逆变器的控制装置的利记博彩app

本发明涉及一种太阳能发电中使用的逆变器的控制装置。

背景技术：

一般而言，为了与电力系统进行并网，在太阳能发电系统中使用逆变器。逆变器将太阳能电池发电得到的直流电转换成与电力系统同步的交流电，并提供给电力系统。

例如，已公开了一种并网运行装置，在该并网运行装置中，为了防止输出电流逆流，对系统电压进行检测，并控制升压电路，使升压电压成为比检测到的系统电压高出预先决定电压值的合适升压电压，(例如，参照专利文献1)。

但是，在以使从太阳能电池输出的电力成为最大的方式对逆变器进行最大功率点跟踪控制(mppt，maximumpowerpointtracking)的情况下，直流电压的下限值被预先设定。因此，即使在运行中成为逆变器能以低于下限值的直流电压进行运行的状态，逆变器的控制装置也无法以低于预先设定的下限值的直流电压进行控制。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平11－122818号公报

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种扩大了以使从太阳能电池输出的电力成为最大的方式进行控制的范围的、逆变器的控制装置。

根据本发明的观点的逆变器的控制装置，是将由太阳能电池发电得到的电力转换成与电力系统并网的交流电的逆变器的控制装置，包括：系统电压检测单元，检测所述电力系统的系统电压；直流电压控制单元，在施加于所述逆变器的直流电压高于下限值时，以使从所述太阳能电池输出的电力成为最大的方式控制所述直流电压；下限值决定单元，在由所述系统电压检测单元检测到的所述系统电压低于预先决定的电压时，降低所述下限值；以及无功功率控制单元，基于由所述系统电压检测单元检测到的所述系统电压，控制从所述逆变器输出的无功功率。

附图说明

图1是示出适用了本发明的第一实施方式涉及的控制装置的太阳能发电系统的结构的结构图。

图2是示出第一实施方式涉及的太阳能电池的发电电力的特性的特性图。

图3是示出适用了本发明的第二实施方式涉及的控制装置的太阳能发电系统的结构的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是示出适用了本发明的第一实施方式涉及的控制装置2的太阳能发电系统10的结构的结构图。再有，在附图中的相同部分上标注相同符号并省略其详细说明，主要对不同部分进行叙述。

太阳能发电系统10包括：逆变器1、控制装置2、太阳能电池3、平滑电容器4、交流滤波器5、并网变压器6、电力系统7、直流电压检测器11、直流电流检测器12、交流电流检测器13、以及交流电压检测器14。

太阳能电池3是利用光(太阳光)进行发电的电池。太阳能电池3将发电得到的电力提供给逆变器1。太阳能电池3不经由斩波器(chopper)等升压电路而连接在逆变器1的直流侧。

逆变器1将由太阳能电池3提供的直流电转换成与电力系统7同步的三相交流电。逆变器1将转换后的交流电经由并网变压器6提供给电力系统7。逆变器1利用从控制装置2输出的栅极信号gt，用脉冲宽度调制(pwm，pulsewidthmodulation)进行功率转换控制。逆变器1例如是pcs(powerconditioningsystem：功率调节系统)。

平滑电容器4设置于逆变器1的直流侧(输入侧)。平滑电容器4对从太阳能电池3提供给逆变器1的直流电压进行平滑化。

交流滤波器5包括电抗器51和电容器52。交流滤波器5抑制从逆变器1输出的谐波。

直流电压检测器11是用于测量逆变器1的直流侧电压vdc(平滑电容器4的电压)的检测器。直流电压检测器11将检测到的直流电压vdc输出到控制装置2。

直流电流检测器12是用于对流到逆变器1的直流侧的电流idc进行测量的检测器。直流电流检测器12将检测到的直流电流idc输出到控制装置2。

交流电流检测器13是用于对逆变器1的交流侧(输出侧)的电流iiv进行测量的检测器。交流电流检测器13将检测到的交流电流iiv输出到控制装置2。

交流电压检测器14是用于测量电力系统7的系统电压vr的检测器。交流电压检测器14将检测到的系统电压vr输出到控制装置2。

控制装置2对从逆变器1输出的有功功率和无功功率进行控制。控制装置2包括：功率运算部21、直流电压下限值运算部22、mppt执行部23、直流电压控制部24、功率控制部25和pwm控制部26。

功率运算部21基于直流电压检测器11检测到的直流电压vdc和直流电流检测器12检测到的直流电流idc来运算直流功率pdc。功率运算部21将运算得到的直流功率pdc输出到mppt执行部23。

直流电压下限值运算部22基于交流电压检测器14检测到的系统电压vr，决定逆变器1的直流电压vdc的下限值vl。控制装置2在不低于所决定的下限值vl的范围内控制直流电压vdc。下限值vl成为相对于所检测到的系统电压vr而至少逆变器1的输出电流iiv不会逆流的值。再有，优选的是，除了输出电流iiv不会逆流的情况之外，将下限值vl决定为输出电流iiv的波形不失真的值。可以根据各谐波的重叠率等来判断是否是输出电流iiv的波形不失真的值。当系统电压vr下降时，下限值vl下降。若系统电压vr是预先设定的阈值(例如，额定电压)以上，则直流电压下限值运算部22将预先设定的值设定为下限值vl。若系统电压vr低于预先设定的阈值，则直流电压下限值运算部22基于系统电压vr运算下限值vl。直流电压下限值运算部22将预先设定的下限值vl或运算得到的下限值vl输出到mppt执行部23。

在此，对系统电压vr下降时运算直流电压vdc的下限值vl的理由进行说明。逆变器1可运行的直流电压vdc的下限值vl由逆变器1输出的交流电压决定。当系统电压vr下降时，逆变器1输出的无功功率形成电感性(inductive)。在从逆变器1输出电感性的无功功率的情况下，逆变器1的输出功率变低。从而，逆变器1的直流电压vdc的下限值vl也可以降低。

mppt执行部23基于功率运算部21运算得到的直流功率pdc、直流电压下限值运算部22运算得到的下限值vl、以及预先设定的上限值vh，将使直流电压增加或减少的电压增减信号vn输出到直流电压控制部24。mppt执行部23输出由最大功率点跟踪控制所决定的电压增减信号vn。

参照图2，对mppt执行部23所进行的直流电压vdc的控制进行说明。图2是示出本实施方式涉及的太阳能电池3的发电电力的特性的特性图。

在此，在图2的特性图中，最大功率点pmpp时的电压(最大功率点电压)vmpp处于下限值vl和上限值vh之间，但有时会根据太阳能电池3的发电状态而最大功率点电压vmpp不在下限值vl和上限值vh之间。

在直流电压vdc处于下限值vl和上限值vh之间时，mppt执行部23如下地进行跟踪图2所示的最大功率点电压vmpp的控制(最大功率点跟踪控制)。

首先，mppt执行部23测量当前的直流电压vdc下的直流功率pdc。

接着，mppt执行部23输出使直流电压vdc上升(或下降)预先决定的1阶梯量的电压的电压增减信号vn。在直流电压vdc上升后(或下降后)，mppt执行部23测量直流功率pdc。mppt执行部23对上一次测量到的直流功率pdc和当次重新测量到的直流功率pdc进行比较。

在比较的结果为当次重新测量到的直流功率pdc大的情况下，mppt执行部23输出与上一次相同的电压增减信号vn。即，若上一次的电压增减信号vn是使电压上升的信号，则当次也将电压增减信号vn作为使电压上升的信号进行输出。若上一次的电压增减信号vn是使电压下降的信号，则当次也将电压增减信号vn作为使电压下降的信号进行输出。另一方面，在当次重新测量到的直流功率pdc小的情况下，mppt执行部23输出与上一次相反的电压增减信号vn。

通过反复进行上述过程，mppt执行部23进行控制，以使得直流电压vdc始终处于最大功率点电压vmpp的附近。

当输出使电压下降的电压增减信号vn时，在直流电压vdc低于下限值vl的情况下，不论直流功率pdc的测量结果如何，mppt执行部23都输出使电压上升的电压增减信号vn。此外，当输出使电压上升的电压增减信号vn时，在直流电压vdc高于上限值vh的情况下，不论直流功率pdc的测量结果如何，mppt执行部23都输出使电压下降的电压增减信号vn。

直流电压控制部24中被输入有由直流电压检测器11检测到的直流电压vdc和由mppt执行部23决定的电压增减信号vn。直流电压控制部24基于直流电压vdc和电压增减信号vn，运算用于控制直流电压vdc的直流电压指令值vdcr。直流电压控制部24将运算得到的直流电压指令值vdcr输出到功率控制部25。

功率控制部25中被输入有由交流电流检测器13检测到的输出电流iiv、由交流电压检测器14检测到的电力系统7的系统电压vr、由功率运算部21运算得到的直流功率pdc、以及由直流电压控制部24运算得到的直流电压指令值vdcr。功率控制部25基于输出电流iiv、直流功率pdc以及直流电压指令值vdcr，运算用于对从逆变器1输出的有功功率进行控制的有功功率指令值。此外，功率控制部25基于系统电压vr，运算用于对从逆变器1输出的无功功率进行控制的无功功率指令值。功率控制部25基于运算得到的无功功率指令值和有功功率指令值，运算用于对从逆变器1输出的三相交流电压进行控制的电压指令值vivr。功率控制部25将运算得到的电压指令值vivr输出到pwm控制部26。

pwm控制部26中被输入有由功率控制部25运算得到的电压指令值vivr。pwm控制部26以使逆变器1的输出电压追随电压指令值vivr的方式生成用于驱动逆变器1的开关元件的栅极信号gt。pwm控制部26利用所生成的栅极信号gt，对逆变器1进行pwm控制。

根据本实施方式，由于在系统电压v进行了电压下降的情况下，执行mppt的直流电压vdc的范围的下限值vl降低，因此能够扩大执行mppt的范围。从而，在最大功率点电压vmpp低于下限值vl的情况下，下限值vl变低，由此能够提高从太阳能电池3输出的电力。

此外，通过基于系统电压vr来运算直流电压vdc的下限值vl，由此能够对应当前的系统电压vr来扩大mppt的执行范围。

(第二实施方式)

图3是示出适用了本发明的第二实施方式涉及的控制装置2a的太阳能发电系统10a的结构的结构图。

太阳能发电系统10a是在图1所示的第一实施方式涉及的太阳能发电系统10中将控制装置1替换为控制装置2a而成的。控制装置2a是在第一实施方式涉及的控制装置2中将直流电压下限值运算部22替代为直流电压下限值选择部22a而成的。其他的结构与第一实施方式相同。

直流电压下限值选择部22a基于交流电压检测器14检测到的系统电压vr，决定逆变器1的直流电压vdc的下限值vl。在直流电压下限值选择部22a中预先设定有对系统电压vr的每个等级相对应的下限值vl。例如，系统电压vr被分为额定电压以上的等级和不足额定电压且细分为多个电压范围的多个等级。直流电压下限值选择部22a判断检测到的系统电压vr属于哪个等级的电压范围。直流电压下限值选择部22a从预先设定的多个下限值vl中选择与所判断出的等级相对应的下限值vl。直流电压下限值选择部22a将选择出的下限值vl输出到mppt执行部23。除此以外，直流电压下限值选择部22a与第一实施方式涉及的直流电压下限值运算部22相同。

根据本实施方式，能够得到与第一实施方式同样的作用效果。

此外，通过构成为从预先设定的多个下限值vl中根据系统电压vr选择一个下限值vl，与第一实施方式相比能够减轻控制装置2a的运行中的运算负荷。

再有，在各实施方式中，控制装置2a为始终进行无功功率控制的构成，但也可以添加停止无功功率控制的功能。该情况下，第一实施方式涉及的直流电压下限值运算部22或者第二实施方式涉及的直流电压下限值选择部22a也可以将接收表示正在执行无功功率控制的信号作为条件来执行处理。

再有，本发明并不原样限定于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内对结构要素变形后，在实施阶段具体实施。此外，可以通过上述实施方式中公开的多个结构要素的适当组合来形成各种发明。例如，也可以从实施方式中示出的全部结构要素中删除几个结构要素。另外，也可以适当组合不同实施方式中的结构要素。