控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种控制装置，对太阳能电池的输出功率进行控制，使得在低太阳辐射时也尽可能输出与太阳辐射量相对应的最大功率。包括：功率运算部，该功率运算部在使太阳能电池的输出电压从开路电压逐渐变化到MPPT控制的下限值为止的扫描模式下，运算太阳能电池的输出功率；峰值电压保持部，该峰值电压保持部对运算出的输出功率的最大值所对应的太阳能电池的峰值电压进行保持；以及模式切换部，该模式切换部在使太阳能电池的输出电压从开路电压变化到MPPT控制的下限值时运算出的输出功率的最大值低于MPPT控制的开始水平时，使对于太阳能电池的功率控制模式从扫描模式切换到全局峰值模式，该全局峰值模式将太阳能电池的输出电压控制在所保持的峰值电压。

control device

The present invention provides a control device for controlling the output power of a solar cell so as to output the maximum power corresponding to the solar radiation as much as possible at low solar radiation. Including: power operation Department, the Department of power operation in the scanning mode so that the output voltage of solar cells from the open circuit voltage gradually changes to limit the MPPT control values under the output power of solar cell operation; peak voltage holding section, the maximum peak voltage of solar cells corresponding to the preservation of the peak voltage to maintain output power the Ministry of transport is calculated; and the mode switch, the power output mode switch in output voltage of the solar cell from the open circuit voltage change to the lower limit of MPPT control value calculated the maximum value is lower than the MPPT control start level, to make solar power control mode from scanning mode switching to the global the peak mode, the global peak mode will control the output voltage of solar battery when the peak voltage is maintained.

【技术实现步骤摘要】
控制装置
本专利技术主要涉及控制装置，尤其涉及包括将从太阳能电池输出的直流电转换为交流电的AC(AlternatingCurrent：交流电)逆变器的太阳能功率调节器(PCS：PowerConditioningSystem)用的控制装置。
技术介绍
太阳电池所能输出的功率根据照射于太阳能电池的太阳辐射量、太阳能电池的温度(面板温度)而变化。为此，太阳能电力调节器对太阳能电池的输出功率进行控制，以根据上述太阳能辐射量、温度的变化尽可能地输出最大功率。关于太阳能电池的输出功率的控制方法例如有MPPT(MaximumPowerPointTracking：最大功率点跟踪)控制。在MPPT控制中，使太阳能电池的输出电压与输出电流的组合、即太阳能电池的工作点追随太阳能电池的发电功率达到最大的最大功率点(最佳工作点)。此外，作为实现MPPT控制的具体算法，例如有爬山算法。爬山算法重复进行下述处理。即，测定太阳能电池的输出电压和输出电流，根据测定到的输出电压和输出电流运算太阳能电池的输出功率。然后，将本次运算出的输出功率与上一次运算出的输出功率进行比较，根据比较结果控制太阳能电池的输出电压，以使太阳能电池的工作点接近最大功率点。另外，作为关联技术，已知有日本专利第3732943号说明书以及日本专利第5291896号说明书所记载的技术。日本专利第3732943号说明书示出了例如下述技术。即，太阳能发电装置包括太阳能电池、功率转换单元、设定单元、控制单元以及再设定单元。功率转换单元将从太阳能电池输出的直流电转换为交流电。设定单元在功率转换单元即将起动前，根据太阳能电池的输出电压和对应太阳能电池的种类而预先设定的常数来求出设想最佳工作电压以及控制电压范围。设定单元将求出的设想最佳工作电压、控制电压范围以及固定电压设定为太阳能电池的设想最佳工作电压、控制电压范围以及固定电压。控制单元具有第一模式和第二模式。在第一模式中，控制单元将设想最佳工作电压作为太阳能电池的输出电压目标值来起动功率转换单元，然后在控制电压范围内从太阳能电池输出的直流功率变大的方向上，使太阳能电池的输出电压以规定的电压变化幅度阶梯性地变化。在第二模式中，控制单元在从太阳能电池输出的直流功率小于规定功率的情况下，将太阳能电池的输出电压设为固定电压。再设定单元在太阳能电池的输出功率不稳定的情况下，使所设定的太阳能电池的设想最佳工作电压以及控制电压范围的至少一方增加规定值。此外，日本专利第5291896号说明书示出了例如下述技术。即，太阳能发电用电力调节器包括获取单元、决定单元以及调整单元。获取单元获取从低电流状态到低电压状态的太阳能电池的电流-电压特性。决定单元将由获取单元获取到的电流-电压特性中功率达到最大时的电压决定为电压目标值。调整单元将太阳能电池的电压调整为由决定单元所决定的电压目标值。获取单元的特征在于，以1分钟以上3小时以下的时间间隔获取电流-电压特性。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在低太阳辐射时，太阳能电池的发电功率的峰值不明显，因此在MPPT控制中，可能未将太阳能电池的工作点控制在最佳工作点，导致太阳能电池的发电效率降低。本专利技术所要解决的技术问题之一在于提供一种控制装置，其控制太阳能电池的输出功率，使得在低太阳辐射下也尽可能输出与太阳辐射量相对应的最大功率。解决技术问题所采用的技术方案一个实施方式的控制装置包括功率运算部、峰值电压保持部以及模式切换部。功率运算部在扫描模式(SweepMode)下运算太阳能电池的输出功率。扫描模式是使太阳能电池的输出电压从开路电压逐渐变化到MPPT(MaximumPowerPointTracking)控制的下限值为止的、针对太阳能电池的功率控制模式。峰值电压保持部对运算出的输出功率的最大值所对应的太阳能电池的峰值电压进行保持。模式切换部在使太阳能电池的输出电压从开路电压变化到MPPT控制的下限值为止时运算出的输出功率的最大值低于MPPT控制的开始水平的情况下，使对于太阳能电池的功率控制模式从扫描模式切换到全局峰值模式(GlobalPeakMode)。全局峰值模式是将太阳能电池的输出电压控制在所保持的峰值电压的针对太阳能电池的功率控制模式。专利技术效果根据一个实施方式所涉及的控制装置，能对太阳能电池的输出功率进行控制，从而在低太阳辐射下也尽可能输出与太阳辐射量相对应的最大功率。附图说明图1是表示实施方式所涉及的控制装置以及包括该控制装置的太阳能发电系统的构成例的图。图2是表示实施方式所涉及的控制装置所执行的功率控制中的状态变化的一例的图。图3是实施方式所涉及的控制装置所执行的功率控制中的第一例的时序图。图4是实施方式所涉及的控制装置所执行的功率控制中的第二例的时序图。图5是实施方式所涉及的控制装置所执行的功率控制中的第三例的时序图。具体实施方式下面，参照附图对用于实施专利技术的方式进行详细说明。图1是表示实施方式所涉及的控制装置以及包括该控制装置的太阳能发电系统的构成例的图。如图1所示，太阳能发电系统1包括太阳能电力调节器10以及太阳能电池20。太阳能电力调节器10包括控制装置11、AC(AlternatingCurrent)逆变器12、第一电感器13、电容器14以及第二电感器15。此外，太阳能电力调节器10还包括第一电压传感器16、第二电压传感器17、第一电流传感器18以及第二电流传感器19。控制装置11是实施方式所涉及的控制装置的一个构成例。太阳能电池20与AC逆变器12相连，将从太阳能电池20输出的直流电转换为交流电。从AC逆变器12输出的交流电经由第一电感器13、电容器14以及第二电感器15输出到功率系统30。第一电感器13、电容器14以及第二电感器15构成LCL滤波器。LCL滤波器是将输出到功率系统30的交流电流所包含的高次谐波电流去除的噪音去除滤波器的一个例子。控制装置11对来自太阳能电池20的输出功率进行控制，来尽可能地从太阳能电池20输出最大功率。具体而言，控制装置11对来自AC逆变器12的输出电流进行控制，使得来自太阳能电池20的输出电压与目标电压一致。在以下说明中，为方便起见，将来自太阳能电池20的输出功率、输出电压以及输出电流分别记作输出功率PPV、输出电压VPV以及输出电流IPV。控制装置11包括模式切换部111、功率运算部112、电压扫描部113、峰值电压保持部114、MPPT控制部115以及目标电压切换部116。此外，控制装置11还包括有效电流控制部117、无效电流控制部118、电流指令运算部119以及PWM(PulseWidthModulation：脉宽调制)运算部121。控制装置11的各部分例如可以通过CPU(CentralProcessingUnit：中央处理单元)等处理器、FPGA(FieldProgrammableGateArray：现场可编程门阵列)以及PLD(ProgrammableLogicDevice：可编程逻辑器件)这样的硬件来实现。或者，控制装置11的各部分也可以通过例如由计算机执行的程序这样的软件来实现。模式切换部111与功率运算部112、电压扫描部113、峰值电压保持部114、MPPT控制部115、以及目标电压切换部116协同，来对经由AC逆变器12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，其特征在于，包括：功率运算部，该功率运算部在使太阳能电池的输出电压从开路电压逐渐变化到最大功率点跟踪控制的下限值为止的扫描模式下，运算所述太阳能电池的输出功率；峰值电压保持部，该峰值电压保持部对运算出的所述输出功率的最大值所对应的所述太阳能电池的峰值电压进行保持；以及模式切换部，该模式切换部在使所述太阳能电池的输出电压从所述开路电压变化到所述最大功率点跟踪控制的所述下限值时运算出的所述输出功率的所述最大值低于所述最大功率点跟踪控制的开始水平的情况下，使对于所述太阳能电池的功率控制模式从所述扫描模式切换到全局峰值模式，该全局峰值模式将所述太阳能电池的输出电压控制在所保持的所述峰值电压。

【技术特征摘要】
2015.12.25 JP 2015-2544941.一种控制装置，其特征在于，包括：功率运算部，该功率运算部在使太阳能电池的输出电压从开路电压逐渐变化到最大功率点跟踪控制的下限值为止的扫描模式下，运算所述太阳能电池的输出功率；峰值电压保持部，该峰值电压保持部对运算出的所述输出功率的最大值所对应的所述太阳能电池的峰值电压进行保持；以及模式切换部，该模式切换部在使所述太阳能电池的输出电压从所述开路电压变化到所述最大功率点跟踪控制的所述下限值时运算出的所述输出功率的所述最大值低于所述最大功率点跟踪控制的开始水平的情况下，使对于所述太阳能电池的功率控制模式从所述扫描模式切换到全局峰值模式，该全局峰值模式将所述太阳能电池的输出电压控制在所保持的所述峰值电压。2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，在使所述太阳能电池的输出电压从所述开路电压变化到所述最大功率点跟踪控制的所述下限值的期间运算出的所述输出功率的所述最大值达到所述最大功率点跟踪控制的开始水平以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井干介，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP