[发明专利]太阳光发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用电力变换装置对太阳光板的发电电力进行变换，得到希望的电力的太阳光发电系统，特别涉及一种通过控制与太阳光板连接的变换器来检测太阳光板的电力的最大点，使电力变换器（power condition，PCS）在检测出的最大电力点动作的太阳光发电系统。

背景技术

太阳光发电系统是通过电力变换器将太阳光板发出的电力变换为商用交流，在家庭内消费或反馈到商用系统的系统。

在图4中，实线是表示太阳光板的输出电压Vpv和输出电流Ipv的特性（以下称为“电压-电流特性”）的图表，虚线是表示太阳光板的输出电压Vpv和输出电力Ppv（以下称为“电压-电力特性”）的图表。

如在此所述那样，电压-电流特性是以下的非线性的特性，即在输出电压Vpv为0时输出电流Ipv为短路电流Isc，在输出电压Vpv为开路电压Voc时输出电流Ipv为0。另外，电压-电力特性具有在输出电压Vpv为Vpmax时输出电力Ppv为最大电力点Pmax的特性，将最大电力点Pmax时的输出电流Ipv设为Ipmax。

在此说明的电压-电流特性、电压-电力特性根据日照条件、温度条件而变化，因此，为了从太阳光板有效地取得电力，需要始终探索该最大电力点Pmax，控制与太阳光板连接的电力变换器，进行跟踪控制以使太阳光板的动作点成为最大电力点。

作为最大电力跟踪控制法的一般公知的方法，有登山法。该登山法是以下的方法，即细微地变更电力变换器的输入电压指令值，与之对应地判定太阳光板的发电电力增加还是减少。然后，依照该判定结果决定使下一个电压指令值细微增加变更还是细微减少变更的变更方向，重复进行指令值的细微变更。

或者有专利文献1所示的扫描法。该方法具有将电感器和开关元件与太阳光板的2个端子串联连接的电力变换电路，在检测最大电力点时，在使开关元件动作成为第一逻辑状态、即所谓的打开状态，使太阳光板的输出端子之间成为开路状态，并且使开关元件从该开路状态动作成为第二逻辑状态、即所谓的闭合状态，使太阳光板的输出端子之间成为短路状态的过程中检测电压和电流，检测作为它们的乘积即电力成为最大的点。在检测最大电力时，最初将电力变换电路的输入电流的电流指令值Iref0设为0，暂时将太阳光板的电压设为开路电压Voc。然后使电力变换电路的输入电压的指令值Vref0变化为用下式表示的值。

Vref0＝Voc-(Voc/to)·t      …(式1)

Vref0依照公式在时间to之间从Voc开始线性降低。表示出在电力变换电路中，利用PI控制进行反馈控制以使电力变换电路的输入电压即太阳光板电压成为Vref0，来驱动开关元件。

该方法能够检测出太阳光板的全部区域中的电流-电压特性，在由于部分遮荫而产生了双峰特性的情况下，也能够确实地检测出最大电力点而进行移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2012/025593A1

发明内容

发明要解决的问题

上述登山法在日照急剧变化的情况下响应性有可能变慢。另外，有可能无法应对在太阳光板发生部分遮荫的情况下产生的双峰特性。

另外，专利文献1所示的扫描法在检测最大电力点时通过基于PI控制的反馈控制来使太阳光板的电压即输入电压指令值变化。太阳光板在短路电流点近旁具有电压变化相对于电流变化（dV/di）大的特性，因此如果要减小扼流圈的值来降低体积和成本，则在短路电流点近旁，太阳光板的电压会因扼流圈脉动电流而有很大变动，有可能造成输入电压控制系统振荡而无法检测出正确的最大电力点。

另外，在扫描法中，在检测最大电力点时将Iref0设为0，由此移动到太阳光板的开路电压Voc点，来自电力变换电路的输出电力成为0。接着，随着改变Vref0，输出电力从0开始经过最大电力后再次减少，在Vref0成为0时电流成为短路电流Isc，输出电力成为0。在这样从系统联系逆变器侧看时，在检测最大电力时输出电压有很大变化，因此系统的电压变动等有可能对系统产生不良影响。

本发明的目的在于，提高太阳光发电系统的最大电力点跟踪方式的响应性。另外，即使在太阳光板产生部分遮荫的情况下，也正确地求出最大电力点。另外，尽量减小电力变换电路的扼流圈、输入滤波电容的电容来降低体积和成本。另外，抑制系统联系逆变器的急剧输出变动而谋求系统的稳定。

解决问题的技术方案