only do. Therefore, when the solar cells S1 to S4 are newly installed and time elapses, the scan control is not performed and only the MPPT control is performed, so that the control sequence of the control unit 7 can be simplified.

（実施形態３）
本実施形態は、実施形態２と同様に図９に示すパワーコンディショナＡ２を用いており、データベース８を備えるものである。なお、以下の説明では、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４を区別しない場合、太陽電池Ｓの符号を用いる。 (Embodiment 3)
This embodiment uses a power conditioner A2 shown in FIG. 9 as in the second embodiment, and includes a database 8. In addition, in the following description, when not distinguishing solar cell S1-S4, the code | symbol of solar cell S is used.

まず、制御部７は、スキャン制御の実行時に、太陽電池Ｓの動作点Ｘ１〜Ｘ１４（出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４）における出力電力を算出する（図５、図６参照）。そして、制御部７は、このスキャン制御の前後における太陽電池Ｓの出力変動が所定範囲内に収まっている場合、このスキャン制御の算出結果を用いて、太陽電池Ｓの出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成する。そして、制御部７は、この生成した出力電力特性データをデータベース８に格納する。すなわち、制御部７は、スキャン制御の前後における出力変動が所定範囲内に収まっている太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データのみをデータベース８に格納する。 First, the control unit 7 calculates the output power at the operating points X1 to X14 (output voltages V1 to V14) of the solar cell S when performing the scan control (see FIGS. 5 and 6). And the control part 7 uses the calculation result of this scan control, and the relationship of the output electric power with respect to the output voltage of the solar cell S, when the output fluctuation | variation of the solar cell S before and behind this scan control is in the predetermined range. Is generated. Then, the control unit 7 stores the generated output power characteristic data in the database 8. That is, the control unit 7 stores only the output power characteristic data of the solar cells S1 to S4 in which the output fluctuations before and after the scan control are within a predetermined range in the database 8.

そして、制御部７は、データベース８に格納した太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の出力電力特性データの履歴に基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の最大電力点Ｘｍ１１（図３（ｂ）参照）を推定する。 And the control part 7 estimates the maximum electric power point Xm11 (refer FIG.3 (b)) for every solar cell S1-S4 based on the log | history of the output power characteristic data for every solar cell S1-S4 stored in the database 8. FIG. To do.

具体的に、制御部７は、スキャン制御の前後におけるＭＰＰＴ制御時の太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力を保持しており、スキャン制御の前後における出力の低下幅が所定値未満であれば、当該スキャン制御によって生成した出力電力特性をデータベース８に格納する。なお、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力とは、出力電圧、出力電流、出力電力等のことである。 Specifically, the control unit 7 holds each output of the solar cells S1 to S4 during the MPPT control before and after the scan control, and if the output decrease width before and after the scan control is less than a predetermined value, The output power characteristic generated by the scan control is stored in the database 8. In addition, each output of solar cell S1-S4 is output voltage, output current, output electric power, etc.

太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性は、日射量によって変動し、天候により大きく左右される。そこで、制御部７は、日射量の急変が無く、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の出力が安定している場合に生成した各出力電力特性を用いて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理を行う。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理には、図３（ｂ）に示す１つの極大点Ｘｍ１１（最大電力点）のみを有する出力電力特性データが用いられる確率が高くなる。而して、制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力が安定している場合に生成したそれぞれの出力電力特性を用いて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の最大電力点Ｘｍ１１を推定できる。 Each output power characteristic of the solar cells S1 to S4 varies depending on the amount of solar radiation, and greatly depends on the weather. Therefore, the control unit 7 uses each output power characteristic generated when there is no sudden change in the amount of solar radiation and the outputs of the solar cells S1 to S4 are stable, and each maximum power point estimation process of the solar cells S1 to S4. I do. Therefore, the probability that the output power characteristic data having only one maximum point Xm11 (maximum power point) shown in FIG. 3B is used for each maximum power point estimation process of the solar cells S1 to S4 is increased. Thus, the control unit 7 can estimate the maximum power point Xm11 for each of the solar cells S1 to S4 using each output power characteristic generated when the outputs of the solar cells S1 to S4 are stable.

そして、太陽電池Ｓに局所的な影や汚れが生じて、図４（ｂ）のように、太陽電池Ｓの出力電力特性に２つの極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２が発生し、動作点が極大点Ｘｍ２１またはＸｍ２２近傍に推移したとする。この場合、ＭＰＰＴ制御を行っている制御部７は、センサ部４１〜４４の各検出データに基づいて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の現状の各動作点が最大電力点Ｘｍ１１から外れたことを検出できる。 Then, local shadows and stains are generated in the solar cell S, and two maximum points Xm21 and Xm22 are generated in the output power characteristic of the solar cell S as shown in FIG. 4B, and the operating point is the maximum point Xm21. Alternatively, assume that the transition is in the vicinity of Xm22. In this case, the control unit 7 performing the MPPT control can detect that the current operating points of the solar cells S1 to S4 are out of the maximum power point Xm11 based on the detection data of the sensor units 41 to 44. .

制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の現状の各動作点が最大電力点Ｘｍ１１から外れたことを検出すると、図４（ｂ）のように、出力電力特性に複数の極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２が発生したと判断する。そして、制御部７は、スキャン制御を開始して、動作点が極大点Ｘｍ２２近傍に推移している場合は、動作点を極大点Ｘｍ２１近傍に戻す。但し、図４（ｂ）のように、出力電力特性に複数の極大点が発生した場合であっても、動作点が最大電力点Ｘｍ２１近傍に推移している可能性もあり、この場合、スキャン制御後に動作点の変更はない。 When the control unit 7 detects that the current operating points of the solar cells S1 to S4 have deviated from the maximum power point Xm11, as shown in FIG. 4B, a plurality of maximum points Xm21 and Xm22 are included in the output power characteristics. Judge that it occurred. And the control part 7 starts scan control, and when the operating point is changing to local maximum Xm22 vicinity, it returns an operating point to local maximum Xm21 vicinity. However, as shown in FIG. 4B, even when a plurality of local maximum points occur in the output power characteristics, the operating point may be shifted to the vicinity of the maximum power point Xm21. There is no change in operating point after control.

このように、制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の実際の各出力電力特性に基づいて、最大電力点Ｘｍ１１を推定し、ＭＰＰＴ制御時における太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の動作点が、最大電力点Ｘｍ１１近傍に制御されているか否かを判定する。したがって、制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性が、図３（ｂ）に示すように極大点が１点のみとなる出力電力特性、または図４（ｂ）に示す複数の極大点を有する出力電力特性であるかを、精度よく判定できる。すなわち、制御部７は、スキャン制御の開始タイミング（図３（ｂ）の出力電力特性から図４（ｂ）の出力電力特性に切り替わったタイミング）を精度よく設定できる。 Thus, the control unit 7 estimates the maximum power point Xm11 based on the actual output power characteristics of the solar cells S1 to S4, and the operating point for each of the solar cells S1 to S4 during the MPPT control is the maximum power. It is determined whether or not it is controlled in the vicinity of the point Xm11. Therefore, the control unit 7 is configured such that each output power characteristic of the solar cells S1 to S4 has only one maximum point as shown in FIG. 3B, or a plurality of output power characteristics shown in FIG. 4B. Whether the output power characteristic has a maximum point can be accurately determined. That is, the control unit 7 can accurately set the scan control start timing (timing when the output power characteristic in FIG. 3B is switched to the output power characteristic in FIG. 4B).

（実施形態４）
本実施形態は、実施形態２と同様に図９に示すパワーコンディショナＡ２を用いており、データベース８を備えるものである。なお、以下の説明では、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４を区別しない場合、太陽電池Ｓの符号を用いる。 (Embodiment 4)
This embodiment uses a power conditioner A2 shown in FIG. 9 as in the second embodiment, and includes a database 8. In addition, in the following description, when not distinguishing solar cell S1-S4, the code | symbol of solar cell S is used.

まず、制御部７は、スキャン制御の実行時に、太陽電池Ｓの動作点Ｘ１〜Ｘ１４（出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４）における出力電力を算出する（図５、図６参照）。そして、制御部７は、このスキャン制御の算出結果に基づく太陽電池Ｓの出力電力が所定値以上である場合、このスキャン制御の算出結果を用いて、太陽電池Ｓの出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成する。そして、制御部７は、この生成した出力電力特性データをデータベース８に格納する。すなわち、制御部７は、スキャン制御の実行時における出力電力が所定値以上である太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データのみをデータベース８に格納する。なお、出力電力が所定値以上であるとは、出力電力の平均値が所定値以上、または出力電力のピークが所定値以上であることを意味する。 First, the control unit 7 calculates the output power at the operating points X1 to X14 (output voltages V1 to V14) of the solar cell S when performing the scan control (see FIGS. 5 and 6). When the output power of the solar cell S based on the calculation result of the scan control is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 7 uses the scan control calculation result to relate the output power to the output voltage of the solar cell S. Is generated. Then, the control unit 7 stores the generated output power characteristic data in the database 8. That is, the control unit 7 stores in the database 8 only the output power characteristic data of the solar cells S1 to S4 whose output power at the time of executing the scan control is equal to or greater than a predetermined value. Note that the output power being equal to or greater than the predetermined value means that the average value of the output power is equal to or greater than the predetermined value, or the peak of the output power is equal to or greater than the predetermined value.

太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性は、日射量によって変動し、天候により大きく左右される。そこで、制御部７は、例えば日射量が多い晴天時のように、出力電力が所定値以上であるときに生成した各出力電力特性を用いて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理を行う。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理には、図３（ｂ）に示す１つの極大点Ｘｍ１１（最大電力点）のみを有する出力電力特性データが用いられる確率が高くなる。而して、制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の最大電力点Ｘｍ１１を推定できる。 Each output power characteristic of the solar cells S1 to S4 varies depending on the amount of solar radiation, and greatly depends on the weather. Then, the control part 7 uses each output power characteristic produced | generated when output power is more than predetermined value like the time of fine weather with many solar radiation, for example, each maximum power point estimation process of solar cell S1-S4 I do. Therefore, the probability that the output power characteristic data having only one maximum point Xm11 (maximum power point) shown in FIG. 3B is used for each maximum power point estimation process of the solar cells S1 to S4 is increased. Thus, the control unit 7 can estimate the maximum power point Xm11 for each of the solar cells S1 to S4.

（実施形態５）
本実施形態は、実施形態２と同様に図９に示すパワーコンディショナＡ２を用いており、データベース８を備えるものである。なお、以下の説明では、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４を区別しない場合、太陽電池Ｓの符号を用いる。 (Embodiment 5)
This embodiment uses a power conditioner A2 shown in FIG. 9 as in the second embodiment, and includes a database 8. In addition, in the following description, when not distinguishing solar cell S1-S4, the code | symbol of solar cell S is used.

まず、制御部７は、スキャン制御の実行時に、太陽電池Ｓの動作点Ｘ１〜Ｘ１４（出力電圧Ｖ１〜Ｖ１４）における出力電力を算出する（図５、図６参照）。そして、制御部７は、このスキャン制御の算出結果に基づく太陽電池Ｓの出力電力の極大点が、標準的な太陽電池Ｓの特性に近い範囲内に収まっている場合、このスキャン制御の算出結果を用いて、太陽電池Ｓの出力電圧に対する出力電力の関係を示す出力電力特性データを生成する。そして、制御部７は、この生成した出力電力特性データをデータベース８に格納する。すなわち、制御部７は、出力電力の極大点が標準特性に近い太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性データのみを、データベース８に格納する。 First, the control unit 7 calculates the output power at the operating points X1 to X14 (output voltages V1 to V14) of the solar cell S when performing the scan control (see FIGS. 5 and 6). And the control part 7 is the calculation result of this scan control, when the maximum point of the output power of the solar cell S based on the calculation result of this scan control is in the range close | similar to the characteristic of the standard solar cell S Is used to generate output power characteristic data indicating the relationship of the output power to the output voltage of the solar cell S. Then, the control unit 7 stores the generated output power characteristic data in the database 8. That is, the control unit 7 stores only the output power characteristic data of the solar cells S 1 to S 4 whose output power maximum points are close to the standard characteristics in the database 8.

太陽電池Ｓ１〜Ｓ４に局所的な影や汚れの影響が無い場合、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各出力電力特性は１つの極大点Ｘｍ１１のみを有する。この最大電力点Ｘｍ１１は、日射量変化によって、図１１の最大電力点Ｘｍ１１ａ〜Ｘｍ１１ｄのように、曲線Ｚに沿って推移する。図１１では、局所的な影や汚れ等の影響が無い場合、日射量が多い順に、最大電力点Ｘｍ１１ａ、Ｘｍ１１ｂ、Ｘｍ１１ｃ、Ｘｍ１１ｄとなる。なお、図１１では、最大電力点Ｘｍ１１を区別するため、Ｘｍ１１ａ，Ｘｍ１１ｂ，．．．の符号を付している。 When the solar cells S1 to S4 are not affected by local shadows or dirt, each output power characteristic of the solar cells S1 to S4 has only one maximum point Xm11. The maximum power point Xm11 changes along the curve Z as the maximum power points Xm11a to Xm11d in FIG. In FIG. 11, when there is no influence of a local shadow, dirt, etc., it becomes the maximum power points Xm11a, Xm11b, Xm11c, and Xm11d in descending order of the amount of solar radiation. In FIG. 11, in order to distinguish the maximum power point Xm11, Xm11a, Xm11b,. . . The code | symbol is attached | subjected.

また、太陽電池Ｓに局所的な影や汚れが生じた場合、図１１のように、太陽電池Ｓの出力電力特性は複数の極大点Ｘｍ２１（最大電力点），Ｘｍ２２を有し、極大点Ｘｍ２１，Ｘｍ２２はともに曲線Ｚから大きく外れている。 Further, when a local shadow or stain occurs in the solar cell S, the output power characteristic of the solar cell S has a plurality of maximum points Xm21 (maximum power point) and Xm22 as shown in FIG. 11, and the maximum point Xm21. , Xm22 are greatly deviated from the curve Z.

そこで、制御部７は、出力電力特性の極大点が曲線Ｚ（図１１参照）に沿った所定範囲Ｈ内に存在する出力電力特性のみを用いて、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理を行う。したがって、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４の各最大電力点推定処理には、図３（ｂ）に示す１つの極大点Ｘｍ１１（最大電力点）のみを有する出力電力特性データが用いられる確率が高くなる。而して、制御部７は、太陽電池Ｓ１〜Ｓ４毎の最大電力点Ｘｍ１１を推定できる。 Therefore, the control unit 7 estimates each maximum power point of the solar cells S1 to S4 using only the output power characteristic in which the maximum point of the output power characteristic exists within the predetermined range H along the curve Z (see FIG. 11). Process. Therefore, the probability that the output power characteristic data having only one maximum point Xm11 (maximum power point) shown in FIG. 3B is used for each maximum power point estimation process of the solar cells S1 to S4 is increased. Thus, the control unit 7 can estimate the maximum power point Xm11 for each of the solar cells S1 to S4.

また、実施形態３乃至５の各構成を適宜組み合わせてもよい。 Moreover, you may combine each structure of Embodiment 3 thru | or 5 suitably.

Ａ１パワーコンディショナ
Ｓ１〜Ｓ４太陽電池
１１〜１４直流電力入力部
２１〜２４昇圧回路（直流電圧変換部）
３インバータ回路（直流／交流変換部）
７制御部 A1 Power conditioner S1-S4 Solar cell 11-14 DC power input unit 21-24 Booster circuit (DC voltage conversion unit)
3 Inverter circuit (DC / AC converter)
7 Control unit

Claims

A plurality of DC power input units for connecting each of a plurality of solar cells;
A plurality of DC voltage conversion units for converting each output of the solar cell connected to each of the DC power input units into a predetermined DC voltage;
A DC / AC converter that converts DC power output from the plurality of DC voltage converters into AC power;
And a control unit for performing MPPT control on the output of the solar cell in each of the DC voltage converter,
Using power supplied from the solar cell as an operating power source,
The controller is
The output voltage of the solar cell is decreased or increased in a plurality of stages between a predetermined first voltage and a second voltage, and the output power of the solar cell at each of the output voltages is increased. The scan control to be calculated is performed for each DC voltage converter,
After the scan control, the each DC voltage converter, have rows the maximum power follow-up control the output power calculated is the highest the output voltage near at said scan control,
When the power supplied from the solar cell is less than a predetermined value by performing the scan control, execution of the scan control is prohibited .

The control unit starts the scan control when the state in which the output power of at least one of the solar cells is equal to or lower than a threshold value continues for a predetermined time or longer when performing the maximum power tracking control. The power conditioner according to claim 1.

The controller is
Each time unit divided into a predetermined period is assigned to each of the DC voltage converters, and the maximum power follow-up control for each DC voltage converter is performed in a time-sharing manner,
3. The scan control is performed for only one of the DC voltage converters within the predetermined period in the time unit assigned to the DC voltage converter . Inverter.

The controller is
By performing the scan control, output power characteristic data indicating the relationship of output power to the output voltage of the solar cell is generated for each solar cell, and the generated output power characteristic data is stored in a database.
The maximum power follow-up control is performed in the vicinity of the maximum power point for each of the solar cells determined based on the output power characteristic data stored in the database after a predetermined timing. 3. The power conditioner according to any one of the above.

The controller is
When the output variation of the solar cell before and after each of the scan control is within a predetermined range, the output power indicating the relationship of the output power to the output voltage of the solar cell using the calculation result of the scan control Generating characteristic data and storing the generated output power characteristic data in a database;
Based on the history of the output power characteristic data stored in the database, estimate the maximum power point for each solar cell,
5. The scan control is started when the maximum power follow-up control is performed and the operating point of the solar cell deviates from the vicinity of the estimated maximum power point . 6. The listed inverter.

The controller is
When the output power of the solar cell based on the respective calculation results of the scan control is equal to or greater than a predetermined value, the output indicating the relationship of the output power to the output voltage of the solar cell using the calculation result of the scan control Generating power characteristic data, and storing the generated output power characteristic data in a database;
Based on the history of the output power characteristic data stored in the database, estimate the maximum power point for each solar cell,
When performing the maximum power follow-up control, when the operating point of the solar cell is out of the maximum power point vicinity of the estimated, any one of claims 1 to 4, characterized in that initiating the scan control The listed inverter.

The controller is
When the maximum point of the output power of the solar cell based on the respective calculation results of the scan control is within a predetermined range, the output power with respect to the output voltage of the solar cell using the calculation result of the scan control Output power characteristic data indicating the relationship between the generated output power characteristic data and storing the generated output power characteristic data in a database,
Based on the history of the output power characteristic data stored in the database, estimate the maximum power point for each solar cell,
When performing the maximum power follow-up control, when the operating point of the solar cell is out of the maximum power point vicinity of the estimated, any one of claims 1 to 4, characterized in that initiating the scan control The listed inverter.