特開 2024-168756 指令値の決定方法、決定装置、および配電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168756

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】指令値の決定方法、決定装置、および配電システム

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/67 20060101AFI20241128BHJP

【ＦＩ】

G05F1/67 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085682

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】片元 優太

(72)【発明者】

【氏名】野本 斗生

【テーマコード（参考）】

5H420

【Ｆターム（参考）】

5H420BB03

5H420BB12

5H420BB14

5H420CC03

5H420DD02

5H420EB13

5H420FF03

5H420FF04

5H420FF05

5H420FF24

5H420GG01

5H420HJ01

(57)【要約】

【課題】最大電力点への制御の追従速度を向上させた指令値の決定方法を実現する。
【解決手段】指令値の決定方法は、指令値を減少させながら指令値を入力し、測定値の増加が連続した場合、次回入力する指令値を、測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第１工程と、対象指令値に対応するその時点の測定値と過去の測定値との差の絶対値が閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、測定値の増加が連続したときの最後の指令値よりも小さく決定する第２工程とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定方法であって、
前記指令値を減少させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返し、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第１工程と、
前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも小さく決定する第２工程とを含む、指令値の決定方法。

【請求項2】

太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定方法であって、
前記指令値を増加させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返し、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第３工程と、
前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも大きく決定する第４工程とを含む、指令値の決定方法。

【請求項3】

前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が、前記閾値よりも大きい場合、次回入力する指令値を継続して前記対象指令値に決定する第５工程と、
前記対象指令値を繰り返し前記指令値として入力し、当該対象指令値に対応する測定値と、前回入力した前記対象指令値に対応する測定値との差の絶対値が前記閾値以内となった場合に、その次に入力する指令値を、前記対象指令値から変動させた値に決定する第６工程とをさらに含む、請求項１または２に記載の指令値の決定方法。

【請求項4】

太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定装置であって、
前記指令値を減少させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す第１処理部と、
今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第２処理部と、
前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも小さく決定する第３処理部とを含む、決定装置。

【請求項5】

太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定装置であって、
前記指令値を増加させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す第４処理部と、
今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第５処理部と、
前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも大きく決定する第６処理部とを含む、決定装置。

【請求項6】

請求項４または５に記載の決定装置を含む配電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池の出力を制御する指令値の決定方法、決定装置、および当該決定装置を含む配電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、太陽光発電構造において、システムを最適な作業点で操作する最大電力点追従方法が開示されている。当該方法では、太陽エネルギーモジュールの発電電力が連続的にＮ回逓減する場合、入力電圧がポジティブな傾向からネガティブな傾向になり、又はネガティブな傾向からポジティブな傾向になるように、電力コンバータの電圧調整方向を変える。Ｎは２以上の正の整数である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１８１２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような従来技術では、電力の増加が連続した場合、実際に日射量が変化したか否かに関わらず、電圧調整方向を切り替える。このため、最大電力点への制御の追従速度が低下するという問題がある。

【0005】

本発明の一態様は、最大電力点への制御の追従速度を向上させた指令値の決定方法などを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る指令値の決定方法は、太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定方法であって、前記指令値を減少させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返し、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第１工程と、前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも小さく決定する第２工程とを含む。

【0007】

また、本発明の一態様に係る指令値の決定方法は、太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定方法であって、前記指令値を増加させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返し、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第３工程と、前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも大きく決定する第４工程とを含む。

【0008】

また、本発明の一態様に係る指令値の決定装置は、太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定装置であって、前記指令値を減少させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す第１処理部と、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第２処理部と、前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも小さく決定する第３処理部とを含む。

【0009】

また、本発明の一態様に係る指令値の決定装置は、太陽電池パネルに接続されたコンバータに指令値を複数回入力することで得られた、前記太陽電池パネルの出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する、指令値の決定装置であって、前記指令値を増加させながら前記指令値を入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す第４処理部と、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、次回入力する指令値を、前記測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する第５処理部と、前記対象指令値に対応するその時点の測定値と、前記対象指令値に対応する過去の測定値との差の絶対値が所定の閾値以内である場合に、その次に入力する指令値を、前記測定値が前回よりも大きい状態が所定回数連続したときの最後の指令値よりも大きく決定する第６処理部とを含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、最大電力点への制御の追従速度を向上させた指令値の決定方法などを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係る制御装置を備える配電システムの構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態１に係る制御装置による指令値の決定方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】第１決定処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】第２決定処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】実施形態１に係る制御装置による制御方法における、太陽電池パネルの出力電圧および出力電力の変動の一例を示すグラフである。

【図6】比較例の制御方法における、太陽電池パネルの出力電圧および出力電力の変動の一例を示すグラフである。

【図7】太陽電池パネルの出力電力および出力電圧の、時間に対する変動の一例を示すグラフである。

【図8】実施形態２に係る指令値の決定方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】実施形態２における第２決定処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】第３決定処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

【0013】

（配電システム）
図１は、実施形態１に係る制御装置を備える配電システム１００の構成を示すブロック図である。配電システム１００は、負荷２００に電力を供給する。図１に示すように、配電システム１００は、太陽電池パネル１０、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）－ＤＣコンバータ２０（コンバータ）、制御装置３０（決定装置）、電力計４０、および記憶装置５０を備える。

【0014】

太陽電池パネル１０は、日射量に応じて発電した電力をＤＣにより出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ２０は、太陽電池パネル１０から入力されるＤＣの電圧を変換して出力する。ただし、配電システム１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０の代わりに、例えば太陽電池用のパワーコンディショナーなど、他の電力系統との連系用インバータを備えていてもよい。また、太陽電池パネル１０は、図示しないブレーカーを介してＤＣ－ＤＣコンバータ２０に接続されていてもよい。

【0015】

制御装置３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に指令値を複数回入力することで得られた、太陽電池パネル１０の出力電力の複数の測定値に基づいて、新たな指令値を決定する。当該指令値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０のデューティ比を制御する指令値である。デューティ比が大きくなると、太陽電池パネル１０の出力電圧が小さくなる。デューティ比が小さくなると、太陽電池パネル１０の出力電圧が大きくなる。すなわち、制御装置３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０のデューティ比を介して、太陽電池パネル１０の出力電圧を制御する。

【0016】

太陽電池パネル１０の出力電力は、太陽電池パネル１０の出力電圧に応じて変動する。制御装置３０は、太陽電池パネル１０の出力電圧を制御することで、太陽電池パネル１０の出力電力を制御する。制御装置３０の具体的な構成については後述する。

【0017】

電力計４０は、太陽電池パネル１０の出力電力を測定し、測定値に応じた信号を制御装置３０へ出力する。以下の説明では、太陽電池パネル１０の出力電力の測定値について、単に測定値と称する場合がある。また、配電システム１００は、電力計４０の代わりに電流計および電圧計を備えていてもよい。その場合、電流計および電圧計が測定した出力電流および出力電圧に基づいて、制御装置３０が出力電力を算出すればよい。

【0018】

記憶装置５０は、制御装置３０における処理に必要な情報を記憶する。記憶装置５０は、例えば測定値を記憶する。ただし、記憶装置５０は、必ずしも配電システム１００に含まれていなくてもよい。その場合、制御装置３０は、処理に必要な情報を記憶した外部の記憶装置と通信可能に接続されていてよい。

【0019】

（制御装置）
上述したとおり、制御装置３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０のデューティ比を制御する指令値を決定して、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する。制御装置３０は、一定の間隔、例えば３秒間隔で指令値を決定し、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する。図１に示す例では、制御装置３０は、状態判定部３１、電力比較部３２（第１処理部、第４処理部）、および指令値決定部３３（第２処理部、第３処理部、第５処理部、第６処理部）を備える。

【0020】

状態判定部３１は、太陽電池パネル１０に対する日射量についての状態を判定する。状態判定部３１による判定の結果に応じて、電力比較部３２および指令値決定部３３による処理の内容が変化する。

【0021】

電力比較部３２は、今回の測定値を、過去の測定値と比較する。指令値決定部３３は、電力比較部３２による比較の結果に応じて、新たな指令値を決定する。具体的には、指令値決定部３３は、電力比較部３２による比較の結果に応じて、今回の指令値の値を増加または減少させることで、新たな指令値を決定する。ただし、指令値決定部３３は、今回の指令値の値を増加させるか減少させるかを決定するために、電力比較部３２による比較の結果の他、今回の指令値の値を決定する時に、前回の指令値の値を増加させて決定したか、減少させて決定したかも参照する。

【0022】

以下の説明では、指令値の値を決定するために、その前の指令値の値を変動させた方向を、変動方向と称する場合がある。例えば、今回の指令値の値を決定するために、前回の指令値の値を変動させた方向を、今回の変動方向と称する場合がある。

【0023】

実施形態１では、指令値決定部３３は、新たな指令値を、元の指令値に対して一定の幅ΔＶ（単位減少幅、単位増加幅）だけ減少または増加させた値に決定する。ただし、指令値決定部３３による指令値の決定方法はこれに限られない。

【0024】

電力比較部３２は、初期状態では、今回の測定値を、前回の測定値と比較する。この状態において、指令値決定部３３は、今回の測定値が前回の測定値よりも大きければ、今回の指令値の値を、今回の変動方向と同じ方向に変動させた値を、新たな指令値として決定する。指令値決定部３３は、今回の測定値が前回の測定値以下であれば、今回の指令値の値を、今回の変動方向とは逆の方向に変動させた値を、新たな指令値として決定する。

【0025】

ただし、指令値決定部３３は、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定の回数連続した場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に次回入力する指令値を、測定値が連続して増加した指令値のうちのひとつである対象指令値に決定する。この場合、新たな指令値の変動方向は、今回の指令値の変動方向とは逆方向となる。

【0026】

すなわち、電力比較部３２は、指令値を減少させながら指令値をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す。そして、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、指令値決定部３３は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に次回入力する指令値を、上述の対象指令値に決定する。

【0027】

また、電力比較部３２は、指令値を増加させながら指令値をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力するごとに、当該指令値に対応する測定値と、前回入力した指令値に対応する測定値との比較を、今回の測定値が前回の測定値以下にならない限り複数回繰り返す。そして、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、所定回数連続した場合、指令値決定部３３は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に次回入力する指令値を、上述の対象指令値に決定する。

【0028】

このとき、指令値決定部３３は、対象指令値を今回の指令値として新たな指令値を決定する処理において、電力比較部３２が今回の測定値と比較する過去の測定値を、対象指令値を過去にＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力した時の測定値に決定する。新たな指令値を決定する処理において、電力比較部３２は、対象指令値に対応する今回の測定値が、対象指令値に対応する過去の測定値と同じであるか判定する。ただし、この判定には、測定誤差および特性変化の許容量を考慮した不感帯が設けられる。すなわち、電力比較部３２は、対象指令値をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力した時間の違いに起因する、当該対象指令値に対応するその時点の測定値と過去の測定値との差の絶対値が、所定の閾値以内であるか判定する。

【0029】

対象指令値に対応するその時点の測定値と過去の測定値との差の絶対値が閾値以内でない場合、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じていると考えられる。この場合、指令値決定部３３は、今回の変動方向と同じ方向に対象指令値の値を変動させた値を新たな指令値に決定する。

【0030】

一方、対象指令値に対応するその時点の測定値と過去の測定値との差の絶対値が閾値以内である場合、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じていないと考えられる。この場合、指令値決定部３３は、今回の変動方向とは逆方向に、対象指令値を指令値に決定したときの指令値の変動幅よりも大きく変動させた値を新たな指令値に決定する。

【0031】

（具体例）
制御装置３０による、新たな指令値の決定方法の具体例を以下に説明する。以下の具体例では、今回の指令値の値をＶｒｅｆ（ｎ）とし、前回の指令値の値をＶｒｅｆ（ｎ－１）とし、新たな指令値の値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）とする。新たな指令値の値を決定するために今回の指令値の値を変動させる変動幅を、ΔＶとする。指令値を対象指令値とするまでの、出力電圧の増加についての所定の回数を、２回とする。対象指令値を、前回の指令値の値Ｖｒｅｆ（ｎ－１）とする。

【0032】

Ｖｒｅｆ（ｎ）は、前回の測定値と前々回の測定値との比較結果に応じて、Ｖｒｅｆ（ｎ－１）－ΔＶまたはＶｒｅｆ（ｎ－１）＋ΔＶのいずれかである。指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）を以下のように決定する。
・Ｖｒｅｆ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ－１）－ΔＶであり、かつ、Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する測定値が、Ｖｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値よりも大きければ、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）－ΔＶとする。
・Ｖｒｅｆ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ－１）－ΔＶであり、かつ、Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する測定値が、Ｖｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値以下であれば、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）＋ΔＶとする。
・Ｖｒｅｆ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ－１）＋ΔＶであり、かつ、Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する測定値が、Ｖｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値よりも大きければ、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）＋ΔＶとする。
・Ｖｒｅｆ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ－１）＋ΔＶであり、かつ、Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する測定値が、Ｖｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値以下であれば、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）－ΔＶとする。

【0033】

指令値決定部３３は、指令値を減少させながら指令値をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力して、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、２回連続した場合、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）＋ΔＶとする。さらに、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）に対応する測定値とＶｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値との差の絶対値が、所定の閾値以内である場合、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋２）をＶｒｅｆ（ｎ＋１）－ΔＶ×２に決定する。ただし、この場合において、指令値決定部３３は、必ずしもＶｒｅｆ（ｎ＋１）からの変動幅をΔＶ×２としなくてもよく、Ｖｒｅｆ（ｎ＋２）をＶｒｅｆ（ｎ）よりも小さく決定すればよい。このときのＶｒｅｆ（ｎ）は、測定値が前回よりも大きい状態が連続したときの最後の指令値と表現できる。換言すれば、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）をΔＶよりも大きく減少させた値をＶｒｅｆ（ｎ＋２）とすればよい。

【0034】

また、指令値決定部３３は、指令値を増加させながら指令値をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力して、今回の測定値が前回の測定値よりも大きい状態が、２回連続した場合、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）－ΔＶとする。さらに、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）に対応する測定値とＶｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値との差の絶対値が、所定の閾値以内である場合、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋２）をＶｒｅｆ（ｎ＋１）＋ΔＶ×２に決定する。ただし、この場合において、指令値決定部３３は、必ずしもＶｒｅｆ（ｎ＋１）からの変動幅をΔＶ×２としなくてもよく、Ｖｒｅｆ（ｎ＋２）をＶｒｅｆ（ｎ）よりも大きく決定すればよい。このときのＶｒｅｆ（ｎ）は、測定値が前回よりも小さい状態が連続したときの最後の指令値と表現できる。換言すれば、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）をΔＶよりも大きく増加させた値をＶｒｅｆ（ｎ＋２）とすればよい。

【0035】

これらの例における閾値は、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）に対応する測定値とＶｒｅｆ（ｎ－１）に対応する測定値との差についての不感帯を規定する。当該閾値は、出力電力の測定誤差、および、太陽電池パネル１０の温度変化等に起因する特性変化の許容量などを考慮して、制御装置３０の製造者により適宜設定されてよい。

【0036】

これにより、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化がない場合に、Ｖｒｅｆ（ｎ＋２）をＶｒｅｆ（ｎ＋１）からΔＶだけ変化させる場合、すなわちＶｒｅｆ（ｎ）と同じ値に決定する場合と比較して、太陽電池パネル１０の出力電力が大きくなる方向への指令値の変動が大きくなる。したがって、本実施形態に係る指令値の決定方法によれば、太陽電池パネル１０の出力電圧が最大電力点に到達するまでの、指令値の追従性が向上する。

【0037】

ただし、指令値決定部３３の動作は上記の具体例に限定されない。例えば、指令値決定部３３は、指令値を対象指令値とするまでの、出力電圧の増加についての所定の回数を、３回以上としてもよい。また、指令値決定部３３は、対象指令値を、前回よりも前にＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力した指令値としてもよい。例えば、指令値決定部３３は、対象指令値を、今回の２回前にＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力した指令値Ｖｒｅｆ（ｎ－２）としてもよい。

【0038】

（指令値の決定方法）
図２は、制御装置３０による指令値の決定方法の一例を示すフローチャートである。制御装置３０による新たな指令値Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）の決定方法の一例について以下に説明する。以下に説明する例では、制御装置３０は、太陽電池パネル１０に対する日射量についての状態を示す変数ｓｔａｔｅを参照する。また、制御装置３０は、今回の測定値が前回の測定値よりも連続して増加した回数を示す変数ｃｏｕｎｔを参照する。

【0039】

処理の開始時点では、制御装置３０は、今回の指令値Ｖｒｅｆ（ｎ）をＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力している状態である。また、太陽電池パネル１０は、Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する直流電力を出力している。

【0040】

制御装置３０による指令値の決定方法では、まず、状態判定部３１が、ｓｔａｔｅの値を判定する（Ｓ１）。ｓｔａｔｅの値が１である場合（Ｓ１でｓｔａｔｅ＝１）には、制御装置３０は、後述する第１決定処理を実行する（Ｓ２）。ｓｔａｔｅの値が１である状態は、太陽電池パネル１０に対する日射量に変動が生じていない状態である。ｓｔａｔｅの値が２である場合（Ｓ１でｓｔａｔｅ＝２）には、制御装置３０は、後述する第２決定処理を実行する（Ｓ３）。ｓｔａｔｅの値が２である状態は、太陽電池パネル１０に対する日射量に変動が生じている可能性がある状態である。第１決定処理または第２決定処理の実行後、制御装置３０は、新たな指令値を決定するために、ステップＳ１から処理を繰り返す。

【0041】

図３は、第１決定処理の一例を示すフローチャートである。第１決定処理において、電力比較部３２は、太陽電池パネル１０の、今回の測定値Ｐ（ｎ）を取得する（Ｓ２１）。ここでいう今回の測定値Ｐ（ｎ）は、今回の指令値Ｖｒｅｆ（ｎ）に対応する太陽電池パネル１０の出力電力の測定値である。電力比較部３２は、測定値Ｐ（ｎ）の取得と合わせて、Ｖｒｅｆ（ｎ）を決定した時の測定値Ｐ（ｎ）およびＰ（ｎ－１）を、順次Ｐ（ｎ－１）およびＰ（ｎ－２）に繰り下げる。さらに、電力比較部３２は、今回の測定値Ｐ（ｎ）が前回の測定値Ｐ（ｎ－１）よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２２）。

【0042】

Ｐ（ｎ）がＰ（ｎ－１）よりも大きい場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、指令値決定部３３は、ｃｏｕｎｔの値が２以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。ｃｏｕｎｔの値が２以上でない場合（Ｓ２３でＮＯ）、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値を今回の変動方向と同じ方向にΔＶ変動させた値を、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）の値に決定する（Ｓ２４）。その後、指令値決定部３３は、ｃｏｕｎｔの値を１増加させ（Ｓ２５）、第１決定処理を終了する。

【0043】

Ｐ（ｎ）が（ｎ－１）よりも大きく、かつ、ｃｏｕｎｔの値が２以上である場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、指令値決定部３３は、ｓｔａｔｅの値を２に変更する（Ｓ２６）。その後、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値を今回の変動方向とは逆方向にΔＶ変動させた値を、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）の値に決定する（Ｓ２７、第１工程、第３工程）。このときのＶｒｅｆ（ｎ＋１）の値が対象指令値である。また、値としてはＶｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ－１）である。その後、指令値決定部３３は、ｃｏｕｎｔの値を０にリセットし（Ｓ２８）、第１決定処理を終了する。Ｐ（ｎ）がＰ（ｎ－１）よりも大きくない場合（Ｓ２２でＮＯ）、指令値決定部３３は、上述したステップＳ２６をスキップしてステップＳ２７およびＳ２８の処理を実行してＶｒｅｆ（ｎ＋１）の値を決定し、第１決定処理を終了する。

【0044】

図４は、第２決定処理の一例を示すフローチャートである。第２決定処理が行われる場合、Ｖｒｅｆ（ｎ）およびＶｒｅｆ（ｎ－２）の値は対象指令値の値である。また、Ｐ（ｎ）は、対象指令値に対応する今回の測定値である。Ｐ（ｎ－２）は、対象指令値に対応する過去の測定値である。

【0045】

第２決定処理において、電力比較部３２は、Ｐ（ｎ）を取得する（Ｓ３１）。ステップＳ３１の内容は、上述したステップＳ２１の内容と同じである。さらに、電力比較部３２は、Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－２）との差の絶対値が閾値ｔｈ１以内であるか否かを判定する（Ｓ３２）。

【0046】

Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－２）との差の絶対値がｔｈ１以内でない場合（Ｓ３２でＮＯ）、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値を、今回の変動方向と同じ方向にΔＶ変動させた値を、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）に決定する（Ｓ３３）。Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－２）との差の絶対値がｔｈ１以内である場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値を、今回の変動方向とは逆方向にΔＶの２倍変動させた値を、Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）に決定する（Ｓ３４、第２工程、第４工程）。ステップＳ３３またはＳ３４の後、指令値決定部３３は、ｓｔａｔｅの値を１に変更し（Ｓ３５）、第２決定処理を終了する。

【0047】

（動作例）
図５は、制御装置３０による制御方法における、太陽電池パネル１０の出力電圧および出力電力の変動の一例を示すグラフである。図５において、横軸は太陽電池パネル１０の出力電圧を示し、縦軸は太陽電池パネル１０の出力電力を示す。図５に示す例では、太陽電池パネル１０に対する日射量の変動はないものとする。また、太陽電池パネル１０の出力電圧について、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４、かつ、Ｖ１－Ｖ２＝Ｖ２－Ｖ３＝Ｖ３－Ｖ４＝ΔＶであるものとする。さらに、太陽電池パネル１０の出力電圧の初期値をＶｏｃとする。Ｖｏｃは、いわゆる開放電圧である。また、縦軸におけるＰｍａｘは、太陽電池パネル１０の出力電力の最大値である。横軸におけるＶｐｍは、太陽電池パネル１０の出力電力がＰｍａｘとなる最大電力点である。

【0048】

制御装置３０は、太陽電池パネル１０の出力電力に基づいて上記のとおり指令値を決定することで、太陽電池パネル１０の出力電圧をＶ１からＶ２へ、さらにＶ２からＶ３へ変動させる。出力電圧がＶ３であるときの出力電力は、出力電圧がＶ２であるときの出力電力よりも大きいため、通常であれば、制御装置３０は、出力電圧をＶ４へ変動させるように指令値を決定する。しかし、図５に示す例では、出力電力が２回連続で増加している。このため、制御装置３０は、出力電圧をＶ２へ変動させるように指令値を決定する。このときの指令値が上述した対象指令値である。

【0049】

制御装置３０は、出力電圧をＶ２としたときの出力電力を、２回前に出力電圧をＶ２としたときの出力電力と比較する。図５に示す例では太陽電池パネル１０に対する日射量の変動がないため、出力電圧をＶ２としたときの出力電力は、２回前に出力電圧をＶ２としたときの出力電力に対して不感帯の範囲内となる。したがって、制御装置３０は、出力電圧をＶ２からΔＶの２倍変動させてＶ４とするように指令値を決定する。

【0050】

図６は、比較例の制御方法における、太陽電池パネル１０の出力電圧および出力電力の変動の一例を示すグラフである。比較例の制御方法では、制御装置３０は、上述したステップＳ３４において、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値をΔＶの２倍変動させた値ではなく、ΔＶだけ変動させた値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）に決定する。図６に示す例における条件は、図５に示した例における条件と同じである。

【0051】

図５に示した例と同様、比較例の制御方法においても、制御装置３０は、太陽電池パネル１０の出力電圧をＶ１，Ｖ２，Ｖ３，およびＶ２の順に変動させるように指令値を決定する。しかし、比較例の制御方法において、制御装置３０は、その次の指令値を、太陽電池パネル１０の出力電圧を再びＶ３とするように決定する。比較例の制御方法において、制御装置３０は、さらに次の指令値を、太陽電池パネル１０の出力電圧をＶ４とするように決定する。

【0052】

図７は、太陽電池パネル１０の出力電力および出力電圧の、時間に対する変動の一例を示すグラフである。図７において、符号７０１は、制御装置３０による指令値の決定方法における、時間に対する出力電力の変化を示すグラフである。符号７０２は、制御装置３０による指令値の決定方法における、時間に対する出力電圧の変化を示すグラフである。符号７０３は、比較例の指令値の決定方法における、時間に対する出力電力の変化を示すグラフである。符号７０４は、比較例の指令値の決定方法における、時間に対する出力電圧の変化を示すグラフである。

【0053】

符号７０１～７０４のいずれにおいても、横軸は時間を示す。符号７０１，７０３においては、縦軸は出力電力を示す。符号７０２，７０４においては、縦軸は出力電圧を示す。また、符号７０２，７０４においては、出力電圧の変動の見やすさを考慮し、縦軸で示される出力電圧は、縦軸と横軸との交点において、０よりも大きくなっている。

【0054】

図７において、ｔ１は、制御装置３０による指令値の決定方法によって出力電圧が最大電力点Ｖｐｍに到達するまでの時間である。また、ｔ２は、比較例の指令値の決定方法によって出力電圧が最大電力点Ｖｐｍに到達するまでの時間である。図７に示すように、ｔ１はｔ２よりも短い。すなわち、制御装置３０による指令値の決定方法によれば、比較例の指令値の決定方法と比較して、出力電圧が最大電力点Ｖｐｍに到達するまでの時間を短縮できる。

【0055】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0056】

実施形態２における指令値の決定方法は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に次回入力する指令値を対象指令値に決定した後、対象指令値に対応する今回の測定値と過去の測定値との差の絶対値が閾値以内でない場合に、実施形態１における指令値の決定方法と相違する。すなわち、実施形態２における指令値の決定方法は、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じている場合に、実施形態１における指令値の決定方法と相違する。

【0057】

実施形態２における指令値の決定方法では、指令値決定部３３は、対象指令値に対応する今回の測定値と過去の測定値との差の絶対値が閾値よりも大きい場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に次回入力する指令値を、再び対象指令値に決定する。この場合、電力比較部３２は、次回以降に新たな指令値を決定する処理において、対象指令値に対応する今回の測定値と前回の測定値とを比較する。具体的には、電力比較部３２は、対象指令値に対応する今回の測定値と前回の測定値との差の絶対値が閾値以内であるか否かを判定する。この閾値は、対象指令値に対応する今回の測定値と前回の測定値との差についての不感帯を規定する。当該閾値は、上述した、対象指令値に対応する今回の測定値と過去の測定値との差について最初に判定したときの閾値と同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0058】

対象指令値に対応する今回の測定値と前回の測定値との差の絶対値が閾値以内でない間は、太陽電池パネル１０に対する日射量の変化が継続していると考えられる。この間、指令値決定部３３は、対象指令値を新たな指令値として繰り返し決定し、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する。

【0059】

ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に今回入力した対象指令値に対応する測定値と前回入力した対象指令値に対応する測定値との差の絶対値が閾値以内となった場合、太陽電池パネル１０に対する日射量が変化しなくなったと考えられる。この場合、指令値決定部３３は、その次にＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する指令値を、対象指令値から変動させた値に決定する。その後は、制御装置３０は、実施形態１と同様に動作して指令値を決定する。

【0060】

通常、太陽電池パネル１０の出力電圧が最大電力点から遠ざかる方向に指令値の値が変動すると、太陽電池パネル１０の出力電力の測定値は減少する。しかし、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じている場合、例えば出力電圧が最大電力点から遠ざかる方向に指令値の値が変動しても、見かけ上の測定値が増加する場合がある。このような場合、出力電圧が最大電力点から遠ざかる方向に指令値が変動を継続し、出力電圧が最大電力点から大きく遠ざかる可能性がある。

【0061】

実施形態２に係る指令値の決定方法によれば、太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じている場合、当該日射量が変化しなくなるまでの間、制御装置３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する指令値を継続して対象指令値とする。これにより、太陽電池パネル１０に対する日射量の変化に起因して測定値の増減についての判定を誤り、出力電圧が最大電力点から遠ざかる可能性を低減できる。

【0062】

太陽電池パネル１０に対する日射量に変化が生じなくなったとき、指令値決定部３３は、その次にＤＣ－ＤＣコンバータ２０に入力する指令値を、対象指令値から増加した値としてもよく、減少した値としてもよい。例えば、指令値決定部３３は、指令値を継続して対象指令値とする直前の変動方向と同じ方向に対象指令値の値を変動させた値を、新たな指令値としてもよい。

【0063】

図８は、実施形態２に係る指令値の決定方法の一例を示すフローチャートである。実施形態２に係る指令値の決定方法では、状態判定部３１は、ｓｔａｔｅの値が１，２，３のいずれであるかを判定する（Ｓ１）。制御装置３０は、ｓｔａｔｅの値が１である場合（Ｓ１においてｓｔａｔｅ＝１）には、第１決定処理を実行する（Ｓ２）。制御装置３０は、ｓｔａｔｅの値が２である場合（Ｓ１においてｓｔａｔｅ＝２）には、第２決定処理を実行する（Ｓ３）。制御装置３０は、ｓｔａｔｅの値が３である場合（Ｓ１においてｓｔａｔｅ＝３）には、第３決定処理を実行する（Ｓ４）。ｓｔａｔｅの値が３である状態は、太陽電池パネル１０に対する日射量に変動が生じている可能性が高い状態である。第１決定処理については実施形態１と同じであるため、説明を省略する。

【0064】

図９は、実施形態２における第２決定処理の一例を示すフローチャートである。図９に示す例では、電力比較部３２による処理は、実施形態１における第２決定処理の一例と同様である。すなわち、実施形態２における第２決定処理においても、電力比較部３２は、今回の測定値Ｐ（ｎ）を取得し（Ｓ３１）、Ｐ（ｎ）と、Ｐ（ｎ－２）との差の絶対値がｔｈ１以内であるか否かを判定する（Ｓ３２）。

【0065】

実施形態２における第２決定処理では、Ｐ（ｎ）と、Ｐ（ｎ－２）との差の絶対値がｔｈ１以内でない場合（Ｓ３２でＮＯ）、指令値決定部３３は、ｓｔａｔｅの値を３に変更する（Ｓ３６）。さらに、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）の値に決定し（Ｓ３７、第５工程）、第２決定処理を終了する。

【0066】

Ｐ（ｎ）と、Ｐ（ｎ－２）との差の絶対値がｔｈ１以内である場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、指令値決定部３３は、ｓｔａｔｅの値を１に変更する（Ｓ３８）。さらに、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値を今回の変動方向とは逆方向にΔＶの２倍変動させた値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）に決定し（Ｓ３９）、第２決定処理を終了する。この場合におけるステップＳ３８，Ｓ３９の処理はそれぞれ、図４に示したステップＳ３５，Ｓ３４の処理と同じである。

【0067】

図１０は、第３決定処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示す例では、電力比較部３２は、太陽電池パネル１０の、今回の測定値Ｐ（ｎ）を取得する（Ｓ４１）。ステップＳ４１の内容は、上述したステップＳ２１の内容と同じである。次に、電力比較部３２は、Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－１）との差の絶対値が閾値ｔｈ２以内であるか否かを判定する（Ｓ４２）。

【0068】

Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－１）との差の絶対値がｔｈ２以内でない場合（Ｓ４２でＮＯ）、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）の値に決定する（Ｓ４５）。一方、Ｐ（ｎ）とＰ（ｎ－１）との差の絶対値がｔｈ２以内である場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、指令値決定部３３は、ｓｔａｔｅの値を１に変更する（Ｓ４３）。その後、指令値決定部３３は、Ｖｒｅｆ（ｎ）の値をΔＶ変動させた値をＶｒｅｆ（ｎ＋１）の値に決定する（Ｓ４４、第６工程）。ステップＳ４４またはＳ４５の後、指令値決定部３３は、第３決定処理を終了する。

【0069】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置３０（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0070】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0071】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0072】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0073】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0074】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0075】

３０ 制御装置（決定装置）
３２ 電力比較部（第１処理部、第４処理部）
３３ 指令値決定部（第２処理部、第３処理部、第５処理部、第６処理部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】