太阳能发电系统的控制系统和控制方法_3

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号的状态下与带来功率抑制的电流控制值比较而进行取代的方法,而是能够采用将与电压控制值相应的功率与要抑制的功率值比较来更新控制值的方法来实现。
[0073][实施方式2]
[0074]使用图5?图8对本实施方式2的太阳能发电系统的控制系统和控制方法进行说明。以下主要说明与上述实施方式1的不同之处。
[0075]在本实施方式中,针对在功率抑制时也使MPPT控制有效的功率调节器的另一结构进行说明。图5是表示包含功率调节器的太阳能发电系统的结构之一例的框图,图6和图7是表示最大功率点追踪之一例的流程图(图5所示的功率控制部和MPPT的控制流程)。图8是表示依照这些流程的功率抑制时的最大功率点追踪控制之一例的时序图。
[0076]<系统结构>
[0077]在图5中,功率调节器2a包括逆变器21、计测部22、最大功率点追踪部(MPPT) 23a、功率控制部23b、自动电压调整部(AVR) 24和脉冲宽度调制信号生成部(PWM)25。与图1的不同之处在于,MPPT23a和功率控制部23b为各自独立的模块结构。
[0078]MPPT23a是基于由计测部22测得、经功率控制部23b获得的PV阵列1的功率(工作电压和输出电流值),计算PV阵列1的工作电压指令值的最大功率点追踪部。
[0079]功率控制部23b是以功率抑制信号、基于由计测部22测得的PV阵列1的功率而从MPPT23a输出的电压指令值为输入,从日出到日落包括低日照的情况在内始终基于最大功率点追踪状态下的电压指令输出进行控制的功率控制部。更具体而言,功率控制部23b具有在太阳能发电系统的功率被抑制时也通过MPPT设定太阳能电池阵列的工作电压的功能,和在将太阳能发电系统的控制电压保持为一定的情况下也通过MPPT设定太阳能电池阵列的工作电压的功能等。
[0080]另外,图5中采用了功率值经功率控制部23b提供给MPPT23a的结构,但并非必须采用该结构,也可以采用从计测部22直接输入到MPPT23a的结构。
[0081]<动作流程>
[0082]图6中,首先在步骤S201中通过MPPT设定电压指令值的电压初始值V。。并且,还设定电压更新幅度A IsignJ —+1) dign! ( —+1)。接着,在步骤S202中,通过计测部22获取V。下的功率计测值P。。然后在步骤S203中,作为电压指令值设定比V。大电压更新幅度 Δ V 的电压 V1 (V广 V o+sigr1XsigriiX Δ V)。
[0083]之后,在步骤S204的分支点,判断是否被实施功率抑制(功率抑制信号On),若没有实施功率抑制6204:“否”)则前进至步骤S205,通过MPPT进行功率指令值的设定。只要没有实施功率抑制,就反复进行这样的流程。
[0084]而在实施了功率抑制的情况下,在步骤S204 (“是”)中向步骤S206分支,依次执行步骤S206?S211。即,进行步骤S206 (获取Vi下的P (V J ( = )、步骤S207 (更新Plinut)。接着,进行步骤 S208(Plimit> P !?)、步骤 S209 (sign。一 sign n sign!— +1 X sign !)、步骤S210 (sign。— sign^sign^--1 X sign!)。之后进行步骤S211 (V!—V^sign。X sign! X Δ V、
P0— P l)。
[0085]这样,使电压指令值相对于前一个电压指令值按电压更新幅度AV单调递增或递减,功率计测值Pi在低于功率抑制值P linut前持续更新。其利用的是,PV阵列的电压一功率特性如图3所示具有凸出的形状,所以通过使电压指令值单调递增或递减,功率必然减小这一点。
[0086]图7表示图6的步骤S205所示的通过MPPT决定电压指令值的流程。在图7中,依次进行步骤 S2051 (获取的 P i)、步骤 S2052 (P!> P 0?)、步骤 S2053 (sign 0-sign ^
sigr^— +1 X sign j)、步骤 S2054 (sign。— sign n sign^--1 X sign j)、步骤 S2055 (V!— V
!+sign0X sigrijX Δ V、PQ— P ^。
[0087]〈时序图〉
[0088]图8是表示依照图6之流程的控制的时序图。在图8中,横轴为时间,纵轴为电压指令值、功率、signn sign。和功率抑制信号。图8中通过功率抑制信号的0N/0FF(有效/无效)来决定实施了功率抑制(0N)还是没有实施功率抑制(OFF)。
[0089]<实施方式2的效果>
[0090]如上所述,根据本实施方式的太阳能发电系统的控制系统和控制方法,通过使MPPT23a与功率控制部23b为各自独立的模块结构,作为与上述实施方式1不同的效果,能够获得如下效果。例如,在MPPT23a中可以无需考虑功率抑制,因此具有MPPT算法易于实现的优点。并且,根据功率抑制信号的0N/0FF来决定前往功率抑制处理的分支,所以能够缩短不需要功率抑制的情况下的处理时间。这样,在本实施方式的结构中,由于将功率抑制处理分离,所以作为功率抑制处理与上述实施方式1的结构相比更易于引入不同的功率抑制方法,例如不是发电功率的抑制,而是将应当抑制的功率用于蓄电池的充电等。
[0091][实施方式3]
[0092]使用图9?图13对本实施方式3的太阳能发电系统的控制系统和控制方法进行说明。以下主要说明与上述实施方式1和2的不同之处。
[0093]在本实施方式中,针对在功率抑制时也使MPPT有效的使用了图5的结构的不同控制例进行说明。控制流程表示在图9和图10中。与图6和图7所示的控制流程大致相同,但功率抑制信号为0N的情况下的控制存在不同。图6和图7所示的控制流程中,一边更新电压指令值一边计测功率值来决定电压指令值,但图9和图10中使用表取代了该过程。即,事先准备与太阳能发电系统的额定发电量相应的作为一览表的查找表(LUT)。在LUT中,根据功率抑制值相对于太阳能发电系统的最大发电功率的比例相应地记载了电压指令值。图11和图12表示一例。图13表示时序图。
[0094]〈动作流程〉
[0095]图9和图10是表不最大功率点追踪之一例的流程图。
[0096]图9中,首先在步骤S301中通过MPPT设定电压指令值的电压初始值V。、电压更新幅度A V、功率差阈值Λ P、sign (-+l)o接着,进行步骤S302 (获取V。下的P。)、步骤5303(ν!— V0+signX Δ V)。
[0097]之后,在步骤S304的分支点,判断是否被实施功率抑制(功率抑制信号On),若没有实施功率抑制6304:“否”)则前进至步骤S305,通过MPPT进行功率指令值的设定。只要没有实施功率抑制,就反复进行这样的流程。
[0098]而在实施了功率抑制的情况下,在步骤S304 (“是”)中向步骤S306分支,进行步骤S306 (更新 Plinut)、步骤 S307 (从 LUT 中获取与 Plinut/P_相应的 V LUT)、步骤 S308 (V广 V LUT)和步骤 S309 (获取的 P (V !) ( = P!)) ο
[0099]接着,在步骤S310的分支点,判断Plinilt_P^否为0以上ΔΡ以下(ΔΡ ^ Ρππ,^-Ρι^ 0 ?),在为0以上ΔΡ以下的情况下(S310 是”),前进至步骤S304,反复该流程直至不为0以上ΔΡ以下。
[0100]而若不为0以上ΔΡ以下(5310:“否”),则向步骤5311分支,进行步骤S311(P。一 Ρ!、ν广 Vi+signX Δ V)和步骤 S312 (获取 V!下的 Ρ (V !) ( = Ρ!))。
[0101]接着,在步骤S313的分支点,判断否大于P。^〉P。?),SPi较大6313:“是”)则进行步骤S314(sign —+lXsign),若P。较大6313:“否”)则进行步骤S315 (sign.?--1X sign)。
[0102]然后,进行步骤S316(P。一 PpV广VfsignX Δ V)和步骤S317 (获取Vi下的P (V J(=Pi))。接着,在步骤S318的分支点,判断Pn^-Pi是否为大于0且小于Δ P ( Δ P > P linit_Pi>0?),在为大于0且小于ΛΡ的情况下(3318:“是”),前进至步骤3304,若不为大于0且小于AP(S318 否”),则前进至步骤S313反复进行该流程。
[0103]图10表示图9的步骤S305所示的通过MPPT决定电压指令值的流程图。在图10中,依次进行步骤S3051 (获取VJ的P D、步骤33052的>P0?)、步骤 S3053(sign — +lXsign)、步骤 S3054(sign — — IX sign)和步骤S3055 (Vi— Vi+signX Δ V、Ρ。— Ρ ^。
[0104]〈太阳能发电系统的特性与查找表〉
[0105]图11是表示最大功率点追踪的工作电压设定方法中的查找表的生成方法之一例的图。图12是表示该生成的查找表之一例的图。
[0106]在图11中,横轴为电压,纵轴为功率抑制值Plinut/最大发电功率?_,90表示PV阵列的额定的电压一功率特性曲线(特性1),91表示日照降低的情况下的PV阵列的电压一功率特性曲线(特性2)。
[0107]对于图11中所示的特性1(90),令太阳能发电系统的最大发电功率?_为1,对于与?_相比为任意比例的每个功率根据太阳能发电系统的特性预先求取电压指令值。例如,在功率抑制值Plinut相对于P _为0.6 (P linut/P_= 0.6)的情况下,电压指令值为V他或V 6Ho将其按每个Plinut/P_归结在查找表(LUT)
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