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インターリーブ制御を用いたパワーコンディショナ
の三相電力系統への連系
富山大学
背景
大学院理工学研究部（工学）講師飴井賢治
パワーコンディショナの構成
パワーコンディショナの寿命は太陽電池の約半分！
太陽光発電システムの寿命は、太陽電池パネルが約20年、
パワーコンディショナ（以下、パワコン）が約10年
→設置後10年でパワコンの交換が必要
◆従来のパワコンの構成
部分陰により発電電力が低下！
直列接続された太陽電池は、日射条件等の影響によりパネルご
との発電電力が不均一になり、全体の電流が制限される
→発電電力の低下
系統連系により直流電圧リプルが発生！
系統連系によって系統と電力の授受を行うと、直流リンクに電圧
リプルが発生
→平滑のための大容量の電解コンデンサが必要
◆提案するパワコンの構成
研究の目的と解決の手法
【目的】
電解コンデンサを使用しない回路で構成→長寿命化
太陽電池パネルを複数に分割し、個別に制御→発電電力アップ
電圧リプルの周波数成分を抑制する回路→平滑負担の軽減
【解決の手法】
昇圧回路の多回路化とインターリーブ制御の導入
→電解コンデンサレス化と発電電力低下の抑制
三相系統への連系と直列共振フィルタの挿入
→主要な電圧リプル成分の低減による電解コンデンサレス化
【特徴】
太陽電池パネルと昇圧チョッパ
を4分割し、インターリーブ制御
フィルムコンデンサで平滑
直列共振フィルタを挿入
シミュレーション結果
系統
電圧
まとめ、今後の展望
●本研究の成果
系統連系インバータの動作特性を検証
→正弦波電流、力率1制御、電圧リプルの主要成分を低減
コンデンサ容量を1/5まで低減
→電解コンデンサレス化＝20年以上の長寿命を実現
太陽電池＋チョッパ回路の4分割と非干渉制御
→太陽電池の電流特性に起因する発電電力低下を抑制
インターリーブ制御の効果を検証
出力
電流
直流
電圧
従来回路（Cdc=470F)
提案回路（Cdc=100F)
出力電流は電圧と同位相の正弦波（力率１）
コンデンサ容量を1/5まで低減しても同程度の特性
●今後の課題と展望
4回路チョッパの非干渉な最大電力追従制御
マイクロプロセッサ制御に適した電流制御法
単相電力系統への連系と電解コンデンサレス化
高効率、長寿命、低価格なパワーコンディショナの開発
地域社会や産業界での応用分野・活用方法
●応用分野
・太陽光発電だけでなく、小水力発電や風力発電にもパワーコンディショナは不可欠であり、幅広く応用可能
・長寿命、低消費電力、直流電圧の安定化・低リップル化、電流制御、力率１制御、電力の双方向変換等の技術を必要
とする分野
連絡先
富山大学リエゾンオフィス・ＴＬＯ
TEL：076-445-6392 FAX：076-445-6939 Email：[email protected]